Rotaflex, Tesis

8/13/2019 Rotaflex, Tesis

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UNIVERSIDAD TECNOLGICA EQUINOCCIAL

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERA

CARRERA DE INGENIERA DE PETRLEOS

TEMA: ANLISIS PARA LA IMPLEMENTACIN DE LA

UNIDAD ROTAFLEX EN EL CAMPO TIGUINO PARA LAPRODUCCIN DE PETRLEO EN EL POZO CACHIYACU 1.

PREVIO LA OBTENCIN DEL TTULO DE INGENIERO EN PETRLEOS

Autor: Ral Javier Tufio Simba



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Universidad Tecnolgica Equinoccial.2011

Reservados todos los derechos de reproduccin


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DECLARACIN

Yo RAL JAVIER TUFIO SIMBA, declaro que el trabajo aqu descrito es

de mi autora; que no ha sido previamente presentado para ningn grado o

calificacin profesional; y, que he consultado las referencias bibliogrficas

que se incluyen en este documento.

La Universidad Tecnolgica Equinoccial puede hacer uso de los derechos

correspondientes a este trabajo, segn lo establecido por la Ley de

Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional

vigente.

_________________________

RAUL JAVIER TUFIO SIMBAC.I.1711259596


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CERTIFICACIN

Certifico que el presente trabajo que lleva por ttulo ANLISIS PARA LA

IMPLEMENTACIN DE LA UNIDAD ROTAFLEX EN EL CAMPO TIGUINO

PARA LA PRODUCCIN DE PETRLEO EN EL POZO CACHIYACU 1.,que, para aspirar al ttulo de Ingeniero en Petrleos, fue desarrollado por

RAL JAVIER TUFIO SIMBA, bajo mi direccin y supervisin, en la

Facultad de Ciencias de la Ingeniera; y cumple con las condiciones

requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulacinartculos18 y 25.

___________________Ing. Irving Salazar

DIRECTOR DEL TRABAJO

C.I. 1702091370


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AGRADECIMIENTO

Le doy gracias a Dios en primer lugar por ser quien me ha dado la vida, la

salud y las fuerzas para salir adelante en este proyecto.

Agradezco a la Universidad Tecnolgica Equinoccial y a quienes formanparte de ella, por haberme dado la oportunidad de tener la carrera ms

antigua y prestigiosa del pas como es la Tecnologa de Petrleos y poder

realizarme como profesional y culminar ahora con la Ingeniera.




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DEDICATORIA

Dedico este proyecto a mis hijos Nicole Mayte, Anderson Nicols y a mi

querida esposa por su apoyo incondicional y la motivacin constante para

culminar este trabajo. Agradezco a mis compaeros de trabajo quienes de

una u otra forma me colaboraron en la culminacin de este plan de trabajo.




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NDICE DE CONTENIDOS

PGINA

RESUMEN viii

ABSTRACT ix

CAPTULO I 1INTRODUCCIN 1

1.1 OBJETIVOS GENERAL 3

1.2 OBJETIVOS ESPECFICOS 3

1.3 JUSTIFICACIN 4

1.3.1 JUSTIFICACIN METODOLGICA 4

1.4 IDEA A DEFENDER 5

1.5 VARIABLES 5

1.5.1 VARIABLES DEPENDIENTES 5

1.5.2 VARIABLES INDEPENDIENTES 6

1.5.2.1 Produccin 6

1.5.2.2 Tipos de produccin 7

1.5.2.3 Flujo natural 7

1.5.2.4 Levantamiento artificial 8

1.5.2.5 Bombeo neumtico (GAS-LIFT) 8

1.5.2.6 Bombeo hidrulico (POWER OIL) 9

1.5.2.7 Bombeo electro sumergible (BES) 10

1.5.2.8 Bombeo mecnico 11

CAPTULO II 13

MARCO TERICO 13




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2.5.1 TAMBOR 17

2.5.2 MOTOR 182.5.3 SISTEMA DE ENGRANAJES 19

2.5.4 SISTEMA DE FRENADO MANUAL Y AUTOMATICO 20

2.5.4.1 Sistema de frenos manual 20

2.5.4.2 El sistema de frenos automtico 21

2.6 COMPONENTES DEL CABEZAL DE PRODUCCIN 22

2.6.1 PRENSA ESTOPA 23

2.6.2 CRUCETA 24

2.6.3 PRIMERA VLVULA DE 4 DEL BRAZO 24

2.6.4 SEGUNDA VLVULA DE 4 DEL BRAZO 25

2.6.5 VLVULA TOMA MUESTRA 25

2.6.6 VLVULA DEL REVESTIDOR 252.6.7 VLVULA DE 2 DEL SONOLOG 25

2.6.8 VLVULA DE 2 DEL MECHERO 25

2.6.9 BRIDA SUPERIOR DEL CABEZAL 25

2.6.10 LNEAS DE FLUJO 26

2.7 COMPONENTES DEL SISTEMA DE FONDO 26

2.7.1 VARILLAS DE SUCCIN 27

2.7.2 BOMBA DE SUBSUELO 27

7.2.1 Clasificacin de las bombas de subsuelo 28

2.7.2.1.1 Bombas api de tubera 28

2.7.2.1.2 Bombas api de varilla 29

2.7.3 ANCLAS DE TUBING 292.7.4 TUBERA DE PRODUCCIN 30

2.7.5 VLVULA VIAJERA 31

2.7.6 VLVULA FIJA 31

2 7 7 CENTRALIZADOR 32

y



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CAPTULO III 34

METODOLOGA 343.1 INSTALACIN, OPERACIN Y MANTENIMIENTO DE LA UNIDAD

ROTAFLEX 900 PARA POZO CACHIYACU 1 34

3.1.1 INSTALACIN EN EL POZO 34

3.1.2 PREPARACIN DEL REA DONDE DESCANSARA LA BASE DE

CONCRETO 34

3.1.3 IZAMIENTO Y PUESTA EN SITIO DE LA BASE PARA LA

UNIDAD 36

3.1.4 POSICIONAMIENTO DE LA GRA 36

3.1.5 IZAMIENTO Y PUESTA EN SITIO DE LA UNIDAD ROTAFLEX 37

3.1.6 LEVANTAMIENTO DE LA TORRE 40

3.1.7 INSTALACIN DE MOTOR 413.1.8 INSTALACIN DEL FRENO DE MANO 42

3.1.9 REGULACIN DE LA UNIDAD ROTAFLEX 44

3.1.10 LUBRICACIN DE LAS PARTES INTERNAS DE LA UNIDAD

ROTA FLEX 44

3.1.10.1 Caja reductora 44

3.1.10.2 Cadena y Piones 45

3.2 OPERACIN DE LA UNIDAD DE ROTAFLEX 900 PARA POZO

CACHIYACU 1 45

3.2.1 PERSONAL REQUERIDO 47

3.2.1.1 Personal operativo directo 47

3.2.1.2 Personal de apoyo logstico 473.3 PROGRAMA DE MANTENIMIENTO DE LA UNIDAD ROTA FLEX 900

PARA POZO CACHIYACU 1 47

3.3.1 MANTENIMIENTO PREVENTIVO 47

3 3 2 MANTENIMIENTO MENSUAL 48 Generated by PDFKit.NET Evaluation


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3.3.2.5 Tope de la torre: 50

