23.02.04
Producción de Crudos Pesados con Tecnología de Bombeo Multifásico
Inglotech Colombia, S.A.SIng. Patricia Núñez Tucker
Expo Oil & Gas Colombia 2010
23.02.04
Situación actual
Objetivo de la tecnología de bombeo multifásico
Beneficios del bombeo multifásico
Inicio del bombeo multifásico en Venezuela
Aplicaciones en el desarrollo de campos de crudos pesados yextra pesados
Conclusiones
Agenda
23.02.04
Ante el crecimiento del consumo energético a nivel mundial, laproducción y el transporte de petróleo y de gas siguen siendo unanecesidad como fuente de energía más importante del planeta.
Las empresas productoras de petróleo requieren utilizar tecnología depunta con la finalidad de mejorar los costos de producción y utilizarprocesos que permitan minimizar el impacto ambiental.
La mayoría de las reservas de petróleo, hoy en día aún sin explotar, seencuentran en áreas remotas de difícil acceso con limitaciones para laconstrucción de infraestructura e instalaciones de tratamiento.
Producción de Petróleo y Gas
Situación Actual....
23.02.04
El agotamiento de los crudos de fácil producción y los altos costosoperacionales, han hecho que las empresas productoras tambiénreconsideren los campos maduros y marginales, los cuales son propiciosa ser reactivados u optimizados para aumentar su recobro yproductividad.
Los nuevos desarrollos necesitan de tecnologías capaces de transportarla producción directa de los pozos hacia facilidades centralizadas detratamiento ubicadas a largas distancias, sin afectación ambientalconsiderable.
Producción de Petróleo y Gas
Situación Actual....
23.02.04
La tecnología del bombeo multifásico hace posible el traslado dela producción petrolera hacia facilidades de tratamientocentralizadas, minimizando la afectación de área y las emisiones alambiente, permitiendo la explotación de yacimientos alejados yde difícil acceso.
Producción de Petróleo y Gas
23.02.04
Bombeo Multifásico - Objetivo
Bombear fluidos inestables (mezcla de petróleo, gasnatural, agua de formación y arena) sin separación previapor un oleoducto hacia el centro principal de tratamientode fluidos.
Bombeo Multifásico
23.02.04
1. Menor costo de inversión
2. Menor afectación ambiental
3. Aumento de producción
Beneficios Principales
Bombeo Multifásico
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De Varias Estaciones...Disminución de costos de inversión
Bombeo Multifásico - Beneficios
Bombas de Transferencia
Facilidad Central de Tratam
iento
Pozos
Separador de Prueba
Separadores de alta y baja presión
Compresor
Crudo y agua Tanque de almacenamiento
Hacia facilidades de tratamiento de gas
Mechurio o venteo
Venteo
A una Estación Principal
Bomba Multifásica
Pozos
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Convivencia con el medio ambiente
Menor Impacto Ambiental – No Hay Quema ni Venteos
Bombeo Multifásico - Beneficios
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Afectación de área aprox. 30 a 60% menor que el sistema convencional.
Pozos & BCP
Múltiple
VFD BCP
BMFMMF
Menor Impacto ambiental - Menor Afectación de Área
Bombeo Multifásico - Beneficios
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Envolvente de operación
Bombeo multifásico
Caudal
Pres
ión
Curva del sistema
Producción Pozo
pout
pin
Producción Óptima
Incremento producc.
WH Press.
Decrease
Producción Actual
pact
2
Aumento de la producción
Bombeo Multifásico - Beneficios
1
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- PDVSA PDVSA Diferentes aplicaciones en los estados Anzoátegui, Diferentes aplicaciones en los estados Anzoátegui, Barinas, Monagas y en otros estadosBarinas, Monagas y en otros estados
-- Asociaciones Mixtas de la Faja del Orinoco:Asociaciones Mixtas de la Faja del Orinoco:PDVSA PDVSA CABRUTICA (PETROZUATA): 120 MBPDCABRUTICA (PETROZUATA): 120 MBPDPDVSA PETROCEDEÑO: 190 MBPDPDVSA PETROCEDEÑO: 190 MBPDPDVSA PETROPIAR: 190 MBPDPDVSA PETROPIAR: 190 MBPD
Experiencia Tecnología Multifásica Bornemann en Venezuela
Bombeo Multifásico - Aplicaciones
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En 1994, la primera bomba MW8.5 fue instalada por PDVSA en AREM-I, Campo Arecuna para el manejo de crudo pesado proveniente de pozos, con las siguientes condiciones de operación:
Capacidad: 53.400 BEPDViscosidad: 550 cStFGV: 88.3 %Presión de succión: 30 lpcPresión de descarga: 595 lpcVelocidad: 1.785 rpmPotencia: 633 HP
Pozos probatorios descargan directamente a la BMF. Para ese momento no se utilizó el arreglo de pozos en macollas.
