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 COMPLETACION DE POZOS

Definimos por completación o terminación a una serie de trabajos que se cumplen en un pozo luego de la perforación o durante la reparación del mismo, con esto se se busca dotar al pozo del equipo de subsuelo necesario y adecuado a fin de producirlo en forma óptima de una manera segura y rentable, con el objetivo de drenar las reservas de hidrocarburos de los yacimientos, monitorear parámetros de yacimientos e inyección de agua o gas.

En algunas ocasiones los trabajos pueden incluir el revestimiento del intervalo productor con tubería lisa o ranurada, la realización de empaques con grava o el cañoneo del revestidor y, finalmente, la instalación de la tubería de producción. La completación es La fase final a La perforación de pozos, por lo que aplica a: pozos exploratorios (a-2), pozos de avanzadas (AI), pozos de desarrollo (a-o), pozos inyectores/disposición (AI).

La completación incluye el análisis de ciertas condiciones mecánicas y la rentabilidad económica de las que dependerá la productividad del pozo y su desempeño operativo y productivo que a su vez consta de un  adecuado diseño de los esquemas de completación de los pozos.


 

Factores que determinan el diseño de la completación de pozos.

La productividad de un pozo y su futura vida productiva es afectada por el tipo de completación y los trabajos efectuados durante la misma. La selección de la completación tiene como principal objetivo obtener la máxima producción en la forma más eficiente y, por lo tanto, deben estudiarse cuidadosamente los factores que determinan dicha selección, tales como:

  • Tasa de producción requerida.

  • Reservas de zonas a completar.

  • Mecanismos de producción en las zonas o yacimientos a completar.

  • Necesidades futuras de estimulación.

  • Requerimientos para el control de arena.

  • Futuras reparaciones.

  • Consideraciones para el levantamiento artificial por gas, bombeo mecánico, etc.

  • Posibilidades de futuros proyectos de recuperación adicional de petróleo.

  • Inversiones requeridas.

Clasificación de las completaciones de pozos.

Formación consolidada:

  • Completación a hoyo desnudo.

  • Completación con revestidor.

Formación no consolidada:

  • Empaque con Grava a Hoyo Desnudo (O.H.G.P. o E.G.H.D)

  • Empaque con grava interno (I.G.P. o E.G.I)

De acuerdo a su configuración mecánica:

  • Senulla (simple ó selectiva).

  • Multiple (simple ó selectiva).

  • Monobore

La completación de un pozo representa la concreción de muchos estudios que, aunque son realizados por separado, convergen en un mismo objetivo: la obtención de hidrocarburos.

En Maersk Drilling Venezuela, contamos con 10 gabarras de perforación, de las cuales 8 pueden llevar a cabo ambas operaciones: perforación y completación de pozos, y 2 solo completación.


Cañoneo De Petroleo

 El proceso de Cañoneo es aquél que permite la comunicación entre el fluido del yacimiento y el pozo. Cuando se crea un pozo se procede a efectuar una perforación con un taladro en la zona de interés y, dependiendo de las condiciones del pozo, se lleva a cabo o no un revestimiento de la perforación realizada. En los comienzos de la producción petrolera, las zonas donde se encontraban los yacimientos eran muy buenas, en cuanto a sus características físicas, y las perforaciones que hacían los taladros permanecían en buen estado durante un tiempo conveniente sin necesitar revestimiento. Pero la evolución de los procesos de detección de hidrocarburos y la necesidad de extraer las mayores cantidades posibles de fluidos los pozos construidos, condujo a situaciones con más complejidad, donde las formaciones no son lo suficientemente buenas y las perforaciones creadas por los taladros se cierran después de abiertas. Estas condiciones generaron el desarrollo de los procesos de revestimiento de pozos que hoy existen. El revestimiento de pozos consiste en que, una vez completada la perforación utilizando el taladro, se introduce un tubo o revestidor con dimensiones parecidas al tamaño de