3.3.2.6 Verificar la tensin de la cadena 503.3.2.7 Inspeccin del tambor 51

CAPTULO IV 52

ANLISIS DE RESULTADOS 52

4.1 PROPUESTA DE CAMBIO DE SISTEMA DE LEVANTAMIENTO

ARTIFICIAL 52

4.1.1 MTODO ANALTICO 52

4.1.2 MTODO ESTADSTICO 53

4.2 HISTORIAL DE PRUEBAS DE POZO Y ANLISIS DEL GRAFICO 53

4.3 CUADRO DE INTERVENCIONES 53

4.4 PRODUCCIN DEL POZO CACHIYACU A 544.5 RESULTADOS DE PRODUCCIN CON EQ. BES CENTRILIFT 55

4.5.1 TENDENCIA DEL COMPORTAMIENTO DEL POZO 55

4.6 CAMBIO DE SISTEMA DE PRODUCCIN 56

4.6.1 RESULTADOS DE PRODUCCIN LUEGO DE LA

IMPLEMENTACIN DE LA UNIDAD ROTAFLEX 57

4.7 DATOS OBTENIDOS DE YACIMIENTO 58

4.8 COSTO Y COMPARATIVO PARA LA IMPLEMENTACIN DEL

NUEVO SISTEMA 59

4.9 AHORRO DE COMBUSTIBLE BOMBA ELECTROSUMERGIBLE VS

BOMBEO MECNICO 59

CAPTULO V 61

5.1 CONCLUSIONES 61

5.2 RECOMENDACIONES 62



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NDICE DE TABLAS

PGINA

Tabla 2.1Modelo Unidad ROTAFLEX 16

Tabla 4.1Work Over Cahiyacu A 54

Tabla 4.2Produccin con Bombeo Electrosumergible (BES). 55

Tabla 4.3Produccin con ROTAFLEX 57Tabla 4.4Comparativo de costos 59

NDICE DE FIGURASPGINA

Figura 1.1 Ubicacin del Pozo Exploratorio Cachiyacu 1 2

Figura 1.2 Esquema levantamiento por Flujo natural 8

Figura 1.3 Esquema levantamiento secundario de petrleo por Gas Lift 9

Figura 1.4 Esquema levantamiento secundario de petrleo tipo Power oil 10

Figura 1.5 Esquema levantamiento secundario de petrleo con Bombeo

Electrosumergible 10

Figura 1.6 Esquema pistones del levantamiento de petrleo por Bombeo

mecnico 11

Figura 1.7 Esquema de levantamiento de petrleo por ROTAFLEX 12Figura 2.1 Unidad ROTAFLEX 15

Figura 2.2 Esquema bsico de la unidad de bombeo ROTAFLEX. 17

Figura 2.3 Tambor 18

Fi 2 4 M t 19 Generated by PDFKit.NET Evaluation


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Figura 2.9Componentes del cabezal de produccin 24

Figura 2.10Sistema de fondo 26Figura 2.11Varillas 27

Figura 2.12Bomba de subsuelo 25-175-RHBF-32-2 28

Figura 2.13Tubera de Produccin 31

Figura 2.14Vlvula fija 31

Figura 2.15Centralizador 32

Figura 2.16Carrera ascendente y descendente 33

Figura 3.1Material para la cama de base de Concreto 35

Figura 3.2Posicionamiento in situ de la base de concreto 36

Figura 3.3Distancia de la Base al centro del cabezal 37

Figura 3.4Izamiento de la Unidad 37

Figura 3.5 Alineacin de la unidad ROTAFLEX 38Figura 3.6Pernos laterales 38

Figura 3.7Instalaciones de Miscelneos 39

Figura 3.8Levantamiento de la Unidad ROTAFLEX 39

Figura 3.9Preparacin para colocar la unidad en su sitio 40

Figura 3.10 Colocando la Unidad Vertical 41

Figura 3.11Instalando Poleas, motor y protectores 42

Figura 3.12Ajuste del freno 43

Figura 4.1Bombeo mecnico con equipo ROTAFLEX 52

Figura 4.2 BFPM vs P.I.P. (Equipo BES) 56

Figura 4.3BFPM vs P.I.P. (Equipo ROTAFLEX) 58

Figura 4.4Comportamiento del yacimiento Cachiyacu A 58

Figura 4.5Grfico Comparativo KW/BFPD 60



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NDICE DE ANEXOS

PGINA

Anexo 1.Facilidades Cachiyacu 1 66

Anexo 2.Diagrama con BHA mecanico Cachiyacu 1 67

Anexo 3.Parmetros petrofsicos 68

Anexo 4.Programa de clculos y resultados Unidad ROTAFLEX 69

Anexo 5.Cartas dinamomtricas 71

Anexo 6.Relacin de rendimiento de flujo 72

Anexo 7.Comportamiento de presin de fondo Arenisca U 73

Anexo 8.Unidades ROTAFLEX disponibles a diferentes caudales 74

Anexo 9.Parmetro de funcionamiento ROTAFLEX 900 75Anexo 10.Plan de mantenimiento Unidad ROTAFLEX 900 76



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RESUMEN

El presente trabajo se realiza con el objetivo de bajar los costos de

produccin de petrleo en el pozo Cachiyacu 1. El Pozo despus de ser

perforado y abandonado en 1989 se interviene previo anlisis e

intervenciones que se ha realizado al pozo.

Abril 2009 se interviene el pozo para realizar cambio de bombeo hidrulico

tipo jet a bomba electrosumergible debido a la baja eficiencia del sistema

anterior.

Una vez que se reinicia las pruebas de produccin con el equipo

electrosumergible, sus pruebas realizadas mediante mediciones en el

separador de pruebas mostraron buen potencial de fluido.

Sin embargo la presin del reservorio ha venido declinando para lo cual con

los datos actuales de comportamiento del pozo, se ha rediseado un sistema

que permita ahorrar costos de energa y mantenimiento, el cual consiste enun bombeo mecnico con equipo ROTAFLEX.

A partir de agosto del 2010 inicia la produccin con la unidad la cual muestra

excelentes resultados y a bajos costos de produccin.

