Balance de Materiales

Descripción del equipo del BES Una unidad típica de bombeo electro centrífugo sumergido está constituida en el fondo del pozo por los componentes: motor eléctrico, protector, sección de entrada, bomba electro centrífuga y cable conductor. Las partes superficiales son: cabezal, cable superficial. Tablero de control, transformador. Se incluyen todos los accesorios necesarios para asegurar una buena operación, como son: separador de gas, flejes para cable, extensión de la mufa, válvula de drene. Válvula de contrapresión, centradores, sensor de presión y temperatura de fondo, dispositivos electrónicos para control del motor, caja de unión, y controlador de velocidad variable. La integración de los componentes es indispensable, ya que cada uno ejecuta una función esencial en el sistema para obtener las condiciones de operación deseadas que permitan impulsar a la superficie el gasto requerido. Ventajas · Los costos de levantamiento para grandes volúmenes son bajos. · Usado tanto en pozos ver...

Un pozo candidato a producir artificialmente con bombeo electro centrífugo sumergido, debe reunir características que no afecten su funcionamiento como las altas relaciones gas-aceite, las altas temperaturas, la presencia de arena en los fluidos producidos y medio ambiente de operación agresivo, que son factores con influencias indeseables sobre la eficiencia del aparejo. Entre las características únicas del sistema están su capacidad de producir volúmenes considerables de fluido desde grandes profundidades, bajo una amplia variedad de condiciones del pozo y particularmente se distingue por que, su unidad de impulso o motor está directamente acoplada con la bomba en el fondo del pozo. El aparejo de bombeo eléctrico trabaja sobre un amplio rango de profundidades y gastos. Su aplicación es particularmente exitosa cuando las condiciones son propicias para producir altos volúmenes de líquidos con bajas relaciones gas-aceite. El sistema opera sin empacador. Sumergido en el fluido del pozo y...

El Bombeo Electro sumergible (BES), es un sistema de levantamiento artificial, que se basa en la utilización de bombas de subsuelo de tipo centrífuga de múltiples etapas ubicadas en el fondo del pozo la cual es accionada por motores eléctricos. El bombeo electro centrífugo sumergido ha probado ser un sistema artificial de producción eficiente y económico. En la actualidad ha cobrado mayor importancia debido a la variedad de casos industriales en los que es ampliamente aceptado. La técnica para diseñar las instalaciones de bombeo electro sumergible consiste en: seleccionar una bomba que cumpla los requerimientos de la producción deseada, de asegurar el incremento de presión para levantar los fluidos, desde el pozo hasta la estación, y escoger un motor capaz de mantener la capacidad de levantamiento y la eficiencia del bombeo. El BES se aplica para desplazar volúmenes de crudo con una alta eficiencia y economía, en pozos profundos y en yacimientos potencialmente rentables o con grandes p...

Ventajas de la Mecha Mecánica con Laser Mayor tasa de penetración. Menor desgaste de la mecha, por lo tanto mayor prolongación de la vida útil de la mecha. Reducción de la cantidad de viajes de entrada y salida del hoyo. Aplicación satisfactoria en todos los tipos de operaciones de perforación (Horizontal, Vertical y Direccional) El mismo aparato de producción del laser puede ser reusado para perforar un cierto número de pozos. El uso de láseres para la perforación fue un campo donde no muchos se aventuraron, esto sucedió porque la mayoría de las personas discrepaban y tenían puntos de vistas contradictorios hacia la perforación a laser basado en estudios limitados de laboratorio y experimentos llevados a cabo hace 30 años, cuando los láseres estaban en su infancia. Los láseres usados en esos periodos tenían muy poco poder, eran difíciles de enfocar, incapaces de transmitir poder sobre largas distancias, no eran portátiles y eran muy inseguros. Sin embargo con la llegada del desarrollo...

