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UNIVERSIDAD TECNOLGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERA
CARRERA DE INGENIERA DE PETRLEOS
TEMA: ANLISIS PARA LA IMPLEMENTACIN DE LA
UNIDAD ROTAFLEX EN EL CAMPO TIGUINO PARA LAPRODUCCIN DE PETRLEO EN EL POZO CACHIYACU 1.
PREVIO LA OBTENCIN DEL TTULO DE INGENIERO EN PETRLEOS
Autor: Ral Javier Tufio Simba
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Universidad Tecnolgica Equinoccial.2011
Reservados todos los derechos de reproduccin
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DECLARACIN
Yo RAL JAVIER TUFIO SIMBA, declaro que el trabajo aqu descrito es
de mi autora; que no ha sido previamente presentado para ningn grado o
calificacin profesional; y, que he consultado las referencias bibliogrficas
que se incluyen en este documento.
La Universidad Tecnolgica Equinoccial puede hacer uso de los derechos
correspondientes a este trabajo, segn lo establecido por la Ley de
Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional
vigente.
_________________________
RAUL JAVIER TUFIO SIMBAC.I.1711259596
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CERTIFICACIN
Certifico que el presente trabajo que lleva por ttulo ANLISIS PARA LA
IMPLEMENTACIN DE LA UNIDAD ROTAFLEX EN EL CAMPO TIGUINO
PARA LA PRODUCCIN DE PETRLEO EN EL POZO CACHIYACU 1.,que, para aspirar al ttulo de Ingeniero en Petrleos, fue desarrollado por
RAL JAVIER TUFIO SIMBA, bajo mi direccin y supervisin, en la
Facultad de Ciencias de la Ingeniera; y cumple con las condiciones
requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulacinartculos18 y 25.
___________________Ing. Irving Salazar
DIRECTOR DEL TRABAJO
C.I. 1702091370
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AGRADECIMIENTO
Le doy gracias a Dios en primer lugar por ser quien me ha dado la vida, la
salud y las fuerzas para salir adelante en este proyecto.
Agradezco a la Universidad Tecnolgica Equinoccial y a quienes formanparte de ella, por haberme dado la oportunidad de tener la carrera ms
antigua y prestigiosa del pas como es la Tecnologa de Petrleos y poder
realizarme como profesional y culminar ahora con la Ingeniera.
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DEDICATORIA
Dedico este proyecto a mis hijos Nicole Mayte, Anderson Nicols y a mi
querida esposa por su apoyo incondicional y la motivacin constante para
culminar este trabajo. Agradezco a mis compaeros de trabajo quienes de
una u otra forma me colaboraron en la culminacin de este plan de trabajo.
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NDICE DE CONTENIDOS
PGINA
RESUMEN viii
ABSTRACT ix
CAPTULO I 1INTRODUCCIN 1
1.1 OBJETIVOS GENERAL 3
1.2 OBJETIVOS ESPECFICOS 3
1.3 JUSTIFICACIN 4
1.3.1 JUSTIFICACIN METODOLGICA 4
1.4 IDEA A DEFENDER 5
1.5 VARIABLES 5
1.5.1 VARIABLES DEPENDIENTES 5
1.5.2 VARIABLES INDEPENDIENTES 6
1.5.2.1 Produccin 6
1.5.2.2 Tipos de produccin 7
1.5.2.3 Flujo natural 7
1.5.2.4 Levantamiento artificial 8
1.5.2.5 Bombeo neumtico (GAS-LIFT) 8
1.5.2.6 Bombeo hidrulico (POWER OIL) 9
1.5.2.7 Bombeo electro sumergible (BES) 10
1.5.2.8 Bombeo mecnico 11
CAPTULO II 13
MARCO TERICO 13
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2.5.1 TAMBOR 17
2.5.2 MOTOR 182.5.3 SISTEMA DE ENGRANAJES 19
2.5.4 SISTEMA DE FRENADO MANUAL Y AUTOMATICO 20
2.5.4.1 Sistema de frenos manual 20
2.5.4.2 El sistema de frenos automtico 21
2.6 COMPONENTES DEL CABEZAL DE PRODUCCIN 22
2.6.1 PRENSA ESTOPA 23
2.6.2 CRUCETA 24
2.6.3 PRIMERA VLVULA DE 4 DEL BRAZO 24
2.6.4 SEGUNDA VLVULA DE 4 DEL BRAZO 25
2.6.5 VLVULA TOMA MUESTRA 25
2.6.6 VLVULA DEL REVESTIDOR 252.6.7 VLVULA DE 2 DEL SONOLOG 25
2.6.8 VLVULA DE 2 DEL MECHERO 25
2.6.9 BRIDA SUPERIOR DEL CABEZAL 25
2.6.10 LNEAS DE FLUJO 26
2.7 COMPONENTES DEL SISTEMA DE FONDO 26
2.7.1 VARILLAS DE SUCCIN 27
2.7.2 BOMBA DE SUBSUELO 27
7.2.1 Clasificacin de las bombas de subsuelo 28
2.7.2.1.1 Bombas api de tubera 28
2.7.2.1.2 Bombas api de varilla 29
2.7.3 ANCLAS DE TUBING 292.7.4 TUBERA DE PRODUCCIN 30
2.7.5 VLVULA VIAJERA 31
2.7.6 VLVULA FIJA 31
2 7 7 CENTRALIZADOR 32
y
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CAPTULO III 34
METODOLOGA 343.1 INSTALACIN, OPERACIN Y MANTENIMIENTO DE LA UNIDAD
ROTAFLEX 900 PARA POZO CACHIYACU 1 34
3.1.1 INSTALACIN EN EL POZO 34
3.1.2 PREPARACIN DEL REA DONDE DESCANSARA LA BASE DE
CONCRETO 34
3.1.3 IZAMIENTO Y PUESTA EN SITIO DE LA BASE PARA LA
UNIDAD 36
3.1.4 POSICIONAMIENTO DE LA GRA 36
3.1.5 IZAMIENTO Y PUESTA EN SITIO DE LA UNIDAD ROTAFLEX 37
3.1.6 LEVANTAMIENTO DE LA TORRE 40
3.1.7 INSTALACIN DE MOTOR 413.1.8 INSTALACIN DEL FRENO DE MANO 42
3.1.9 REGULACIN DE LA UNIDAD ROTAFLEX 44
3.1.10 LUBRICACIN DE LAS PARTES INTERNAS DE LA UNIDAD
ROTA FLEX 44
3.1.10.1 Caja reductora 44
3.1.10.2 Cadena y Piones 45
3.2 OPERACIN DE LA UNIDAD DE ROTAFLEX 900 PARA POZO
CACHIYACU 1 45
3.2.1 PERSONAL REQUERIDO 47
3.2.1.1 Personal operativo directo 47
3.2.1.2 Personal de apoyo logstico 473.3 PROGRAMA DE MANTENIMIENTO DE LA UNIDAD ROTA FLEX 900
PARA POZO CACHIYACU 1 47
3.3.1 MANTENIMIENTO PREVENTIVO 47
3 3 2 MANTENIMIENTO MENSUAL 48 Generated by PDFKit.NET Evaluation
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3.3.2.5 Tope de la torre: 50
3.3.2.6 Verificar la tensin de la cadena 503.3.2.7 Inspeccin del tambor 51
CAPTULO IV 52
ANLISIS DE RESULTADOS 52
4.1 PROPUESTA DE CAMBIO DE SISTEMA DE LEVANTAMIENTO
ARTIFICIAL 52
4.1.1 MTODO ANALTICO 52
4.1.2 MTODO ESTADSTICO 53
4.2 HISTORIAL DE PRUEBAS DE POZO Y ANLISIS DEL GRAFICO 53
4.3 CUADRO DE INTERVENCIONES 53
4.4 PRODUCCIN DEL POZO CACHIYACU A 544.5 RESULTADOS DE PRODUCCIN CON EQ. BES CENTRILIFT 55
4.5.1 TENDENCIA DEL COMPORTAMIENTO DEL POZO 55
4.6 CAMBIO DE SISTEMA DE PRODUCCIN 56
4.6.1 RESULTADOS DE PRODUCCIN LUEGO DE LA
IMPLEMENTACIN DE LA UNIDAD ROTAFLEX 57
4.7 DATOS OBTENIDOS DE YACIMIENTO 58
4.8 COSTO Y COMPARATIVO PARA LA IMPLEMENTACIN DEL
NUEVO SISTEMA 59
4.9 AHORRO DE COMBUSTIBLE BOMBA ELECTROSUMERGIBLE VS
BOMBEO MECNICO 59
CAPTULO V 61
5.1 CONCLUSIONES 61
5.2 RECOMENDACIONES 62
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NDICE DE TABLAS
PGINA
Tabla 2.1Modelo Unidad ROTAFLEX 16
Tabla 4.1Work Over Cahiyacu A 54
Tabla 4.2Produccin con Bombeo Electrosumergible (BES). 55
Tabla 4.3Produccin con ROTAFLEX 57Tabla 4.4Comparativo de costos 59
NDICE DE FIGURASPGINA
Figura 1.1 Ubicacin del Pozo Exploratorio Cachiyacu 1 2
Figura 1.2 Esquema levantamiento por Flujo natural 8
Figura 1.3 Esquema levantamiento secundario de petrleo por Gas Lift 9
Figura 1.4 Esquema levantamiento secundario de petrleo tipo Power oil 10
Figura 1.5 Esquema levantamiento secundario de petrleo con Bombeo
Electrosumergible 10
Figura 1.6 Esquema pistones del levantamiento de petrleo por Bombeo
mecnico 11
Figura 1.7 Esquema de levantamiento de petrleo por ROTAFLEX 12Figura 2.1 Unidad ROTAFLEX 15
Figura 2.2 Esquema bsico de la unidad de bombeo ROTAFLEX. 17
Figura 2.3 Tambor 18
Fi 2 4 M t 19 Generated by PDFKit.NET Evaluation
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Figura 2.9Componentes del cabezal de produccin 24