Este sistema de produccin controla notablemente la presin de fondo y

mantiene un flujo razonable y constante.

Esta completado a una profundidad de 10.000 pies con bombeo mecnico,



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ABSTRACT

This is done in order to lower the cost of oil production in the well Cachiyacu

1. The Well after being drilled and abandoned in 1989 after analysis and

interventions involved that has made the well.

April 2009 is involved to make changes to the well pump to pump hydraulic

electrosumergible jet due to the low efficiency of the previous system.

A restart of production testing equipment electrosumergible, their tests by

measuring the separator tests showed good potential of fluid.

However, the reservoir pressure has been declining for which current data

with the behavior of the well redesigned a system to save energy and

maintenance costs, which consists of a mechanical pump ROTAFLEX team.

From August 2010 production begins with the unit which shows excellent

results and low production costs.

This production control system backpressure significantly and maintains a

reasonable flow and constant.

This completed to a depth of 10,000 feet with mechanical pump, pump 25 -

175-RHBF-32-2 (-5) with a production target of 300 bpd.



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INTRODUCCIN



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CAPTULO I

INTRODUCCIN

La unidad ROTAFLEX es una unidad de bombeo de carrera larga que

Weatherford ha diseado para uso con bombas a pistn. Su probada

tecnologa e innovaciones en diseo permiten a la unidad de bombeo

ROTAFLEX ofrecer un bombeo eficiente y rentable en pozos profundos,

complejos y de alto caudal. Con la unidad ROTAFLEX, se pueden utilizar

bombas a pistn en pozos donde antes solo operaban bombas

electrosumergibles o hidrulicas.

Su larga carrera (hasta 366 pulg, o 9,3 m) y la posibilidad de trabajar a muy

bajos ciclos por minuto permiten un completo llenado de la bomba y una

menor carga dinmica. Los grficos dinamomtricos relevados en los pozos

operando con ROTAFLEX son similares a un grfico de carga ideal (modelo

terico). El bombeo con la unidad ROTAFLEX reduce la carga estructural

sobre el equipo, alargando la vida til de la instalacin de fondo de pozo yaque la sarta de varillas de bombeo trabaja a velocidades relativamente

constantes. La velocidad constante y una menor cantidad de ciclos de

bombeo alargan la vida til de la unidad de bombeo, de la bomba de fondo

de pozo y de la sarta de varillas.

Trabajar en un pozo con la unidad ROTAFLEX es simple y seguro. Despus

de desconectar la brida de seguridad y el colgador del vstago del bombeo

pulido del pozo, la unidad ROTAFLEX, entera, se desplaza del cabezal del

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El pozo exploratorio Cachiyacu A, est ubicado a 76 55 47.86 de longitud

y 01 11 27.11 s de latitud en la provincia de Pastaza de la regin oriental

del Ecuador.

Figura 1.1 Ubicacin del Pozo Exploratorio Cachiyacu IFuente: Weatherford Company

Una vez que inicia las pruebas de produccin con el quipo electrosumergible

en pozo cachiyacu A, las pruebas mostraron buen potencial sin embargo la

presin del yacimiento ha venido declinado considerablemente, por lo cual

en el equipo electrosumergible est trabajando en downthrust, desde octubre

del 2009, debido a que este tipo de levantamiento no es apto para las

condiciones actuales del pozo.



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y mantenimiento contribuyendo a bajar el costo de produccin por barril en

este pozo.

1.1 OBJETIVOS GENERAL

Elaborar un estudio para cambiar el sistema de levantamiento artificial con la

unidad ROTAFLEX en un pozo Cachiyacu A de bajo flujo y analizar el costo

beneficio con este equipo.

1.2 OBJETIVOS ESPECFICOS

Determinar cul de los pozos Cachiyacu tienen bajo flujo y alto nivel de fluido

para ser tomado en consideracin de cambio en equipo de fondo

Analizar los costos de alquiler de equipos entre la unidad ROTAFLEX vs

bombeo electrosumergible.

Obtener datos de comportamiento del yacimiento del pozo Cachiyacu 1 conla unidad ROTAFLEX.

Analizar datos de produccin histricos con bombeo electrosumergible y

compararlos con los que se obtenga de la implementacin de la unidad

ROTAFLEX

Analizar costos de produccin con la unidad ROTAFLEX.

Analizar tcnicamente si la utilizacin de este equipo es econmicamente



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1.3 JUSTIFICACIN

1.3.1 JUSTIFICACIN METODOLGICA

En el pozo Cachiyacu 1 del campo Tiguino que produce el yacimiento Napo,

arenisca U y que esta operado por la compaa Petrobell, viene

declinando su produccin, debido al decremento de la presin del

yacimiento, lo que ha afectado el funcionamiento continuo de la bomba

electrosumergible de este pozo.

Se ha visto la necesidad en realizar un cambio del tipo de levantamiento

artificial para el pozo y, adapte a mantener un nivel de fluido constante en el

pozo, es decir un equipo que pueda trabajar con nivel de fluido variabledentro del pozo.

El sistema de levantamiento artificial que se ha estudiado para

implementarlo en dicho pozo, se basa en el principio del bombeo mecnico

que es uno de los de los ms antiguos conocidos en el ambiente petrolero,

con una diferencia principal ubicada en la unidad de superficie y de

subsuelo, el sistema tiene nueva tecnologa de punta que adaptado como

nombre que se denomina unidad ROTAFLEX que es una unidad de bombeo

de carrera larga diseada por weatherford.

Su probada tecnologa e innovaciones en diseo permiten a la unidad debombeo ROTAFLEX ofrecer un bombeo eficiente y rentable en pozos

profundos, complejos de alto y bajo caudal, su larga carrera (hasta 366 pulg, o

9,3 m) y la posibilidad de trabajar a muy bajos ciclos por minuto permiten un

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1.4 IDEA A DEFENDER

Al realizar el cambio del sistema de produccin se pretende mejorar o

mantener constante la produccin de fluido en el pozo con la instalacin de

esta unidad se mejorara tcnica y econmicamente la operacin y eficiencia

en el mismo, al realizar las pruebas diarias de produccin mediante la

medicin de fluidos en la denominada unidad roxar, la cual nos proporciona

datos de bpd, volumen de agua con lo cual podemos determinar la

eficiencia del nuevo sistema.

1.5 VARIABLES

A continuacin se expresa variables independientes y dependientes

tenemos.

1.5.1 VARIABLES DEPENDIENTES

Como variables dependientes tenemos:

La visita a campo se realizar en el campamento de Petrobell en la

ciudad del Coca, la mayor parte de la informacin se recopilar en y en

las oficinas de weatherford international ltd. (artificial lift systems) tanto

cotizaciones, entrevistas, investigacin de los equipos, documentos en

libros.

