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Operacin de Instalacionesde Produccin
Operacin de Instalacionesde Produccin
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ESQUEMAESQUEMAESQUEMAESQUEMA ObjetivoObjetivo
La Industria Petrolera.La Industria Petrolera.
Produccin, Operacin de Pozos.Produccin, Operacin de Pozos.
Mltiples de Levantamiento por Gas.Mltiples de Levantamiento por Gas.
Estacin de Flujo.Estacin de Flujo.
Proceso de Recoleccin.Proceso de Recoleccin.
Proceso de Separacin.Proceso de Separacin.
Proceso de Medicin.Proceso de Medicin.
Proceso de Recoleccin en Tanques.Proceso de Recoleccin en Tanques.
Proceso de Distribucin de Gas.Proceso de Distribucin de Gas.
Proceso de Deshidratacin de Crudo.Proceso de Deshidratacin de Crudo.
Planes de Contingencia.Planes de Contingencia.
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ProporcionarProporcionar conocimientosconocimientos bsicosbsicos dede lala
explotacinexplotacin dede hidrocarburoshidrocarburos:: origenorigen deldelpetrleo,petrleo, yacimientos,yacimientos, propiedadespropiedades deldel mediomedio
porosoporoso yy dede loslos fluidos,fluidos, etcetc.. EntenderEntender lala
terminologaterminologa yy loslos conceptosconceptos msms comnmentecomnmente
utilizadosutilizados enen laslas operacionesoperaciones dede produccinproduccin deldel
petrleo,petrleo, aa finfin dede queque loslos participantesparticipantes apliquenapliquen
todostodos loslos aspectosaspectos aa considerarconsiderar..
OBJETIVOOBJETIVO
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LA INDUSTRIA PETROLERA
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LA INDUSTRIA PETROLERA
Origen y exploracin de hidrocarburos.
Propiedades fsicas de los fluidos.
Caractersticas de los yacimientos.
Mecanismos de produccin del yacimiento.
Comportamiento del yacimiento.
Clasificacin de reservas.
Fundamentos de Perforacin.
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Origen del Petrleo
"Los yacimientos son generalmente cuerpos de rocas, que seasentaron como sedimentos en la superficie hace tal vez diezmillones de aos. Pueden haber sido dunas de arena, playas odesiertos. Pueden haber sido arrecifes de coral o ros que sellenaron de limo. Pero a medida que estos cuerpos de arena
se fueron enterrando, tendieron a comprimirse y los granosde arena se consolidaron y, con el tiempo, fueron enterrados aprofundidades de uno a tres y hasta nueve mil metros. Y esall donde se encuentra el petrleo hoy en da.
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Q
ue es un Yacimiento? UNIDAD GEOLGICA DE VOLUMENLIMITADO
CONTIENE UN MATRIZ POROSA Y PERMEABLE
CAPAZ DE RETENER HIDROCARBUROS
LQUIDOS Y GASEOSOS
Origen del Petrleo
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Donde se encuentra un yacimiento?
Un yacimiento se encuentra en una roca
que luce como sta. Esta roca, para ti y
para m parece slida, pero tiene pequeosporos, y es all donde se almacena el
petrleo y el gas. Y es de rocas como sta
de las que debemos extraer el petrleo y elgas que utilizamos a diario.
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Donde se forma un yacimiento?
Teora Orgnica
Teora Vegetal y Animal: se basa enla participacin de residuos
vegetales o de animales en elproceso qumico bacteriano o dedescomposicin.
Teora del Carbn: se basa en el
ensayo de laboratorio donde elcarbn es sometido a un procesode destilacin originndose elpetrleo.
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Donde se forma un yacimiento?
Teora InorgnicaDonde el petrleo se forma de reacciones netamentequmicas.
Teora del Carburo: se fundamenta en experimentos de
laboratorio mediante los cuales carburos de calcio,hierro y varios otros elementos en la presencia del agua
producan hidrocarburos.
Teora a base de carbonato de calcio, sulfato de calcio y
agua caliente: algunos investigadores propusieron estateora apoyados en la idea de que los dos compuestosCa CO 3 y Ca SO 4 . 2 (H 2 O), de gran abundancia y
asociacin en la naturaleza, eran capaces de producir losconstituyentes del petrleo en la presencia de agua
caliente.