Comienzo del bombeo multifásico en Venezuela
Bombeo Multifásico - Aplicaciones
23.02.04Fuente: PDVSA
Esquema de Operación Esquema de Operación –– Bombas en paraleloBombas en paralelo
Comienzo del bombeo multifásico en Venezuela
Bombeo Multifásico - Aplicaciones
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PDVSA PETROCEDEÑO
PDVSA CABRUTICA
PDVSA PETROPIAR
PDVSA DIST. MORICHAL
PTO
JOSE
KM 52
Desarrollo de Campos en la Faja del Orinoco AplicacionesAplicaciones
Bombeo Multifásico - Aplicaciones
23.02.04
Muchos campos y/o pozos estaban ubicados en áreas lejanas a las facilidades de producción o de difícil acceso y sin ningún tipo de infraestructura existente
Necesidad de rebombeo para transportar la producción (crudo+gas+agua) hacia las facilidades de tratamiento
Crudo de la Faja Petrolífera del Orinoco:Gravedad 8° - 12° API
Alto riesgo por desconocimiento en cuanto a tipo de yacimiento, esquema de desarrollo y bajos precios del petróleo
Se requería de una tecnología flexible de avanzada para expansión futura y bajos costos, puesto que se trataba de contratos de desarrollo y producción por un período de 35 años
Desarrollo de Campos en la FajaAntecedentes – Contexto Histórico
Bombeo Multifásico - Aplicaciones
23.02.04
Agua asociada al crudo pesado y en la mayoría de los casos con contenido de partículas o sedimentos en suspensión
Se evaluaron varias opciones de producción y desarrollo:
- Producción en caliente – Inyección de vapor
- Producción en frío con dilución a 16-17°API – Estaciones de flujo tradicionales
- Producción en frío con dilución a 16-17°API – Utilización de tecnología multifásica
Bombeo Multifásico - Aplicaciones
Desarrollo de Campos en la FajaAntecedentes – Contexto Histórico
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En 1997 Petrozuata desarrolló con BMF el primer campo a nivel mundial rompiendo estándares internacionales y prácticas tradicionales.
LM-25Cabrutica Bridge
Atascosa Bridge
.
20” Diluent & 36” Blend Pipelines
LM-21**
*
**
**
1 Aug
1 July
HI-22
FG-19 HI-19FG-19
GH-25MPP
FG-19BC-14 DF-14
DF-17
JK-14
JK-20
JK-17
LM-14
FG-19FG-22
KL-28
KL-32
NO-18
NO-21
NO-24
NO-27
IJ-33
CC
A
A
A
AAA
A
A
B
B
B
B
C
C
C
LM-17
LM-19
LM-23
LM-21
.
***
Estación Principal
Estaciones BMF
Macollas
PETROZUATA - 17 BMF MW9.5zk-50Un esquema recomendado para nuevas áreas a ser desarrolladas, en el cual es posible agrupar los pozos en macollas.
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Selección de bombas de tornillo debido a la alta viscosidad del crudo y posible contenido de arena
Tecnología de bombeo multifásico - Diseño patentado Bornemann. Las bombas multifásicas fueron suministradas en su mayoría en sistemas integrados como unidades paquetizadas
Con el tiempo se implementaron mejoras y recomendaciones…
Velocidades moderadas y pasos mas grandes para asegurar que las cámaras de la bomba sean llenadas minimizando el ruido y la vibración
Tornillos y camisas con recubrimiento – materiales endurecidos
Velocidades moderadas en aplicaciones con alto contenido de sólidos en presencia de grandes volúmenes de gas
Bombeo Multifásico - Aplicaciones
Desarrollo de Campos en la FajaConsideraciones Generales
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Entre 2000 y el 2001 PETROCEDEÑO y PETROPIAR inician sus operaciones con la utilización de estaciones multifásicas.
Crudo Extra PesadoFGV 92 %Visc.: 400 a 1105 cstP succión 120 lpcmP descarga 400 lpcmCapacidad 150 MBEPDVelocidad 1800 rpmPotencia 1500 HP
PETROCEDEÑO, Modelo MW 8.5zk - 67, 2000
Crudo Extra PesadoFGV 82 %Visc.: 335 a 1368 cstp succión 90 lpcmp descarga 600 lpcmCapacidad 80 MBEPDVelocidad 1800 rpmPotencia 950 HP
PETROPIAR , Modelo MW 9.3zk - 90, 2001
Bombeo Multifásico - Aplicaciones
Desarrollo de Campos en la Faja
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Macolla 7
ESQUEMAESQUEMAPETROZUATA PETROZUATA -- PETROCEDEÑOPETROCEDEÑO
(diluido a 16 API a (diluido a 16 API a cabezal/fondo de pozo)cabezal/fondo de pozo)
Macolla 3Macolla 3Sin BMF
Macolla 2Sin BMF
Macolla 5Sin BMF Estación
Principal
Macolla 4Sin BMF
Otras Macollas
Otras Macollas
BMF
Macolla 1
BMF
Macolla 6
BMF
Troncales principales
Esquema de Operación – Bombas en serie
Bombeo Multifásico - Aplicaciones
Desarrollo de Campos en la Faja
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Estación Principal
Macolla 1 Macolla 1 Sin BMFSin BMF
Macolla 2Macolla 2Sin BMFSin BMF
Estación de Rebombeo
ESQUEMA ESQUEMA
PETRO PIARPETRO PIAR
(diluido a 16 API a (diluido a 16 API a cabezal de pozo)cabezal de pozo)
Macolla 3Macolla 3Sin BMFSin BMF
Otras Macollas
Otras Macollas
Troncales principales
Esquema de Operación – Bombas en paralelo y en serie
Bombeo Multifásico - Aplicaciones
Desarrollo de Campos en la Faja
23.02.04
PETROPIAR
La estación de bombeo recibe producción multifásica de diferentes macollas.