El modelo y el diseo ser de acuerdo a los parmetros del pozo, el API,

como corte de agua, viscosidad, temperatura del fluido, volumen. Generated by PDFKit.NET Evaluation


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Toda la informacin sobre la unidad rota flex ser analizada en conjunto

con los ingenieros de operaciones, Weatherford International ltd. (artificial

lift systems para llegar a la conclusin y recomendacin del equipo

adecuado para el pozo Cachiyacu 1.

1.5.2 VARIABLES INDEPENDIENTES

1.5.2.1 Produccin

La extraccin, produccin o explotacin del petrleo se hace de acuerdo con

las caractersticas propias de cada yacimiento. Para poner un pozo a

producir se baja una especie de can y se perfora la tubera derevestimiento a la altura de las formaciones donde se encuentra el

yacimiento. El petrleo fluye por esos orificios hacia el pozo y se extrae

mediante una tubera de menor dimetro, conocida como "tubing" o "tubera

de produccin".

El gas natural asociado que acompaa al petrleo se enva a plantas de

tratamiento para aprovecharlo en el mismo campo y/o despacharlo como

"gas seco" hacia los centros de consumo a travs de gasoductos. En el

caso de yacimientos que contienen nicamente gas natural, se instalan los

equipos requeridos para tratarlo y enviarlo a los centros de consumo

A pesar de los avances alcanzados en las tcnicas de produccin, nunca selogra sacar todo el petrleo que se encuentra (in situ) en un yacimiento. En

el mejor de los casos se extrae el 50 60 por ciento. Por tal razn, existen

mtodos de "recobro mejorado" para lograr la mayor extraccin posible de



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En la produccin de hidrocarburo existen diferentes maneras de extraer el

petrleo desde los yacimientos hacia la superficie terrestre. Los ms

utilizados son: produccin por flujo natural y levantamiento artificial, dentro

del cual encontramos: bombeo neumtico (gas lift), bombeo hidrulico

(power oil), bombeo electro sumergible (BES) y bombeo mecnico. Otra

forma de produccin es la recuperacin secundaria con inyeccin de vapor.

1.5.2.2 Tipos de produccin

Los tipos de levantamiento que se dan en la produccin de petrleo son

primarios, secundarios y terciarios.

1.5.2.3 Flujo natural

En el yacimiento existen diferentes fuerzas que hacen fluir el petrleo y el

gas hacia la superficie en forma natural, como la expansin del gas a alta

presin que est asociada con el petrleo, donde el agua que est ubicada

debajo de l empuja al hidrocarburo, as como la gravead. Se dice que unpozo fluye en forma natural, cuando la presin del yacimiento es suficiente

para que el petrleo logre llegar a la superficie y a partir de ah fluya

libremente.



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Figura 1.2 Esquema levantamiento por Flujo natural

1.5.2.4 Levantamiento artificial

Los mtodos de levantamiento artificial sirven de ayuda para la extraccin

de hidrocarburo una vez que la presin y volumen de petrleo han

disminuido, esto puede ocurrir en un perodo corto o prolongado despus dehaber puesto en produccin un pozo, dependiendo de varios factores

empleados durante su extraccin.

1.5.2.5 Bombeo neumtico (GAS-LIFT)

El fluido proveniente de un pozo de petrleo es separado generalmente en

tres productos: petrleo, agua y gas.



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Figura 1.3Esquema levantamiento secundario de petrleo por Gas Lift

El gas extrado, es comprimido para elevar la presin a 1.500 PSI este gas a

presin se inyecta a travs del espacio anular entre la tuberas de

revestimiento y de produccin, en el cual se tiene instalado varias vlvulas

que se abren a presiones precalibradas. Una vez en su interior, el gas se

mezcla con el petrleo para reducir su peso, lo cual permite que la columna

hidrosttica baje, haciendo que el fluido finalmente llegue a la superficie.

1.5.2.6 Bombeo hidrulico (POWER OIL)

Este procedimiento consiste en elevar la presin a 3.500 PSI, a un lquido

que puede ser agua o petrleo por medio de bombas instaladas en lasuperficie para inyectar al fondo del pozo. El arreglo en el suelo permite el

aprovechamiento de la energa (presin) para desplazar el crudo del

yacimiento hacia la superficie.



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Figura 1.4Esquema levantamiento secundario de petrleo del tipo Power oil

1.5.2.7 Bombeo electro sumergible (BES)

Este sistema basa su funcionamiento en la instalacin de bombas

centrfugas multietapas (bombas electro sumergibles) que son ubicadas en

la zona que se desea producir. El proceso inicia al accionar, motores

elctricos acoplados a bombas que empujan al petrleo hacia la superficie.



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1.5.2.8 Bombeo mecnico

Es uno de los mtodos ms sencillos y de menor costo, basa su

funcionamiento en la operacin de una bomba mecnica que permite el

movimiento de varillas acopladas a una bomba que se desplazan en forma

vertical desde la superficie a travs de un arreglo de contra pesos,

accionando un balancn por medio de un motor elctrico o de combustin

(4).

Figura 1.6Esquema pistones del levantamiento de petrleo por Bombeo

mecnico

Fuente: Weatherford Company

En la actualidad el bombeo mecnico es usado mediante la unidad ROTA

FLEX que sustituy al balancn.



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Figura 1.7Esquema de levantamiento de petrleo por ROTAFLEX


La unidad ROTAFLEX es una unidad de bombeo de carrera larga y es

utilizado en pozos profundos, complejos y de alto y bajo caudal. Con la

unidad se pueden utilizar bombas a pistn en pozos donde antes solo

operaban bombas electrosumergibles o hidrulicas.

El bombeo con la unidad Rota Flex reduce la carga estructural sobre el

equipo, alargando la vida til de la instalacin de fondo de pozo ya que la

sarta de varillas de bombeo trabaja a velocidades relativamente constantes.

La velocidad constante y una menor cantidad de ciclos de bombeo alargan

la vida til de la unidad de bombeo.



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MARCO TERICO



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CAPTULO II

MARCO TERICO

A continuacin se hace referencia a todo lo relacionado con la unidad de

produccin ROTAFLEX.

2.1 DEFINICIN

La unidad ROTAFLEX es una unidad de bombeo de carrera larga que

Weatherford ha diseado para uso con bombas a pistn. Su probada

tecnologa e innovaciones en diseo permiten a la unidad de bombeo ROTA

FLEX ofrecer un bombeo eficiente y rentable en pozos profundos,

complejos y de alto y bajo caudal. Con la unidad Rota Flex, se pueden

utilizar bombas a pistn en pozos donde antes solo operaban bombas

electrosumergibles o hidrulicas.