Tipos de Láseres Diferentes tipos de láseres están disponibles y son clasificados según las bases de las fuentes de producción como son: Láseres de Gas, Láseres de Tinta, Láseres de Vapor de Metales, Láseres de Estado Sólido, Láseres Semi Conductores, Láseres Libres de Electrones, Láseres con Bomba Nuclear. Sin embargo en este momento solo unos pocos láseres han sido considerados, únicamente una lista corta de estos está disponible para perforación de rocas. Estos incluyen: Laser de Fluoruro de Deuterio (FD) y Laser de Fluoruro de Hidrógeno (FH) Laser Libre de Electrones. Laser Químico de Oxigeno - Iodo. Laser de Dióxido de Carbono. Laser de Monóxido de Carbono. Laser de Neodimio: Itrio Aluminio Granate (Nd:YAG) Laser excímero de Fluoruro de Kriptonita (KrF) Laser Químico de Avanzada Mid-Infrare (MIRACL) Laser de Diodo Directo. El principal problema encontrado en el escenario actual que impide la venta comercial de los láseres para perforación, es el tamaño de los láseres de alta poten...

LASER básicamente es un anacrónico para Ampliación de Luz por Emisión Estimulada de Radiación (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation). El laser es fundamentalmente un dispositivo el cual convierte la energía en una forma de haces radioactivos electromagnéticos (fotones). Estos fotones son principalmente producidos debido a la regresión de los átomos a su más bajo estado de energía después de su excitación a los más altos niveles. Cuando esto sucede un fotón es liberado. Está alta energía conforme con la luz radioactiva pueden ser enfocadas para formar un haz potente de alta intensidad, el cual puede ser empleado para fragmentar la roca, fundirla o evaporarla, dependiendo de la potencia de entrada, del tipo de laser, del ajuste focal y de las características de interacción del laser con el tipo de roca particular presente. Los otros parámetros del laser incluyen: el método de descarga (pulsado o continúo), la longitud de onda, el tiempo de exposición, la amplitud del p...

CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES DE LOS YACIMIENTOS Permeabilidad Las observaciones y estudios de campo y laboratorio por los interesados en las características y propiedades de las rocas y la producción de fluidos (gas/petróleo/agua) facilitaron la explicación de la importancia de la permeabilidad en la explotación de yacimientos de hidrocarburos. La base para la apreciación del flujo en medios porosos la dio el médico francés Jean L.M. Poiseuille (1869) mediante sus experimentos de flujo a través de tubos capilares, concernientes a las ramificaciones finales milimétricas de arterias y venas en el sistema circulatorio sanguíneo humano. Esos experimentos permitieron postular la Ley de Poiseuille que reza: "La velocidad del flujo de un líquido a través de un tubo capilar varía directamente respecto a la presión y al diámetro del tubo a la cuarta potencia e indirectamente a la longitud del tubo y al coeficiente de la viscosidad del fluido". Al tratarse de muestras de roca se debe ...

Caracteristicas y Propiedades de los Yacimientos Saturación La observación y medición de la cantidad de fluidos en especímenes o núcleos de las rocas sedimentarias condujo al concepto fundamental del porcentaje de saturación, cifra imprescindible empleada en los cálculos correspondientes a los respectivos volúmenes de gas y/o petróleo o agua en el yacimiento. Fig. Núcleo extraídos de un estrato petrolífero que muestra la impreganación de petróleo contenida en sus poros. Desde las primeras observaciones científicas y tecnológicas sobre el petróleo, mucho antes del pozo de Drake, se mostró inquietud por conocer su origen, el hábitat, eL comportamiento y la cantidad existente en el subsuelo, modo de extraerlo y su utilización y valor comercial. Parker Davies Trask escribió sobre el origen y la formación del petróleo. Sus investigaciones del contenido de material orgánico en las lutitas las resumió en el siguiente ejemplo numérico. Si una lutita contiene 2% de materia orgánica y 5% de esa ...

