Solución completa para pozos no convencionales
Según los últimos datos de la Energy Information Administration, entre 2010 y 2020 el número de pozos horizontales en EE. UU. aumentó del 4,4% al 16,9%, y la producción de pozos no convencionales en la Cuenca Pérmica aumentó al 75% para 2021, lo que indica el alto potencial de los pozos no convencionales. A pesar de su gran potencial, los pozos no convencionales presentan una serie de desafíos para los métodos de producción convencionales:
- Una velocidad de flujo del pozo que cambia rápidamente; por ejemplo, en cuatro meses la productividad del pozo puede caer de 1.749 bopd a 189 bopd;
- 600 scf/bbl alto GLR; y
- Alto contenido de arena.
Actualmente, los principales métodos de producción mecánica para pozos con caudales inferiores a 300 bpd son:
- Funcionamiento de la unidad ESP en modo Start-Stop; y
- Reemplazo con una bomba de varilla de succión (SRP) en lugar de un ESP.
Cada una de las tecnologías actuales tiene ventajas y desventajas:
También se debe tener en cuenta que según el análisis, al cambiar de ESP a bomba de varillas de bombeo, el caudal de aceite disminuye. La dependencia se muestra en la Figura 1.
Figura 1: Comparación de caudales ESP y SRP
Triol Corporation ofrece una solución EP01 única para pozos no convencionales con caudales inferiores a 240 bopd.
La singularidad del EP01 para pozos no convencionales se puede resumir de la siguiente manera:
1. Funcionamiento continuo en condiciones de caudal mínimo;
2. Operación con un GLR de más de 600 scf/bbl; y
3. Trabajo con partículas mecánicas.
Debido a que el EP01, al igual que el SRP, tiene un amplio rango de control de ciclos por minuto y longitud de carrera del émbolo, es posible producir menos de 10 bopd, a diferencia del ESP, que tiene una limitación en las frecuencias del motor.
La presencia de la unidad de telemetría sumergible y el algoritmo para regular el número de ciclos por minuto permite, a diferencia de SRP, controlar en tiempo real la presión de admisión y mantenerla automáticamente. (Fig. 2).
Figura 2: Mantenimiento de la presión de admisión mediante la regulación del número de ciclos
El SRP tiene baja eficiencia cuando opera con un GLR alto. Como consecuencia, se forman tapones de gas en la bomba. ESP se ve menos afectado por el gas pero requiere la instalación de un separador de gas adicional. El alto contenido de gas provoca una reducción del caudal y, en consecuencia, un sobrecalentamiento del motor. La unidad EP01 es capaz de manejar un GLR grande incluso sin un separador de gas, y el sistema combate con éxito los aumentos de gas dentro de la bomba.
a)
b)
c)
Figura 3: Ejemplo de funcionamiento con gas sin separador de gas
а) dependencia de la temperatura del motor de la presión de admisión
b) dinamograma de no llenar la bomba en el movimiento ascendente (Fase I, 3a)
c) dinamograma de llenado completo de la bomba (Fase II, 3a)
En la figura 3a de la fase I, se puede ver como la temperatura del motor comienza a aumentar y la presión de admisión disminuye, y en la figura 3b, la fuerza en la subida disminuye. Esto significa que se ha acumulado una gran cantidad de gas en la bomba, mientras que no hay sobrecalentamiento del motor, ya que el sistema de control reduce automáticamente la corriente como resultado de la reducción de la carga en la carrera ascendente (Figura 4). Después de que la presión de entrada de la bomba aumenta en 30 psi (Figura 3a fase II), la operación de la unidad se estabiliza, lo que también se puede ver en el dinamograma de la Figura 3c, y la temperatura del motor disminuye (Figura 3a fase II).
Figura 4: Dependencia de la corriente ascendente del cambio de presión en la entrada de la bomba
Esto significa que el usuario no necesita gastar recursos para realizar medidas para eliminar el bloqueo de gas en la bomba, así como para proteger el motor mediante programación contra el sobrecalentamiento. El sistema EP01 protege automáticamente el motor contra el sobrecalentamiento y elimina el bloqueo de gas dentro de la bomba.
La producción en pozos no convencionales está acompañada de constantes emisiones de arena desde el fondo del pozo.
Para ESP, la presencia de una gran cantidad de arena provoca un rápido desgaste de los impulsores. El uso de un filtro estándar puede eliminar solo una parte de las partículas mecánicas, y el uso de un filtro fino en la entrada de la bomba puede provocar la obstrucción del filtro y la ausencia total de flujo.
Un módulo auxiliar separado actúa como filtro para el SRP, lo que conduce a:
- mayor tiempo de instalación;
- mayores costos de instalación; y
- obstrucción del filtro durante el funcionamiento (similar a ESP).
El diseño EP01 proporciona un módulo de entrada separado (similar al SRP), que, a diferencia del SRP, está ubicado en la parte superior de la bomba, lo que permite la filtración antes de que las impurezas mecánicas aumenten en la entrada de la bomba. El módulo de entrada tiene un área ampliada para minimizar el riesgo de obstruir la rejilla del filtro.
Incluso si la rejilla del filtro se obstruye, el diseño incluye válvulas de respaldo que se abren después de que la rejilla de entrada está completamente obstruida, lo que permite que la unidad continúe funcionando sin medidas adicionales.
Resumen. La unidad EP01 es una solución completa para la producción automatizada de pozos no convencionales, al mismo tiempo que aumenta el tiempo promedio de operación del equipo (MTBF).