Su larga carrera (hasta 366 pulg, o 9,3 m) y la posibilidad de trabajar a muy

bajos ciclos por minuto permiten un completo llenado de la bomba y una

menor carga dinmica. Los grficos dinamomtricos relevados en los pozos

operando con Rota Flex son similares a un grfico de carga ideal (modelo

terico). El bombeo con la unidad ROTAFLEX reduce la carga estructural

sobre el equipo, alargando la vida til de la instalacin de fondo de pozo yaque la sarta de varillas de bombeo trabaja a velocidades relativamente

constantes. La velocidad constante y una menor cantidad de ciclos de

bombeo alargan la vida til de la unidad de bombeo, de la bomba de fondo



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2.2 CARACTERSTICAS

El modo de pista de carrera innovador y la prediccin automtica de

esquinas se complementan para optimizar cada carrera. El modo de pista de

carrera controla independientemente la velocidad de la carrera ascendente,

la carrera descendente y las partes de esquinas de un ciclo, permitiendo que

la bomba acelere durante las partes rectas y disminuya la velocidad en las

esquinas protegiendo as el sistema de bombeo. Aunque las unidades RotaFlex estn habitualmente preparadas para funcionar constantemente con

una velocidad base de 1,150 rpm, el control de potencia constante de nico

ampla la gama de velocidad del motor ms all de la velocidad base a 1,750

rpm (6.8 cpm) durante la carrera ascendente y la carrera descendente de las

secciones rectas. Dado que la unidad Rota Flex est fsicamente limitada a

4.5 cpm en la esquina, el controlador predice la esquina disminuyendo

automticamente la velocidad del motor a la velocidad prefijada para las

esquinas en el momento preciso. En este ejemplo, el modo de pista de

carrera aument la velocidad de bombeo promedio a 6.0 cpm, produciendo

un aumento del 33% en la produccin. Dado el influjo tpico y las limitaciones

de torsin del motor, comnmente se obtienen aumentos de produccin msmodestos de 10% a 15%.

Este sistema utiliza una tecnologa innovadora con un diseo que provee

una eficiencia excelente y eficacia en los costos para pozos profundos,

problemticos de alto y bajo potencial. Con la Unidad ROTAFLEX bombas

de cabillas de succin pueden ser utilizadas en vez de bombas electro

sumergible, o bombas hidrulicas de subsuelo.

U d t d l 306 l d d l it d d lt h Generated by PDFKit.NET Evaluation


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Figura 2.1Unidad ROTAFLEX


Las unidades ROTAFLEX virtualmente no tienen velocidades mnimas

asegurando el incremento de su flexibilidad. Velocidades ms bajas y

longitudes de carrera largas resultan en un llenado del barril ms completo.

Las cartas dinagrficas tomadas en aplicaciones ROTAFLEX son similares a

la carta terica perfecta.

2.3 ESPECIFICACIONES DE LA UNIDAD ROTA FLEX

A ti i t t bl l ifi i d l U id d



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Tabla 2.1Modelo Unidad ROTAFLEX


2.4 OPCIONES QUE PERMITE LA UNIDAD ROTA FLEX 900

El sistema de reversa por impulso hidrulico ROTAFLEX de Weatherford,que traslada y reposiciona la unidad, est disponible para las

instalaciones nuevas de unidades de bombeo ROTAFLEX, y tambin se

adapta a unidades de bombeo instaladas anteriormente.



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2.5 COMPONENTES DE SUPERFICIE DE LA UNIDAD ROTA

FLEX 900

Figura 2.2Esquema bsico de la unidad de bombeo ROTAFLEX.


2.5.1 TAMBOR

La capota de la corona est localizada en la parte ms alta de la unidad,desde all se tiene acceso al tambor, banda de carga y a los dos cojinetes

guas que soportan el tambor.

El tambor soporta el peso combinado de la caja de contrapesos y de la carga



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Figura 2.3Tambor


2.5.2 MOTOR

La seleccin y control de un motor elctrico para cualquier aplicacin

depende de un nmero de factores que incluye la energa disponible las

condiciones atmosfricas y ambientales, condiciones de arranque y lascondiciones de trabajarlo.

Comnmente est disponible corriente alterna, trifsica, 60 ciclos, voltaje

240/480 para aplicarse en motores elctricos en pozos de bombeo

mecnico.



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Figura 2.4Motor


2.5.3 SISTEMA DE ENGRANAJES

Comunmente conocido como reductor de velocidades, es un arreglo de

engranajes cuyo objeto es reducir la velocidad de rotacion entre el motor

primario y el sistema biela-manivela.

El sistema reductor se clasifica por la relacion de las revoluciones de

admision a las revoluciones de salida; esto permite establecer el numero de

carreras por minuto de la barra liza.

Comumnente se usa relacion de reduccion de aproximadamente 30:1. esto

significa que si la velocidad de admision es de 300 a 600 rpm, la velocidad

de salida o velocidad de bombeo sera de 10 a 20 carreras por minuto. El



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Figura 2.5Engranajes


2.5.4 SISTEMA DE FRENADO MANUAL Y AUTOMATICO

Esta provisto del sistema manual y un sistema automatico de frenado.

La unidade ROTAFLEX vienen equipadas con dos tipos de frenos,

automtico y manual. Ambos consisten en frenos de discos con pastillas

montados en el eje de entrada de la caja reductora. La operacin de cada

sistema es independiente uno del otro. Las dos pastillas se encuentran

montadas en un solo disco. Las dos pastillas son idnticas, y la capacidad

de frenado

disminuye si el ajuste del cojinete es aflojado.

Este sistema de seguridad que costa con un frenado de emergencia con un

tiempo de actuacion de 0,2 segundos.



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Manija para freno manual

Figura 2.6Sistema frenos manual


2.5.4.2 El sistema de frenos automtico. Protege a la unidad de daos en

caso que los contra pesos queden en cada libre y de condiciones en que

pueda sobrecargarse el sistema.

Este freno es controlado por el Speed-Sentry o Panel de Control, el cual

constantemente monitorea la velocidad de la unidad.

El freno automtico acta por medio de un motor elctrico que impulsa a un

engranaje para que al contraerse frene y al extenderse libera el freno.



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Figura 2.7Sistema frenos automtico


2.6 COMPONENTES DEL CABEZAL DE PRODUCCIN

Es un conjunto de vlvulas, colgadores y elementos empacadores, los

cuales con sus accesorios sirven para iniciar la produccin del pozo de

forma segura y eficiente; su funcin principal es controlar y dirigir la entrada

y salida de fluidos y gases mediante el uso de las vlvulas, colgar la tubera,

revestimientos y sellar espacios anulares entre tubera y revestimiento al

nivel de la superficie.