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Movimiento de los Continentes
Hace 300 millones de aos
Hace 100 millones de aos
Hace 200 millones de aos
Actualmente
La creacin de un yacimiento de petrleose inicia con el movimiento de loscontinentes a lo largo de millones de aos.
Con el tiempo, el valle se movi miles de
kilmetros. Se inund para convertirse enun mar poco profundo, luego se convirtien un pantano, ms tarde en un desierto yluego de nuevo en un mar.
Los continentes continan en movimientoactualmente, y el valle que se convirti en elMar del Norte contina asentndose,recogiendo material orgnico que, en elprximo milln de aos, podra finalmenteconvertirse en petrleo.
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Evolucin del Yacimiento
La mayora de los yacimientosde petrleo se crean cuandoun valle se hunde y el mar loinunda. A medida que el suelo
del mar se hunde, acumulatres ingredientes claves: unafuente de petrleo--la materiaorgnica--sedimentos queforman un yacimiento para
contener el petrleo, ysedimentos ms densos queatrapan el petrleo en elyacimiento.
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Evolucin del Yacimiento
Hace 300
millones de aos
Hace 200
millones de aos
Hace 100
millones de aos
Actualmente
Se inici hace
millones de
aos cuando el
agua era poco
profunda. Al
evaporarse elagua marina,
dej una capa
de sal, que se
muestra en
blanco.
Con el tiempo, el
suelo marino se
hundi y una
arcilla rica en
materia orgnica-
-aqu en verdeoliva--se deposit
sobre la sal.
Ms tarde, se
asent la
arenisca, que se
convertira luego
en el yacimiento
de petrleo--aquen verde ms
claro, en la parte
superior de la
arcilla.
Ms tarde, la sal sehinch en forma de
domo, atrapando al
petrleo en la arenisca
bajo la parte lateral de
la sal. A medida que la
sal se esforzaba porascender, otra capa de
petrleo qued
atrapada bajo la
almohada de sal que
se desprendi.
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Caractersticas del Yacimiento
Ahora sabemos que los yacimientos pueden ser porcionesy bloques fragmentados de rocas permeables muycomplejos; todos con un enorme potencial de contenerpetrleo y gas. Algunos pueden ser yacimientos muydelgados, otros pueden ser planos como ''panqueques'', y
otros fragmentados. Todos estos yacimientos decaractersticas diferentes poseen cantidades vitales depetrleo y gas que deseamos producir".
Delgado Plano Fragmentado
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Clasificacin de los Yacimientos
Existen tres tipos de clasificacin de los Yacimientos
Segn el mecanismo de produccin oEmpuje: Energa natural utilizada para laexpulsin del petrleo
Segn el estado del fluido que seencuentra entrampado en el yacimiento
Segn las caractersticas geolgicasdonde se encuentran entrampados
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Desde el t de vist eol i o.
Tr s Estr t r les: on aquellas en dondeel factor rinci al que deter ina la trampa es la
variaci n del tipo de roca, o el cambio litol ico
que ocurre en un estrato o en una formaci n.
Fracturas de cali as, discorancias, fallamientos enareniscas, anticlinales sinclinales, domos.
Tr s Estr ti r fi s: Son aquellasori inadas porcambios laterales o verticales en la
porosidad de la roca. Lentes de arenas, cambios
de facies, cali as o dolomitas porosas, sellosasfalticos, cambios de permeabilidad.
Tr s Mi t s: Son aquellas ori inadas poruna combinaci n de pliegues y/o fallas con
cambios de porosidad de las rocas.
Clasificacin de los Yacimientos
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Segn el Diagrama de Fases.
La saturada (dos fases).
La fase liquida (una sola fase).
La regin de transicin entre lafase liquida y gaseosa, elyacimiento seria de PetrleoVoltil o Yacimientos de
Condensado.
La fase gaseosa (una sola fase).
Clasificacin de los Yacimientos
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Yacimiento Saturado
Yacimiento de punto de Roco o de Condensado
Yacimiento de Gas no asociado o Gas seco
Presin menor que la de burbujeo, Mezcla Gas-Petrleo.
A condiciones de Yacimiento o de superficie, el
hidrocarburo siempre se encuentra como gas. Alto
porcentaje de metano. (90%). P> Pc
Condensacin retrgrada: quido condensado se
adhiere a la superficie de la roca.