CARACTERISRICAS Y PROPIEDADES DE LOS YACIMIENTOS Los estudios sobre la situación estructural del pozo de Drake los hizo el profesor canadiense Henry D. Rogers en 1860. Al año siguiente, 1861, otro canadiense, T. Sterry Hunt presentó abundantes consideraciones y conceptos sobre la Teoría Anticlinal, la cual aclaró razones para ubicar los pozos en posiciones altas del subsuelo. Fig.1-1. Anticlinal: 1) Acuífero. 2) Contacto agua/petróleo. 3) Pozos terminados. 4) Pozo productor de agua. (El Pozo Ilustrado,p,58) POROSIDAD Alexander Mitchell contribuyo con la apreciación fundamental de la porosidad o capacidad de almacenamiento de las rocas, parámetros esencial en los cálculos de los volúmenes de gas y/o petróleo en sitio. Esta apreciación de la porosidad de las arenas y areniscas desvirtuó la idea original de que el petróleo del pozo de Drake se obtenía de una corriente libre subterránea como si fuese un río. La demostración práctica y matemática del concepto es muy sencilla y elegante. S...

BARRENAS DE PERFORACIÓN DE BORDES CORTANTES Los principales diseños de barrena usados actualmente en la industria son: Barrenas de conos giratorios Estas barrenas evolucionaron de las barrenas de cuchillas giratorias, esta formada esencialmente por conos de metal que giran en forma independiente de la rotación de la barrena, cada cono posee bordes cortantes que actúan como cinceles o palas sobre los estratos. Barrenas de cortador fijo Estas son descendientes de las barrenas de arrastre con cuchillas de acero, no cuentan con partes móviles y se basan en el uso de cuchillas. Estas pueden ser de diamante natural, diamante sintético, hibridas y de compuesto policristalino de diamante (PDC), VÁLVULA PARA ABANDONO DE TALADROS DURANTE HURACANES Esta es una válvula de seguridad, que permite que hasta un millón de libras de sarta de perforación cuelguen de ella, dándoles a los operadores mecanismos seguros, eficientes y de bajo precio para asegurar el taladro y evacuar personal cuando la amenaz...

TECNOLOGÍA AVANZADA EN EL MANEJO DE RESIDUOS DE PERFORACIÓN Esta tecnología consiste en la inyección de los recortes de perforación nuevamente en los estratos terrestre. Los recortes son tratados en superficie y se separan de los fluidos de perforación, posteriormente estos se separan formando una lechada (liquido) que se inyecta a través de pozos inyectores. Esta tecnología debe de ser bien analizada de manera que la zona donde se inyecte posea una roca sello y asi evitar que los recortes se desplacen o migren a la superficie ocasionando asi daños ambientales. NUEVO FLUIDO DE PERFORACIÓN INOCUO CON EL MEDIO AMBIENTE Este sistema consiste en un lodo a base de agua, de alto desempeño, diseñado específicamente para mejorar las operaciones de perforación en ambientes de baja salinidad. Esta tecnología de fluidos de perforación es de vanguardia ya que no causa ninguna contaminación con el medio ambiente. UN NUEVO GIRO A LA PERFORACIÓN ROTARIA DIRECCIONAL Esta tecnología consiste en la colo...

INNOVACIONES EN TECNOLOGIA LWD Y MWD. La herramienta LWD (Logging While Drilling- Registros durante la perforación), se utiliza para registrar el pozo mientras se esta perforando, de este modo, se obtiene información a tiempo real. Esta herramienta, relativamente nueva, la cual inicio su comercialización en la década de los ochenta, ha incrementado su utilización alrededor del mundo con mucho éxito a tal grado que su uso es cada día más común, haciendo posible la optimización de la perforación en diversos aspectos. Las primeras herramientas MWD fueron desarrolladas a comienzos de la década de 1970 para medir las propiedades relacionadas con la perforación, tales como la inclinación y el azimut, que son esenciales en las operaciones de perforación direccional. Importantes mediciones adicionales, tales como el esfuerzo de torsión, el peso sobre la barrena (WOB, por sus siglas en inglés) y la temperatura, permiten a los perforadores y a los ingenieros de perforación vigilar rutinariamente...