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Figura 2.8 Componentes del cabezal de produccin.

Fuente:Equipo de subsuelo - Petrocapacitacin

1. Prensa Estopa.

2. Cruceta.

3. Primera Vlvula de 4 del brazo.

4. Segunda Vlvula de 4 del brazo.5. Vlvula Toma muestra.

6. Vlvula del Revestidor.

7. Vlvula sonolog de 2.

8. Vlvula de 2 del mechero.

9. Brida superior del cabezal.

10. Lnea de flujo.

11. Vlvula Cheque.

12. Vlvula 2 de la tubera de produccin.



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hacia la lnea de flujo evitando as la salida incontrolada de crudo al

ambiente.

Figura 2.9Componentes del cabezal de produccin

Fuente:Equipo de subsuelo - Petrocapacitacin

2.6.2 CRUCETA

Es una pieza de cuatro vas con conexiones de lneas de tubera de 4, sirvepara ensamblar las conexiones en superficie.

Precauciones al usar la cruceta:

Se debe chequear las muy bien las roscas y limpiarlas si es necesario.

Debe apretarse muy bien y a fin de evitar que se produzcan salidas depetrleo durante el bombeo.

Cuando se est sacando las varillas se debe colocar un protector en la

parte superior de la cruceta para evitar que el roce de las varillas dae la



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2.6.4 SEGUNDA VLVULA DE 4 DEL BRAZO:

Se utiliza para bloquear la presin entre la estacin y el pozo.

2.6.5 VLVULA TOMA MUESTRA

Es una vlvula de de dimetro que sirve para tomar muestras de crudo y

la presin de cabezal (THP, siglas en ingles para tubing head pressure),mientras el pozo bombea.

2.6.6 VLVULA DEL REVESTIDOR

Utilizada para desahogar la presin en el revestidor y tomar registros.

2.6.7 VLVULA DE 2 DEL SONOLOG

Vlvula instalada en la parte inferior que tiene como objetivo permitir el paso

de la onda sonora que se propaga por el espacio anular revestidor/tubera de

produccin hasta detectar el nivel de fluido.

2.6.8 VLVULA DE 2 DEL MECHERO

Esta instalada en la vlvula de 2 del casing en el cabezal del pozo, tiene

como finalidad servir de va de comunicacin al fluido que viene del casing y

va hacia la atmsfera.

2.6.9 BRIDA SUPERIOR DEL CABEZAL



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2.6.10 LNEAS DE FLUJO

Es una lnea que se utiliza para transportar el crudo desde la superficie hacia

la estacin recolectora.

2.7 COMPONENTES DEL SISTEMA DE FONDO

Los componentes claves de los sistemas de bombeo por varillas de succinson los que se usan en el pozo mismo. El equipo se subsuelo que se utiliza

comprende un nmero de componentes bsicos que son esenciales al

mtodo y un nmero de elementos importantes que pueden mejorar

significantemente el comportamiento y economa de bombeo.

En la figura adjunta se muestra el arreglo y aplicacin del equipo de

subsuelo tpico para bombeo por varillas.



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Se utiliza en pozos de bombeo, como el canal vertical de flujo de fluido que

est siendo bombeado.

2.7.1 VARILLAS DE SUCCIN

Las varillas de succin son hechas de varias aleaciones de metales. Estn

sujetas a un funcionamiento mecnico que le impone esfuerzos de

estiramiento, encogimiento y vibracin; fatiga, corrosin, erosin. Cadavarilla tiene en un extremo una espiga (macho) redonda, slida y roscada, y

ms abajo del hombrillo, en forma cuadrada, una muesca para encajar la

llave para el enrosque y desenrosque. En el otro extremo lleva la caja o

conexin hembra, internamente roscada, con muesca exterior o con muesca

por debajo de la caja. La longitud de las varillas es de 25 y 30 pies. Para

cada dimetro de tubera de educcin existe un dimetro adecuado de

varillas, para mayor efectividad de funcionamiento.

Figura 2.11Varillas


2.7.2 BOMBA DE SUBSUELO



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La presin necesaria para llenar la bomba es suplida por el pozo, esta se

conoce como presin de entrada a la bomba (PIP).

El componente primario del sistema de bombeo por varilla de succin es la

bomba del pozo y en gran parte, la eficiencia de toda la instalacin de

bombeo depende de la efectividad del comportamiento de la bomba. Ella

propiamente dicha, est constituida por: el cuerpo o cilindro, el embolo,

vlvula fija y mvil.

Figura 2.12Bomba de subsuelo 25-175-RHBF-32-2


2.7.2.1 Clasificacin de las bombas de subsuelo

Las bombas de subsuelo ms utilizadas son las Bombas API y las SIS,

ambas de tubera o varilla.

2.7.2.1.1 Bombas API de tubera

Se caracterizan porque el barril y la zapata de la bomba forman parte de la

tubera, la vlvula fija puede instalarse anclndola en la zapata al meter la

tubera o anclndola en la zapata, pero acoplndola al pistn con la sarta de



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En este tipo la camisa es independiente del barril y puede ser parte de

una sola pieza o seccionada. En este tipo de bomba la camisa es

independiente del barril y puede ser una sola pieza o seccionada.

Es reemplazable.

TWE: La camisa y el barril forman una sola pieza.

Significado de las letras:

T = tubing - Bomba de tubera.L = liner - Camisa independiente del barril.

W = wall Camisa y barril son una sola pieza

E = extensin Niples de extensin

2.7.2.1.2 Bombas API de varilla

Son independientes de la tubera y se meten en el pozo con la sarta de

varillas.

No es necesario sacar la tubera cuando este tipo de bomba se reemplaza.

Este tipo de bomba tiene dos modalidades y son las siguientes:

a) Camisa viajera y pistn viajero. La camisa de esta bomba se mueve, ya

que est conectada a las varillas y el pistn va conectado a la zapata (se

recomienda para pozos poco profundos y arenosos).

b) Camisa fija y el pistn viajero. En este c aso las varillas van conectadas

al pistn y la camisa va anclada a la zapata.



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Alargamiento: es motivado a que toda la carga de fluido soportada por el,

debido al cierre de la vlvula fija, durante la carrera descendente de la

unidad ROTAFLEX.

Contraccin: se debe a que la carrera ascendente de la unidad ROTAFLEX

la vlvula viajera est cerrada y parte de la carga del fluido es transferida a

las varillas, sufriendo el tubing un alivio repentino de la carga contrayndose.

Efectos que causados por los movimientos del tubing:

Desgaste de la varilla y tubing debido a la friccion entre ellos.

Fugas en los cuellos y rotura de los tubing debido a los repetidos

alargamientos y contracciones.