Hoy en día PETROPIAR tiene 25 unidades de Bombeo Multifásico en campo y adicionalmente se tienen 3 unidades nuevas por instalar.
• 20 Bombas Instaladas MW9.3• 3 Bombas de repuesto en almacén• Capacidad: 250 MBPD diluido• Producción: 190 MBPD pesado• RGP: 325
Esquema de Operación
Bombeo Multifásico - Aplicaciones
Desarrollo de Campos en la Faja
23.02.04
• Edificio de Potencia integrado por:- VFD – Transferencia Sincronizada- CCM – Centro de Control de Motores
• Sistema de Control y Automatización
• Estación deBombeo Multifásico
En el 2004 PDVSA construye la estación multifasica inteligente MELEM-1, Campo Melones, Edo. Anzoátegui. Se logró un 20% de aumento en la producción.
Campos de producción petrolera existentes
Bombeo Multifásico - Aplicaciones
23.02.04
Entre el 2004 y 2005 PETROPIAR optimiza la operación de su estación de transferencia de crudo en el Centro Operativo Bare (COB) con la construcción de una estación nueva conformada por bombas multifasicas. Se reemplazan bombas de doble tornillo para bombeo de líquido por bombas multifasicas.
Transferencia de Crudo
Crudo Extra PesadoFGV 15 %Visc.: 32 a 1200 cstP succión 3 lpcmP descarga 600 lpcmCapacidad 97 MBEDVelocidad 1.200 rpmPotencia 1.500 HP
Conjunto Sencillo Bomba-Motor
PETROPIAR , 5 Bombas Modelo MW 10.6zk-66, 2005
Bombeo Multifásico - Aplicaciones
23.02.04
Reducción de la eficiencia volumetrica – Menor volumen bombeado
Problemas de vibración y ruido
Fallas frecuentes de sellos mecánicos por sobrecalentamiento ante la presencia de gas
Fallas frecuentes de rodamientos por vibraciones en el sistema
Posible ruptura de ejes como consecuencia de las vibraciones en el sistema
Posibles fracturas en la carcasa de la bomba igualmente como consecuencia de las vibraciones en el sistema
Transferencia de CrudoSituaciones Típicas - Presencia de Gas
Baja Disponibilidad y Altos Costos de Mantenimiento!!
Bombeo Multifásico - Aplicaciones
23.02.04
1. PDVSA4 bombas MW8.5/9.5 en Arecuna- Anzoátegui (1994)8 bombas MW8.5/9.5 en Bare – Anzoátegui (1995)5 bomba MW8.5 en Morichal – Monagas (1997)3 bombas MW8.5 en Bare – Anzoátegui (1997)1 bomba MW8.5 en Oritupano – Anzoátegui (1996)1 bomba MW7.3 en Barinas (1997)4 bombas MW9.3 en Melones Anzoátegui (2002)1 bomba MW7.3 en Barinas (2009)Total adquiridas: 27 bombas
2. PETROZUATA - Faja del Orinoco (1997) …130.000BPDTotal adquiridas: 18 bombas
3. PETROCEDEÑO – Faja del Orinoco (2000)…190.000BPDTotal adquiridas: 8 bombas
4. PETROPIAR – Faja del Orinoco (2001)…190.000BPDTotal adquiridas: 34 bombas
Aproximadamente 25% de la producción
Venezolana se maneja con Tecnología Multifásica
Experiencia del Bombeo Multifasico en VenezuelaResultadosResultados
Bombeo Multifásico - Resultados
23.02.04
La tecnología de bombeo multifásico Bornemann ha sido exitosamente probada en Venezuela y en el mundo en aplicaciones de crudo pesado y extra pesado. Hoy en día existen más de 80 Bombas Bornemann instaladas en Venezuela.
La gran cantidad de sistemas instalados en la Faja del Orinoco ha permitido estandarizar el sistema de bombeo y transferencia de producción en los campos operativos así como el crecimiento estructurado.
La utilización de tecnología multifásica ha permitido el desarrollo y producción de campos alejados y de difícil acceso en Venezuela y otros países, minimizando el impacto ambiental causado por el desarrollo.
La tecnología ha permitido la optimización de facilidades y aumento de producción en campos productores existentes
De acuerdo a nuestros clientes, la tecnología multifásica ofrece mayor flexibilidad operacional, alta disponibilidad y fácil mantenimiento
La evolución continua y resolución de problemas entre Usuario-Proveedor ha permitido mejorar la tecnología y las prácticas operacionales
CONCLUSIONES
Bombeo Multifásico - Resultados