Equipo BEC - General

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REGIÓN MARINA NORESTE

Presentación Sistema BECPresentación Sistema BECCampo TakinCampo Takin

Cd. del Carmen Camp. a 14 de noviembre de 2007Cd. del Carmen Camp. a 14 de noviembre de 2007

Activo integral CantarellActivo integral CantarellRegión Marina NoresteRegión Marina Noreste

2


Contenido

Sensor de fondo


Antecedentes Campo Takin

Criterios de diseño

Programa de arranque

Componentes del equipo BEC

Equipo BEC Takin

3



Campo Takin (BTPKS)Campo Takin (BTPKS)• Localización: 75 km al Noroeste

de Cd. del Carmen, Campeche.

• Se descubrió en Sep. de1991 con la Perforación del Pozo

Takin-1• Pozos Perforados: 2• El Takin-1 resultó productor de

aceite pesado, en su prueba de producción no fue medido el flujo.

• Pozo Takin-101 resultó invadido de agua salada.

• Reservas :

• Aceite: 23.23 MMbls • Gas: 1.7 MMMPC

DOS BOCAS ESCALA

GRAFICA

KAX-1UECH

KAB-101

SINAN101A1A

YUM-2401

MAY-1

MISON-1

KIX-1

KIX-2

YAXCHE-10 30

Km.

CD. DEL CARMEN

OCH POL

BATABTOLOC CAAN

CHUC

200 m.

100 m.

50 m.

25 m.

IXTAL CANTARELL

MALOOB-103

ZAAP-1

KUKUTZ

LUM-1BACAB

IXTOC-1TARATUNICH301201

101

1ABKATUN

EKBALAM

FRONTERA

TAKIN

2-B

ACEITE PESADO

ACEITE LIGERO

CAMPO NUEVO ACEITE PESADO

CAMPO NUEVO ACEITE LIGERO

PROYECTO LITORAL

620500 540 580460

2130

2170

2090

2050

Takin

4



Campo Takin

Profundidad media ( mvbnm )

Tipo de fluido

Densidad de aceite ( ° API )

RGA ( m3/m3 )

Producción de agua ( % )

Presión de saturación ( kg/cm² )

Temperatura ( °C )

Presión inicial ( kg/cm² )

Presión actual ( kg/cm² )

3540

Aceite

Pesado

13

0

128

130

305.67

305.67

Campo Takin

Formación BTPKS

Tipo de Roca Brechas calcáreas dolomitizadas y

dolomías calcáreas

Área ( Km² ) 3 . 98

Espesor promedio ( m ) 134

Porosidad Promedio ( % ) 5

Saturación de Agua ( % ) 24.8

C A/A ( mvbnm ) 3680

5



Características:

• Aceite de 13 °API• Rsi = 13 m³/m³• Porosidad 5%• Reserva posible 23.6 mmbpce

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Componentes equipo BEC

CABEZAL DE DESCARGA

BOMBAS

SEPARADOR DE GAS

SECCIÓN DE SELLOS

MOTOR

MULTISENSOR

CENTRALIZADOR

VÁLVULA DE TORMENTA

EMPACADORNIPLE DE ASIENTO

TR 13 3/8”

TR 20”

DISPAROS4875 - 4905 MD

4932.26 md

4044.68 md

4328.00 md

B.L. 5”TR 7 5/8”

GUIA 3864.18 md

3049.50 mdTR 9 5/8”

B.L. 7 5/8” 2583.00 md

1529.00 md

549.00 md

170.00 mdTR 30”

TR 5”P.T. 5026 m.d.

CABLE DE POTENCIATUBERÍA DE PRODUCCIÓN

7



Bomba centrifuga

- La bomba de fondo es un dispositivo que utiliza la fuerza centrifuga para impulsar los fluidos hacia la superficie.

- Esta compuesta por impulsores y difusores que conforman una etapa de la bomba.

- Impulsor: Incrementa la velocidad del fluido.

- Difusor: Transforma la velocidad del fluido en carga y dirige el fluido al siguiente impulsor.

- El número de etapas se determina con la relación de TDH/Carga por etapa

- TDH = Hd + Ft + Pd

8



Separador de gas

El separador de gas es un dispositivo que separa el gas libre de la corriente de hidrocarburos.

Los fluidos del pozo entran al separador donde es acelerado hasta 6 G, esto provoca la centrifugación de la mezcla.