 perforación pero de menor diámetro, cementándose las paredes entre el pozo y el revestidor, para que la estructura quede más resistente. El problema es que, una vez instalado el conjunto, no existe comunicación entre el pozo y el yacimiento, por esto se procede a cañonear. Para cañonear se desciende por dentro del revestidor hasta las zonas de interés un cañón con una serie de cargas direccionadas dependiendo de las necesidades del usuario, y se detonan las cargas, creando un conjunto de canales o túneles por donde fluirá el hidrocarburo. La detonación de las cargas crea una masa de metal líquido a altas temperaturas que atraviesa el revestidor, el cemento y posteriormente la formación. Estos canales deben ser limpios, de tamaño y profundidad uniforme y no pueden dañar el revestidor ni la adherencia del cemento. Durante la operación de cañoneo, los desechos de las cargas explosivas y los sólidos del fluido de completación pueden taponar los túneles o la formación, además dependiendo del tipo de cañón utilizado se tendrán condiciones diferentes en los túneles que pueden afectar la productividad de los pozos. Por eso se deben tomar en cuenta diferentes factores cuando se realiza un cañoneo de revestidores, como lo son: el tipo y resistencia de la formación, espesor y resistencia del revestidor, gradiente geotérmico y temperatura del fondo y otros. Tomar en consideración estos factores permite cañonear con las cargas adecuadas y así obtener la máxima productividad de los pozos. 


Condiciones de cañoneo:

 Existen diferentes condiciones para cañonear un pozo en función de los resultados que se quieren obtener, se diferencian por la magnitud de la presión en el pozo con respecto a la presión en la formación, a continuación se presentan los casos posibles.

  •  Cañoneo Bajo Balance (Underbalance) Esta condición ocurre cuando la presión hidrostática en el pozo es más baja que la presión de la formación. Los cañoneos Bajo Balance crean una situación donde el flujo puede comenzar a entrar de manera inmediata al pozo. Al momento del cañoneo, el diferencial de presión ayuda a limpiar los túneles y a remover rocas comprimidas, sucio, y gases de la formación. El tipo de fluido de la formación y la permeabilidad son factores que influencian la cantidad de diferencial de presión a favor del yacimiento necesario, para remover rocas comprimidas y otros mecanismos de daño a la formación del área cercana al pozo.

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  • BAJO BALANCE

     

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  •  Cañoneo Sobre Balance (Overbalance) La presión hidrostática en el pozo es mayor que la presión de la formación, condición que permite que el pozo esté estático durante la operación. Esta técnica se usa entre 80 y 90 por ciento de los pozos nuevos. En algunos casos la utilización de Bajo Balance no es posible por las condiciones de la formación, en estos se requiere de Cañoneo Sobre Balance. Durante este proceso los tubos utilizados están llenos de líquido, con lo cual se garantiza que el pozo permanezca estático durante las operaciones.

 

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Fluidos de procesamiento primario

Separación en tres fases

La separación de tres fases consiste en la separación de gas, petróleo y agua.

 

En la separación primaria, el fluido choca con los deflectores en la entrada del separador que alteran la dirección del fluido.

En la sección de la acumulación de líquido, el agua queda atrapada durante varios minutos en el fondo del separador. Se separa el agua del aceite a través de un conductor de líquido y se separan las burbujas de gas que estaban dentro del aceite a través de una chimenea.

 

A veces hay algunos problemas operativos en los separadores, como por ejemplo las espumas que se forman debido a las impurezas presentes en el líquido producido y tiene la desventaja de dificultar el control de nivel del líquido en el separador y ocupan un volumen que podría estar disponible para dar entrada de líquido. La obstrucción de las parafinas es otro de los problemas operativos que pueden ocurrir, provocando el bloqueo de extracción de gas y vapor en la sección de bloqueo de los filtros coalecedores en la sección líquida.

 

La arena transportada por el líquido producido hasta el separador es también un problema, ya que erosiona las válvulas, obstruye los elementos internos del separador y promueve la acumulación en el fondo del separador. Las emulsiones que se forman en la interface de aceite/agua, ya que ambos no se mezclan, dificulta el control del nivel del líquido en el separador y disminuyen el tiempo de retención de la fase de gas y líquido en el separador, resultando en una reducción de la eficiencia del proceso.

 

Todos estos problemas causan el arrastre del aceite por la corriente de gas cuando el nivel de líquido en el separador es demasiado alto.

 


Tratamiento de petróleo

En el proceso de producción de petróleo, ocurre la producción de determinadas cantidades de agua, que dependen de las características del depósito en donde los líquidos son producidos, la edad de los pozos productores y los métodos de recuperación aplicados.