Factores que afectan los cálculos La Ecuación Generalizada de Balance de Materiales (EBM) es una herramienta muy útil de la ingeniería de yacimientos. En general, se aplica en los siguientes casos: • Determinación del volumen de petróleo y/o gas originalmente en sitio (N y/o Gi) • Cálculo del influjo acumulado de agua (We) • Predicción de la presión del yacimiento para diferentes volúmenes de producción acumulada ( Np) La aplicación de la ecuación en los dos primeros casos tiene un importantísimo significado técnico y económico porque permite estimar el volumen inicial de la totalidad de los hidrocarburos presentes, además de aportar información fundamental para programar el desarrollo y la explotación de las reservas descubiertas, específicamente: • Planificación racional del tiempo requerido para la explotación económica de las reservas probadas. • Selección del método de levantamiento artificial que pueda requerirse y el momento más apropiado para iniciarlo. • Selección del tipo y c...

DAÑO DE FORMACIÓN DURANTE EL WF POR INYECCIÓN DE BACTERIAS En muchos yacimientos con inyección de agua (WF) se controla la población bacteriana como parte de una especificación (3 botellas o su equivalente 100 a 1000 bact/ml es una expresión diaria entre quienes se dedican al tema). Siendo conservadores, podemos decir que en un circuito "controlado" inyectamos 10e9 bacterias por m3 Este trabajo trata sobre las consecuencias potenciales de inyectar bacterias al reservorio, efecto que denominaremos daño a la formación por bacterias (DFB): Este mecanismo particular de daño de los pozos inyectores, en opinión de los autores esta escasamente tratado en la industria local. Formalmente, el análisis del problema en el mundo comienza en los ´60 y se desarrolla a partir de los ´80 aunque la raíz del problema ya fue observado unos 350 años atrás (1). La Existencia de Bacterias en los Reservorios Los reservorios son los únicos componentes del circuito de inyección de agua que no pueden c...

Aplicación de las Redes Neuronales al estudio de Yacimientos de Petróleo En este trabajo se presenta el desarrollo de una herramienta software (GERENE), para generar y entrenar redes neuronales, con el …n de aplicarla a la solución de algunos problemas comunes encontrados en la industria del petróleo. Esta herramienta se desarrolló teniendo en cuenta que en ingeniería se presentan problemas de gran complejidad, los cuales requieren de un manejo matemático dispendioso y que en muchos casos no se obtienen los mejores resultados, usando los métodos tradicionales. Además se ha demostrado, algunas veces, que la aplicación de nuevas tecnologías permite optimizar los procesos industriales. La herramienta desarrollada GERENE, fue utilizada en dos aplicaciones de la ingeniería de yacimientos. En la primera aplicación se utilizó la herramienta como una solución alternativa al cálculo del comportamiento de los índices de desplazamiento, (índice de desplazamiento por depleción, IDD; índice de desp...

MALLAS DE RECUPERACIÓN SECUNDARIA OPTIMIZACIÓN DEL DISEÑO POR SIMULACIÓN EN LÍNEAS DE FLUJO Como es bien sabido el Diseño de las Mallas de Recuperación Secundaria utilizando los métodos Clásicos de la Ingeniería de Reservorios no permite considerar las heterogeneidades de los reservorios, con sus efectos variados sobre el comportamiento productivo. Se producen, sin que el Diseño lo haya previsto, severas canalizaciones de agua o falta de respuesta en petróleo, etc., que condicionan la aplicación del proceso de Recuperación Secundaria. Se reconoce que se deben utilizar Modelos que reflejen esas heterogeneidades empleando Simulación Numérica, sin embargo se ha considerado históricamente que los esfuerzos requeridos para su implementación eran muy grandes. Sin duda esta apreciación continúa siendo válida si se considera la Simulación por Diferencias Finitas. En cambio la Simulación en Líneas de Flujo realiza esta tarea con esfuerzos notablemente menores e integrando de una manera conceptu...