Figura 2.10Sistema de fondo 26Figura 2.11Varillas 27
Figura 2.12Bomba de subsuelo 25-175-RHBF-32-2 28
Figura 2.13Tubera de Produccin 31
Figura 2.14Vlvula fija 31
Figura 2.15Centralizador 32
Figura 2.16Carrera ascendente y descendente 33
Figura 3.1Material para la cama de base de Concreto 35
Figura 3.2Posicionamiento in situ de la base de concreto 36
Figura 3.3Distancia de la Base al centro del cabezal 37
Figura 3.4Izamiento de la Unidad 37
Figura 3.5 Alineacin de la unidad ROTAFLEX 38Figura 3.6Pernos laterales 38
Figura 3.7Instalaciones de Miscelneos 39
Figura 3.8Levantamiento de la Unidad ROTAFLEX 39
Figura 3.9Preparacin para colocar la unidad en su sitio 40
Figura 3.10 Colocando la Unidad Vertical 41
Figura 3.11Instalando Poleas, motor y protectores 42
Figura 3.12Ajuste del freno 43
Figura 4.1Bombeo mecnico con equipo ROTAFLEX 52
Figura 4.2 BFPM vs P.I.P. (Equipo BES) 56
Figura 4.3BFPM vs P.I.P. (Equipo ROTAFLEX) 58
Figura 4.4Comportamiento del yacimiento Cachiyacu A 58
Figura 4.5Grfico Comparativo KW/BFPD 60
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NDICE DE ANEXOS
PGINA
Anexo 1.Facilidades Cachiyacu 1 66
Anexo 2.Diagrama con BHA mecanico Cachiyacu 1 67
Anexo 3.Parmetros petrofsicos 68
Anexo 4.Programa de clculos y resultados Unidad ROTAFLEX 69
Anexo 5.Cartas dinamomtricas 71
Anexo 6.Relacin de rendimiento de flujo 72
Anexo 7.Comportamiento de presin de fondo Arenisca U 73
Anexo 8.Unidades ROTAFLEX disponibles a diferentes caudales 74
Anexo 9.Parmetro de funcionamiento ROTAFLEX 900 75Anexo 10.Plan de mantenimiento Unidad ROTAFLEX 900 76
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RESUMEN
El presente trabajo se realiza con el objetivo de bajar los costos de
produccin de petrleo en el pozo Cachiyacu 1. El Pozo despus de ser
perforado y abandonado en 1989 se interviene previo anlisis e
intervenciones que se ha realizado al pozo.
Abril 2009 se interviene el pozo para realizar cambio de bombeo hidrulico
tipo jet a bomba electrosumergible debido a la baja eficiencia del sistema
anterior.
Una vez que se reinicia las pruebas de produccin con el equipo
electrosumergible, sus pruebas realizadas mediante mediciones en el
separador de pruebas mostraron buen potencial de fluido.
Sin embargo la presin del reservorio ha venido declinando para lo cual con
los datos actuales de comportamiento del pozo, se ha rediseado un sistema
que permita ahorrar costos de energa y mantenimiento, el cual consiste enun bombeo mecnico con equipo ROTAFLEX.
A partir de agosto del 2010 inicia la produccin con la unidad la cual muestra
excelentes resultados y a bajos costos de produccin.
Este sistema de produccin controla notablemente la presin de fondo y
mantiene un flujo razonable y constante.
Esta completado a una profundidad de 10.000 pies con bombeo mecnico,
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ABSTRACT
This is done in order to lower the cost of oil production in the well Cachiyacu
1. The Well after being drilled and abandoned in 1989 after analysis and
interventions involved that has made the well.
April 2009 is involved to make changes to the well pump to pump hydraulic
electrosumergible jet due to the low efficiency of the previous system.
A restart of production testing equipment electrosumergible, their tests by
measuring the separator tests showed good potential of fluid.
However, the reservoir pressure has been declining for which current data
with the behavior of the well redesigned a system to save energy and
maintenance costs, which consists of a mechanical pump ROTAFLEX team.
From August 2010 production begins with the unit which shows excellent
results and low production costs.
This production control system backpressure significantly and maintains a
reasonable flow and constant.
This completed to a depth of 10,000 feet with mechanical pump, pump 25 -
175-RHBF-32-2 (-5) with a production target of 300 bpd.
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INTRODUCCIN
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CAPTULO I
INTRODUCCIN
La unidad ROTAFLEX es una unidad de bombeo de carrera larga que
Weatherford ha diseado para uso con bombas a pistn. Su probada
tecnologa e innovaciones en diseo permiten a la unidad de bombeo
ROTAFLEX ofrecer un bombeo eficiente y rentable en pozos profundos,
complejos y de alto caudal. Con la unidad ROTAFLEX, se pueden utilizar
bombas a pistn en pozos donde antes solo operaban bombas
electrosumergibles o hidrulicas.
Su larga carrera (hasta 366 pulg, o 9,3 m) y la posibilidad de trabajar a muy
bajos ciclos por minuto permiten un completo llenado de la bomba y una
menor carga dinmica. Los grficos dinamomtricos relevados en los pozos
operando con ROTAFLEX son similares a un grfico de carga ideal (modelo
terico). El bombeo con la unidad ROTAFLEX reduce la carga estructural
sobre el equipo, alargando la vida til de la instalacin de fondo de pozo yaque la sarta de varillas de bombeo trabaja a velocidades relativamente
constantes. La velocidad constante y una menor cantidad de ciclos de
bombeo alargan la vida til de la unidad de bombeo, de la bomba de fondo
de pozo y de la sarta de varillas.
Trabajar en un pozo con la unidad ROTAFLEX es simple y seguro. Despus
de desconectar la brida de seguridad y el colgador del vstago del bombeo
pulido del pozo, la unidad ROTAFLEX, entera, se desplaza del cabezal del
i id d d d l T i d l i t i l id d Generated by PDFKit.NET Evaluation
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El pozo exploratorio Cachiyacu A, est ubicado a 76 55 47.86 de longitud
y 01 11 27.11 s de latitud en la provincia de Pastaza de la regin oriental
del Ecuador.
Figura 1.1 Ubicacin del Pozo Exploratorio Cachiyacu IFuente: Weatherford Company
Una vez que inicia las pruebas de produccin con el quipo electrosumergible
en pozo cachiyacu A, las pruebas mostraron buen potencial sin embargo la
presin del yacimiento ha venido declinado considerablemente, por lo cual
en el equipo electrosumergible est trabajando en downthrust, desde octubre
del 2009, debido a que este tipo de levantamiento no es apto para las
condiciones actuales del pozo.
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y mantenimiento contribuyendo a bajar el costo de produccin por barril en
este pozo.
1.1 OBJETIVOS GENERAL
Elaborar un estudio para cambiar el sistema de levantamiento artificial con la
unidad ROTAFLEX en un pozo Cachiyacu A de bajo flujo y analizar el costo
beneficio con este equipo.
1.2 OBJETIVOS ESPECFICOS
Determinar cul de los pozos Cachiyacu tienen bajo flujo y alto nivel de fluido
para ser tomado en consideracin de cambio en equipo de fondo
Analizar los costos de alquiler de equipos entre la unidad ROTAFLEX vs
bombeo electrosumergible.
Obtener datos de comportamiento del yacimiento del pozo Cachiyacu 1 conla unidad ROTAFLEX.
Analizar datos de produccin histricos con bombeo electrosumergible y
compararlos con los que se obtenga de la implementacin de la unidad
ROTAFLEX
Analizar costos de produccin con la unidad ROTAFLEX.