 

Las desventajas de la presencia de agua en la producción de petróleo son: (i) el tamaño excesivo de las instalaciones de recogida, almacenamiento y transferencia de la mezcla de aceite y agua durante la etapa de producción y transporte y (ii) en la fase de refinación la presencia de cloruro de calcio y de magnesio disueltos en el agua que causan, bajo la acción del calor, la generación de ácido clorhídrico que afecta a las torres de destilación y la presencia de sales de sodio que reducen la vida útil de los catalizadores, lo que lleva a combustibles de baja calidad.

 

Para separar la emulsión de aceite de agua se utilizan varios métodos:

  1. tratamiento termoquímico, que rompe la emulsión a través de calor entre 45-60 º C;
  2. la aplicación de alta tensión del campo eléctrico que provoca la deformación de las órbitas electrónicas alrededor del núcleo de las gotas de agua;
  3. la aplicación de desemulsificante como copolímeros de óxido de etileno y óxido de propileno.

Estos métodos permiten romper la película que rodea las gotitas de agua, promover la fusión y la posterior sedimentación gravitacional.



Tratamiento de agua producida

El agua proveniente de los separadores de aceite/gas/agua y de los separadores de aceite/agua se envía a la columna de desgasificación que elimina una pequeña cantidad de gas todavía presente en el líquido.

 

Después de esta etapa de la separación de petróleo aún está presente en el agua mediante la introducción del fluido a presión en el hidrociclón, debido a la diferencia de diámetro del hidrociclón entre sus extremidades, el flujo del fluido se acelera y la fuerza centrífuga creada por el equipo lleva fuera el agua de un extremo y dá salida al petróleo por el extremo opuesto.


En el tubo de drenaje (caso de plataformas marítimas), la resolución de la columna promueve un mayor tiempo de permanencia del líquido en el equipo para separar el aceite restante proveniente de los hidrociclones.

 

El agua de los efluentes, en los campos marítimos, es lanzada al mar después de reducir su contenido de hidrocarburos a los niveles exigidos por la legislación y campos terrestres para la inyección de agua, siempre y cuando no causen problemas al depósito.




Procesamiento del gas natural

El tratamiento de gas natural se logra mediante el condicionamiento, es decir, un conjunto de procesos físicos y / o químicos en los que el gas debe ser sometido para reducir los niveles de contaminantes y cumplir con las especificaciones.

 

Dentro de estos procesos es la deshidratación, que consiste en eliminar el agua. Este proceso promueve la corrosión de los equipos e induce la formación de hidratos que pueden reducir la capacidad de los gasoductos.

 

La desulfuración es otro proceso que se utiliza para la eliminación de los compuestos de azufre en los procesos de absorción. El tratamiento consta de las operaciones que promueven la separación de fracciones ligeras de gas (gas metano y etano llamado residual) de la fracción pesada (de propano a hexano, que tienen mayor valor comercial).

 

El enfriamiento conduce a la condensación de fracciones pesadas del gas a través del paso de un fluído refrigerante. La absorción refrigerada consiste en la circulación de gas en contacto con una absorción de aceite, en condiciones de altas presiones y bajas temperaturas, alcanzadas a través de un refrigerante. El proceso de expansión de Joule-Thompson se trata de la expansión del gas a través de una válvula que causa una disminución de la temperatura que provoca la condensación de las fracciones más pesadas.

 

ESTACION DE FLUJO




Una estación de flujo es donde se realizan el tratamiento del crudo que viene de las áreas o campos de explotación, para su posterior traslado a la estación de descarga más cercana y de allí al patio de tanque principal de recepción y bombeo de crudo.

Existen varios métodos de producción para transportar el crudo desde los pozos hasta las estaciones

El método más común para transportar el fluido desde el área de explotación a la estación es impulsarlo a través de un sistema de tuberías. Las tuberías de sección circular son las más frecuentes




 

 El objetivo fundamental de las Estaciones de Flujo en operaciones de producción petrolera consiste en separar a las presiones óptimas los fluidos del pozo en sus tres componentes básicos: petróleo, gas y agua, para el posterior tratamiento de los hidrocarburos, con el fin de optimizar el procesamiento y comercialización de ellos (petróleo y gas).