Finalmente, mediante un arreglo de crossover los líquidos entran a la bomba y el gas es venteado al espacio anular

9



Sellos

Los sellos están formados por cámaras que impiden que los fluidos del pozo entren al motor, también absorben la expansión o contracción de los fluidos por efecto de cambios en la presión y temperatura.

Las cámaras pueden ser:• Laberintos (acción por densidad)• Bolsas (acción mecánica)

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Motor eléctrico

Es un dispositivo constituido por un rotor y un estator, la función es proporcionar la energía motriz a todo el conjunto subsuperficial.

Dependiendo de la potencia requerida puede estar disponible en uno o más cuerpos.

11



Multisensor de fondo

El multisensor de fondo va instalado en la parte inferior del motor

permite monitorear diferentes parámetros de operación como:

presión de succióntemperatura de succiónpresión de descargatemperatura del motorperdida de corriente (aislamiento), vibración.

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Centralizador

Herramienta que permite centrar el equipo BEC en el fondo del pozo, lo anterior para:

Evitar que el motor y los demás equipos BEC se recarguen en el pozo y pueda existir un enfriamiento deficiente.

Evitar esfuerzos de flexión excesivo en la flecha.

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Criterios de diseño

1. Diseño BEC para dieciocho meses de operación.

2. Ubicación del punto de operación inicial en zona de upthrust.

3. Claro BEC-TR mayor o igual a 0.2”.

4. Equipo BEC 100% AR (resistente a la abrasión).

5. Máximo % de gas en la bomba de 30%.

6. Carga en el motor superior a 60%.

7. Sección de sellos en tandem, tres dispositivos de sellado por unidad (laberintos en los extremos y bolsas en paralelo en el centro).

8. Velocidad en el exterior del motor de más de 1 pie/seg.

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PROGRAMA DE ARRANQUE DEL POZO BALAM-33D (2) DE LA PLATAFORMA BALAM-TD

Información del equipo BEC y condiciones esperadas durante el arranque: Motor: KMHX 342/2575/81 Variador: 518 KVA Bomba Superior: GC3500 59 Etapas Transformador: 500 KVA Bomba Inferior: GC3500 135 Etapas

Total de etapas 194 Generación Módulo de generación

HP por etapa Máximo 1.80 Gasto estimado @ 44 Hz, seno diesel y Ptp=10 Kg/cm²:

1937 BPD V = 2.206 pie/s Cm = 40.4 %

Sensor de fondo: Phoenix; Ps, Ts, Tm, Cf y Vibración. (Electrónica modificada)

Gasto estimado @ 45 Hz diesel y Ptp=10 Kg/cm²:

2217 BPD, V = 2.526 pie/s Cm = 44.3 %


2977 BPD, V = 3.393 pie/s Cm = 57.9 %


3539 BPD, V = 4.035 pie/s Cm = 70.8 %

Longitud de Cable: 3600 + 20 m. Condiciones de Diseño: Gasto estimado @ 57 Hz en seno de aceite y Ptp=15 Kg/cm²:

3593 BPD, Vel=4.092 pie/seg. Cm = 79.9 %.

Temperatura de fondo:

107 C Capacidad del aparejo: Capacidad AP + TR Tiempo de arribo a superficie 55 minutos.

111.6 BBL. 441.3 BBL Tiempo desplazamiento. Total= 3 hr 58 min 15 seg*

* Ponderando gastos

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TRABAJOS PREVIOS AL ARRANQUE:• Revisar que todas las válvulas se encuentren abiertas (válvula lateral, cabezal de grupo, de corte

SDV), cabezal de prueba cerrado, el estrangulador deberá estar con un diámetro de 1/2” y el pozo alineado a batería. Asignar a una persona de Operación con radio en el cabezal del pozo.

• Asegurar que ninguna persona ajena a la operación este cerca o trabajando en el área de transformadores, cabezales, caja de venteo, pozo y cualquier otra zona que represente peligro durante la energización y arranque. No se deben realizar trabajos simultáneos al arranque del equipo BEC.

• Colocar una pinza amperométrica en la caja de venteo para efectuar mediciones durante el arranque y colocar señalamientos en el área. El personal participante en el arranque deberá contar con el equipo de seguridad personal, así como de protección adicional para las actividades que así lo requieran (botas, overol, guantes para alta tensión, botas dieléctricas, etc.).

• Realizar pruebas con los sistemas de seguridad del pozo: válvula de tormenta, venteo, etc.

• Estar en comunicación continua con el Personal del Módulo de Generación y Cuarto de Control de la plataforma Ek-A.

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PROCEDIMIENTO:Después de colocar y probar el cabezal del pozo se debe realizar el siguiente procedimiento de prueba del equipo superficial de BEC.

