Selección del Método de Levantamiento Artificial

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La selección del método de levantamiento más adecuado es un paso fundamental en la puesta en marcha de un pozo que requiera un método de producción. Se citarán ciertas características técnico-económicas que ayudan al ingeniero de producción tomar la decisión correcta.

1. ¿Qué es un sistema o método de Levantamiento Artificial?

Los métodos de levantamiento artificial se refiere al uso de tecnologías que ayudan a la extracción de fluidos de un pozo, generalmente el petróleo y agua, cuando el yacimiento no tiene suficiente energía para expulsarlos hasta la superficie de manera natural. Generalmente se logra por medio de dispositivos mecánicos en el pozo, tales como bombas, o rediciendo el peso de la columna hidrostática por medio de la inyección de gas a una cierta profundidad. 

La selección del tipo de sistema de levantamiento artificial más sustentable para un pozo o un grupo de pozos, puede ser de lo más sencillo hasta lo más complicado, dependiendo de las condiciones en las que se encuentre este.

Una correcta selección del método de levantamiento artificial, es fundamental para la rentabilidad a largo plazo de un pozo o un grupo de ellos. Un error en la elección puede reducir sustancialmente la producción y el aumento en los costos de explotación. Cuando se toma el tipo de sistema de levantamiento artificial que se va a instalar en un pozo, casi nunca se examina si es el indicado para las condiciones vigentes.

La ingeniería de producción obliga una revisión constante del desempeño del método con el objetivo de modificar los parámetros de funcionamiento o incluso cambiar el método, la experiencia es la que decide cuando un método permanece. Cada método de levantamiento se puede clasificar de excelente a pobre dependiendo si se logra o no el objetivo. Dependiendo de las consideraciones económicas, posiblemente dos tipos de levantamiento artificial (uno utilizado más tarde) pueden ser prescritos para un grupo de pozos. 

Por ejemplo, en un pozo con altas tasas iniciales de producción puede ser necesario si se requiere incrementar más la producción, pero al ir disminuyendo la presión y por lo tanto la capacidad de afluencia, se tendrá una baja tasa en el futuro. En este caso, una instalación inicial de bombeo por gas lift se puede cambiar a un sistema de bombeo electrosumergible (BES) o bombeo hidráulico en una fecha posterior.

La elección del mejor método puede resultar tedioso, esto da a lugar a la aplicación de la capacidad o experiencia operacional del método. Generalmente se encuentra que las mejoras que se hace para resolver un nuevo problema es debido a que la selección original es muy pobre, por lo que, lo más importante es la capacidad de funcionamiento práctico de cada método de elevación, esto recae, en la importancia en que se puedan utilizar.

2. Selección del Método de Levantamiento Artificial: Características Técnicas, Ventajas y Desventajas 

En Tabla 1, discuten aspectos importantes para la selección del mejor método de levantamiento artificial, además presenta 10 distintas cualidades para el diseño y comparaciones de sus capacidades,  9 diferentes atributos que se agrupan bajo condiciones normales de operación y 12 parámetros que son consideraciones especiales a problemas que se suscitan en el pozo. En ellas se comparan por ejemplo la eficiencia hidráulica, flexibilidad, confiabilidad, profundidad, monitoreo, manejo de gas, etc., de las cuales se deberá tener 6 consideraciones muy importantes:

  1. La habilidad para manejar el gasto deseado sobre el tiempo requerido al menor costo sobre la vida del proyecto.
  2. Se necesita estimar y comparar las consideraciones económicas que resulten del sistema específico.
  3. La localidad es un factor de peso sobre el capital de inversión y los costos de operación. Localidades remotas requieren de una operación sencilla, duradera y servicios de mantenimiento y reparación fáciles. Para instalaciones marinas también se requiere de períodos de operación largos y bajos costos por recuperación de equipo.
  4. El bombeo mecánico debe ser considerado como una aplicación estándar para los pozos en tierra. Si la instalación es el plataforma marina, la aplicación estándar es el bombeo por gas lift. Estos dos métodos han demostrado una producción óptima a bajos costos. Cualquier otro método podrá ser elegido si cuenta con ventajas económicas y operativas.
  5. Una vez que se haya realizado el sistema artificial se requiere de los diseños para conformar los equipos necesarios para ser instalados en el campo.
  6. Finalmente todos estos factores deberán ser revisados y discutidos con un análisis económico para determinar que sistema de levantamiento artificial utilizar.
Tabla 1. Comparación técnico-económica de los distintos Métodos de Levantamiento Artificial.
Comparación Técnico-Económica de los Métodos de Levantamiento Artificial más comunes en el mercado

3. Otras consideraciones en la Selección del Método de Levantamiento Artificial

Es necesario hacer énfasis que el desempeño de las capacidades de los métodos están basados en tecnología práctica y probada. Los avances en estas técnicas de levantamiento han demostrado ser prácticos y rentables a largo plazo. 

Puede ser revisados como solución a un problema particular, o bien, los atributos actuales que poseen pueden ser usados para comparar y seleccionar el mejor método de levantamiento artificial para un nuevo pozo, además la comparación de atributos pueden ser usados para determinar si el método actual de un pozo pudo haber sido elegido incorrectamente y se puede considerar otro método como reemplazo.

Aunque hay algunos otros tipos de sistemas de levantamiento artificial conocidos, su importancia es insignificante en comparación con los que acabamos de mencionar. Así, hay una multitud de opciones disponibles para un ingeniero cuando se selecciona el tipo de sistema artificial para ser utilizado. Algunos de los tipos posibles pueden ser descartados por las condiciones del campo, tales como la profundidad, la tasa de producción, las propiedades del fluido, etc. 

Sin embargo, en general, más de un sistema de levantamiento resulta ser técnicamente factible. Es entonces la responsabilidad del ingeniero de producción seleccionar el tipo de sistema que proporcionará la forma más rentable de producir el volumen de líquido deseado en un pozo específico. Después de tomar la decisión sobre el método de levantamiento artificial aplicar, se debe ejecutar un diseño completo de las instalaciones para las condiciones iniciales y futuras.

A fin de proporcionar una comparación aproximada de los sistemas artificiales disponibles, a continuación se muestran las tasas aproximadas de producción de líquidos de las distintas instalaciones dadas en función de la profundidad. La Figura 1 muestra que los sistemas artificiales de producción son capaces de producir altas tasas de líquidos son: el bombeo por gas lift, bombeo electrosumergible y bombeo hidráulico tipo jet.

Entre los métodos de producción que pueden producir en altas tasas se encuentran: Gas Lift, Bombeo Electrosumergible y el Bombeo Jet
Fig. 1. Métodos de Levantamiento Artificial con capacidad de producir en altas tasas.

Como se puede observar, el bombeo gas lift continuo permite el levantamiento de líquido a mayores cantidades para cualquier profundidad. En la Figura 2, por otra parte, incluye sistemas artificiales para capacidad de bombeo moderada, como lo son: el bombeo hidráulico, bombeo de cavidades progresivas, bombeo mecánico y bombeo por émbolo viajero. En la mayoría de los casos, la profundidad tiene un marcado impacto en el volumen de líquido producido, por lo que se puede decir que en pozos con mayor profundidad, la tasa de producción se reduce.

Entre los métodos de producción que pueden producir en tasas moderadas están: Bombeo Mecánico, Bombeo por Cavidades Progresivas, Bombeo por Embolo Viajero y el Bombeo Hidráulico
Fig. 2. Métodos de Levantamiento Artificial con capacidad de producir en tasas moderadas.
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Portal del Petróleo : Selección del Método de Levantamiento Artificial
Selección del Método de Levantamiento Artificial
Una correcta selección del método de levantamiento artificial es fundamental para la rentabilidad a largo plazo de un pozo o un grupo de ellos.
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