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Completación de pozos



Partes: 1, 2

    1. Resumen
    2. Sarta de producción o
      eductor
    3. Empacadura de
      producción
    4. Equipos de
      subsuelo
    5. Completación de
      pozos
    6. Métodos de levantamiento
      artificial
    7. Reacondicionamiento,
      recompletación (ra/rc) y servicios a
      pozos
    8. Análisis
      de declinación de producción
    9. Referencias
      bibliográficas
    10. Abreviaturas
    11. Glosario de
      términos

    RESUMEN

    La completación de un pozo representa la
    concreción de muchos estudios que, aunque realizados por
    separado, convergen en un mismo objetivo: la
    obtención de hidrocarburos.
    La Ingeniería Petrofísica,
    Ingeniería de Yacimientos y de las ciencias de
    producción y construcción de pozos; han venido
    realizando, en los últimos años, un trabajo en
    equipo permitiendo una interacción de las ramas que conforman la
    ingeniería de petróleo.

    La elección y el adecuado diseño
    de los esquemas de completación de los pozos perforados,
    constituyen parte decisiva dentro del desempeño operativo, productivo y desarrollo de
    un Campo. La eficiencia y la
    seguridad del
    vínculo establecido entre el yacimiento y la superficie
    dependen de la correcta y estratégica disposición
    de todos los parámetros que lo conforman, de esta manera
    podría hablarse de la productividad del
    pozo en función de
    la completación, que incluye un análisis de sus condiciones
    mecánicas y la rentabilidad
    económica que justifique su existencia.

    Antes de conocer la teoría
    de completación de pozos, es importante conocer con
    detalle algunos conceptos fundamentales en el área a
    estudiar:

    1.1 SARTA DE
    PRODUCCIÓN O EDUCTOR[1].

    Estas constituyen arreglos de tubulares y equipos de
    fondo; pueden ir desde arreglos sencillos hasta arreglos muy
    complicados. Su objetivo primordial es conducir los fluidos desde
    la boca de las perforaciones hasta la superficie. Los Grados API
    para tubería mayormente empleados son: J-55, C-75, C-95 y
    P-105. Los grados C-75 y C-95 son diseñados para soportar
    ambientes ácidos,
    son más resistentes y costosos que el J-55, este
    último presenta un buen comportamiento
    en ambientes básicos. Existen dos tipos de conexiones,
    para tuberías de producción, abaladas por la
    American Petroleum Institute (API). La conexión API "NU"
    (NOT-UPSET), que consta de una rosca de 10 vueltas, siendo la
    conexión menos fuerte que la tubería. La
    conexión de tubería "EUE" (EXTERNAL UPSET), dicha
    conexión posee mayor resistencia que
    el cuerpo de la tubería y es ideal para los servicios de
    alta presión.

    1.2. EMPACADURA DE
    PRODUCCIÓN[2].

    Es una herramienta de fondo que se usa para proporcionar
    un sello entre la tubería eductora y el revestimiento de
    producción, a fin de evitar el movimiento
    vertical de los fluidos, desde la empacadura por el espacio
    anular, hacia arriba. Estas empacaduras son utilizadas bajo las
    siguientes condiciones:

    1. Para proteger la tubería de revestimiento del
      estallido bajo condiciones de alta producción o
      presiones de inyección.
    2. Para proteger la tubería de revestimiento de
      algunos fluidos corrosivos.
    3. Para aislar perforaciones o zonas de
      producción en completaciones
      múltiples.
    4. En instalaciones de levantamiento artificial por
      gas.
    5. Para proteger la tubería de revestimiento del
      colapso, mediante el empleo de un
      fluido sobre la empacadura en el espacio anular entre la
      tubería eductora y el revestimiento de
      producción.

    1.2.1. MECANISMO BÁSICO.

    Para que una empacadura realice el trabajo
    para el cual ha sido diseñada, dos cosas deben suceder:
    primero un cono debe ser empujado hacia las cuñas a fin de
    que ellas se peguen a la pared del revestidor y segundo el
    elemento de empaque (gomas)
    debe ser comprimido y efectuar un sello contra la pared del
    revestidor. Sus componentes básicos son:

    1. Tabla 1-2. Tipo de Elementos
      Sellantes.

    2. Elementos sellantes: Estos elementos son
      normalmente construidos de un producto de
      goma de nitrilo y se usan en aplicaciones tales como:
      instalaciones térmicas, pozos cretácicos y pozos
      productores de gas seco. Se ha comprobado que los sellos de
      goma de nitrilo son superiores cuando se utilizan en rangos de
      temperaturas normales a medias. Cuando se asienta una
      empacadura, el elemento sellante se comprime de manera tal que
      forma un sello contra la pared de la tubería de
      revestimiento. Durante esta compresión, el elemento de
      goma se expande entre el cuerpo de la empacadura y la pared de
      la tubería. Esta expansión junto con la
      maleabilidad del mencionado elemento ayudan a que estos vuelvan
      a su forma original al ser eliminada la compresión sobre
      la empacadura. Algunas empacaduras incluyen resortes de
      acero
      retráctiles moldeados dentro del elemento sellante para
      resistir la expansión y ayudar en la retracción
      cuando se desasiente la empacadura. Existen cuatro tipos de
      elementos sellantes que se usan de acuerdo al tipo de servicio:
      ligero, mediano, duro y especiales. (I, II, III y IV,
      respectivamente).
    3. Cuñas: Las cuñas existen en una
      gran variedad de formas. Es deseable que posean un área
      superficial adecuada para mantener la empacadura en
      posición, bajo los diferenciales de presión
      previstos a través de esta. Las cuñas deben ser
      reemplazadas si ya se han utilizado una vez en el
      pozo.
    4. Elementos de asentamiento y desasentamiento:
      El mecanismo más simple de asentamiento y
      desasentamiento es el arreglo de cerrojo en "J" y pasador de
      cizallamiento que requiere solamente una ligera rotación
      de la tubería de producción al nivel de la
      empacadura para el asentamiento y puede, generalmente, ser
      desasentada por un simple levantamiento sobre la empacadura.
      Este procedimiento
      es aplicable a las empacaduras recuperables.
    5. Dispositivos de fricción: Los elementos
      de fricción son una parte esencial de muchos tipos de
      empacaduras para asentarlas y en algunos casos para
      recuperarlas. Pueden ser flejes, en resortes o bloque de
      fricción, y si están diseñados
      apropiadamente, cada uno de estos proporciona la fuerza
      necesaria para asentar la empacadura.
    6. Anclas hidráulicas: Las anclas
      hidráulicas o sostenedores hidráulicos
      proporcionan un método
      confiable para prevenir el movimiento que tiende a producirse
      al presentarse una fuerza en la dirección opuesta de las cuñas
      principales. Por ejemplo, una empacadura de cuñas
      simples que se asiente con peso puede moverse hacia arriba en
      el hoyo, cuando se lleva a cabo una acidificación o
      fractura, sin embargo, este movimiento se puede evitar mediante
      el uso de sostenedores hidráulicos o de una ancla
      hidráulica.

    Para ver el gráfico seleccione la
    opción "Descargar" del menú superior

    Fig. 1-4. Empacaduras.

    1.2.2. TIPOS DE
    EMPACADURAS
    .

    Los diferentes tipos de empacaduras pueden ser agrupados
    en clases principales; luego se pueden subdividir de acuerdo a
    métodos de
    asentamientos, dirección de la presión a
    través de la empacadura y número de orificios a
    través de la empacadura. De esta forma se tienen:
    Recuperables, Permanentes, Permanentes –
    Recuperables.