Desgaste de los cuellos y cuerpo exterior del tubing debido a continuo

contacto de este con la pared del casing.

2.7.4 TUBERA DE PRODUCCIN

Es la tubera que se introduce en el pozo y a travs de la cual, el petrleo estransportado desde la bomba de subsuelo hasta la superficie.

Los tubing son fabricados de acero de diferentes calidades y de acuerdo a

las especificaciones del INSTITUTO AMERICANO DE PETRLEO (API).



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Figura 2.13 Tubera de ProduccinFuente: Weatherford Company

2.7.5 VLVULA VIAJERA

Est formada por una bola y asiento, los cuales hacen un sellado hermtico

y generalmente van colgadas dentro del pistn.

2.7.6 VLVULA FIJA

Est formada por una bola y asiento en su parte exterior tiene un anillo debronce o friccin, va colgada siempre en la parte inferior de la bomba.



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2.7.7 CENTRALIZADOR

Son dispositivos acoplados a la sarta de varillas que permiten centralizarla,

impidiendo el roce metal metal con la tubera. Se utilizan en pozos

desviados o direccionales.

Figura 2.15 Centralizador


2.8 MTODO DE FUNCIONAMIENTO

La unidad de bombeo convierte el movimiento rotacional del motor primario

en movimiento reciproco requerido para impulsar la sarta de varillas. El

motor primario es esencialmente para impulsar el sistema.

Una vez que el sistema se encuentra en movimiento inicia la elevacin del

crudo que se ejecuta con el movimiento de oscilacin de un pistn equipado



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Al progresar el recorrido ascendente, el espacio entre las dos vlvulas

aumenta y reduce la presin dentro del cilindro o barril. El crudo que se

encuentra en la parte exterior bajo una carga esttica, hace presin

ascendente y cesa el efecto de succin debido a su movimiento, la vlvula

fija cae sobre su asiento y evita que el aceite que ha entrado al barril fluya de

nuevo al pozo.

El siguiente recorrido descendente del pistn, el crudo dentro del barril de labomba no puede escapar por la vlvula fija que est cerrada, este se somete

a compresin y levanta la vlvula mvil de su asiento. Al descender al pistn,

algo del crudo dentro del barril, entre las dos vlvulas es desplazado a travs

de la vlvula mvil hacia el espacio superior. Al terminar el recorrido

descendente la vlvula mvil cae en su asiento y al subir al pistn en el

siguiente recorrido, el aceite desplazado por la vlvula mvil es elevado

dentro de la tubera de produccin arriba del barril.

Durante el siguiente ciclo y los sucesivos, se forzara ms crudo por la

tubera de produccin hacia la parte superior hasta que llegue a superficie

en las lneas de salida que lo llevan a un separador y de all hasta el

almacenamiento.



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METODOLOGA



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CAPTULO III

METODOLOGA

3.1 INSTALACIN, OPERACIN Y MANTENIMIENTO DE LA

UNIDAD ROTA FLEX 900 PARA POZO CACHIYACU A

3.1.1 INSTALACIN EN EL POZO

La unidad de bombeo ROTAFLEX 900 una vez seleccionado el diseo en

base a informacin del pozo y al programa de clculos ver anexo 4 es

enviada en un 95% ya ensamblada por lo que se tendrn ajustes menores,antes de su puesta en marcha definitiva.

Para el inicio de la instalacin de la unidad Rota Flex en su lugar final, se

deben seguir de manera general los siguientes pasos:

3.1.2 PREPARACIN DEL REA DONDE DESCANSARA LA BASE DE

CONCRETO

Para esto se requiere realizar una cama de arena o grava con un espesor de

1 (pie), la cual debe estar completamente nivelada y con la inclinacin de 4

ms alto hacia el lado de la cabeza del pozo, Como la mayor parte del pesose concentra el lado del cabezal de pozo, este aumento de nivel, permitir

que cuando se instale la base de concreto y la unidad, esta quede

totalmente nivelada en toda la superficie.



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3.1.3 IZAMIENTO Y PUESTA EN SITIO DE LA BASE PARA LA UNIDAD

Figura 3.2Posicionamiento in situ de la base de concreto


3.1.4 POSICIONAMIENTO DE LA GRA

Se debe Posicionar la gra perpendicular y cerca de la mitad de la base de

concreto, despus levantarla y colocarla sobre la cama creada asegurando

que esta quede totalmente centrada con respecto al centro de la Stuffing Box

y a una distancia de 6 desde el centro, como se observa en la figura.



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Figura 3.3Distancia de la Base al centro del cabezal


3.1.5 IZAMIENTO Y PUESTA EN SITIO DE LA UNIDAD ROTA FLEX

Figura 3.4Izamiento de la Unidad


concreto el frente de la unidad ROTAFLEX debe quedar a 84 pulgadas de



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concreto, el frente de la unidad ROTAFLEX, debe quedar a 84 pulgadas de

los soportes de la base de concreto, como se muestra en la figura.

Figura 3.5 Alineacin de la unidad ROTAFLEX


Instalar los dos pernos laterales, figura 3.6

Figura 3.6Pernos laterales




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Figura 3.7Instalaciones de Miscelneos


Utilizar una barra de 8 pies, ajustada con 2 guayas de 3 pies a cada cojinete

ubicado sobre cada lado de la torre, y luego ajustar la barra al gancho de la

gra. Como se muestra en la figura.

Figura 3.8Levantamiento de la Unidad ROTAFLEX


3.1.6 LEVANTAMIENTO DE LA TORRE



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3.1.6 LEVANTAMIENTO DE LA TORRE

El operador de la gra comenzar a levantar la torre y cuando se tengasuficiente separacin se deben quitar los pernos que unen los puntales de la

torre y dejar la unidad en su sitio como lo muestra la figura 3.17.

Figura 3.9Preparacin para colocar la unidad en su sitio


Levantar lentamente la torre de la unidad. Asegurar la unidad a la zapata

gua y deslcela hacia delante hasta quedar alineada, luego asegure los

cuatro pernos laterales con sus respectivas dos tuercas Como lo muestra la

figura 3.10.



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Figura 3.10 Colocando la Unidad Vertical


Quitar las guayas y la barra de la unidad.

3.1.7 INSTALACIN DE MOTOR

Instalar el motor al eje del sistema de rotacin con sus respectivos

protectores metlicos, e instalar las poleas de ste (acanaladas) y las

guardas del sistema.



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Figura 3.11Instalando Poleas, motor y protectoresFuente: Weatherford Company

3.1.8 INSTALACIN DEL FRENO DE MANO

El freno de mano viene configurado de fbrica, quitar el perno que asegura

la manija, la cual debe extenderse horizontalmente para frenar.