  El proceso de tratamiento en la estación se realiza mediante una serie de sub-procesos; entre ellos tenemos separación, deshidratación, almacenamiento bombeo, etc. Este sistema se inicia con la recolección del crudo a través del múltiple de producción, el cual está formado por uno o varios cabezales de producción y otro de prueba. El cabezal de prueba es utilizado para aislar individualmente la producción de un pozo con el objeto de evaluarlo.

  Una vez recolectado en el tubo múltiple, el crudo se envía a la etapa de separación donde se retiene un nivel de líquido específico por un tiempo determinado bajo condiciones controladas de presión y temperatura, esto con el objeto de separar los hidrocarburos más livianos de los más pesados. Al salir de esta etapa el crudo va a deshidratación, donde el sistema de calentadores eleva su temperatura de entrada bajo un proceso de transferencia de calor, esto con el fin de lograr una separación más efectiva entre el petróleo y el agua. Al avanzar por el sistema el crudo llega al patio de tanques donde pasa inicialmente a un tanque de separación de petróleo y agua, conocido como tanque de lavado, y de allí pasa a los tanques de almacenamiento

  La ubicación deseable de los centros de recolección y almacenamiento debe considerar prioritariamente:

• El volumen de fluidos que se producen.

• Las características de los pozos y las distancias que los separan

Los programas de desarrollo.

El factor económico es esencial en la selección y ubicación de las estaciones de flujo. A medida que un campo se desarrolla, se hace necesario construir nuevos centros de recolección.




 

Estación de Descarga: La estación de descarga es el punto donde toda la producción de petróleo del campo es fiscalizada antes de ser bombeada al patio de tanques; estas estaciones no sólo reciben el crudo de las estaciones de flujo en el área sino también de los pozos cercanos a ella. Su función principal es el tratamiento final del crudo para obtener un crudo que cumplan con las especificaciones de calidad.


·         Proceso de Manejo del Petróleo dentro de una Estación de Flujo




El proceso de manejo se puede dividir en etapas generales, entre las que se encuentran: etapa de recolección, separación, depuración, calentamiento, deshidratación, almacenamiento y bombeo.

Es importante mencionar que en todas las Estaciones de Flujo ocurre el mismo proceso, por lo que podemos decir que estas etapas son empleadas en un gran número de estaciones; luego de pasar por estas etapas, los distintos productos pasarán a otros procesos externos a la estación. A continuación se describe cada una de las etapas por las que pasan los fluidos provenientes de los pozos:

Etapa de Recolección: Esta es una de las etapas más importantes del proceso y consiste en recolectar la producción de los diferentes pozos de una determinada área a través de tuberías tendidas desde el pozo hasta la Estación de Flujo respectiva, o a través de tuberías o líneas provenientes de los múltiples de petróleo, encargados de recibir la producción de cierto número de pozos.

Etapa de Separación: Una vez recolectado, el petróleo crudo o mezcla de fases (líquida y gas) se somete a una separación líquido–gas dentro del separador. La separación ocurre a distintos niveles de presión y temperatura establecidas por las condiciones del pozo de donde provenga el fluido de trabajo. Después de la separación, el gas sale por la parte superior del recipiente y el líquido por la inferior para posteriormente pasar a las siguientes etapas. Es importante señalar que las presiones de trabajo son mantenidas por los instrumentos de control del separador.

Etapa de Depuración: Por esta etapa pasa únicamente el gas que viene de la etapa de separación, y lo que se busca es recolectar los restos de petróleo en suspensión que no se lograron atrapar en el separador, además de eliminar las impurezas que pueda haber en el gas, como lo son H2S y CO2. El líquido recuperado en esta etapa es reinsertado a la línea de líquido que va hacia el tanque de lavado o de almacenamiento según sea el caso, el gas limpio es enviado por las tuberías de recolección a las plantas de compresión o mini plantas, y otra cantidad va para el consumo interno del campo cuando se trabaja con motores a gas.

Etapa de medición de petróleo: El proceso de medición de fluidos y posterior procesamiento de datos, se hace con la finalidad de conocer la producción general de la estación y/o producción individual de cada pozo.