    Existen alrededor de 10 fabricantes de empacaduras, sin
    embargo, en la industria
    petrolera nacional las más utilizadas son de las marcas, Baker,
    Otis, Camco, en diámetros de 4 ½, 5½, 7 y 9
    5/8 pulgadas.

    1.2.2.1. Empacaduras Recuperables.

    Son aquellas que se bajan con la tubería de
    producción o tubería de perforación y se
    pueden asentar: por compresión, mecánicamente e
    hidráulicamente. Después de asentadas pueden ser
    desasentadas y recuperadas con la misma tubería. Las
    empacaduras recuperables son parte integral de la sarta de
    producción, por lo tanto, al sacar la tubería es
    necesario sacar la empacadura.

    Las empacaduras recuperables se pueden clasificar
    tomando en cuenta la dirección del diferencial de
    presión en:

    1. Para ver el gráfico
      seleccione la opción "Descargar" del menú
      superior Fig. 1-5. Empacaduras de
      Compresión.

    2. Empacaduras de recuperables
      compresión:
      Una empacadura de
      compresión se asienta aplicando el peso de la
      tubería de producción sobre la empacadura y se
      recupera tensionando. Por estas razones, no se desasienta
      aplicando una fuerza hacia abajo, bien aplicando peso de la
      tubería de producción (compresión) o
      bien aplicando presión por el espacio anular sobre la
      empacadura. Sus características particulares las hacen
      apropiadas para resistir diferenciales de presión
      hacia abajo. Son principalmente utilizadas en pozos
      verticales, relativamente someros y de baja presión.
      Pueden soportar presiones diferenciales desde abajo si se les
      incorpora un anclaje hidráulico de fondo dentro del
      ensamblaje de la empacadura.

      Para ver el gráfico
      seleccione la opción "Descargar" del menú
      superior Fig. 1-6. Empacaduras de
      Tensión.

    3. Empacaduras recuperables de
      tensión:
      Estas empacaduras se asientan
      rotando la tubería de producción ¼ de
      vuelta a la izquierda y luego tensionando. Para recuperarla, se
      deja caer peso de la tubería de manera tal de compensar
      la tensión y luego se rota la tubería a la
      derecha ¼ de vuelta, de manera que las cuñas
      vuelvan a su posición original. Se usan en pozos someros
      y donde se anticipen presiones diferenciales moderadas desde
      abajo. Las presiones desde abajo solo sirven para incrementar
      la fuerza de asentamiento sobre la empacadura. Son usadas
      preferiblemente en pozos de inyección de agua y en
      pozos someros, donde el peso de la tubería de
      producción no es suficiente para comprimir el elemento
      sellante de una empacadura de asentamiento por peso o
      empacadura a compresión.
    4. Empacaduras recuperables de compresión
      – tensión:
      Estas empacaduras se
      asientan por rotación de la tubería más
      peso o con rotación solamente. No se desasientan por
      presiones aplicadas en cualquier dirección, por lo tanto
      pueden soportar un diferencial de presión desde arriba o
      desde abajo. Para recuperarlas, solamente se requiere
      rotación de la tubería de producción hacia
      la derecha. Cuando se usan en pozos de bombeo mecánico
      se dejan en tensión y actúan como anclas de
      tubería. Cuando se utilizan en pozos de inyección
      de agua permiten mantener la tubería de
      producción en peso neutro, lo que elimina la posibilidad
      de que se desasienten debido a la elongación de la
      tubería o por contracción de la misma. Su mayor
      desventaja se debe a que como deben ser liberadas por
      rotación de la tubería, si hay asentamiento de
      partículas sólidas sobre el tope de la empacadura
      se hace imposible realizar cualquier trabajo de
      rotación, sin embargo, eso se soluciona usando un fluido
      libre de partículas sólidas como fluido de
      empacadura.
    5. Empacaduras recuperables sencillas y duales de
      asentamiento hidráulico:
      El asentamiento de las
      empacaduras sencillas se realiza cuando existe un diferencial
      de presión entre la tubería de producción
      y la tubería de revestimiento. La principal ventaja de
      las empacaduras recuperables con asentamiento
      hidráulico, es que la tubería eductora puede ser
      corrida en el pozo y el cabezal de producción instalado
      antes del asentamiento de la empacadura. Estas empacaduras son
      particularmente apropiadas en pozos altamente desviados donde
      la manipulación de la tubería de
      producción puede presentar dificultades. Las empacaduras
      duales se utilizan en completaciones múltiples cuando se
      requiere producir una o más arenas.

    1.2.2.2. Empacaduras
    Permanentes
    .

    Estas se pueden correr con la tubería de
    producción o se pueden colocar con equipos de guaya fina.
    En este último caso, se toman como referencia los cuellos
    registrados en el perfil de cementación para obtener un
    asentamiento preciso. En caso de formaciones con temperatura de
    fondo alta (400ºF-450ºF), el método más
    seguro de
    asentamiento consiste en utilizar un asentador hidráulico
    bajado junto con la tubería de producción. Una vez
    asentada la empacadura, se desasienta el asentador
    hidráulico y se saca la tubería junto con la
    tubería de producción. Las empacaduras permanentes
    se pueden considerar como una parte integrante de la
    tubería de revestimiento, ya que la tubería de
    producción se puede sacar y dejar la empacadura permanente
    asentada en el revestidor. Usualmente para destruirla es
    necesario fresarla, por lo que frecuentemente se denomina
    empacadura perforable.

    Fig. 1-7. Empacaduras
    Permanentes.

    1.2.2.3. Unidades Sellantes para Empacaduras
    Permanentes.

    Las unidades sellantes que se corren con la
    tubería de producción, se empacan en el orificio de
    la empacadura permanente Tabla 1-3. Adicionalmente existen
    los niples sellantes con ancla. Este último arreglo
    permite que la tubería de producción sea colgada
    bajo tensión.

    Tabla 1-3. Unidades Sellantes para
    Empacaduras Permanentes.

    1.2.3. SELECCIÓN DE
    EMPACADURAS.

    Para la selección
    de empacaduras es necesario considerar diversos factores tanto
    técnicos como económicos. Generalmente, se escoge
    la empacadura menos costosa que puede realizar las funciones para la
    cual se selecciona. Sin embargo, el costo inicial de
    la empacadura no debe ser el único criterio de
    selección. Es necesario tomar en cuenta los requerimientos
    presentes y futuros de los pozos para la selección de la
    empacadura, por ejemplo, las empacaduras más
    económicas son generalmente las de compresión y las
    de tensión. Las empacaduras hidráulicas suelen ser
    las más costosas. Es necesario tomar en cuenta facilidades
    de reparación y disponibilidad. Las empacaduras con
    sistemas
    complejos para el asentamiento y desasentamiento deben evitarse,
    así por ejemplo, las empacaduras recuperables que se
    liberan con simple tensión son deseables en muchos
    casos.

    La selección de una empacadura para un trabajo en
    particular, debe basarse en el
    conocimiento de las diferentes clases de empacaduras. Sin
    embargo, para hacer una selección preliminar es necesario
    recabar la siguiente información y verificar que la empacadura
    seleccionada cumpla con cada uno de los siguientes
    aspectos:

    1. Tipo de empacadura (Recuperable, Permanentes,
      Permanentes – Recuperables).
    2. Tipo de completación.
    3. Dirección de la presión.
    4. Procedimiento de asentamiento de la
      empacadura.
    5. Procedimiento de desasentamiento de la
      empacadura.