Yacimiento Sub- SaturadoPresin mayor que la de burbujeo, estado liquido, una
fase.
Clasificacin de los Yacimientos
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Segn el tipo de Hidrocarburo se clasifican en:
Por el tipo de Hidrocarburo: Yacimientos de Petrleo Negrocon gas asociado, Yacimientos de Condensado con gas
asociado, Yacimientos de Gas, Yacimientos de Bitumenes.
Por la Gravedad Especfica (API): En Extrapesados hasta10, Pesados de 11 - 22, Medianos de 23 - 30 y ivianos
ms de 30 API.
Por la base del crudo: Esta relacionada con las caractersticasy propiedades de los crudos y los productos que de ellos se
obtienen cuando son sometidos a los procesos de refinacin.
Clasificacin de los Yacimientos
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Empuje Hidrulico
Energa que contribuye a
la recuperacin del
petrleo proveniente de
un acufero contiguo a la
zona del petrleo. Se
debe a la expansin
(dilatacin) del agua aldisminuir la presin.
Mecanismos de Produccin
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Empuje por Capa de Gas
Se debe a la segregacindel gas (existente o
producido), es decircuando este se expande ydesplaza el petrleo.Ocurre en Yacimientossaturados, cuyos fluidos
no estn distribuidosuniformemente. P
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Empuje CombinadoOcurre cuando en el Yacimiento ocurren dos omas mecanismos deexpulsin simultneamente
Mecanismos de Produccin
El Gas disuelto en el petrleoy el mismo petrleo formanuna sola fase, a presin ytemperaturas originales. Alproducir el pozo el gas seexpande y arrastra elpetrleo.
Empuje por Gas en Solucin
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Comportamiento de la presin del yacimientobajo diferentes mecanismos de produccin
Mecanismos de Produccin
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PROPIEDADES
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Propiedades Fsicas del Yacimiento
Es la medida del espacio intersticial (espacio existenteentre grano y grano) el cual esta disponible paracontener fluidos tanto lquidos como gaseosos. Su
determinacin es de gran importancia ya que permiteestimar el volumen de petrleo en sitio (POES)
POROSIDAD
Volumen poroso: Volumen total de las rocas - Volumen de los granos
TotalVolumen
PorosoVolumen!*
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Se reconocen dos tipos deporosidad:
Tipos de Porosidad
Absoluta o total: Donde se considera el volumentotal de poros, estn o no relacionados.
Efectiva: Donde se considera solo los porosinterconectados
La diferencia de ambas se considera porosidad no efectiva
Propiedades Fsicas del Yacimiento
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PERMEABIL
IDADCaracterstica de la roca que mide la capacidad de dejar fluir un
lquido o un gas a travs de los canales que constituyen el
volumen poroso interconectado.
Es de gran importancia ya que esta directamente relacionada conla productividad de(l) pozo(s).
Propiedades Fsicas del Yacimiento
)P-A(PQl
1
v! QK
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TENSIN INTERFACIAL Y SUPERFICIAL
Propiedades Fsicas del Yacimiento
Tensin de la superficie de separacin o interfase entre doslquidos inmiscibles. Desbalance de fuerzas en las zonalimtrofes entre dos fases.
TENSIN INTERFACIAL
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TEN
SIN
SU
PERFICIAL
Tensi n ejer ida en la superfi ie de un l uido, el ual esta encontacto con su vaporo el aire, la misma depende de su presi n,temperatura y composici n de las fases.
)(/4/1 dvdlMPAt !
At: Tensin de superficial dinas/cms
d: densidad lquido y vapor, gr/cm3
M:Peso molecular
P: Parmetro adimensional, para
componente puros
Para mezclas de hidrocarburos, basta con definir una de laspropiedades, determinando la otra por medio de las curvas depresin
Propiedades Fsicas del Yacimiento
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HU
MECTABIL
IDADTendencia de un fluido para adherirse a la fase slida, enpresencia de otro fluido inmiscible, tratando de ocupar lamayor rea posible con otro slido (ms de un fluidosaturando el yacimiento)
Propiedades Fsicas del Yacimiento
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HU
MECTABIL
IDADSinnimo de mojabilidad: Fluido mojante al que presentamayor tensin de adhesin con la roca del yacimiento.