No. ACTIVIDAD EJECUTOR / RESPONSABLE

1 Reunión con todo el personal de plataforma involucrado en la operación. DP, BETP, OE, MEDI, UOSO, CTL

2 Efectuar pruebas de integridad al equipo BEC de fondo, fase a fase y fase a tierra.

CTL / II

3 Desconectar fases A, B y C del transformador elevador. CTL / II 4 Realizar prueba en vacío al variador (sin carga), iniciar con 230 Voltios,

incrementar el voltaje hasta 480 con incrementos de 50 Volts y periodos de 5 minutos.

CTL / II

5 Realizar pruebas de corto circuito en el variador, iniciar con 250 Amp en Ilimit e incrementar hasta 624 Amp, con incrementos de 100 amperios, verificando lecturas en display de VSD. (Realizar pruebas de Overload y Underload).

CTL / II

6 Reconectar fases A, B y C del transformador elevador. CTL / II 7 Verificar que los parámetros de calibración del sensor de fondo que se

encuentren en buenas condiciones. PHX-CTL / DP

8 Cálculos teóricos de capacidades máximas de equipo de fondo y de superficie se tiene: 1. Máximos Hertz en el variador = 68.185 Hz. 2. Máximos Hertz en el motor = 62 Hz. 3. Máximo amperaje del variador = 624 amps. 4. Máximo amperaje de fondo del motor = 81 amps. 5. Máximo KVA @ TAP seleccionado = 413 KVA. KVA´s al TAP seleccionado @ 57 Hz = 353 KVA

9 Ajustar, en función del TAP seleccionado, el transformador elevador @ 60 Hz: Voltaje requerido en superficie = 2867 VoltsTAP =2948 (2G); Rel. Transf: = 6.1417

CTL

10 Identificar las fases A, B, y C, marcándolas en el transformador elevador y en la caja de venteo, tanto del cable de potencia que viene de fondo como el de superficie.

CTL

11 Ajustar los siguientes parámetros en el variador del pozo Balam 33D. CTL

17



9 Ajustar, en función del TAP seleccionado, el transformador elevador @ 60 Hz: Voltaje requerido en superficie = 2867 VoltsTAP =2948 (2G); Rel. Transf: = 6.1417

CTL

10 Identificar las fases A, B, y C, marcándolas en el transformador elevador y en la caja de venteo, tanto del cable de potencia que viene de fondo como el de superficie.

CTL

11 Ajustar los siguientes parámetros en el variador del pozo Balam 33D. CTL OL SET 498 Amp HIGH SPD

CLAMP 60 Hz ACCEL

TIME 30 Seg. UL SET 0 Amp *

OL TRIP 5 Seg. LOW SPD CLAMP

39 Hz DECEL TIME

20 Seg. MIN RESTART

30 min.

UL TRIP 0 Seg. VOLT @ O HZ

Volt REG GAIN 70 % SET SPD HZ

40 Hz.

VOLT @ 60 HZ

466 Volt I LIM 497 Amp FLT RESET

0 V BOOST 0 Volt

START HZ 10 Hz. I LIM SYNC

623 Amp

RESTART 0 V BOOST SYNC

0 Volt.

SYNC DLY 2 Seg VOLTS CLAMP

480 Volt FLT RESET

0 Min VOLT OUT Reg. En la Operación.

*Parámetro que deberá utilizarse solamente durante el arranque.

12 Asegurar que el pozo este alineado a batería y verificar que las válvulas estén abiertas y verificar que la bajante se encuentre bien instrumentada por parte de personal de Operación de Explotación.

OE

13 Asegurar tener estrangulador ½” y asignar personal de Operación en cabeza de pozo para las pruebas durante el arranque y monitoreo de presiones, de igual manera asignar a una persona de MEDI con el equipo de seguridad requerido para efectuar mediciones en el transformador elevador.

OE / MEDI

14 Establecer comunicación con el módulo de generación en Ek-A para solicitar autorización de la puesta en operación del equipo BEC, anotar parámetros del pozo en condiciones estáticas previo al arranque.

OE

15 Arrancar el pozo con 40 Hz con el estrangulador ½” observar parámetros de superficie, sensor de fondo y presiones en cabeza de pozo. Observar el comportamiento integral de la operación del equipo BEC por minutos y subir frecuencia al variador con incrementos de 2 Hz hasta identificar si la rotación es la correcta; solamente se parara el equipo BEC si no se conoce la rotación correcta del giro de la bomba. En caso de paro pasar al punto 16. En el caso de tener el giro adecuado pasar al punto 18.