    La selección final de la empacadura se
    basará en un balance entre los beneficios mecánicos
    y las ganancias económicas, resultando preponderante de
    dicho balance lo que genere mayor seguridad para el
    pozo.

    1.3. EQUIPOS DE
    SUBSUELO[2].

    Son aquellos que se bajan con la tubería de
    producción y permiten llevar a cabo trabajos de mantenimiento
    en subsuelo, sin tener que matar el pozo o sacar la
    tubería de producción. También proporcionan
    facilidades para instalar equipos de seguridad en el
    subsuelo.

    1.3.1. CLASIFICACIÓN DE LOS EQUIPOS DE
    SUBSUELO.

    Los equipos de subsuelo se dividen de acuerdo a su
    función en la completación, lo cual se muestra en el
    esquema siguiente:

    Debido a que son demasiados equipos de subsuelo, solo se
    definirán los que son representativos para este trabajo,
    esto en busca de sintetizar la cantidad de conceptos presentes en
    esta sección.

    1.3.1.1. Niples de Asiento.

    Son dispositivos tubulares insertados en la
    tubería de producción y comunes en el pozo a una
    determinada profundidad. Internamente son diseñados para
    alojar un dispositivo de cierre para controlar la
    producción de la tubería. Los niples de asiento
    están disponibles en dos tipos básicos que
    son:

    1. Niples de asiento selectivo: Su principio de
      funcionamiento está basado en la comparación
      del perfil del niple, con un juego de
      llaves colocado en un mandril de cierre. Pueden ser colocados
      más de uno en una corrida de tubería de
      producción, siempre que tenga la misma
      dimensión interna. Las ventajas de este tipo de niple
      son:
    • Taponar el pozo hacia arriba o hacia abajo o en ambas
      direcciones.
    • Permite probar la tubería de
      producción.
    • Permite colocar válvulas
      de seguridad.
    • Permite colocar reguladores en fondo.
    • Permite colocar un niple de parada.
    • Permite colocar empacaduras
      hidráulicas.

    Existen básicamente dos tipos de niples de
    asiento selectivo:

    • Niple de asiento selectivo por la herramienta de
    corrida.

    • Niple de asiento selectivo por el mandril de
    localización.

    1. Niples de asiento no selectivo: Este tipo de
      niple es un receptor para dispositivos de cierre. Su
      principio de funcionamiento es de impedir el paso de herramientas de diámetro no deseado a
      través de él ("NO-GO"), para localizar los
      dispositivos de cierre, por lo tanto el diámetro
      exterior del dispositivo debe ser ligeramente mayor que el
      diámetro interno más pequeño del niple.
      Estos niples son colocados, generalmente, en el punto
      más profundo de la tubería de
      producción.

    1.3.1.2. Niples Pulidos.

    Son pequeños niples tubulares construidos del
    mismo material que el niple de asiento, el cual no tiene
    receptáculo de cierre pero es pulido internamente para
    recibir una sección de sellos. Estos niples pueden ser
    usados al mismo tiempo que los
    niples de asiento, las camisas deslizantes, juntas de erosión y
    otros equipos de completación. Su función
    primordial radica en la posibilidad de aislar en caso de
    filtraciones en la junta de erosión, haciendo uso de
    herramientas de guaya fina y mediante un ensamblaje.

    1.3.1.3. Tapones Recuperables de
    Eductor.

    Son empleados para taponar la tubería de
    producción y tener la posibilidad de realizar así
    trabajos de mantenimiento y reparación de subsuelo.
    Existen tres tipos básicos de tapones recuperables, los
    cuales son asentados en niples o en la tubería de
    producción. Estos tres tipos se clasifican según la
    dirección en que son capaces de soportar
    presión.

    1. Los que son capaces de soportar presión por
      encima o en sentido descendente.
    2. Los que soportan presión en sentido
      ascendente o por debajo.
    3. Los que soportan presión en ambas
      direcciones, bajo condiciones de
      operación.

    En la Tabla 1-4, se muestran en forma
    esquemática las aplicaciones recomendadas para taponar la
    tubería eductora. Se presenta en forma funcional las
    aplicaciones de los tipos de tapones, las direcciones de las
    presiones que deben soportar cuando se realiza determinada
    operación en el pozo y finalmente cual de ellos es
    aplicable para la operación presentada.

    Tabla 1-4. Aplicaciones Recomendadas
    para Operaciones
    más Comunes con Tapones.

    Para ver el gráfico seleccione la
    opción "Descargar" del menú superior

    Los tapones son piezas indispensables al momento de
    reparar y completar un pozo, debido a su aplicabilidad durante la
    prueba de tubería y las operaciones con equipos de
    superficie.

    El tapón que soporta presión por debajo
    consiste en un ensamblaje con un tapón de cabezal cargado
    con un resorte, el cual sella sobre un asiento metálico
    dispuesto en el sustituto igualador, pudiéndose realizar
    este sello también con un asiento de goma en
    adición con el metal.

    El tapón de circulación soporta
    presión solamente por encima y puede ser circulado a
    través de él. Su diseño varía de
    acuerdo a los requerimientos, teniendo así dispositivos de
    cierre con bola y asiento, válvula de sello o tipo
    válvula check de goma. Para finalizar se tiene el
    tapón de cierre en ambas direcciones el cual es
    comúnmente empleado para separación de zonas de
    completaciones del tipo selectivas.

    1.3.1.4. Mangas Deslizantes.

    Son equipos de comunicación o separación, los
    cuales son instalados en la tubería de producción.
    Pueden ser abiertos o cerrados mediante guaya fina. Entre las
    funciones que cumplen estos dispositivos tenemos:

    1. Traer pozos a producción.
    2. Matar pozos.
    3. Lavar arena.
    4. Producción de pozos en múltiples
      zonas.

    Existe una gran variedad de estos equipos con diferentes
    aplicaciones, pero con un mismo principio de funcionamiento.
    Entre ellos tenemos:

    1. Tubería de producción con
      orificios.
    2. Con receptáculos de asiento y ancla para
      mandril.
    3. Con una sección de sello.
    4. Con camisa recuperable con guaya.
    5. Con válvula recuperable con
      guaya.

    1.3.1.5. Mandriles con Bolsillo
    Lateral.

    Estos son diseñados para instalarse en los
    controles de flujo, como válvulas para levantamiento
    artificial con gas, en la tubería de producción.
    Existen dos tipos básicos de estos mandriles. El primer
    tipo, consiste en un mandril estándar, con perforaciones
    en el lado exterior de la camisa hacia el revestidor y el fondo
    de la misma está comunicado con la tubería de
    producción. En el segundo tipo, las perforaciones
    están en el interior hacia la tubería de
    producción y el fondo de la misma está en contacto
    con el espacio anular. Las válvulas que se instalan en
    estos mandriles se clasifican en dos grupos:
    recuperables con guaya fina y no recuperables con guaya fina. Las
    no recuperables con guaya son poco usadas debido a que el
    reemplazo de alguna de ellas ameritaría sacar la
    tubería de producción, sustituirla y luego
    introducirla de nuevo en el pozo.

    1.4.
    COMPLETACIÓN DE POZOS[3].

    Se entiende por completación o terminación
    al conjunto de trabajos que se realizan en un pozo después
    de la perforación o durante la reparación, para
    dejarlos en condiciones de producir eficientemente los fluidos de
    la formación o destinarlos a otros usos, como
    inyección de agua o gas. 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.