At = Wso- Wsw= Wwo.Cos Uwo
At = Tensin de adhesin osuperficial, dinas/cms
W = Tensin interfacial, dinas/cms
U = Contacto Agua-slido-petrleo
At 90 Petrleo
U
AguaPetrleo
Wso Wsw
Propiedades Fsicas del Yacimiento
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Presin de Burbujeo, Pb o Presin de Saturacin
La presin a la cual se forma la primera burbuja de gas alpasar el sistema del estado lquido al estado de dosfases, donde la fase lquida esta en equilibrio con unacantidad infinitesimal de gas libre
Propiedades Fsicas del Yacimiento
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PRESION DE ROCIO, Pd
La presin a la cual se forma la gota de lquido, al pasarel sistema del estado gaseoso al estado de dos fases,donde la fase gaseosa esta en equilibrio con una
cantidad infinitesimal de lquido (Psia)
Propiedades Fsicas del Yacimiento
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RELACION GAS- PETROLEO, Rs:
Volume de gas producido simultaneamente por un pozocon relacin a cada metro cbico de petrleo.
Se define como el nmero de pies cbicos normales (PCN
)de gas, que se pueden disolver en un Barril normal (BN) depetrleo.
CNPetroleoVo
CNgasVoRs @
@
N
N
!
Propiedades Fsicas del Yacimiento
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FACTOR VOLUMTRICO DEL GAS, BGFactor que representa el volumen de gas libre, a presin ytemperatura del yacimiento, por unidad volumtrica del gas librea condiciones normales.
FACTOR VOLUMTRICO DEL GAS CONDENSADO, BG
Factor que representa el volumen de gas condensado, a presiny temperatura del yacimiento, por unidad volumtrica del lquidocondensado a condiciones normales.
FACTOR VOLU
MTRICO DEL
PETROL
EO, BoFactor que representa el volumen de petrleo saturado con gas,a presin y temperatura del yacimiento, por unidad volumtricadel petrleo a condiciones normales.
Propiedades Fsicas del Yacimiento
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FACTOR VOLUMTRICO DEL PETROLEO, BoEl Bo relaciona el volumen de crudo de yacimientos (gasdisuelto) con su volumen en superficie (crudo muerto), BY/BCN
P>Pb: No libera gasen solucin
Pb
Bo
Presin
P> que elcambio de volumendebido a la expansindel crudo
Propiedades Fsicas del Yacimiento
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VISCOSIDAD DEL PETROLEO Qo.
La viscosidad del crudo en un yacimiento aumenta c o n elaumento de la presi n a condiciones de saturaci n (pordebajode Pb), debido a la liberaci n del as en soluci n.
Porencima de la Pb, una disminuci n de la presi n genera una
disminuci n de la viscosidad, debido a que las molculas no seven forzadas a estar tan cerca como a condiciones de alta presi n
Pb
Qo
Presin
Se puede estimar a partir
de anlisis de laboratorio,tanto a PresinAtmosfrica como de
Yacimiento.
Propiedades Fsicas del Yacimiento
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Comportamiento del Yacimiento.El yacimiento, para entregar un determinado caudal o tasa deproduccin, necesita una presin fluyente (Pwf) en el fondo delpozo menor que la presin esttica (Pws), de tal forma que seorigine en la formacin productora un diferencial (Pws Pwf),que permita el flujo de petrleo del yacimiento hacia el pozo.
Comportamiento del Yacimiento
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Es el volumen total de petrleo recuperable econmicamente
de un yacimiento.
Donde:N: ReservasFr: Factor de recobro.
POES: Petrleo original en sitio, BF
Donde:A: rea, acres.H: Espesor promedio, pies.: PorosidadSoi: Saturacin inicial de petrleo.Boi: Factor volumtrico del petrleo
FrPOESN
Boi
SoihPOES
J7758
Reservas
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Clasificacin:
Reservas Probadas, son las reservas que han sido cuantificadaspor medio de pozos, equipos y mtodos tcnicos especficos quegarantizan su existencia.
Reservas Probables, son las reservas que no han sido
cuantificadas por medio de pruebas de produccin, pero que porencontrarse dentro de los lmites geolgicos conocidos de unyacimiento, son susceptibles de ser probadas perforando pozosadicionales y haciendo pruebas de produccin.