Analizar tcnicamente si la utilizacin de este equipo es econmicamente
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1.3 JUSTIFICACIN
1.3.1 JUSTIFICACIN METODOLGICA
En el pozo Cachiyacu 1 del campo Tiguino que produce el yacimiento Napo,
arenisca U y que esta operado por la compaa Petrobell, viene
declinando su produccin, debido al decremento de la presin del
yacimiento, lo que ha afectado el funcionamiento continuo de la bomba
electrosumergible de este pozo.
Se ha visto la necesidad en realizar un cambio del tipo de levantamiento
artificial para el pozo y, adapte a mantener un nivel de fluido constante en el
pozo, es decir un equipo que pueda trabajar con nivel de fluido variabledentro del pozo.
El sistema de levantamiento artificial que se ha estudiado para
implementarlo en dicho pozo, se basa en el principio del bombeo mecnico
que es uno de los de los ms antiguos conocidos en el ambiente petrolero,
con una diferencia principal ubicada en la unidad de superficie y de
subsuelo, el sistema tiene nueva tecnologa de punta que adaptado como
nombre que se denomina unidad ROTAFLEX que es una unidad de bombeo
de carrera larga diseada por weatherford.
Su probada tecnologa e innovaciones en diseo permiten a la unidad debombeo ROTAFLEX ofrecer un bombeo eficiente y rentable en pozos
profundos, complejos de alto y bajo caudal, su larga carrera (hasta 366 pulg, o
9,3 m) y la posibilidad de trabajar a muy bajos ciclos por minuto permiten un
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1.4 IDEA A DEFENDER
Al realizar el cambio del sistema de produccin se pretende mejorar o
mantener constante la produccin de fluido en el pozo con la instalacin de
esta unidad se mejorara tcnica y econmicamente la operacin y eficiencia
en el mismo, al realizar las pruebas diarias de produccin mediante la
medicin de fluidos en la denominada unidad roxar, la cual nos proporciona
datos de bpd, volumen de agua con lo cual podemos determinar la
eficiencia del nuevo sistema.
1.5 VARIABLES
A continuacin se expresa variables independientes y dependientes
tenemos.
1.5.1 VARIABLES DEPENDIENTES
Como variables dependientes tenemos:
La visita a campo se realizar en el campamento de Petrobell en la
ciudad del Coca, la mayor parte de la informacin se recopilar en y en
las oficinas de weatherford international ltd. (artificial lift systems) tanto
cotizaciones, entrevistas, investigacin de los equipos, documentos en
libros.
El modelo y el diseo ser de acuerdo a los parmetros del pozo, el API,
como corte de agua, viscosidad, temperatura del fluido, volumen. Generated by PDFKit.NET Evaluation
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Toda la informacin sobre la unidad rota flex ser analizada en conjunto
con los ingenieros de operaciones, Weatherford International ltd. (artificial
lift systems para llegar a la conclusin y recomendacin del equipo
adecuado para el pozo Cachiyacu 1.
1.5.2 VARIABLES INDEPENDIENTES
1.5.2.1 Produccin
La extraccin, produccin o explotacin del petrleo se hace de acuerdo con
las caractersticas propias de cada yacimiento. Para poner un pozo a
producir se baja una especie de can y se perfora la tubera derevestimiento a la altura de las formaciones donde se encuentra el
yacimiento. El petrleo fluye por esos orificios hacia el pozo y se extrae
mediante una tubera de menor dimetro, conocida como "tubing" o "tubera
de produccin".
El gas natural asociado que acompaa al petrleo se enva a plantas de
tratamiento para aprovecharlo en el mismo campo y/o despacharlo como
"gas seco" hacia los centros de consumo a travs de gasoductos. En el
caso de yacimientos que contienen nicamente gas natural, se instalan los
equipos requeridos para tratarlo y enviarlo a los centros de consumo
A pesar de los avances alcanzados en las tcnicas de produccin, nunca selogra sacar todo el petrleo que se encuentra (in situ) en un yacimiento. En
el mejor de los casos se extrae el 50 60 por ciento. Por tal razn, existen
mtodos de "recobro mejorado" para lograr la mayor extraccin posible de
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En la produccin de hidrocarburo existen diferentes maneras de extraer el
petrleo desde los yacimientos hacia la superficie terrestre. Los ms
utilizados son: produccin por flujo natural y levantamiento artificial, dentro
del cual encontramos: bombeo neumtico (gas lift), bombeo hidrulico
(power oil), bombeo electro sumergible (BES) y bombeo mecnico. Otra
forma de produccin es la recuperacin secundaria con inyeccin de vapor.
1.5.2.2 Tipos de produccin
Los tipos de levantamiento que se dan en la produccin de petrleo son
primarios, secundarios y terciarios.
1.5.2.3 Flujo natural
En el yacimiento existen diferentes fuerzas que hacen fluir el petrleo y el
gas hacia la superficie en forma natural, como la expansin del gas a alta
presin que est asociada con el petrleo, donde el agua que est ubicada
debajo de l empuja al hidrocarburo, as como la gravead. Se dice que unpozo fluye en forma natural, cuando la presin del yacimiento es suficiente
para que el petrleo logre llegar a la superficie y a partir de ah fluya
libremente.
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Figura 1.2 Esquema levantamiento por Flujo natural
1.5.2.4 Levantamiento artificial
Los mtodos de levantamiento artificial sirven de ayuda para la extraccin
de hidrocarburo una vez que la presin y volumen de petrleo han
disminuido, esto puede ocurrir en un perodo corto o prolongado despus dehaber puesto en produccin un pozo, dependiendo de varios factores
empleados durante su extraccin.
1.5.2.5 Bombeo neumtico (GAS-LIFT)
El fluido proveniente de un pozo de petrleo es separado generalmente en
tres productos: petrleo, agua y gas.
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Figura 1.3Esquema levantamiento secundario de petrleo por Gas Lift
El gas extrado, es comprimido para elevar la presin a 1.500 PSI este gas a
presin se inyecta a travs del espacio anular entre la tuberas de
revestimiento y de produccin, en el cual se tiene instalado varias vlvulas
que se abren a presiones precalibradas. Una vez en su interior, el gas se
mezcla con el petrleo para reducir su peso, lo cual permite que la columna
hidrosttica baje, haciendo que el fluido finalmente llegue a la superficie.
1.5.2.6 Bombeo hidrulico (POWER OIL)
Este procedimiento consiste en elevar la presin a 3.500 PSI, a un lquido
que puede ser agua o petrleo por medio de bombas instaladas en lasuperficie para inyectar al fondo del pozo. El arreglo en el suelo permite el
aprovechamiento de la energa (presin) para desplazar el crudo del
yacimiento hacia la superficie.
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Figura 1.4Esquema levantamiento secundario de petrleo del tipo Power oil
1.5.2.7 Bombeo electro sumergible (BES)
Este sistema basa su funcionamiento en la instalacin de bombas
centrfugas multietapas (bombas electro sumergibles) que son ubicadas en
la zona que se desea producir. El proceso inicia al accionar, motores
elctricos acoplados a bombas que empujan al petrleo hacia la superficie.
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1.5.2.8 Bombeo mecnico
Es uno de los mtodos ms sencillos y de menor costo, basa su
funcionamiento en la operacin de una bomba mecnica que permite el
movimiento de varillas acopladas a una bomba que se desplazan en forma
vertical desde la superficie a travs de un arreglo de contra pesos,
accionando un balancn por medio de un motor elctrico o de combustin
(4).
Figura 1.6Esquema pistones del levantamiento de petrleo por Bombeo
mecnico
Fuente: Weatherford Company
En la actualidad el bombeo mecnico es usado mediante la unidad ROTA
FLEX que sustituy al balancn.
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Figura 1.7Esquema de levantamiento de petrleo por ROTAFLEX
Fuente: Weatherford Company
La unidad ROTAFLEX es una unidad de bombeo de carrera larga y es
utilizado en pozos profundos, complejos y de alto y bajo caudal. Con la
unidad se pueden utilizar bombas a pistn en pozos donde antes solo
operaban bombas electrosumergibles o hidrulicas.
El bombeo con la unidad Rota Flex reduce la carga estructural sobre el
equipo, alargando la vida til de la instalacin de fondo de pozo ya que la
sarta de varillas de bombeo trabaja a velocidades relativamente constantes.
La velocidad constante y una menor cantidad de ciclos de bombeo alargan
la vida til de la unidad de bombeo.
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MARCO TERICO
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CAPTULO II
MARCO TERICO
A continuacin se hace referencia a todo lo relacionado con la unidad de
produccin ROTAFLEX.
2.1 DEFINICIN
La unidad ROTAFLEX es una unidad de bombeo de carrera larga que
Weatherford ha diseado para uso con bombas a pistn. Su probada
tecnologa e innovaciones en diseo permiten a la unidad de bombeo ROTA
FLEX ofrecer un bombeo eficiente y rentable en pozos profundos,
complejos y de alto y bajo caudal. Con la unidad Rota Flex, se pueden
utilizar bombas a pistn en pozos donde antes solo operaban bombas
electrosumergibles o hidrulicas.