    1.4.1. 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:

    1. Tasa de producción requerida.
    2. Reservas de zonas a completar.
    3. Mecanismos de producción en las zonas o
      yacimientos a completar.
    4. Necesidades futuras de
      estimulación.
    5. Requerimientos para el control de
      arena.
    6. Futuras reparaciones.
    7. Consideraciones para el levantamiento artificial
      por gas, bombeo mecánico, etc.
    8. Posibilidades de futuros proyectos de
      recuperación adicional de petróleo.
    9. Inversiones requeridas.

    1.4.2. CLASIFICACIÓN DE LAS COMPLETACIONES DE
    ACUERDO A LAS CARACTERISTICAS DEL POZO.

    Básicamente existen tres tipos de completaciones
    de acuerdo a las características del pozo, es decir como
    se termine la zona objetivo:

    1. Hueco Abierto.
    2. Hueco Abierto con Forro o Tubería
      Ranurada.
    3. Tubería de Revestimiento Perforada
      (Cañoneada).

    1.4.2.1. Completación a Hueco
    Abierto.

    Este tipo de completación se realiza en zonas
    donde la formación está altamente compactada,
    siendo el intervalo de completación o producción
    normalmente grande (100 a 400 pies) y homogéneo en toda su
    longitud.

    Consiste en correr y cementar el revestimiento de
    producción hasta el tope de la zona de interés,
    seguir perforando hasta la base de esta zona y dejarla sin
    revestimiento. Este tipo de completación se realiza en
    yacimientos de arenas consolidadas, donde no se espera
    producción de agua/gas ni producción de arena
    ó derrumbes de la formación.

    Para ver el gráfico seleccione la
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    Fig. 1-8. Completación a Hueco
    Abierto.

    Entre las variantes de este tipo de completación
    encontramos:

    1. Perforación del hoyo desnudo antes de bajar
      (correr) y cementar el revestidor de producción:
      En
      este tipo de completación las muestras de canal y la
      interpretación de los registros
      ayudan a decidir si colocar el revestidor o abandonar el pozo
      por ser no económico.
    2. Perforación del hoyo desnudo antes de bajar
      (correr) el revestidor de producción:

    Ventajas:

    • Se elimina el costo de cañoneo.
    • Existe un máximo diámetro del pozo en
      el intervalo completado.
    • Es fácilmente profundizable.
    • Puede convertirse en otra técnica de
      completación; con forro o revestidor
      cañoneado.
    • Se adapta fácilmente a las técnicas
      de perforación a fin de minimizar el daño
      a la formación dentro de la zona de
      interés.
    • La interpretación de registros o perfiles de
      producción no es crítica.
    • Reduce el costo de revestimiento.

    Desventajas:

    • Presenta dificultad para controlar la
      producción de gas y agua, excepto si el agua
      viene de la zona inferior.
    • No puede ser estimulado selectivamente.
    • Puede requerir frecuentes limpiezas si la
      formación no es compacta.

    Como la completación a hueco abierto descansa en
    la resistencia de la misma roca para soportar las paredes del
    hueco es de aplicación común en rocas
    carbonatadas (calizas y dolomitas).

    1.4.2.2. Completación con Forro o
    Tubería Ranurada.

    Este tipo de completación se utiliza mucho en
    formaciones no compactadas debido a problemas de
    producción de fragmentos de rocas y de la
    formación, donde se produce generalmente petróleos
    pesados.

    En una completación con forro, el revestidor se
    asienta en el tope de la formación productora y se coloca
    un forro en el intervalo correspondiente a la formación
    productiva. Dentro de este tipo de completación
    encontramos la siguiente clasificación:

    1. Para ver el gráfico
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      superior

      Fig. 1-9. Completación con
      Forro No Cementado.

      Entre los requerimientos necesarios para que este
      tipo de completación se lleve a cabo, están los
      siguientes: formación no consolidada, formación
      de grandes espesores (100 a 400 pies), formación
      homogénea a lo largo del intervalo de
      completación, etc.

      Ventajas:

      • Se reduce al mínimo el daño a la
        formación.
      • No existen costos
        por cañoneado.
      • La interpretación de los perfiles no es
        crítica.
      • Se adapta fácilmente a técnicas
        especiales para el control de arena.
      • El pozo puede ser fácilmente
        profundizable.

      Desventajas:

      • Dificulta las futuras reparaciones.
      • No se puede estimular
        selectivamente.
      • La producción de agua y gas es
        difícil de controlar.
      • Existe un diámetro reducido frente a la
        zona o intervalo de producción.
      1. Completación con forro liso ó
        camisa perforada:
        En este caso, se instala un forro a
        lo largo de la sección o intervalo de
        producción. El forro se cementa y se cañonea
        selectivamente la zona productiva de
        interés.

      Para ver el gráfico
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      superior

      Fig. 1-10. Completación con
      Forro Liso o Camisa Perforada.

      Ventajas:

      • La producción de agua / gas es
        fácilmente controlada.
      • La formación puede ser estimulada
        selectivamente.
      • El pozo puede ser fácilmente
        profundizable.
      • El forro se adapta fácilmente a cualquier
        técnica especial para el control de
        arena.

      Desventajas:

      • La interpretación de registros o perfiles
        de producción es crítica.
      • Requiere buenos trabajos de
        cementación.
      • Presenta algunos costos adicionales
        (cementación, cañoneo, taladro,
        etc.)
      • El diámetro del pozo a través del
        intervalo de producción es muy
        restringido.
      • Es más susceptible al daño la
        formación.

      1.4.2.3. Completación con Revestidor
      Cañoneado.

      Es el tipo de completación que más se
      usa en la actualidad, ya sea en pozos poco profundos (4000 a
      8000 pies), como en pozos profundos (10000 pies o
      más). Consiste en correr y cementar el revestimiento
      hasta la base de la zona objetivo, la tubería de
      revestimiento se cementa a lo largo de todo el intervalo o
      zonas a completar, cañoneando selectivamente frente a
      las zonas de interés para establecer
      comunicación entre la formación y el hueco del
      pozo.

      Ventajas:

      • La producción de agua y gas es
        fácilmente prevenida y controlada.
      • La formación puede ser estimulada
        selectivamente.
      • El pozo puede ser profundizable.
      • Permite llevar a cabo completaciones adicionales
        como técnicas especiales para el control de
        arena.
      • El diámetro del pozo frente a la zona
        productiva es completo.
      • Se adapta a cualquier tipo de
        configuración mecánica.

      Desventajas:

      • Los costos de cañoneo pueden ser
        significativos cuando se trata de intervalos
        grandes.
      • Se reduce el diámetro efectivo del hoyo y
        la productividad del pozo
      • Pueden presentarse trabajos de
        cementación.
      • Requiere buenos trabajos de
        cementación.
      • La interpretación de registros o perfiles
        es crítica.

      1.4.3. CONFIGURACIÓN MECÁNICA DE
      LOS POZOS.

      De acuerdo a la configuración mecánica del pozo, la
      completación del mismo puede clasificarse en
      Completación Convencional y Completación
      Permanente. Se entiende por "Completación
      Convencional" aquella operación en la cual existe una
      tubería mayor de 4 ½ pulgadas de
      diámetro externo dentro del pozo y a través de
      la cual fluyen los fluidos de la formación hacia la
      superficie. La mayoría de las partes mecánicas
      o equipos de subsuelo pueden ser removidos, es decir, no
      tienen carácter permanente. Respecto a la
      "Completación Permanente" son aquellas operaciones en
      las cuales la tubería de producción y el
      cabezal del pozo (árbol de navidad),
      se instalan de tal manera que todo trabajo subsiguiente se
      lleva a cabo a través de la tubería de
      producción con equipo manejado a cable.