Reservas Posibles, son aquellas de posible existencia, pero que
por falta de informacin clara, no pueden garantizarse conexactitud.
Reservas por Descubrir, son aquellas cantidades estimadas, noasociadas a acumulaciones conocidas, cuya existencia sepresume en base a informacin de geologa de superficie.
Reservas
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Produccin Operaciones de Pozos.
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Produccin Operaciones de Pozos
Que es un pozo?
Tipos de pozo
Segn la Presindel yacimiento
Segn laCompletacinMecnica
De baja presinDe alta presin
VerticalesInclinadosHorizontales
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Produccin Operaciones de Pozos
Mtodos de Produccin
Flujo Natural:
La energa natural del yacimiento permite que los fluidosque contiene fluyan hacia el pozo y desde all hasta la
superficie.
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Produccin Operaciones de Pozos
Razones para controlar un pozo de flujo natural:
Controlar la energa del gas al mximo para prolongar la
vida del pozo.
Disminuir la produccin del pozo durante los tiempos deexceso de produccin o de poco mercado.
Evitar la entrada de agua al pozo.
Controlar la tendencia de los pozos a llenarse de arena. Evitar que la arena corte las conexiones en el cabezal del
pozo y en la lnea de flujo.
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Produccin Operaciones de Pozos
Mtodos de Produccin
Levantamiento Artificial por Gas :
Consiste en inyectar gas a alta presin a travs del anular,dentro de la tubera de produccin a diferentesprofundidades, con la finalidad de reducir el peso de la
columna de fluido y ayudar a la energa del yacimiento en ellevantamiento o arrastre de su petrleo y gas hasta lasuperficie.
Al Inyectar gas, el pozo es capaz de fluir debido:
Reduccin el gradiente del fluido (Disminucin de la presin de fondofluyente).
La expansin del gas inyectado.
El arrastre de los fluidos por la expansin del gas comprimido.
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Produccin Operaciones de Pozos
Tipos de Levantamiento Artificial por Gas :
Levantamiento Artificial por Flujo Continuo
Levantamiento Artificial por Flujo Intermitente
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Produccin Operaciones de Pozos
Aplicabilidad del Mtodo LAG Continuo:
Alta presin esttica del yacimiento.
Alta tasa de produccin. Alta R.G.F del yacimiento (Relacin gas fluido).
Baja densidad del petrleo, liviano o mediano.
Pozos productores de arena. Alto porcentaje del agua.
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Produccin Operaciones de Pozos
Aplicabilidad del Mtodo LAG Intermitente:
Baja tasa de produccin.
Baja R.G.F (Relacin gas-fluido).
Alta densidad del petrleo. Baja presin del fondo.
Bajo ndice de productividad.
Baja presin de fondo con alto ndice de productividad.
Alta presin de fondo con bajo ndice de productividad. Dimetro pequeo de la tubera reductora.
Pozos sin produccin de arena.
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Produccin Operaciones de Pozos
Instalaciones en los pozos :
Instalaciones de Subsuelo:
Tubera de Produccin.
Empacadura de la Tubera.
Niples de Asentamiento.
Vlvula de Seguridad de Subsuelo.
Mandriles. Vlvulas de L.A.G.
Mangas o camisa de circulacin.
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Produccin Operaciones de Pozos
Instalaciones de Superficie:
Fundaciones Localizaciones.
Cabezales del pozo:
Cabezal del revestidor
Cabezal de Produccin.
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Produccin Operaciones de Pozos
Instalaciones de Superficie:
rbol de Navidad.
Vlvula Maestra
T de Flujo
Vlvula Primaria del brazo
Vlvula secundaria del brazo.
Caja de Estrangulador (Choque)
Vlvula de Seguridad de Superficie
Vlvula de Corona.
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Produccin Operaciones de Pozos
Instalaciones de Superficie:Cruceta
Uno de los componentes principales de la Cruceta es laVlvula de Desahogo, las cuales son instaladas tanto en el
revestidor de produccin como de superficie, son vlvulasde bloqueo que se utilizadas para:
Determinar si existe comunicacin en los anulares mediante latoma de presin.
Desahogar presin en los espacios anulares.
Controlar el pozo en caso de reventones.