Exploración: Las técnicas y los conocimientos aplicados a la exploración de hidrocarburos van dirigidas a precisar si las características geológicas de las rocas brindan posibilidades de acumulación de hidrocarburos en volúmenes aptos para la comercialización, es ahí cuando los estudios de geología de superficie consolidado por estudios gravimétricos, sísmicos, magnéticos, en escala local o regional; forman parte en la búsqueda de yacimientos aptos para su explotación. Perforación: En el acto de perforación de un yacimiento gasífero se utiliza la misma metodología aplicada para un yacimiento petrolífero, el cual consiste en penetrar las capas terrestre, utilizando un conjunto de tuberías donde está integrada la mecha que se va disminuyendo de diámetro a medida que cambian los estratos y aumenta la profundidad de perforación, su respectivo portamechas, tuberías de circulación de fluidos de perforación el cual ayuda a extraer el ripio del fondo del hoyo, lubrica la tubería, baja la tem...

Origen del gas El origen geológico del gas se separa en dos grandes grupos principales: la teoría orgánica y la no orgánica o inorgánica. La teoría inorgánica explica el origen de los hidrocarburos debido a la combinación de elementos químicos como el carbono y el hidrógeno sometidos a altas temperaturas y presiones, ubicados en capas muy profundas de la tierra. Otra teoría no orgánica es la propuesta por el astrofísico norteamericano Thomas Gold según él, el gas fue creado cuando el carbón transportado a la tierra por meteoritos, depositó bastante hidrogeno en la atmósfera originando la formación de hidrocarburos los cuales se calentaron produciendo metano. Según la teoría Orgánica el petróleo y el gas natural se han formado por la transformación de la materia orgánica vegetal y animal, cuya estructura molecular ha sufrido alteraciones por efecto de altas temperaturas, acción de bacterias y microorganismos, altas presiones en el subsuelo y otros agentes a lo largo de m...

¿Qué es el gas natural? El gas natural es el término más usado en la industria, es una mezcla de hidrocarburos y pequeñas cantidades de compuestos no hidrocarburos en fase gaseosa o en solución con el petróleo crudo existente en reservorios naturales subterráneos vinculados al petróleo y también no asociados a éste. También puede ser producido de manera artificial, por destilación o por fermentación de sustancias orgánicas. Puede obtenerse también con procesos de descomposición de restos orgánicos (basuras, vegetales - gas de pantanos) en las plantas de tratamiento de estos restos (depuradoras de aguas residuales urbanas, plantas de procesado de basuras, de alpechines, etc.). El gas obtenido así se llama biogás. El gas natural es incoloro, inodoro, insípido, sin forma particular y más ligero que el aire, arde a llama brillante y es la energía más eficaz, rentable y limpia, y por sus precios competitivos y su eficiencia como combustible, permite alcanzar considerables economías en sus u...

En yacimientos petrolíferos el Balance se puede establecer con gran facilidad sobre los volúmenes de gas medidos a las condiciones de presión y temperatura que se fijen como base. Para facilitar el manejo de los volúmenes se toman como base los volúmenes fiscales, es decir, los medidos a una temperatura de 15,56 ºC (60 ºF) y 1 atm de presión. Se acostumbra a referirse a estas condiciones de presión y temperatura como las condiciones "fiscales", ya que los volúmenes usados para propósitos fiscales, como la regalía, se miden en estas condiciones. Derivación de la Ecuación de Balance de Materiales A continuación se definen los símbolos que se utilizan en la derivación de la ecuación: N : Volumen fiscal de petróleo inicialmente en el yacimiento (barriles). Np : Volumen fiscal de petróleo producido (barriles). Gl: Volumen fiscal de gas libre inicialmente en el yacimiento (pies cúbicos). Gp : Volumen fiscal neto de gas extraído del yacimiento,es decir, el volumen producido menos ...