      1.4.4 FACTORES QUE DETERMINAN EL TIPO DE
      CONFIGURACIÓN MECÁNICA.

      1. Tipo de pozo (productor, inyector,
        etc).
      2. Número de zonas a completar.
      3. Mecanismo de producción.
      4. Procesos de recuperación secundaria
        (inyección de agua, inyección de gas,
        etc).
      5. Grado de compactación de la
        formación.
      6. Posibilidades de futuros
        reacondicionamientos.
      7. Costos de los equipos.

      1.4.5. TIPOS DE COMPLETACION DE ACUERDO A LA
      CONFIGURACIÓN MECÁNICA.

      • Completación sencilla: Este tipo
        de completación es una técnica de
        producción mediante la cual las diferentes zonas
        productivas producen simultáneamente o lo hacen en
        forman selectiva por una misma tubería de
        producción. Este tipo de completación se
        aplica donde existe una o varias zonas de un mismo
        yacimiento. En completaciones de este tipo, todos los
        intervalos productores se cañonean antes de correr
        el equipo de completación. Además de
        producir selectivamente la zona petrolífera, este
        tipo de completación ofrece la ventaja de aislar
        zonas productoras de gas y agua. En caso de que la zona
        petrolífera no tenga suficiente presión
        como para levantar la columna de fluido hasta la
        superficie se pueden utilizar métodos de
        levantamiento artificial. Entre las variedades de este
        tipo de completación se tiene:
      • Completación sencilla
        convencional:
        Esta tipo de completación se
        realiza para la producción una sola zona, a
        través de la tubería de
        producción.
      • Completación sencilla selectiva:
        Consiste en separar las zonas productoras mediante
        empacaduras, produciendo a través de mangas
        ó válvulas de
        circulación.

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      Fig. 1-12. Completación
      Selectiva.

      • Completación múltiple: Se
        utiliza cuando se quiere producir simultáneamente
        varias zonas petrolíferas (yacimientos) en un solo
        pozo, sin mezclar los fluidos. Generalmente reduce el
        número de pozos a perforar.

      Ventajas:

      • Pueden obtenerse altas tasas de
        producción
      • Pueden producirse varios yacimientos a la
        vez
      • Existe un mejor control del yacimiento, ya que se
        pueden probar las diferentes zonas con miras a futuros
        proyectos.

      Desventajas:

      • En zonas de corta vida productiva, se traduce en
        mayores inversiones
      • En caso de trabajos de reacondicionamiento, el
        tiempo de taladro es elevado.
      • Aumenta el peligro de pesca de
        equipos y tubería.

      Entre los principales tipos de completaciones
      múltiples, se destacan:

      • Completación doble con una
        tubería de producción y una empacadura de
        producción:
        En este tipo de completación,
        la zona superior produce a través del espacio anular
        revestidor / tubería de producción, mientras
        que la zona inferior produce a través de la
        tubería de producción. Generalmente, se
        aplica donde la zona superior no requiera levantamiento
        artificial, no tenga problemas de arena, corrosión, etc..

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      Fig. 1-13. Completación
      Doble con una Tubería de Producción y una
      Empacadura de Producción.

      Ventaja:

      • Bajo Costo.

      Desventajas:

      • La zona superior no puede ser producida por la
        tubería de producción a menos que la zona
        inferior esté aislada.
      • El revestidor está sujeto a
        presión de la formación y a la
        corrosión de los fluidos.
      • La reparación de la zona superior
        requiere que se mate primero la zona
        inferior.
      • La producción de arena en la zona
        superior puede atascar la tubería de
        producción
      • La conversión a levantamiento artificial
        es difícil de implantar
      • Completación doble con una
        tubería de producción y dos empacaduras de
        producción:
        Mediante este diseño es
        posible producir cualquier zona a través de la
        tubería de producción. Esto se lleva a cabo a
        través de una herramienta de cruce (cross over
        chocke) que hace que la zona superior pueda ser producida
        por la tubería de producción y la zona
        inferior por el espacio anular
        (revestidor-tubería).

      Ventajas:

      • La herramienta de cruce permite que la zona
        superior sea producida por la tubería de
        producción.
      • La herramienta de cruce permite realizar el
        levantamiento artificial por gas en la zona
        superior

      Desventajas:

      • El revestidor está sujeto a daño
        por altas presiones de la formación y por la
        corrosión de los fluidos
      • Se deben matar ambas zonas antes de realizar
        cualquier trabajo al pozo ó de reparar la zona
        superior.
      • No se pueden levantar por gas ambas zonas
        simultáneamente.
      • Completación doble con tuberías
        de producción paralelas y múltiples
        empacaduras de producción:
        Mediante este
        diseño se pueden producir varias zonas
        simultáneamente y por separado a través del
        uso de tuberías de producción paralelas y
        empacaduras dobles.

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      Fig. 1-14. Completación
      Doble con Tuberías de Producción Paralelas y
      Múltiples Empacaduras de
      Producción.

      Ventajas:

      • Se puede producir con levantamiento artificial
        por gas.
      • se pueden realizar reparaciones con
        tubería concéntricas y con equipo manejado a
        cable en todas las zonas

      Desventajas:

      • Alto costo inicial
      • Las reparaciones que requieran la
        remoción del equipo de producción pueden
        ser muy costosas
      • Las tuberías y empacaduras tienen
        tendencia a producir escapes y filtraciones.
      • Completación Triple: Este tipo de
        diseño puede llevarse a cabo utilizando dos ó
        más tuberías y empacaduras de
        producción

      Ventaja:

      • Permite obtener alta tasa de producción
        por pozo

      Desventajas:

      • Dificultad para su instalación y
        remoción de los equipos en los futuros trabajos de
        reparación.
      • Son muy susceptibles a problemas de
        comunicación, filtraciones, etc.

      1.5.
      MÉTODOS DE LEVANTAMIENTO
      ARTIFICIAL[4].

      Cuando la energía natural de un yacimiento es
      suficiente para promover el desplazamiento de los fluidos
      desde su interior hasta el fondo del pozo, y de allí
      hasta la superficie, se dice que el pozo fluye
      "naturalmente". Es decir, el fluido se desplaza como
      consecuencia del diferencial de presión entre la
      formación y el fondo del pozo. Posteriormente como
      producto de la explotación del yacimiento la
      presión de éste disminuye, esto implica que la
      producción de fluidos baja hasta el momento en el
      cual, el pozo deja de producir por sí mismo. De
      allí que surja la necesidad de extraer los fluidos del
      yacimiento mediante la aplicación de fuerzas o
      energías ajenas al pozo, a este proceso se
      le denomina Levantamiento Artificial.

      Existen diversos Métodos de Levantamiento
      Artificial entre los cuales se encuentran los siguientes:
      Bombeo Mecánico Convencional (BMC), Bombeo
      Electrosumergible (BES), Bombeo de Cavidad Progresiva (BCP),
      Bombeo Hidráulico (BH) y Levantamiento Artificial por
      Gas (LAG).