Su larga carrera (hasta 366 pulg, o 9,3 m) y la posibilidad de trabajar a muy
bajos ciclos por minuto permiten un completo llenado de la bomba y una
menor carga dinmica. Los grficos dinamomtricos relevados en los pozos
operando con Rota Flex son similares a un grfico de carga ideal (modelo
terico). El bombeo con la unidad ROTAFLEX reduce la carga estructural
sobre el equipo, alargando la vida til de la instalacin de fondo de pozo yaque la sarta de varillas de bombeo trabaja a velocidades relativamente
constantes. La velocidad constante y una menor cantidad de ciclos de
bombeo alargan la vida til de la unidad de bombeo, de la bomba de fondo
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2.2 CARACTERSTICAS
El modo de pista de carrera innovador y la prediccin automtica de
esquinas se complementan para optimizar cada carrera. El modo de pista de
carrera controla independientemente la velocidad de la carrera ascendente,
la carrera descendente y las partes de esquinas de un ciclo, permitiendo que
la bomba acelere durante las partes rectas y disminuya la velocidad en las
esquinas protegiendo as el sistema de bombeo. Aunque las unidades RotaFlex estn habitualmente preparadas para funcionar constantemente con
una velocidad base de 1,150 rpm, el control de potencia constante de nico
ampla la gama de velocidad del motor ms all de la velocidad base a 1,750
rpm (6.8 cpm) durante la carrera ascendente y la carrera descendente de las
secciones rectas. Dado que la unidad Rota Flex est fsicamente limitada a
4.5 cpm en la esquina, el controlador predice la esquina disminuyendo
automticamente la velocidad del motor a la velocidad prefijada para las
esquinas en el momento preciso. En este ejemplo, el modo de pista de
carrera aument la velocidad de bombeo promedio a 6.0 cpm, produciendo
un aumento del 33% en la produccin. Dado el influjo tpico y las limitaciones
de torsin del motor, comnmente se obtienen aumentos de produccin msmodestos de 10% a 15%.
Este sistema utiliza una tecnologa innovadora con un diseo que provee
una eficiencia excelente y eficacia en los costos para pozos profundos,
problemticos de alto y bajo potencial. Con la Unidad ROTAFLEX bombas
de cabillas de succin pueden ser utilizadas en vez de bombas electro
sumergible, o bombas hidrulicas de subsuelo.
U d t d l 306 l d d l it d d lt h Generated by PDFKit.NET Evaluation
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Figura 2.1Unidad ROTAFLEX
Fuente: Weatherford Company
Las unidades ROTAFLEX virtualmente no tienen velocidades mnimas
asegurando el incremento de su flexibilidad. Velocidades ms bajas y
longitudes de carrera largas resultan en un llenado del barril ms completo.
Las cartas dinagrficas tomadas en aplicaciones ROTAFLEX son similares a
la carta terica perfecta.
2.3 ESPECIFICACIONES DE LA UNIDAD ROTA FLEX
A ti i t t bl l ifi i d l U id d
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Tabla 2.1Modelo Unidad ROTAFLEX
Fuente: Weatherford Company
2.4 OPCIONES QUE PERMITE LA UNIDAD ROTA FLEX 900
El sistema de reversa por impulso hidrulico ROTAFLEX de Weatherford,que traslada y reposiciona la unidad, est disponible para las
instalaciones nuevas de unidades de bombeo ROTAFLEX, y tambin se
adapta a unidades de bombeo instaladas anteriormente.
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2.5 COMPONENTES DE SUPERFICIE DE LA UNIDAD ROTA
FLEX 900
Figura 2.2Esquema bsico de la unidad de bombeo ROTAFLEX.
Fuente: Weatherford Company
2.5.1 TAMBOR
La capota de la corona est localizada en la parte ms alta de la unidad,desde all se tiene acceso al tambor, banda de carga y a los dos cojinetes
guas que soportan el tambor.
El tambor soporta el peso combinado de la caja de contrapesos y de la carga
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Figura 2.3Tambor
Fuente: Weatherford Company
2.5.2 MOTOR
La seleccin y control de un motor elctrico para cualquier aplicacin
depende de un nmero de factores que incluye la energa disponible las
condiciones atmosfricas y ambientales, condiciones de arranque y lascondiciones de trabajarlo.
Comnmente est disponible corriente alterna, trifsica, 60 ciclos, voltaje
240/480 para aplicarse en motores elctricos en pozos de bombeo
mecnico.
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Figura 2.4Motor
Fuente: Weatherford Company
2.5.3 SISTEMA DE ENGRANAJES
Comunmente conocido como reductor de velocidades, es un arreglo de
engranajes cuyo objeto es reducir la velocidad de rotacion entre el motor
primario y el sistema biela-manivela.
El sistema reductor se clasifica por la relacion de las revoluciones de
admision a las revoluciones de salida; esto permite establecer el numero de
carreras por minuto de la barra liza.
Comumnente se usa relacion de reduccion de aproximadamente 30:1. esto
significa que si la velocidad de admision es de 300 a 600 rpm, la velocidad
de salida o velocidad de bombeo sera de 10 a 20 carreras por minuto. El
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Figura 2.5Engranajes
Fuente: Weatherford Company
2.5.4 SISTEMA DE FRENADO MANUAL Y AUTOMATICO
Esta provisto del sistema manual y un sistema automatico de frenado.
La unidade ROTAFLEX vienen equipadas con dos tipos de frenos,
automtico y manual. Ambos consisten en frenos de discos con pastillas
montados en el eje de entrada de la caja reductora. La operacin de cada
sistema es independiente uno del otro. Las dos pastillas se encuentran
montadas en un solo disco. Las dos pastillas son idnticas, y la capacidad
de frenado
disminuye si el ajuste del cojinete es aflojado.
Este sistema de seguridad que costa con un frenado de emergencia con un
tiempo de actuacion de 0,2 segundos.
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Manija para freno manual
Figura 2.6Sistema frenos manual
Fuente: Weatherford Company
2.5.4.2 El sistema de frenos automtico. Protege a la unidad de daos en
caso que los contra pesos queden en cada libre y de condiciones en que
pueda sobrecargarse el sistema.
Este freno es controlado por el Speed-Sentry o Panel de Control, el cual
constantemente monitorea la velocidad de la unidad.
El freno automtico acta por medio de un motor elctrico que impulsa a un
engranaje para que al contraerse frene y al extenderse libera el freno.
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Figura 2.7Sistema frenos automtico
Fuente: Weatherford Company
2.6 COMPONENTES DEL CABEZAL DE PRODUCCIN
Es un conjunto de vlvulas, colgadores y elementos empacadores, los
cuales con sus accesorios sirven para iniciar la produccin del pozo de
forma segura y eficiente; su funcin principal es controlar y dirigir la entrada
y salida de fluidos y gases mediante el uso de las vlvulas, colgar la tubera,
revestimientos y sellar espacios anulares entre tubera y revestimiento al
nivel de la superficie.
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Figura 2.8 Componentes del cabezal de produccin.
Fuente:Equipo de subsuelo - Petrocapacitacin
1. Prensa Estopa.
2. Cruceta.
3. Primera Vlvula de 4 del brazo.
4. Segunda Vlvula de 4 del brazo.5. Vlvula Toma muestra.
6. Vlvula del Revestidor.
7. Vlvula sonolog de 2.
8. Vlvula de 2 del mechero.
9. Brida superior del cabezal.
10. Lnea de flujo.
11. Vlvula Cheque.
12. Vlvula 2 de la tubera de produccin.
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hacia la lnea de flujo evitando as la salida incontrolada de crudo al
ambiente.
Figura 2.9Componentes del cabezal de produccin
Fuente:Equipo de subsuelo - Petrocapacitacin
2.6.2 CRUCETA
Es una pieza de cuatro vas con conexiones de lneas de tubera de 4, sirvepara ensamblar las conexiones en superficie.
Precauciones al usar la cruceta:
Se debe chequear las muy bien las roscas y limpiarlas si es necesario.
Debe apretarse muy bien y a fin de evitar que se produzcan salidas depetrleo durante el bombeo.
Cuando se est sacando las varillas se debe colocar un protector en la
parte superior de la cruceta para evitar que el roce de las varillas dae la
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2.6.4 SEGUNDA VLVULA DE 4 DEL BRAZO:
Se utiliza para bloquear la presin entre la estacin y el pozo.
2.6.5 VLVULA TOMA MUESTRA
Es una vlvula de de dimetro que sirve para tomar muestras de crudo y
la presin de cabezal (THP, siglas en ingles para tubing head pressure),mientras el pozo bombea.
2.6.6 VLVULA DEL REVESTIDOR
Utilizada para desahogar la presin en el revestidor y tomar registros.
