Manual del ing de producción

INTRODUCCION

Uno de los aspectos fundamentales que intervienen en la explotación comercial de hidrocarburos es, sin duda, el sistema de producción; entendiendo como tal el sistema de transporte de hidrocarburos desde el yacimiento hasta la estación recolectora, incluyendo los procesos de separación de sus fases: petróleo, gas y agua y el tratamiento y preparación de estos fluidos para suposterior comercialización, disposición o reinyección en el subsuelo. Los principales elementos mecánicos asociados a un sistema de producción son:
▪ Pozos.
▪ Líneas de flujo.
▪ Múltiples de producción.
▪ Separadores y equipos de tratamiento.
▪ Instrumentos de medición.
▪ Tanques de almacenamiento.

El movimiento o transporte de fluidos desde el yacimiento a través de estoselementos requiere de energía suficiente para vencer las pérdidas por fricción y la altura de la columna hidrostática, tanto en el pozo como en la línea de flujo, además de las pérdidas debidas al movimiento, y poder levantar los fluidos hasta la superficie para transportarlos finalmente hasta el sistema de recolección. Un ejemplo ilustrativo de un sistema de producción sencillo se muestra en lafigura I.1.

La caída de presión a través de todo el sistema, incluyendo el flujo a través del medio poroso hasta el pozo, será el diferencial entre las presiones de los contornos del sistema; es decir, la presión promedio del yacimiento en el radio de drenaje y la presión en el separador. Esta caída de presión corresponde a la sumatoria de las caídas de presión ocurridas en cada uno de loscomponentes y subcomponentes del sistema de flujo; o sea, medio poroso, tubería vertical, tubería horizontal, válvulas, reductores de flujo, intervalo cañoneado, separador, etc.

Puesto que la caída de presión a través de cualquier componente o subcomponente del sistema depende de la velocidad de las partículas de fluídos en movimiento y, por ende, del caudal de flujo y del área normalabierta al flujo, la tasa de producción estará controlada por las características de estos componentes y subcomponentes. Teniendo en cuenta la interacción existente entre todos y cada uno de ellos, puesto que cualquier cambio o alteración de las condiciones de flujo en alguno de ellos afectará en mayor o menor grado las condiciones de flujo de los restantes, se puede inferir que todo sistema deproducción debe ser tratado y manejado de manera integral. De esta forma, su diseño final estará basado tanto en los comportamientos esperados del yacimiento y del flujo vertical y horizontal, como en los subcomponentes agregados tales como reductores, válvulas, codos, etc. Así, los criterios de selección de las características, tamaño, diámetro, etc., de los elementos del sistema deberán estarfundamentados en un análisis físico riguroso, aunque generalmente aproximado, del sistema de flujo como un todo, de manera integral, en correspondencia con las expectativas de potencial de producción y de tasas de producción por pozo adecuadas para drenar el yacimiento de manera eficiente. En la figura I.2 se presenta un diagrama ilustrativo del perfil de presión a través de toda la trayectoria del flujoen un sistema de producción.

Fig. I.1 Sistema de Producción

Fig. I.2 Distribución de Presiones
1 - COMPORTAMIENTO DE INFLUJO

El componente más importante y de mayor relevancia económica en la industria de los hidrocarburos es el yacimiento, fuente generadora del producto comercial. En torno a su comportamiento giran los demás componentes de este complejo sistemaindustrial. De sus características y condiciones dependen el éxito y la continuidad operativa de su explotación comercial.

Aunque este texto no pretende ser un tratado de ingeniería de yacimientos, será necesario profundizar en detalles sobre los aspectos técnicos relacionados con el flujo de fluidos hacia el pozo, a través del medio poroso, por el simple hecho de formar parte fundamental...