      A continuación se describen brevemente los
      Métodos de Levantamiento Artificial mencionados
      anteriormente:

      1.5.1. BOMBEO MECÁNICO
      CONVENCIONAL.

      Este método consiste fundamentalmente en una
      bomba de subsuelo de acción reciprocante, abastecida con
      energía suministrada a través de una sarta de
      cabillas. La energía proviene de un motor
      eléctrico, o de combustión interna, la cual moviliza
      una unidad de superficie mediante un sistema de
      engranajes y correas. El Bombeo Mecánico Convencional
      tiene su principal aplicación en el ámbito
      mundial en la producción de crudos pesados y
      extrapesados, aunque también se usa en la
      producción de crudos medianos y livianos. No se
      recomienda en pozos desviados, y tampoco es recomendable
      cuando la producción de sólidos y/o la
      relación gas – líquido sea muy alta, ya
      que afecta considerablemente la eficiencia de la
      bomba.

      Una unidad típica de Bombeo Mecánico
      consiste de cinco componentes básicos:

      1. El Movimiento primario, el cual suministra la
        potencia del sistema.
      2. La unidad de transmisión de potencia o
        caja reductora de velocidades.
      3. El Equipo de bombeo en superficie, el cual se
        encarga de transformar el movimiento rotatorio (primario)
        en movimiento linealmente oscilatorio.
      4. La sarta de cabillas, la cual transmite el
        movimiento y la potencia a la bomba de subsuelo.
        Aquí también puede incluirse la sarta de
        revestimiento y la de tubería de
        producción[5].
      5. La Bomba de subsuelo.

      1.5.1.1. La Unidad de Bombeo en
      Superficie.

      La Unidad de Bombeo en Superficie incluye en sus
      componentes los ítems a, b ya mencionados en la
      Sección 1.6.1. Según la geometría de la Unidad, éstas
      pueden clasificarse como:

      • Clase I: comúnmente denominados
        como Unidad Convencional de Bombeo. Este tipo de unidad se
        caracteriza por tener el punto de apoyo de la viga viajera
        cerca de la cabeza del balancín, tal como se muestra
        en la Fig. 1-15.

      Fig. 1-15. Sistema Clase I.
      Unidad de Bombeo Convencional[5].

      • Clase III: la geometría de este tipo de unidades se
        caracteriza por tener un punto de apoyo al final de la viga
        viajera, es decir, lejos de la cabeza del balancín.
        Dentro de esta clase se ubican las unidades balanceadas por
        aire y las
        conocidas como Lufkin Mark II. Estas unidades están
        representadas en las Figuras 1-16 y
        1-17.

      Para ver el gráfico
      seleccione la opción "Descargar" del menú
      superior Fig. 1-16. Sistema Clase III. Unidad
      de Bombeo Balanceada por Aire[5].

      Para ver el gráfico
      seleccione la opción "Descargar" del menú
      superior Fig. 1-17. Sistema Clase III. Unidad
      de Bombeo Lufkin Mark II[5].

      1.5.1.2. La Sarta de Cabillas.

      La sarta de cabillas es el sistema que se encarga de
      transmitir la energía desde el equipo de superficie,
      hasta la bomba de subsuelo. La selección, el
      número de cabillas y el diámetro de
      éstas dependen de la profundidad a la que se desea
      colocar la bomba de subsuelo y de las condiciones operativas.
      Por ejemplo, para pozos de profundidad mayor a 3500 pies es
      común utilizar una sarta compuesta de diferentes
      diámetros de cabillas.

      Las cabillas de diámetro menor son colocadas
      en la parte inferior de la sarta, ya que allí la carga
      de esfuerzos generados es mínima; asimismo las
      cabillas de mayor diámetro se colocan en la parte
      superior de la sarta porque allí es donde se genera la
      máxima cantidad de esfuerzos. Por lo tanto, las cargas
      máximas y mínimas de esfuerzos esperados
      durante el ciclo de bombeo deben ser calculados lo más
      preciso posible, para asegurar que no ocurran fallas en el
      sistema durante su operación.

      Para evitar que ocurran los problemas mencionados
      anteriormente con la Sarta de Cabillas, el diseño de
      la misma se realiza generalmente siguiendo la Norma API RP
      11L [6].

      1.5.1.3. La Bomba de Subsuelo.

      La Bomba de Subsuelo está compuesta por los
      siguientes elementos:

      1. Cilindro o Barril.
      2. Pistón o Émbolo.
      3. Válvula fija o Válvula de
        entrada.
      4. Válvula viajera o Válvula de
        descarga.

      La bomba actúa según el movimiento de
      la sarta de cabillas y de la unidad de bombeo en superficie.
      Las bombas de
      subsuelo se clasifican en tres tipos:

      1. Bombas Tipo Tubería.
      2. Bombas Tipo Inserta.
      3. Bombas Tipo Casing (se consideran como una
        versión de las bombas Tipo Inserta, pero de mayor
        tamaño).

      La diferencia básica entre una bomba Tipo
      Tubería y una Tipo Inserta es la forma en la cual el
      cilindro o barril es instalado en el pozo. En el caso de las
      bombas Tipo Tubería el cilindro es conectado a la
      parte inferior de la sarta de la tubería de
      producción, para luego ser introducido en el pozo. Por
      el contrario, en el caso de las bombas Tipo Inserta el
      cilindro forma parte del ensamblaje de la bomba de subsuelo,
      y es colocado dentro del pozo a través de la sarta de
      cabillas.

      1.5.2. BOMBEO
      ELECTROSUMERGIBLE
      .

      Este Método de Levantamiento Artificial es
      aplicable cuando se desea producir grandes volúmenes
      de fluido, en pozos medianamente profundos y con grandes
      potenciales.

      Sin embargo, los consumos de potencia por barril
      diario producido son también elevados, especialmente
      en crudos viscosos. Una instalación de este tipo puede
      operar dentro de una amplia gama de condiciones y manejar
      cualquier fluido o crudo, con los accesorios adecuados para
      cada caso[7].

      El equipo de superficie de este sistema de
      Levantamiento Artificial cuenta con los siguientes
      elementos:

      1. Banco de transformación
        eléctrica:
        constituido por transformadores que cambian el voltaje
        primario de la línea eléctrica por el
        voltaje requerido por el motor.
      2. Tablero de control: su función es
        controlar las operaciones en el pozo.
      3. Variador de frecuencia: permite arrancar
        los motores a bajas velocidades reduciendo los
        esfuerzos en el eje de la bomba, protege el equipo de
        variaciones eléctricas.
      4. Caja de venteo: está ubicada
        entre el cabezal del pozo y el tablero de control,
        conecta el cable de energía del equipo de
        superficie con el cable de conexión del motor,
        además permite ventear a la atmósfera el gas que fluye a
        través del cable, impidiendo que llegue al tablero
        de control.

      Los principales componentes del equipo de subsuelo
      son los siguientes:

      1. Motor eléctrico: es la fuente de
        potencia que genera el movimiento a la bomba para
        mantener la producción de fluidos. Se recomienda
        colocarlo por encima de las perforaciones.
      2. Protector o sello: se encuentra entre el
        motor y la bomba, permite conectar el eje de la bomba al
        eje del motor. Además absorbe las cargas axiales
        de la bomba y compensa la expansión o
        contracción del motor, no permite la entrada de
        fluidos al motor.
      3. Sección de succión:
        está constituida por la válvula de
        retención y la válvula de drenaje. La
        primera de ellas disminuye la presión hidrostática sobre los componentes
        de la bomba, y la segunda se utiliza como factor de
        seguridad para circular el pozo de revestidor a
        tubería de producción o
        viceversa.
      4. Separador de gas: está ubicado
        entre el protector y la bomba, reduce la cantidad de gas
        libre que pasa a través de la bomba. Su uso es
        opcional y se emplea cuando se prevé alta
        relación gas – petróleo
        (RGP).
      5. Bomba electrosumergible: es de tipo
        centrífugo–multietapas, cada etapa consiste
        en un impulsor rotativo y un difusor fijo. El
        número de etapas determina la capacidad de
        levantamiento y la potencia requerida para ello. El
        movimiento rotativo del impulsor imparte un movimiento
        tangencial al fluido que pasa a través de la
        bomba, creando la fuerza centrífuga que impulsa al
        fluido en forma radial, es decir, el fluido viaja a
        través del impulsor en la resultante del
        movimiento radial y tangencial, generando al fluido
        verdadera dirección y sentido del
        movimiento.
      6. Cables trifásicos: suministran la
        potencia al motor eléctrico, y deben cumplir con
        los requerimientos de energía del mismo.
        Están aislados externamente con un protector de
        bronce o aluminio, en la parte media un aislante y
        cada cable está internamente aislado con plástico de alta densidad.