2.6.7 VLVULA DE 2 DEL SONOLOG
Vlvula instalada en la parte inferior que tiene como objetivo permitir el paso
de la onda sonora que se propaga por el espacio anular revestidor/tubera de
produccin hasta detectar el nivel de fluido.
2.6.8 VLVULA DE 2 DEL MECHERO
Esta instalada en la vlvula de 2 del casing en el cabezal del pozo, tiene
como finalidad servir de va de comunicacin al fluido que viene del casing y
va hacia la atmsfera.
2.6.9 BRIDA SUPERIOR DEL CABEZAL
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2.6.10 LNEAS DE FLUJO
Es una lnea que se utiliza para transportar el crudo desde la superficie hacia
la estacin recolectora.
2.7 COMPONENTES DEL SISTEMA DE FONDO
Los componentes claves de los sistemas de bombeo por varillas de succinson los que se usan en el pozo mismo. El equipo se subsuelo que se utiliza
comprende un nmero de componentes bsicos que son esenciales al
mtodo y un nmero de elementos importantes que pueden mejorar
significantemente el comportamiento y economa de bombeo.
En la figura adjunta se muestra el arreglo y aplicacin del equipo de
subsuelo tpico para bombeo por varillas.
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Se utiliza en pozos de bombeo, como el canal vertical de flujo de fluido que
est siendo bombeado.
2.7.1 VARILLAS DE SUCCIN
Las varillas de succin son hechas de varias aleaciones de metales. Estn
sujetas a un funcionamiento mecnico que le impone esfuerzos de
estiramiento, encogimiento y vibracin; fatiga, corrosin, erosin. Cadavarilla tiene en un extremo una espiga (macho) redonda, slida y roscada, y
ms abajo del hombrillo, en forma cuadrada, una muesca para encajar la
llave para el enrosque y desenrosque. En el otro extremo lleva la caja o
conexin hembra, internamente roscada, con muesca exterior o con muesca
por debajo de la caja. La longitud de las varillas es de 25 y 30 pies. Para
cada dimetro de tubera de educcin existe un dimetro adecuado de
varillas, para mayor efectividad de funcionamiento.
Figura 2.11Varillas
Fuente: Weatherford Company
2.7.2 BOMBA DE SUBSUELO
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La presin necesaria para llenar la bomba es suplida por el pozo, esta se
conoce como presin de entrada a la bomba (PIP).
El componente primario del sistema de bombeo por varilla de succin es la
bomba del pozo y en gran parte, la eficiencia de toda la instalacin de
bombeo depende de la efectividad del comportamiento de la bomba. Ella
propiamente dicha, est constituida por: el cuerpo o cilindro, el embolo,
vlvula fija y mvil.
Figura 2.12Bomba de subsuelo 25-175-RHBF-32-2
Fuente: Weatherford Company
2.7.2.1 Clasificacin de las bombas de subsuelo
Las bombas de subsuelo ms utilizadas son las Bombas API y las SIS,
ambas de tubera o varilla.
2.7.2.1.1 Bombas API de tubera
Se caracterizan porque el barril y la zapata de la bomba forman parte de la
tubera, la vlvula fija puede instalarse anclndola en la zapata al meter la
tubera o anclndola en la zapata, pero acoplndola al pistn con la sarta de
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En este tipo la camisa es independiente del barril y puede ser parte de
una sola pieza o seccionada. En este tipo de bomba la camisa es
independiente del barril y puede ser una sola pieza o seccionada.
Es reemplazable.
TWE: La camisa y el barril forman una sola pieza.
Significado de las letras:
T = tubing - Bomba de tubera.L = liner - Camisa independiente del barril.
W = wall Camisa y barril son una sola pieza
E = extensin Niples de extensin
2.7.2.1.2 Bombas API de varilla
Son independientes de la tubera y se meten en el pozo con la sarta de
varillas.
No es necesario sacar la tubera cuando este tipo de bomba se reemplaza.
Este tipo de bomba tiene dos modalidades y son las siguientes:
a) Camisa viajera y pistn viajero. La camisa de esta bomba se mueve, ya
que est conectada a las varillas y el pistn va conectado a la zapata (se
recomienda para pozos poco profundos y arenosos).
b) Camisa fija y el pistn viajero. En este c aso las varillas van conectadas
al pistn y la camisa va anclada a la zapata.
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Alargamiento: es motivado a que toda la carga de fluido soportada por el,
debido al cierre de la vlvula fija, durante la carrera descendente de la
unidad ROTAFLEX.
Contraccin: se debe a que la carrera ascendente de la unidad ROTAFLEX
la vlvula viajera est cerrada y parte de la carga del fluido es transferida a
las varillas, sufriendo el tubing un alivio repentino de la carga contrayndose.
Efectos que causados por los movimientos del tubing:
Desgaste de la varilla y tubing debido a la friccion entre ellos.
Fugas en los cuellos y rotura de los tubing debido a los repetidos
alargamientos y contracciones.
Desgaste de los cuellos y cuerpo exterior del tubing debido a continuo
contacto de este con la pared del casing.
2.7.4 TUBERA DE PRODUCCIN
Es la tubera que se introduce en el pozo y a travs de la cual, el petrleo estransportado desde la bomba de subsuelo hasta la superficie.
Los tubing son fabricados de acero de diferentes calidades y de acuerdo a
las especificaciones del INSTITUTO AMERICANO DE PETRLEO (API).
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Figura 2.13 Tubera de ProduccinFuente: Weatherford Company
2.7.5 VLVULA VIAJERA
Est formada por una bola y asiento, los cuales hacen un sellado hermtico
y generalmente van colgadas dentro del pistn.
2.7.6 VLVULA FIJA
Est formada por una bola y asiento en su parte exterior tiene un anillo debronce o friccin, va colgada siempre en la parte inferior de la bomba.
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2.7.7 CENTRALIZADOR
Son dispositivos acoplados a la sarta de varillas que permiten centralizarla,
impidiendo el roce metal metal con la tubera. Se utilizan en pozos
desviados o direccionales.
Figura 2.15 Centralizador
Fuente: Weatherford Company
2.8 MTODO DE FUNCIONAMIENTO
La unidad de bombeo convierte el movimiento rotacional del motor primario
en movimiento reciproco requerido para impulsar la sarta de varillas. El
motor primario es esencialmente para impulsar el sistema.
Una vez que el sistema se encuentra en movimiento inicia la elevacin del
crudo que se ejecuta con el movimiento de oscilacin de un pistn equipado
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Al progresar el recorrido ascendente, el espacio entre las dos vlvulas
aumenta y reduce la presin dentro del cilindro o barril. El crudo que se
encuentra en la parte exterior bajo una carga esttica, hace presin
ascendente y cesa el efecto de succin debido a su movimiento, la vlvula
fija cae sobre su asiento y evita que el aceite que ha entrado al barril fluya de
nuevo al pozo.
El siguiente recorrido descendente del pistn, el crudo dentro del barril de labomba no puede escapar por la vlvula fija que est cerrada, este se somete
a compresin y levanta la vlvula mvil de su asiento. Al descender al pistn,
algo del crudo dentro del barril, entre las dos vlvulas es desplazado a travs
de la vlvula mvil hacia el espacio superior. Al terminar el recorrido
descendente la vlvula mvil cae en su asiento y al subir al pistn en el
siguiente recorrido, el aceite desplazado por la vlvula mvil es elevado
dentro de la tubera de produccin arriba del barril.
Durante el siguiente ciclo y los sucesivos, se forzara ms crudo por la
tubera de produccin hacia la parte superior hasta que llegue a superficie
en las lneas de salida que lo llevan a un separador y de all hasta el
almacenamiento.
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METODOLOGA
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CAPTULO III
METODOLOGA
3.1 INSTALACIN, OPERACIN Y MANTENIMIENTO DE LA
UNIDAD ROTA FLEX 900 PARA POZO CACHIYACU A
3.1.1 INSTALACIN EN EL POZO
La unidad de bombeo ROTAFLEX 900 una vez seleccionado el diseo en
base a informacin del pozo y al programa de clculos ver anexo 4 es
enviada en un 95% ya ensamblada por lo que se tendrn ajustes menores,antes de su puesta en marcha definitiva.
Para el inicio de la instalacin de la unidad Rota Flex en su lugar final, se
deben seguir de manera general los siguientes pasos:
3.1.2 PREPARACIN DEL REA DONDE DESCANSARA LA BASE DE
CONCRETO
Para esto se requiere realizar una cama de arena o grava con un espesor de
1 (pie), la cual debe estar completamente nivelada y con la inclinacin de 4
ms alto hacia el lado de la cabeza del pozo, Como la mayor parte del pesose concentra el lado del cabezal de pozo, este aumento de nivel, permitir
que cuando se instale la base de concreto y la unidad, esta quede
totalmente nivelada en toda la superficie.