Hacer forzamientos con cemento para abandonar el pozo.
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Produccin Operaciones de Pozos
Equipos adicionales:
Vlvula de la Lnea de Flujo.
Vlvulas de utilizadas para la toma de muestra y presin en latubera de produccin y en la lnea de flujo
Vlvula del quemador (en Tierra).
Flange o Brida de aislamiento
Lnea de suministro del gas a alta presin para levantamiento
Medidor de Orificio
Medidor de Flujo de Gas Registrador de presin (CHP-THP)
Vlvula estranguladora ajustable
Manmetro
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Produccin Operaciones de Pozos
Parmetros Generales de revisin de Pozos
Revisar las condiciones fsicas del cabezal.
Verificar que estn abiertas y en condiciones ptimas de
operacin las vlvulas maestra, de brazo y lnea de flujo.Verificar condiciones de la plataforma del pozo, atracadero,defensas, escaleras, pisos, barandas, cacholas, soportes depolea y gra.
Verificar condiciones de caja estranguladora, tapa corona,vlvulas de seguridad, etc.
Verificar las condiciones de los instrumentos:Registradores Crudo/Gas, y Manmetros.
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Produccin Operaciones de Pozos
Toma y Anlisis de Muestras.
Es la operacin que se realiza en la vlvula toma-muestra decada pozo dos veces al mes con mayor frecuencia, de sernecesario.
Puntos apropiados
para el Muestreo:
En el Pozo.En la Estacin de Flujo.
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Produccin Operaciones de Pozos
Toma y Anlisis de Muestras.
Programa de Pozos por Muestrear .
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Produccin Operaciones de Pozos
Anlisis de la Muestra, beneficios:
Mantener un historial actualizado de la vida del pozo.
Determinar la calidad de la produccin del crudo obtenido
en el pozo (API) respectivo.Determinar el porcentaje (%) de sedimento y aguacontenido en el crudo (produccin del pozo).
Tomar acciones especficas y oportunas con respecto a la
vida y comportamiento del pozo.
Evitar trabajos innecesarios.
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Produccin Operaciones de Pozos
Anlisis de las Muestras, Beneficios:
Permite programar los trabajos de reparacin yrehabilitacin que requiera el pozo.
Permite planificar el movimiento de produccin (aperturay/o cierre) de pozos. En caso de trabajos dereacondicionamiento de instalaciones permite realizarcierres optimizados disminuyendo el impacto enproduccin.
Fijar objetivos con respecto a la cuota de produccin.
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Produccin Operaciones de Pozos
Revisin y reemplazo de reductores
Cambios en el Comportamiento de
Produccin del pozo (Tasa de flujo,
%AyS, Presiones THP y LF).
Anlisis de la muestra de flujo indicandoalto contenido de slidos y alto
porcentaje de AyS.
Filtraciones o roturas continuas de la
lnea de flujo.
Disminucin de la Presin del cabezal y
lnea de flujo.
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Produccin Operaciones de Pozos
Instalacin y puesta en servicio del Registradorde gas lift .
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Produccin Operaciones de Pozos
Para colocar en servicio el Registrador:
Cerrar la vlvula 3 (Venteo).
Abrir lentamente las vlvulas 1 y 2 (By-pass).
Abrir lentamente las vlvulas 4 y 5.
Cerrar las vlvulas 1 y 2.
Abrir lentamente la vlvula 3.
Chequear la esttica y diferencial.
Chequear las plumas.Chequear tintas.
Dar cuerda al reloj.
Colocar la carta en la hora .
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Produccin Operaciones de Pozos
Para sacar en servicio el Registrador:
Cerrar la vlvula 3 (Venteo).
Abrir lentamente las vlvulas 1 y 2 (By-pass).
Cerrar lentamente las vlvulas 4 y 5.
Cerrar las vlvulas 1 y 2.
Abrir lentamente la vlvula 3 hasta llegar a cero.
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Produccin Operaciones de Pozos
Estas operaciones tiene como finalidad, verificar lascondiciones de los registradores de presin y consisteen:
Verificar que las conexiones se correspondan con losregistros del mismo.
Verificar los ajustes de ceros.
Comprobar que las agujas estn marcando.
Asegurar que las agujas estn marcando con su colorrespectivo y que no exista roce entre ellas.
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