      Es posible la aplicación de Bombeo
      Electrosumergible en pozos que se encuentren bajo las
      siguientes condiciones: altas tasas de producción,
      alto índice de productividad, baja presión de
      fondo, alta relación agua – petróleo, y
      baja relación gas – líquido (RGL). En
      caso de alta RGL, se puede emplear este método
      utilizando un separador de gas.

      1.6.3. BOMBEO DE CAVIDAD
      PROGRESIVA.

      Las bombas de Cavidad Progresiva son máquinas rotativas de desplazamiento
      positivo, compuestas por un rotor metálico, un estator
      cuyo material es elastómero generalmente, un sistema
      motor y un sistema de acoples flexibles. El efecto de bombeo
      se obtiene a través de cavidades sucesivas e
      independientes que se desplazan desde la succión hasta
      la descarga de la bomba a medida que el rotor gira dentro del
      estator. El movimiento es transmitido por medio de una sarta
      de cabillas desde la superficie hasta la bomba, empleando
      para ello un motor – reductor acoplado a las
      cabillas.

      Este tipo de bombas se caracteriza por operar a baja
      velocidades y permitir manejar altos volúmenes de gas,
      sólidos en suspensión y cortes de agua,
      así como también son ideales para manejar
      crudos de mediana y baja gravedad
      API. Los componentes básicos de un sistema de
      Bombeo de Cavidad Progresiva incluyen:

      1. Equipos de superficie:
      1. Cabezal giratorio: su función
        principal es la de soportar el peso de la sarta de
        cabillas. Además, evita que ésta
        última retroceda cuando el sistema se
        apaga.
      2. Movimiento primario (motor): su
        función principal es la de proveer la energía
        necesaria para mover el equipo de superficie, y por ende la
        sarta de cabillas y la bomba.
      3. Equipo de transmisión de potencia:
        a través de un conjunto de poleas,
        cadenas y un sistema hidráulico, se encarga de
        transmitirle potencia al motor. También se puede
        incluir dentro de este grupo el
        Prensaestopas y la Barra Pulida.
      1. Para ver el gráfico
        seleccione la opción "Descargar" del menú
        superior Fig. 1-18. Configuración
        de una Bomba de Cavidad
        Progresiva[8].

        El desplazamiento de una bomba de Cavidad
        Progresiva además de ser función de la
        velocidad de rotación, es
        directamente proporcional a tres constantes: el
        diámetro de la sección transversal del
        rotor, la excentricidad (o radio
        de la hélice) y la longitud "pitch" de la
        hélice del estator. El desplazamiento por revolución puede variar con el
        tamaño del área de la cavidad.

      2. Equipos de subsuelo: en este grupo de
        componentes se encuentran la bomba de subsuelo, el ancla de
        gas, el ancla antitorque y la sarta de cabillas. La bomba
        de subsuelo consiste de un rotor helicoidal singular que
        rota alrededor de un mismo eje, dentro de un estator
        helicoidal doble de mismo diámetro (menor) y del
        doble de longitud. El rotor y el estator forman una serie
        de cavidades selladas a lo largo de una misma
        dirección, que se desplazan desde la succión
        hasta la descarga de la bomba.
      3. Estator de la bomba: con respecto al
        elastómero del estator, actualmente existen tres
        componentes en el mercado
        para Bombas de Cavidad Progresiva[5], todos
        estos componentes son formulados a partir de la goma de
        nitrilo. Los componentes y algunas de sus aplicaciones se
        muestran a continuación:
      • Nitrilo con concentración media de
        Acrilonitrilo:
        este tipo de elastómero puede
        ser aplicado en crudos de API menores a 28 grados, con
        altos cortes de agua. Así mismo, el material posee
        excelentes propiedades mecánicas, teniendo como
        límite de temperatura de aplicación 200
        grados Fahrenheit.
      • Nitrilo de alta concentración de
        Acrilonitrilo:
        este material posee alta resistencia a
        la presencia de aromáticos. Puede ser aplicado en
        crudos entre 28 y 38 grados API. El material soporta
        temperaturas de hasta 225 grados Fahrenheit.
      • Nitrilo altamente saturado y de alta
        concentración de Acrilonitrilo:
        este tipo de
        material no aplica ante la presencia de
        aromáticos. Sus propiedades mecánicas son
        excelentes y soportan temperaturas hasta 275 grados
        Fahrenheit.

      1.5.4. BOMBEO
      HIDRÁULICO
      .

      Los sistemas de Bombeo Hidráulico transmiten
      su potencia mediante el uso de un fluido presurizado que es
      inyectado a través de la tubería. Este fluido
      conocido como fluido de potencia o fluido motor, es utilizado
      por una bomba de subsuelo que actúa como un
      transformador para convertir la energía de dicho
      fluido a energía potencial o de presión en el
      fluido producido que es enviado hacia la superficie. Los
      fluidos de potencia más utilizados son agua y crudos
      livianos que pueden provenir del mismo
      pozo[9].

      Los equipos de superficie comprenden:

      1. Tanques de almacenamiento, tanques de lavado,
        separadores y/o tratadores:
        cuando se utiliza
        petróleo como fluido de potencia en un sistema
        abierto, dicho fluido se obtiene de tanques de
        almacenamiento o de oleoductos, de donde se suministran al
        sistema de bombeo o de distribución. Si se está en un
        sistema cerrado, el fluido de potencia, bien sea agua o
        petróleo es manejado en un circuito cerrado, el cual
        debe disponer de su propio tanque de almacenamiento y
        equipos de limpieza de sólidos, estos equipos operan
        independientemente de las operaciones en las estaciones de
        producción.
      2. Bomba multiplex o triplex: son bombas de
        acción reciprocante y constan de un terminal de
        potencia y un terminal de fluido. El terminal de potencia
        comprende entre otras partes el cigüeñal, la
        biela y los engranajes. El terminal de fluido está
        formado por pistones individuales, con válvulas de
        retención a la entrada y a la descarga.
      3. Válvulas de control: en general se
        usan varios tipos de válvulas de control para
        regular y/o distribuir el suministro de fluido de potencia
        a uno o más pozos.
      4. Múltiples de control: se utilizan
        para dirigir los fluidos directamente a cada uno de los
        pozos. Una válvula de control de presión
        constante, regula la presión del flujo y la cantidad
        de fluido de potencia que se requiere en cada pozo, cuando
        se usa una bomba reciprocante.
      5. Lubricador: es una pieza de tubería
        extendida con una línea lateral para desviar el
        flujo de fluido cuando se baja o se extrae la bomba del
        pozo. También se utiliza para controlar la presencia
        de gases
        corrosivos que pueden obstaculizar la bajada de la bomba o
        su remoción del pozo.