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3.1.3 IZAMIENTO Y PUESTA EN SITIO DE LA BASE PARA LA UNIDAD
Figura 3.2Posicionamiento in situ de la base de concreto
Fuente: Weatherford Company
3.1.4 POSICIONAMIENTO DE LA GRA
Se debe Posicionar la gra perpendicular y cerca de la mitad de la base de
concreto, despus levantarla y colocarla sobre la cama creada asegurando
que esta quede totalmente centrada con respecto al centro de la Stuffing Box
y a una distancia de 6 desde el centro, como se observa en la figura.
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Figura 3.3Distancia de la Base al centro del cabezal
Fuente: Weatherford Company
3.1.5 IZAMIENTO Y PUESTA EN SITIO DE LA UNIDAD ROTA FLEX
Figura 3.4Izamiento de la Unidad
Fuente: Weatherford Company
concreto el frente de la unidad ROTAFLEX debe quedar a 84 pulgadas de
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concreto, el frente de la unidad ROTAFLEX, debe quedar a 84 pulgadas de
los soportes de la base de concreto, como se muestra en la figura.
Figura 3.5 Alineacin de la unidad ROTAFLEX
Fuente: Weatherford Company
Instalar los dos pernos laterales, figura 3.6
Figura 3.6Pernos laterales
Fuente: Weatherford Company
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Figura 3.7Instalaciones de Miscelneos
Fuente: Weatherford Company
Utilizar una barra de 8 pies, ajustada con 2 guayas de 3 pies a cada cojinete
ubicado sobre cada lado de la torre, y luego ajustar la barra al gancho de la
gra. Como se muestra en la figura.
Figura 3.8Levantamiento de la Unidad ROTAFLEX
Fuente: Weatherford Company
3.1.6 LEVANTAMIENTO DE LA TORRE
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3.1.6 LEVANTAMIENTO DE LA TORRE
El operador de la gra comenzar a levantar la torre y cuando se tengasuficiente separacin se deben quitar los pernos que unen los puntales de la
torre y dejar la unidad en su sitio como lo muestra la figura 3.17.
Figura 3.9Preparacin para colocar la unidad en su sitio
Fuente: Weatherford Company
Levantar lentamente la torre de la unidad. Asegurar la unidad a la zapata
gua y deslcela hacia delante hasta quedar alineada, luego asegure los
cuatro pernos laterales con sus respectivas dos tuercas Como lo muestra la
figura 3.10.
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Figura 3.10 Colocando la Unidad Vertical
Fuente: Weatherford Company
Quitar las guayas y la barra de la unidad.
3.1.7 INSTALACIN DE MOTOR
Instalar el motor al eje del sistema de rotacin con sus respectivos
protectores metlicos, e instalar las poleas de ste (acanaladas) y las
guardas del sistema.
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Figura 3.11Instalando Poleas, motor y protectoresFuente: Weatherford Company
3.1.8 INSTALACIN DEL FRENO DE MANO
El freno de mano viene configurado de fbrica, quitar el perno que asegura
la manija, la cual debe extenderse horizontalmente para frenar.
Para ajustar el freno quitar el perno de la cerradura apretando la tuerca del
calibrador. Ajustar el freno manual para tener el mnimo juego de la manija.
Substituya el perno de la cerradura segn lo demostrado en la figura 3.12.
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Figura 3.12Ajuste del freno
Fuente: Weatherford Company
NOTA: Retirar los cuatro bloques situados en cada esquina de la caja de
contrapesos antes de arrancar la unidad.
Al energizar todo el sistema se abre las puertas frontales y se procede a
elevar las cajas de contrapesos para instalar los contrapesos auxiliares.Una vez concluida la operacin se cierre las puertas para prevenir
inconvenientes con los siguientes pasos.
Para unir la banda transportadora con la barra lisa se debe bajar la banda,
tirando de la cuerda para que baje tanto como suben los contrapesos, aplicar
el freno y apagar el motor cuando se alcance el punto ms bajo.
ADVERTENCIA:No deje que la cuerda se enrede en sus manos o pies!
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3.1.9 REGULACIN DE LA UNIDAD ROTA FLEX
Unir la barra lisa con el carrier bar quitando primero el perno de 1 .
Colocar la grapa encima del Carrier bar.
Liberar el freno ligeramente para que la carga soportada sea por el carriel
bar, quitar la grapa colocada en el Prensa-estopa.
Bajar nuevamente la caja de contrapesos colocar o retirar pesas auxiliares a
fin de balancear la unidad. (No permitir que la oscilacin de la carga del
motor est por encima de los 10 Amperios, luego que el nivel de fluido haya
estabilizado se espera una variacin de entre 2 y 3 amperios). Cerrar y
sujetar las puestas frontales.
Hay un retenedor de la correa en el tope de la torre entre el tambor y la
bisagra, esto necesita inspeccionarse para que la banda no tenga roce con
este retenedor. El retenedor debe ajustarse si hay friccin.
ADVERTENCIA: El personal que suba a esta parte de la torre debe tener
arns de seguridad atado a los apoyos de la unidad.
3.1.10 LUBRICACIN DE LAS PARTES INTERNAS DE LA UNIDAD
ROTA FLEX
El procedimiento para lubricar es el siguiente:
dientes de los engranajes si presentan una condicin anormal. El aceite
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debe ser cambiado a las primeras 1000 horas de uso y luego cada ao.
Rutinariamente revise las filtraciones.
Reemplace los sellos si las filtraciones superan un pocillo por semana.
3.1.10.2 Cadena y Piones
Sistema de lubricacin: La cadena y los piones vienen prelubricados de
fbrica. Es posible verter el aceite del sistema ya sea desde el interior o
exterior de la unidad. Desde el exterior se puede verter en el colector de
aceite ubicado en frente de la torre. Desde el interior vierta el aceite en el
colector cuando las puertas estn abiertas y las contrapesas se encuentre a
6 pies del recorrido mnimo. Se recomienda cambiar el aceite de los
colectores una vez al ao.
ADVERTENCIA: El sistema debe estar con frenos de emergencia y
bloqueado cuando trate de entrar a la torre!
3.2 OPERACIN DE LA UNIDAD DE ROTA FLEX 900 PARA
POZO CACHIYACU A
La unidad ha sido erigida y probada en fbrica y los ajustes necesarios para
su buen funcionamiento ya se realizaron, sin embargo pueden ser
requeridos ajustes adicionales dependiendo el sitio donde se ubique. Por lo
que se recomienda realizar el siguiente procedimiento antes de arrancar la
Comprobar que todas las guardas y protectores estn instalados
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correctamente.
Quitar los bloques de madera ubicados en la parte de atrs de la caja de
contrapesos.
Verificar los niveles de aceite de la caja reductora y en el depsito de la
cadena. La caja reductora ha sido previamente lubricado en la fbrica,
pero se debe comprobar antes de la operacin. El tapn ubicado en el
respiradero del aceite de la caja reductora debe cambiarse por el filtro
antes de arrancar y la cadena debe lubricarse con 40 galones. Para ms
informacin remitirse a la seccin de Lubricacin.
Comprobar que el motor est colocado correctamente, as como los
pernos para fijarlo a la zapata.
Verificar que las correas estn alineadas, correctamente tensionadas y la
guarda de la correa en su lugar.
Quitar los prales de seguridad y liberar los frenos.
Hacer el primer movimiento de la manera ms cuidadosa posible y
comprobar si los protectores de las correas, pasamanos y cualquier
estructura de seguridad instalada alrededor de la unidad. Asegurar que la
barra lisa y el espaciamiento de la bomba sea el adecuado tanto en la
carrera ascendente como descendente. ADVERTENCIA: Para evitardaos corporales permanezca en un sitio seguro!
3.2.1 PERSONAL REQUERIDO
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3.2.1.1 Personal operativo directo
a) 1 Supervisor de planta (Petrobell)
b) 2 Operadores de planta (Petrobell)
c) 1 Operadores de electricidad (Petrobell)
d) 1 Operador de instrumentacin (Petrobell)
e) 1 Operador de isla (Petrobell)
3.2.1.2 Personal de apoyo logstico
a) Supervisores de seguridad fsica
b) 1 Analista de laboratorio
c) Personal de mantenimiento
d) 1 Personal de S.S.A.
e) Personal mdico.
3.3 PROGRAMA DE MANTENIMIENTO DE LA UNIDAD ROTA
FLEX 900 PARA POZO CACHIYACU 1
3.3.1 MANTENIMIENTO PREVENTIVO
Con el mantenimiento preventivo recomendado a continuacin, el tiempo
perdido por mantenimiento y los costos de mantenimiento se reducirn al
3.3.2 MANTENIMIENTO MENSUAL
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3.3.2.1 En las puertas de la caja de contrapesas:
Chequear todas las ruedas que guan la caja de pesas, con el fin de
verificar que no existan desgaste, ni luces con la estructura de la unidad.
