T026800002772 0 Trabajodegrado13Richard

UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA
FACULTAD DE CIENCIAS
POSTGRADO EN INSTRUMENTACIÓN

DESARROLLO DEL SISTEMA DE CONTROL Y
ADQUISICIÓN DE DATOS PARA UNIDAD DE PRUEBA
DE LEVANTAMIENTO DE CRUDO MEDIANTE
INYECCIÓN DE VAPOR A ESCALA DE LABORATORIO

Trabajo de Grado de Maestría presentado ante la
ilustre Universidad Central de Venezuela por el
Ingeniero Richard García Méndez para optar al título
deMagister Scientiarum mención Instrumentación
Tutor: Dr. Jesús Pérez

Caracas – Venezuela
Marzo de 2012

Richard García Méndez
DESARROLLO DEL SISTEMA DE CONTROL Y ADQUISICIÓN DE DATOS
PARA UNIDAD DE PRUEBA DE LEVANTAMIENTO DE CRUDO MEDIANTE
INYECCIÓN DE VAPOR A ESCALA DE LABORATORIO
Tutor: Dr. Jesús Pérez
Caracas, U.C.V. Facultad de Ciencias. Postgrado en Instrumentación, Maestría.
Año 2012. 133 pág.Palabras claves: Control difuso; Petróleo; Factor de recobro; Recuperación mejorada de
petróleo; Recuperación térmica de petróleo; Inyección alterna de vapor; Calidad del vapor;
Resumen: En el presente trabajo de grado de maestría se desarrolla un sistema
automatizado para el control, monitoreo y registro de las variables en una unidad de
laboratorio usada para ejecutar pruebas de un método derecuperación mejorada de petróleo
basado en la inyección alterna de vapor. El diseño del sistema comprende la selección de la
instrumentación, la identificación de los lazos de control, la definición de la arquitectura del
sistema, la selección de los esquemas de control, la obtención de los parámetros de los
controladores y la simulación. La selección de los instrumentos de medición se hace según
lasnormas técnicas vigentes, las cuales establecen los criterios para la selección del tipo de
instrumento, su precisión y rango para la aplicación específica, considerando además las
condiciones ambientales del proceso donde se instalan; se hace la selección de instrumentos
de medición de temperatura, presión diferencial, presión manométrica y flujo volumétrico.
El diseño del sistema de controlcomprende la aplicación de técnicas muy útiles para lograr
un buen desempeño del sistema. Se desarrolla el sistema de control de la temperatura en
diferentes puntos del sistema y la calidad del vapor inyectado en la celda que reproduce las
condiciones del yacimiento. Para diseñar el controlador de la temperatura en el evaporador,
que genera el vapor sobrecalentado usado para preparar el vapor húmedoa inyectarse en la
celda, se obtiene un modelo matemático del mismo mediante la técnica de identificación de
sistemas con la herramienta Matlab™; a partir del modelo matemático obtenido se diseña
un controlador proporcional-integral que es comparado con un controlador difuso. Para
controlar las temperaturas en otros puntos del sistema, que no tienen un modelo matemático
fijo debido amodificaciones continuas de la planta, se diseña un controlador difuso que
muestra muy buen desempeño, satisfaciendo los requerimientos del proceso. El control de
la calidad del vapor húmedo inyectado en la celda de desplazamiento se hace mediante una
estrategia de control basada en el balance de masa y energía en un punto de mezcla de
vapor sobrecalentado con agua; el algoritmo de control diseñado consideralas
temperaturas, presiones y densidades de ambas corrientes, así como el flujo de vapor
sobrecalentado, para calcular el flujo de agua que garantiza la calidad requerida. El sistema
desarrollado, además de controlar las temperaturas y la calidad del vapor, ejecuta de forma
automática todas las fases del proceso con la mínima intervención del operador, gestiona
las alarmas y registra los datossobre las diferentes variables en archivos de texto plano,
generando históricos de datos para su posterior análisis.

iii

A Celina Méndez, Hebert García,
Jhon García y Michell García

iv

AGRADECIMIENTOS

Esta es otra ocasión para agradecerle a Dios por haberme dotado de virtudes indispensables
para alcanzar esta nueva meta que me incentiva a seguir a disposición de quien necesite mi
apoyo, ya...