CTL / DP

18



14 Establecer comunicación con el módulo de generación en Ek-A para solicitar autorización de la puesta en operación del equipo BEC, anotar parámetros del pozo en condiciones estáticas previo al arranque.

OE

15 Arrancar el pozo con 40 Hz con el estrangulador ½” observar parámetros de superficie, sensor de fondo y presiones en cabeza de pozo. Observar el comportamiento integral de la operación del equipo BEC por minutos y subir frecuencia al variador con incrementos de 2 Hz hasta identificar si la rotación es la correcta; solamente se parara el equipo BEC si no se conoce la rotación correcta del giro de la bomba. En caso de paro pasar al punto 16. En el caso de tener el giro adecuado pasar al punto 18.

CTL / DP

16 Efectuar cambio de cables en la caja de venteo y no arrancar en un período mínimo de 30 minutos a menos que se tenga la seguridad total de haber detectado el cese de giro de la flecha de la bomba mediante multímetro en el transformador elevador. Con el fin de cambiar secuencia de fases (cambio de giro del motor).

CTL / DP

17 Una vez hecha la interconexión con la rotación correcta pasar al punto 15.

18 Si es necesario, variar el diámetro del estrangulador tratando de mantener una presión de 10 Kg/cm², observar flujo y presión en cabeza de pozo.

OE

19 Si todos los parámetros de fondo y de superficie se comportan apropiadamente, incrementar frecuencia de 2 en 2 Hz hasta 55 Hz para desplazar fluido de control, observando comportamiento y registrando lecturas de parámetros BEC.

CTL / DP

20 Tomar muestra superficial (en recipientes de un galon) cada hora, reportando: tipo de fluidos, densidad, % de agua, pH, % sólidos.

OE

21 Los incrementos subsecuentes de frecuencia se realizarán de acuerdo al comportamiento del pozo, muestreo de fluidos y mediciones del sensor de fondo, VSD, Ptp y las simulaciones correspondientes a cada incremento de frecuencia que permitirán decidir si se llega hasta 57 Hz, que es la frecuencia inicial de diseño.

CTL / DP

19



22 Una vez estabilizado, mover cuidadosamente el estrangulador hasta obtener una presión en cabeza de 15 Kg/cm² y ajustar el parámetro del variador Under Load Set a un 85 % de la menor corriente en el display del VSD.

OE / CTL

23 Una vez desplazada la columna del fluido de control y llegado a la frecuencia de diseño, obteniendo condiciones de flujo estable, verificar mediante muestreo en superficie tener trazas a 0 % de sólidos en el aceite, aforar el pozo a la brevedad. Con esta información podrán hacerse las simulaciones y ajustes necesarios para definir las condiciones de operación iniciales del pozo.

OE

24 Efectuar entrega-recepción del pozo al área de Operación de Explotación. BETP-OE

20



NOTAS:1. Este programa esta sujeto a cambios en función del comportamiento del pozo. 2. Todas las mediciones eléctricas del equipo subsuperficial deberán siempre ser en

forma inversa (positivo a tierra y negativo a fase).3. Se requiere que el personal encargado de energizar y/o que se encuentre en el

transformador elevador cuente con el equipo de trabajo y seguridad necesario: multímetro, gancho, guantes para alta tensión, botas dieléctricas y megger principalmente.

4. Se requiere la disponibilidad de radios para entablar comunicación entre cuarto de variadores, cabezal del pozo y módulo de generación eléctrica en Ek-A.

5. Se requiere la presencia de un probador físico para el análisis de muestras y recipientes de un galon para tomar muestras representativas para determinar el contenido de arena.

6. Se requiere la instalación de manómetros y termopozo en bajante o disponer de pistola térmica para conocer temperatura en la cabeza del pozo y bajante.

7. Tener habilitado el separador de prueba y aforar a la brevedad, una vez desplazado el fluido de control y que el registro de sólidos sea 0 %.

8. DP: Diseño de Pozos, BETP: Bases y Evaluación Técnica de Pozos, OE: Operación de Explotación, MEDI: Mantenimiento a Equipo Dinámico e Instrumentos, UOSO: Unidad Operativa SurOeste, CTL: Cía. Centrilift (equipo BEC), PHX: Cía. Phoenix (sensor), II: Ingeniería de instalaciones.