Chequear la posicin de las pesas dentro de la caja. Estas deben estar
alineadas.
Chequear la tensin en la cadena. Esta debe tener un juego de 1 a 2
pulgadas mximo.
Chequear y limpiar la malla del filtro que se encuentra justo encima del
sprocket.
Chequear los amarres entre la banda de carga y el carrier bar.
Revisar el juego, que genera la unin entre la banda de carga y la caja de
pesas.
Revisar el eje del mecanismo de reversa, sobre todo en las reas de
contacto.
3.3.2.2 En los alrededores externos:
Seccin: Ajustando las ruedas de la caja de contrapesas.
Las pesas en el interior no deben estar desacomodadas ni generando
Si la malla est muy sucia esta no realizara la funcin de filtro y todas las
i di t t l it t d bl
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impurezas caern directamente al aceite y esto puede generar problemas
de taponamiento en los agujeros que vierten el aceite.
Es importante chequear que no se presenten remaches sueltos, ni
materiales extraos.
Verificar que el pin de 3 pulgadas se encuentre en buenas condiciones
pues si no es as, esto generara el mismo efecto de barra lisa rota.
No debe existir espacio alguno entre las ruedas del mecanismo de
reversa y el eje que lo gua. Si existe debe corregirse ajustando las
ruedas. Si se presenta baja lubricacin entre las ruedas y el eje del
mecanismo de reversa se recomienda colocar una pequea capa de
aceite en el interior, para corregir excesivos ruidos y desgaste de las
ruedas.
3.3.2.3 En los alrededores internos:
Inspeccionar el nivel de aceite en la caja reductora. Revisar el estado de las pastillas de los frenos.
Revisar el ajuste de las pastillas de los frenos.
Revisar el estado del freno de emergencia.
Revisar la tensin de las correas en las poleas.
Revisar el estado de las cubre correas y todos los cobertores.
Revisar las conexiones de la escalera de mano.
Revisar que todos los elementos del Speed Sentry estn operando.
No hay evidencia de aceite en el visor, se hace necesario cambiar el sello
El excesivo uso de los frenos reduce la exactitud de la frenada, este
proceso es de vital importancia sobre todo en los frenos de seguridad
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proceso es de vital importancia sobre todo en los frenos de seguridad,
reduzca el espacio entre las pastillas y el disco girando el cuadrante en lacara izquierda del freno en el sentido de las manecillas del reloj.
El disco del freno debe girar sin presentar bamboleo, en algunas
ocasiones las pastillas del freno nos pueden indicar que el disco debe ser
reemplazado.
3.3.2.4 Detrs de la parte media de la torre:
A. Verificar el estado de tornillos y tuercas del tensor de cadena.
B. Revisar el estado del tapn retenedor del pin de la cadena o el retenedor
en el eje de giro.
3.3.2.5 Tope de la torre:
A. Revisar el estado del tambor.
B. Revisar el estado de engrase de los ejes del tambor.
C. Revisar los rodamientos, retenedores y sellos del tambor.
3.3.2.6 Verificar la tensin de la cadena
La cadena principal de la torre, esta diseada para ofrecer muchos aos de
servicio con un apropiado mantenimiento. La unidad Rotaflex esta equipadacon un sistema nico de lubricacin, el cual proporciona una adecuada
lubricacin, sin embargo, se debe examinar un excesivo uso de la cadena y
una apropiada tensin
3.3.2.7 Inspeccin del tambor(parte superior de la torre)
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La capota de la corona esta localizada en el la parte mas alta de la unidad,desde all se tiene acceso al tambor, banda de carga y a los dos cojinetes
guas que soportan el tambor. La capota esta equipada con una barra de
seguridad. Cuando se abre la capota, es necesario que la barra de
seguridad quede puesta en la posicin correcta.
Precaucin: La capota esta aproximadamente a 45 pies de altura.
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ANLISIS DE RESULTADOS
CAPTULO IV
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ANLISIS DE RESULTADOS
4.1 PROPUESTA DE CAMBIO DE SISTEMA DE
LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL
4.1.1 MTODO ANALTICO
Se realiza un anlisis de la produccin que se obtuvo con el sistema de
levantamiento artificial, bombeo electrosumergible, y cules sern los
beneficios al realizar el cambio de sistema de levantamiento a bombeo
mecnico con la unidad rota flex.
El sistema propuesto consiste en un levantamiento artificial mediante
bombeo mecnico con un equipo de superficie que permita obtener larga
carrera (ROTAFLEX). Como muestra grfica.
4.1.2 MTODO ESTADSTICO
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Se recopilaran y se analizaran los datos de produccin y presin de fondo
durante el tiempo que trabajo el antiguo sistema vs el sistema propuesto.
Se realizar el anlisis de las curvas que se obtuvieron de los dos sistemas
de produccin.
4.2 HISTORIAL DE PRUEBAS DE POZO Y ANLISIS DEL
GRAFICO
En el bombeo electrosumergible de acuerdo a la grafica que se presenta
podemos observar que tanto el volumen de fluido que aporta el pozo y lapresin de fondo va declinando considerablemente con este sistema.
Las pruebas de produccin realizadas con el sistema propuesto, bombeo
mecnico presentan una estabilidad en la presin de fondo y un volumen de
fluido estable y sin tendencia a declinar.
4.3 CUADRO DE INTERVENCIONES
El Pozo Cachiyacu A despus de ser perforado y abandonado en 1989 se
interviene previo anlisis de intervenciones que se ha realizado al pozo.
Tabla 4.1Work Over Cahiyacu 1
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POZO INICIAL FINAL TOPE BASE FORMACION TRABAJO COMENTARIO
CACHIYACUA
Sep.2008 Nov.2008 10496 10528 NAPO U
W.01Se muelen 4tapones. Se evalaarena BT, conresultados positivos;antes de cementarcaliza M2, realizapruebas deinyectividad con 2300psi y existe admisin,se circula pozo yexiste presencia detrazas de crudo; secementa M2 por noexistir permiso paraevaluar por a DNH.Repunzona U, seevala con bombeohidrulico, el pozoproduce 600 BFPD
con un 16 % API
Este W.O. quedasuspendido hastaevaluar conbombeo hidrulico,sin envargo esta2evaluacin no fueexitosa debido alcrudo pesado yviscoso, no se tubobuena informacinde arena BT, seevalu con unaproduccin de 312BFPD con 43%Arena BT se dejacon BHA de fondo.
CACHIYACUA
Abril.2009 Abril.2009 10496
10528
NAPO U W.02 Saca BHAhidrulica, bajaequipo BES Centrilift.
El W.O. resultaexitoso.Despus de construirfacilidades paracrudos pesados iniciaproduccin de pozo.
Fuente: Petrobell Inc.
4.4 PRODUCCIN DEL POZO CACHIYACU A
Abril 2009 se interviene con el work over (trabajo en el interior del pozo) No.
2 para realizar cambio de bombeo hidrulico tipo jet a bomba
electrosumergible debido a la baja eficiencia del sistema anterior.
Una vez que se reinicia las pruebas de produccin con el equipo
electrosumergible, sus pruebas mostraron buen potencial.
4.5 RESULTADOS DE PRODUCCIN CON BOMBEO
ELECTRO SUMERGIBLE CENTRILIFT
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ELECTRO SUMERGIBLE CENTRILIFT
Las pruebas desarrolladas a partir de junio del 2009 hasta julio el 2010, se
aprecia que los barriles de fluido por mes como la presin de fondo vienen
declinando notablemente.
Tabla 4.2Produccin con Bombeo Electrosumergible.FECHA BFPM BPPD BWPD BS&W (%) API HZ PIP
JUNIO 2009 636 635 1 0.2 16.5 49 1592
JULIO 2009 551 550 1 0.2 16.5 50 1406
AGOSTO 2009 506 505 1 0.2 16.5 51 1052
SEPT 2009 424 423 1 0.2 16.5 52 967
OCTUBRE 2009 333 332 1 0.2 16.5 52.8 877NOVIEM 2009 297 296 1 0.2 16.5 53.5 804
DICIEM 2009 258 257 1 0.2 16.5 54.1 777
ENERO2010 251 250 1 0.2 16.5 54.6 658
FEBRERO 2010 236 235 1 0.2 16.5 54.5 635
MARZO 2010 218 217 1 0.1 16.5 54.5 589
ABRIL 2010 211 210 1 0.1 16.5 55.3 554
MAYO 2010 214 213 1 0.1 16.5 55.4 504
JUNIO 2010 179 178 1 0.1 16.5 56.8 488
JULIO 2010 171 170 1 0.1 16.5 62 478
Fuente: Petrobell Inc.
