Produccion Industrial

CAPÍTULO I

FUNDAMENTOS Y PRINCIPIOS DEL LEVANTAMIENTO
ARTIFICIAL POR GAS


1.1. Antecedentes Históricos


El uso de gas o aire para levantar líquidos del subsuelo se remonta a épocas muy anteriores a la perforación del primer pozo de petróleo, en Pennsylvania, en 1859. A comienzos del siglo XIX, ya se usaba aire para achicar agua de las minas inundadas. La primera patente relacionadacon el Levantamiento Artificial por Gas en pozos de petróleo fue registrada en 1865 a nombre de A. Brear por un aparato llamado “eyector de petróleo”. En muchos de los campos petroleros gigantes descubiertos a comienzos del siglo XX, como Spindletop y Goose Creek (Texas, U.S.A.), los fluidos producidos eran levantados por medio de aire. El uso del gas natural para Levantamiento Artificial por Gascomenzó en el Campo Seminole de Oklahoma, en la década de 1920. La mayoría de las operaciones de Levantamiento Artificial por Gas en sus inicios, consistía en desplazar el fluido de la tubería de revestimiento a la tubería de producción en forma de tubo en “U”. Durante esa época temprana del Levantamiento Artificial por Gas, se probaron con poco éxito mecanismos para tratar de abrir y cerrarválvulas en el subsuelo. El Levantamiento Artificial por Gas en su forma actual, se origina en una patente emitida a nombre de W. R. King en 1944, por una válvula de Levantamiento Artificial por Gas cargada en fuelles.


1.2 Métodos de Levantamiento Artificial


Durante la vida productiva por flujo natural de un pozo, la energía (presión del yacimiento) que permite que los fluidos delyacimiento lleguen a la superficie, va disminuyendo hasta que deja de ser suficiente para impulsar los fluidos hasta la superficie. La presión del yacimiento puede levantar el crudo solamente hasta cierta profundidad (nivel estático), por lo cual se dice que el pozo ha muerto. Ver Figura N° 1: “Condiciones Naturales del Pozo”.


Generalmente, cuando un pozo deja de fluir naturalmente (pozo muerto),se debe a un incremento en el porcentaje de agua o una declinación de la presión del yacimiento. Cuando esto sucede, para poder producir el pozo es necesario suministrar algún tipo de energía que posibilite levantar el fluido desde su nivel estático hasta la superficie, mediante métodos de levantamiento artificial, específicamente el “Gas Lift”, Bombeo Mecánico, Bombeo Hidráulico, BombeoEléctrico-Sumergible y Bombeo Tipo Tornillo. Ver Figura N° 2: “Levantamiento Artificial - Secuencia” y Figura N° 3: “Principales Métodos de Producción”.


Una de las formas de complementar la energía natural o presión del yacimiento es el método de Levantamiento Artificial por Gas (L.A.G.) o “Gas Lift”.


Este método consiste en inyectar gas a presión, a través del espacio anular entre elrevestidor de producción y la tubería eductora, con el propósito de reducir el peso de la columna de fluido y ayudar a la presión del yacimiento a levantar los fluidos hasta la superficie. Ver Figura N° 4: “L.A.G.”, Figura N° 5: “Definición Abreviada de “Gas Lift” y Figura N° 6: “Esquema Típico de un Pozo en Levantamiento Artificial por Gas”.










1.3 Tipos de Flujo (por la tubería /por el anular)


En las instalaciones de “Gas Lift” el flujo de los fluidos hacia la superficie puede tener lugar a través de la tubería de producción o por el anular entre el “Tubing” y el “Casing”.

1.3.1 Flujo por la Tubería de Producción: En este caso, el gas de levantamiento se inyecta por el espacio anular y la producción asciende por la sarta de producción. Es el más común enVenezuela. Ver Figura N° 7-A: “Flujo por la Tubería de Producción”.


1.3.2 Flujo por el Espacio Anular: En este caso, el gas de levantamiento se inyecta por la sarta de producción y la producción se lleva a cabo por el espacio anular. Ver Figura N° 7-B: “Flujo por el Anular”.



1.4 La sarta de L.A.G. (Tubing + Mandriles + Válvulas)


Se denomina “Sarta de Gas Lift” o “Sarta de...