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Importancia sensor de fondo

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

23/3

/98

17:1

7

23/3

/98

17:5

9

23/3

/98

18:1

7

23/3

/98

18:3

7

23/3

/98

19:1

3

23/3

/98

19:3

2

23/3

/98

19:5

0

23/3

/98

20:0

9

23/3

/98

20:2

8

23/3

/98

20:4

7

23/3

/98

21:0

5

23/3

/98

21:2

4

-10

40

90

140

190

240

290

340

390PSUCTSUCTMOTVIB*10Ifuga*10

DISEÑO DE EXPLOTACION DISEÑO DE POZOS

MULTISENSOR PHOENIXPOZO EK-15

ARRANQUE INICIAL DEL POZO (23/03/98)

SE DE SCONE CT A LA SE ÑAL DE L SE NSOR AL MULT IP ANE L P ARA INVE RT IR FASE S E N E L T RANSFORM ADOR

DIFE RE NCIAL DE T E MP E RAT URA DE 20 °F

CAIDA DE LA P RE SION DE SUCCION CON P OCA P E NDIENT E

M ANIFIE ST A E N T P = 15 K g/ cm2 CON 1" E N E L E ST RANGULADOR

54 HZ DE FRE CUE NCIA , 3/ 4" EN E L E ST RANGULADOR Y T P = 19 K g/ cm2

FLUY E CON 10 K g/ cm2 Y 1" EN E L E ST RANGULADOR

COMIENZA AP ORT E DE L Y ACIM IE NT O

°F G mA

PSI

22


Importancia sensor de fondo

23


Equipo BEC Takin 21

Pump 538 PMXSXD 85 P75 H6 FER STD PNTSuccion GPXARINTH6Seal GSB3DB G XUTFER PB LHL SSCV H6 AB PFS CL6 Seal GSB3DB G XLT ER LS EHL SSCV H6 AB PFS CL6Motor KMHGX-A SINGLE 275/2193/75, HI TEMPSensor MDT-XT Phoenix 0Variador ABB ACS1144

Equipo BEC EncapsuladoEquipo BEC Encapsulado

Instalación en Noviembre/07Instalación en Noviembre/07Qo de diseño= 5000 BPDQo de diseño= 5000 BPDProf. Col. 2600 mD (TR 9 5/8”)Prof. Col. 2600 mD (TR 9 5/8”)

24


Equipo BEC Takin 1

Equipo BEC SencilloEquipo BEC Sencillo

Inicio: 25/abr/91Termino: 22/sep/91

Instalación en Diciembre/07Instalación en Diciembre/07Qo de diseño= 5000 BPDQo de diseño= 5000 BPDProf. Col. 2600 mD (TR 9 5/8”)Prof. Col. 2600 mD (TR 9 5/8”)

P.T. 5210 m

T.R. 30"

503 m

2000 M

200 m

T.R. 13 3/8"

T.R. 20"

B.L. 9 5/8"

3114 m

T.R. 11 3/4" 3276 M

T.R. 9 5/8" 4325 M

T.R. 7"

4624 M

Empacador 7”FB-1

4400 M

4445-4465 m

Tapón mecánico 3755 m

3465-3495 m

Empacador 7”

1220 m

A.D. 8 ½”

PI 4580.5 m

P.T. 5210 m

T.R. 30"

503 m

2000 M

200 m

T.R. 13 3/8"

T.R. 20"

B.L. 9 5/8"

3114 m

T.R. 11 3/4" 3276 M

T.R. 9 5/8" 4325 M

T.R. 7"

4624 M

Empacador 7”FB-1

4400 M

4445-4465 m


3465-3495 m

Empacador 7”

1220 m

A.D. 8 ½”

PI 4580.5 m

P.T. 5210 m

T.R. 30"

503 m

2000 M

200 m

T.R. 13 3/8"

T.R. 20"

B.L. 9 5/8"

3114 m

T.R. 11 3/4" 3276 M

T.R. 9 5/8" 4325 M

T.R. 7"

4624 M

Empacador 7”FB-1

4400 M

4445-4465 m


3465-3495 m

Empacador 7”

”

1220 m

A.D. 8 ½”

PI 4580.5 m

25


Equipo BEC Takin 22

Equipo BEC DUALEquipo BEC DUAL

Equipo InferiorEquipo Inferior

Equipo SuperiorEquipo Superior

Instalación en Enero/08Instalación en Enero/08Qo de diseño= 5000 BPDQo de diseño= 5000 BPDProf. Col. 2500 mD (TR 9 5/8”)Prof. Col. 2500 mD (TR 9 5/8”)

Documents

Equipo BEC - General