Elaborado por: el autor
4.5.1 TENDENCIA DEL COMPORTAMIENTO DEL POZO
Los resultados obtenidos barriles de fluido por mes como la cada de la Generated by PDFKit.NET Evaluation
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Figura 4.2 BFPM vs P.I.P. (Equipo BES)
4.6 CAMBIO DE SISTEMA DE PRODUCCIN
Por lo cual con los datos actuales de comportamiento del pozo, se ha
rediseado un sistema que permita ahorrar costos de energa y
mantenimiento, el cual consiste en un bombeo mecnico con equipo
ROTAFLEX.
A partir de agosto del 2010 inicia la produccin con la unidad la cual muestra
excelentes resultados y a bajos costos de produccin.
Este sistema de produccin controla notablemente la presin de fondo ymantiene un flujo razonable y constante como muestra la tabla 4.3.
E t l t d f did d d 10 000 i b b i
Estuvo parado por causas externas desde finales de diciembre hasta el
viernes 5 de enero que fue arrancado una vez concluidas todas las
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facilidades de superficie.
Se han tomado 3 cartas dinagrficas a lo largo del seguimiento, arrojando un
buen llenado de la bomba.
Las pruebas de vlvula reflejaban una pequea fuga en la vlvula viajera,
pero esta no ha incidido mayormente en el comportamiento de la bomba.
Las ltimas mediciones de nivel dan muestra de que el pozo est
produciendo de manera normal.
4.6.1 RESULTADOS DE PRODUCCIN LUEGO DE LA
IMPLEMENTACIN DE LA UNIDAD ROTAFLEX
Tabla 4.3Produccin con ROTAFLEX
FECHA BFPM BPPD BWPD BS&W (%) API HZ PIP
AGOSTO 2010 350 349 1 0.1 16.5 53.1 574
SEPT 2010 341 340 1 0.1 16.5 53.1 570
OCT 2010 340 339 1 0.1 16.5 53.1 568
NOVIEM 2010 350 349 1 0.1 16.5 53.1 566
DICIEM 2010 347 346 1 0.1 16.5 53.1 565
ENERO2011 344 343 1 0.2 16.5 53.1 560
FEBRERO 2011 342 341 1 0.2 16.5 53.1 561
MARZO 2011 337 336 1 0.2 16.5 53.1 558ABRIL 2011 333 332 1 0.2 16.5 53.1 555
MAYO 2011 335 334 1 0.2 16.5 53.1 558
JUNIO 2011 332 331 1 0.2 16.5 53.1 559
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Figura 4.3BFPM vs P.I.P. (Equipo ROTAFLEX)
4.7 DATOS OBTENIDOS DE YACIMIENTO
Este modelo confirma que el yacimiento es limitado, sin embargo algunos de
los limites est alejado por lo cual la presin de fondo se estabilizo en los
ltimos meses.
4.8 COSTO Y COMPARATIVO PARA LA IMPLEMENTACIN
DEL NUEVO SISTEMA
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El comparativo realizado entre costos de produccin mensual entre bombeo
Electrosumergible vs. Bombeo mecnico con Unidad ROTAFLEX, es
evidente que esta unidad de produccin es ms rentable econmicamente.
Tabla 4.4Comparativo de costos
Fuente: Petrobell Inc.
4.9 AHORRO DE COMBUSTIBLE BOMBAELECTROSUMERGIBLE VS BOMBEO MECNICO
El evidente ahorro de combustible con ms del 50% esto produce que baje Generated by PDFKit.NET Evaluation
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Figura 4.5Grfico Comparativo KW/BFPD
Fuente: Petrobell Inc.
La grafica demuestra que el consumo de energia generada por la unidad
ROTAFLEX es de 0,145 KW por dia.
La energia generada por por el equipo electrosumergible es de 0,165 KW
por dia, por tal motivo los costos bajan.
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CAPTULO V
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5.1 CONCLUSIONES
El Bombeo Mecnico es ms eficiente mecnica y elctricamente para
pozos de baja produccin.
Podemos disminuir en un 60% el consumo de energa cambiando el
sistema de levantamiento por bombeo electrosumergible a bombeo
mecnico incorporando la unidad ROTAFLEX, para una misma condicin
de pozo.
El rango de produccin que permitira producir este sistema es de 54 a
400 BFPD, que se ajusta a un posible incremento de produccin en caso
de que se logre estimular el pozo con un tratamiento qumico a la cara de
la formacin durante la intervencin con taladro para cambio de sistema
de levantamiento.
La evaluacin de los costos de operacin muestra un VAN positivo, lo
cual es resultado del ahorro en el alquiler del nuevo equipo de
levantamiento, consumo de energa y menor costo de intervencin de
pozos.
5.2 RECOMENDACIONES
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La unidad ROTAFLEX es utilizada para evitar grandes tiempos de
desarme para la realizacin de servicios en el pozo donde se encuentre
instalada.
Se recomienda el implemento de esta unidad por su bajo costo de
alquiler
La complejidad en la operacin de la unidad ROTAFLEX es relativamente
baja por tal motivo la operacin no correr riesgo de entrar en modo de
apagado.
Se requiere un equipo pequeo para cambio de bomba, y
consecuentemente los das de intervencin disminuyen.
Se recomienda realizar pruebas de presin en el pozo para actualizar los
datos, y as obtener datos de productividad y declinacin a medida que
avanza la produccin, lo que permitir disear y mantener los equipos,
as obtendremos un mayor tiempo de vida de los mismos.
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BIBLIOGRAFA
BIBLIOGRAFA
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Andespetroleum (2009) Curso Para Operadores de Produccin Junior.
Recuperado/5//de//julio,//2011,//de//http://www.eppetroecuador.ec/idc/gro
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2011, de http://www.weatherford.com/weatherford/groups/web/documen.
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Departamento de Ingeniera de Minas y Petrleos del Ecuador.
ROTAFLEX, Potencias en Sistemas Bombeo Mecnico.Recuperado 23
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GLOSARIO
API A i P t l I tit t (I tit t A i d l P t l )
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API. American Petroleum Institute (Instituto Americano del Petrleo)
Arena Productora. Es la arena donde se encuentra acumulacin de
hidrocarburos.
Barril. Unidad de volumen para petrleo y derivados, equivalente a 42
galones americanos o 158.98 litros medidos a 60 grados Fahrenheit (15
grados centgrados) y a nivel del mar.
BFPD.Barriles de fluido por da.
BPPD.Barriles de petrleo por da.
BS&W. Es el porcentaje de agua emulsionada y sedimentos que se
encuentran el petrleo.
Campo petrolero. Propiamente es el rea delimitada donde se encuentra
uno o ms yacimientos. En el uso corriente donde est incluido el
yacimiento, la superficie y los pozos con sus equipos de produccin.
Completacion. Se llama completacion a la tubera y equipos que son
armados y bajados dentro del pozo productor. Normalmente se baja una sola
tubera con una bomba.
Crudo.Es el petrleo tal como sale del as formaciones productoras y llega a
Petrleo. Nombre genrico para hidrocarburos, incluyendo petrleo crudo,
gas natural y lquidos del gas natural. El nombre se deriva del latn, leum
t f t l d t
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presente en forma natural de rocas, petra.
PIP. Presin que ejerce el fluido de un yacimiento frente al equipo de fondo.
Pozo.Denominacin dada a la abertura producida por una perforacin. Los
pozos, en el lenguaje administrativo, generalmente se designan por un
conjunto de letras y de cifras relativas a la denominacin de los lugares en
los que se encuentran y al orden seguido para su realizacin.
Presin. Es la fuerza sobre la unidad de rea, en este caso se utiliza PSI.
Libra por pulgada cuadrada.
Produccin.Es el volumen de petrleo que se obtiene de los pozos.
Unidad Roxar. Equipo de medicin que permite cuantificar la cantidad de
petrleo, agua y gas de un pozo en produccin.
Yacimiento. Acumulacin de aceite y/o gas en la roca porosa tal como
arenisca. Un yacimiento petrolero normalmente contiene tres fluidos (aceite,
gas y agua) que se separan en secciones distintas debido a sus gravedades
variantes. El gas siendo el ms ligero ocupa la parte superior del yacimiento,
el aceite la parte intermedia y el agua la parte inferior.
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ANEXOS
Anexo 1. Facilidades Cachiyacu 1
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Anexo 2. Diagrama con BHA mecnico Cachiyacu 1
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Anexo 3. Parmetros petrofsicos
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Anexo 4. Programa de clculos y resultados para el pozo Cachiyacu 1 para la Unidad ROTAFLEX
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Anexo 5. Cartas dinamomtricas
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Anexo 6. Relacin de rendimiento de flujo
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Anexo 7. Comportamiento de presin de fondo Arenisca U
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Anexo 8. Unidades ROTAFLEX disponibles a diferentes caudales
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Anexo 9. Parmetro de funcionamiento ROTAFLEX 900
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Anexo 10. Plan de mantenimiento Unidad ROTAFLEX
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