      1.5.4.1. Bombeo Hidráulico Tipo
      Pistón.

      En el caso de Bombeo Hidráulico Tipo
      Pistón, el equipo de subsuelo está formado
      básicamente por los siguientes componentes:

      1. Arreglo de tubería: permite
        clasificar los diferentes tipos de instalaciones del
        sistema, tales como: tipo insertable fijo, entubado fijo,
        bomba libre tipo paralelo y tipo entubado.
      2. Bomba hidráulica de
        succión:
        el principio de operación es
        similar al de las bombas del Bombeo Mecánico,
        sólo que en una instalación de Bombeo
        Hidráulico Tipo Pistón, la cabilla se
        encuentra en el interior de la bomba. Las bombas
        hidráulicas se clasifican en bombas de
        acción sencilla y las de doble acción. Las
        de acción sencilla desplazan fluido a la
        superficie en un solo sentido, es decir, en el movimiento
        de ascenso o descenso. Las de doble acción
        desplazan fluido hasta la superficie en ambos recorridos,
        ya que poseen válvulas de succión y de
        descarga en ambos lados del pistón que combinan
        acciones de apertura y cierre de las
        válvulas de succión y descarga del
        mismo[9].

      1.5.4.2. Bombeo Hidráulico Tipo
      Jet
      .

      En el caso de Bombeo Hidráulico Tipo Jet, el
      Método de Levantamiento Artificial es similar al de
      Bombeo Hidráulico Tipo Pistón en cuanto al
      principio de funcionamiento. En cuanto a las instalaciones y
      equipos de superficie para ambos Métodos de
      Levantamiento Artificial son iguales, la diferencia principal
      es la bomba de subsuelo.

      Los principales componentes de la bomba Jet son la
      boquilla, la garganta y el difusor. El fluido motor entra a
      la bomba por la parte superior de la misma, inmediatamente el
      fluido pasa a través de la boquilla, de este modo toda
      la presión del fluido se convierte en energía
      cinética. El chorro de la boquilla es descargado en la
      entrada de la cámara de producción, la cual se
      encuentra conectada con la Formación. De esta manera,
      el fluido de potencia arrastra al fluido de producción
      proveniente del pozo y la combinación de ambos fluidos
      entra a la garganta de la bomba. La mezcla de los fluidos se
      logra completamente en los límites de la garganta, debido a que su
      diámetro es siempre mayor al de la boquilla. En este
      instante el fluido de potencia realiza una transferencia de
      energía al fluido de producción.

      La mezcla que sale de la garganta posee el potencial
      necesario para fluir contra el gradiente de la columna de
      fluido de producción. Gran parte de ese potencial se
      mantiene constante como energía cinética, y es
      por eso que la mezcla se hace pasar por una sección
      final de operación, formada por un difusor
      diseñado para proporcionar un área de
      expansión y así convertir la energía
      cinética restante en una presión estática mayor que la presión de
      la columna de fluido de producción,
      permitiéndole a la mezcla, llegar hasta
      superficie[7].

      Este tipo de Levantamiento Artificial (Bombeo
      Hidráulico Tipo Jet) puede manejar grandes cantidades
      de arena y partículas sólidas, además
      puede ser instalado a grandes profundidades (hasta
      18000pies). También es capaz de manejar crudos de alta
      viscosidad,
      siempre que se esté utilizando crudo como fluido de
      potencia.

      1.5.4.3. Fluido Motor o de
      Potencia
      .

      Los fluidos empleados con más frecuencia son
      agua o crudos livianos provenientes del pozo, pero todo
      depende de las condiciones del mismo. Por condiciones
      ambientales y de seguridad es preferible utilizar agua. Sin
      embargo, cuando se usan crudos livianos, es posible diluir
      los crudos pesados y extrapesados del fondo del pozo,
      disminuyendo su viscosidad. Cuando existe el riesgo de
      producirse problemas de corrosión, deposición
      de asfaltenos, parafinas y la formación de emulsiones,
      es posible añadir químicos para prevenir este
      tipo de problemas si el fluido de potencia es crudo. La
      inyección del fluido de potencia requiere de un
      sistema hidráulico instalado en superficie, que posee
      un equipo de tratamiento para eliminar el gas y los
      sólidos indeseados que se encuentren en el fluido a
      ser inyectado[5].

      1.5.5. LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS
      (LAG).

      Este Método de Levantamiento Artificial opera
      mediante la inyección continua de gas a alta
      presión en la columna de los fluidos de
      producción (Flujo continuo), con el objeto de
      disminuir la densidad del fluido producido y reducir el peso
      de la columna hidrostática sobre la formación,
      obteniéndose así un diferencial de
      presión entre el yacimiento y el pozo que permite que
      el pozo fluya adecuadamente. El gas también puede
      inyectarse a intervalos regulares para desplazar los fluidos
      hacia la superficie en forma de tapones de líquido
      (Flujo intermitente). Como variantes de estos métodos,
      también se han desarrollado otros como la
      Cámara de Acumulación, el Pistón
      Metálico y el Flujo
      Pistón[5].

      Una instalación de LAG consta
      básicamente de: la sarta de producción y el
      equipo asociado, la línea de flujo, el separador, los
      equipos de medición y control, la planta
      compresora o fuente de gas de levantamiento de alta
      presión y las líneas de distribución del
      gas. El equipo de producción consiste en una o varias
      piezas tubulares denominadas mandriles, los cuales se
      insertan o enroscan a una válvula de levantamiento, a
      través de la cual pasa el gas destinado a levantar el
      fluido de producción.

      El equipo de subsuelo representa la base para el
      funcionamiento del LAG y está constituido
      principalmente por las válvulas de LAG y los
      mandriles. Las válvulas de LAG tienen como
      función permitir la inyección, a alta
      presión del gas que se encuentra en el espacio anular.
      De acuerdo a su mecanismo de operación existen
      distintos tipos de válvulas tales como: las cargadas
      con nitrógeno, las accionadas por resorte, aquellas
      operadas por la presión del gas inyectado, las
      operadas por la presión de los fluidos de
      producción, las balanceadas y las no
      balanceadas[5].

      El mandril es una sección tubular que permite
      colocar la válvula a la profundidad deseada y permite
      el paso del gas, desde el espacio anular hacia la
      válvula LAG. Se instala con la tubería de
      producción, puede ser de tipo convencional, donde la
      válvula va enroscada externamente con un protector
      superior, para recuperar dicha válvula es necesario
      sacar la sarta de producción. Las instalaciones de LAG
      pueden ser: cerradas, semicerradas y abiertas. Las cerradas
      son aquellas provistas de empacadura y válvula fija de
      retención de líquido, las semicerradas poseen
      empacaduras, pero sin válvula fija; y las abiertas no
      utilizan empacaduras, ni válvula fija. Las
      instalaciones cerradas y semicerradas se usan para flujo por
      la tubería de producción o por el
      anular.

      Este tipo de Método de Levantamiento
      Artificial permite manejar grandes volúmenes de
      producción, incluyendo la producción de agua y
      sedimentos. Además cuenta con la flexibilidad de
      distribuir gas a varios pozos con una sola planta de
      compresión, y de recuperar las válvulas con
      guaya fina o tubería.

    2. Completación con forro no cementado: En
      este tipo de completación un forro con o sin malla se
      coloca a lo largo de la sección o intervalo de
      interés. El forro con o sin malla puede ser empacado con
      grava para impedir el arrastre de la arena de la
      formación con la producción.

    Partes: 1, 2

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