Es importante apreciar que no existe ninguna correlación matemática entre porosidad y permeabilidad . Ambas se obtienen mediante análisis de especímenes de roca en el laboratorio o mediante la interpretación de registros específicos directos hechos a la columna geológica del pozo y el cálculo de los valores obtenidos. En todo caso, en la práctica, el valor utilizado es un promedio estadístico ponderado representativo de la roca estudiada. Son muy importantes también la viscosidad (μ) del petróleo y la presión . Datos de perfiles y pruebas directas de presión de fondo y de producción pueden ser utilizadas para obtener valores de permeabilidad. Como podrá apreciarse, la magnitud universal de la permeabilidad de un estrato o formación debe obtenerse de un muestreo estadístico de laboratorio y de campo para lograr la mayor aproximación real posible. Los factores que que afectan la permeabilidad: Tipo de empaque. Material cementante. Presión de sobrecarga. Tamaño y distribución de los gran...

Otro factor muy importante que complementa los antes señalados en la entrada Caracterización de yacimientos (Parte I) es la permeabilidad de la roca , que representa la facilidad con que los fluidos se desplazan a través del medio poroso, no obstante no existe una determinada relación de proporcionalidad entre porosidad y permeabilidad. La permeabilidad se mide en darcys, en honor al ingeniero hidráulico francés Henri Darcy, quien formuló la ley que lleva su nombre, que reza: “la velocidad del flujo de un líquido a través de un medio poroso, debido a la diferencia de presión, es proporcional al gradiente de presión en la dirección del flujo”. En la industria petrolera, las normas API para determinar la permeabilidad (K) de las rocas definen permeabilidad como “el régimen de flujo en mililitros por segundo de un fluido de 1 centipoise de viscosidad que pase a través de una sección de 1 cm2 de roca, bajo un gradiente de presión de una atmósfera (760 mm Hg) por centímetro cuadrado, y en...

Ciertas condiciones fundamentales deben estar presentes para que exista un yacimiento, como son: la porosidad de la roca , indica el porcentaje de capacidad de almacenamiento del volumen total de la roca; el volumen total del yacimiento que se estima tomando en consideración su espesor promedio y extensión; la presencia de hidrocarburos en sitio , dada por el porcentaje de saturación, es decir la fracción del volumen poroso del yacimiento ocupada por los hidrocarburos. Estos factores básicos sirven para estimar el aspecto volumétrico del yacimiento. Para complementar la apreciación volumétrica en sitio, es muy importante determinar y aplicar el factor de recobro , que representa el porcentaje estimado de petróleo que podrá extraerse del yacimiento. Desafortunadamente, es imposible extraer todo el petróleo en sitio del yacimiento. Sin embargo, no se escatiman esfuerzos por estudiar, investigar y aplicar métodos que conduzcan al mayor porcentaje acumulado de extracción durante la prim...

A medida que aumenta la complejidad de los pozos, los operadores se esfuerzan por innovar fluidos de perforación en función a las normas estrictas del vertido de residuos, que satisfacen las demandas en cuanto al desempeño de las operaciones de perforación. En la actualidad, los avances de los fluidos de perforación y las técnicas para el manejo de recortes han venido mejorando para lograr una mayor eficiencia en las operaciones, removiendo al mismo tiempo del ambiente los desechos de perforación. Las operaciones de perforación de avanzada generan opciones para la eliminación de residuos, que varían desde agua de escurrimiento contaminada hasta el envasado de materiales, que se asocian con el material excavado, o recortes en el pozo. En la década de 1980, poca era la atención que se le prestaba a la eliminación de estos recortes, lo cual genero la acumulación de estos, ya que lo que se hacia era sepultar los residuos en localizaciones terrestres durante la perforación o se desechaban p...