La información sobre las tasas de producción es de vital importancia en la planificación de la instalación del equipo superficial y subterráneo, tales como la configuración de los tanques, tuberías, las facilidades para la disposición del agua y el dimensionamiento de las bombas. Algunas de las decisiones más importantes de la compañía están basadas en las los análisis hechos por los ingenieros de petróleo, cuyo trabajo es ampliamente dependiente de la información de la prueba de pozos.

Etapa de Calentamiento: Después de pasar el crudo por el separador, la emulsión agua-petróleo va al calentador u horno, este proceso de calentamiento de la emulsión tiene como finalidad ocasionar un choque de moléculas acelerando la separación de la emulsión. Este proceso es llevado a cabo únicamente en las estaciones en tierra debido a las limitaciones de espacio que existe en las estaciones que están costa fuera (mar, lago, etc.), y para petróleos que requieran de calentamiento para su manejo y despacho.

Etapa de Deshidratación del petróleo

Después de pasar por la etapa de calentamiento, la emulsión de petróleo y agua es pasada por la etapa de deshidratación con la finalidad de separar la emulsión y extraer las arenas que vienen desde los pozos. Luego el petróleo es enviado a los tanques de almacenamiento y el agua a los sistemas de tratamiento de efluentes.

Etapa de Almacenamiento del Petróleo: Diariamente en las Estaciones de Flujo es recibido el petróleo crudo producido por los pozos asociados a las estaciones, este es almacenado en los tanques de almacenamiento después de haber pasado por los procesos de separación y deshidratación y luego, en forma inmediata, es transferido a los patios de tanque para su tratamiento y/o despacho.

Etapa de Bombeo: Después de pasar por las distintas etapas o procesos llevados a cabo dentro de la Estación de Flujo, el petróleo ubicado en los tanques de almacenamiento es bombeado hacia los patios de tanques para su posterior envió a las refinerías o centros de despacho a través de bombas de transferencia.





PLANTA COMPRESORA Y PATIO DE TANQUE

Una planta de gas esta diseñada para eliminar los componentes más pesados y valiosos del metano en el flujo del gas. Durante este proceso se requiere una caída de presión, la cual debe ser recuperada antes de ser introducido al gasoducto. En plantas pequeñas, generalmente se utilizan compresores con motor a gas.


 


Patio de tanque

Los patio de tanque son lugares donde se recibe el petróleo bombeado desde, los campos petrolíferos, en el pasan por una seria de procesos en los cuales se le remueve el agua y la sal que contiene, se almacena, se afora y se bombea hacia los terminales y refinerías, con la finalidad de ser refinado y/o exportado. Esta constituido con tanques para almacenamiento de crudo, estaciones de bomba, de tratamiento, calentadores y tanques de lavado.




TANQUE DE LAVADO: la mezcla de petróleo y agua entra por la parte superior, luego se hace circular por medio de canales conformados, por bafles lo que permite que el agua contenida en el petróleo se deposita en la parte baja del tanque permitiendo que el petróleo alcance el nivel mas alto y rebose hasta el tanque de almacenamiento de crudo. De esta manera,  el petróleo que sale del tanque de lavado generalmente cumple con las especificaciones exigidas para ser transportado por oleoductos. Sin embargo, este petróleo pasa principalmente  a los tanques de almacenamiento  antes de entrar a los oleoductos.


  FUENTES

 https://www.galpenergia.com/ES/agalpenergia/Os-nossos-negocios/Exploracao-Producao/fundamentos-engenharia-petroleo/Paginas/Extraccion-y-procesamiento.aspx

  http://stardustenlinea.com/completacion-de-pozos/

 http://saber.ucv.ve/bitstream/123456789/6719/1/Trabajo%20de%20Grado%20-%20Edel%20Leon.pdf

 https://es.scribd.com/document/458792393/Resumen-ESQUEMA-DE-UN-PATIO-DE-TANQUE

http://www.agira.com.ar/index.php/es/productos/oil-gas-business/planta-compresora-de-gas

https://www.monografias.com/trabajos72/facilidades-superficie-industria-petrolera/facilidades-superficie-industria-petrolera2.shtml

https://www.monografias.com/trabajos72/facilidades-superficie-industria-petrolera/facilidades-superficie-industria-petrolera.shtml 

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