Para ajustar el freno quitar el perno de la cerradura apretando la tuerca del

calibrador. Ajustar el freno manual para tener el mnimo juego de la manija.

Substituya el perno de la cerradura segn lo demostrado en la figura 3.12.



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Figura 3.12Ajuste del freno


NOTA: Retirar los cuatro bloques situados en cada esquina de la caja de

contrapesos antes de arrancar la unidad.

Al energizar todo el sistema se abre las puertas frontales y se procede a

elevar las cajas de contrapesos para instalar los contrapesos auxiliares.Una vez concluida la operacin se cierre las puertas para prevenir

inconvenientes con los siguientes pasos.

Para unir la banda transportadora con la barra lisa se debe bajar la banda,

tirando de la cuerda para que baje tanto como suben los contrapesos, aplicar

el freno y apagar el motor cuando se alcance el punto ms bajo.

ADVERTENCIA:No deje que la cuerda se enrede en sus manos o pies!



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3.1.9 REGULACIN DE LA UNIDAD ROTA FLEX

Unir la barra lisa con el carrier bar quitando primero el perno de 1 .

Colocar la grapa encima del Carrier bar.

Liberar el freno ligeramente para que la carga soportada sea por el carriel

bar, quitar la grapa colocada en el Prensa-estopa.

Bajar nuevamente la caja de contrapesos colocar o retirar pesas auxiliares a

fin de balancear la unidad. (No permitir que la oscilacin de la carga del

motor est por encima de los 10 Amperios, luego que el nivel de fluido haya

estabilizado se espera una variacin de entre 2 y 3 amperios). Cerrar y

sujetar las puestas frontales.

Hay un retenedor de la correa en el tope de la torre entre el tambor y la

bisagra, esto necesita inspeccionarse para que la banda no tenga roce con

este retenedor. El retenedor debe ajustarse si hay friccin.

ADVERTENCIA: El personal que suba a esta parte de la torre debe tener

arns de seguridad atado a los apoyos de la unidad.

3.1.10 LUBRICACIN DE LAS PARTES INTERNAS DE LA UNIDAD

ROTA FLEX

El procedimiento para lubricar es el siguiente:

dientes de los engranajes si presentan una condicin anormal. El aceite



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debe ser cambiado a las primeras 1000 horas de uso y luego cada ao.

Rutinariamente revise las filtraciones.

Reemplace los sellos si las filtraciones superan un pocillo por semana.

3.1.10.2 Cadena y Piones

Sistema de lubricacin: La cadena y los piones vienen prelubricados de

fbrica. Es posible verter el aceite del sistema ya sea desde el interior o

exterior de la unidad. Desde el exterior se puede verter en el colector de

aceite ubicado en frente de la torre. Desde el interior vierta el aceite en el

colector cuando las puertas estn abiertas y las contrapesas se encuentre a

6 pies del recorrido mnimo. Se recomienda cambiar el aceite de los

colectores una vez al ao.

ADVERTENCIA: El sistema debe estar con frenos de emergencia y

bloqueado cuando trate de entrar a la torre!

3.2 OPERACIN DE LA UNIDAD DE ROTA FLEX 900 PARA

POZO CACHIYACU A

La unidad ha sido erigida y probada en fbrica y los ajustes necesarios para

su buen funcionamiento ya se realizaron, sin embargo pueden ser

requeridos ajustes adicionales dependiendo el sitio donde se ubique. Por lo

que se recomienda realizar el siguiente procedimiento antes de arrancar la

Comprobar que todas las guardas y protectores estn instalados



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correctamente.

Quitar los bloques de madera ubicados en la parte de atrs de la caja de

contrapesos.

Verificar los niveles de aceite de la caja reductora y en el depsito de la

cadena. La caja reductora ha sido previamente lubricado en la fbrica,

pero se debe comprobar antes de la operacin. El tapn ubicado en el

respiradero del aceite de la caja reductora debe cambiarse por el filtro

antes de arrancar y la cadena debe lubricarse con 40 galones. Para ms

informacin remitirse a la seccin de Lubricacin.

Comprobar que el motor est colocado correctamente, as como los

pernos para fijarlo a la zapata.

Verificar que las correas estn alineadas, correctamente tensionadas y la

guarda de la correa en su lugar.

Quitar los prales de seguridad y liberar los frenos.

Hacer el primer movimiento de la manera ms cuidadosa posible y

comprobar si los protectores de las correas, pasamanos y cualquier

estructura de seguridad instalada alrededor de la unidad. Asegurar que la

barra lisa y el espaciamiento de la bomba sea el adecuado tanto en la

carrera ascendente como descendente. ADVERTENCIA: Para evitardaos corporales permanezca en un sitio seguro!

3.2.1 PERSONAL REQUERIDO



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3.2.1.1 Personal operativo directo

a) 1 Supervisor de planta (Petrobell)

b) 2 Operadores de planta (Petrobell)

c) 1 Operadores de electricidad (Petrobell)

d) 1 Operador de instrumentacin (Petrobell)

e) 1 Operador de isla (Petrobell)

3.2.1.2 Personal de apoyo logstico

a) Supervisores de seguridad fsica

b) 1 Analista de laboratorio

c) Personal de mantenimiento

d) 1 Personal de S.S.A.

e) Personal mdico.

3.3 PROGRAMA DE MANTENIMIENTO DE LA UNIDAD ROTA

FLEX 900 PARA POZO CACHIYACU 1

3.3.1 MANTENIMIENTO PREVENTIVO

Con el mantenimiento preventivo recomendado a continuacin, el tiempo

perdido por mantenimiento y los costos de mantenimiento se reducirn al

3.3.2 MANTENIMIENTO MENSUAL



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3.3.2.1 En las puertas de la caja de contrapesas:

Chequear todas las ruedas que guan la caja de pesas, con el fin de

verificar que no existan desgaste, ni luces con la estructura de la unidad.

Chequear la posicin de las pesas dentro de la caja. Estas deben estar

alineadas.

Chequear la tensin en la cadena. Esta debe tener un juego de 1 a 2

pulgadas mximo.

Chequear y limpiar la malla del filtro que se encuentra justo encima del

sprocket.

Chequear los amarres entre la banda de carga y el carrier bar.

Revisar el juego, que genera la unin entre la banda de carga y la caja de

pesas.

Revisar el eje del mecanismo de reversa, sobre todo en las reas de

contacto.

3.3.2.2 En los alrededores externos:

Seccin: Ajustando las ruedas de la caja de contrapesas.

Las pesas en el interior no deben estar desacomodadas ni generando

Si la malla est muy sucia esta no realizara la funcin de filtro y todas las

i di t t l it t d bl



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impurezas caern directamente al aceite y esto puede generar problemas

de taponamiento en los agujeros que vierten el aceite.

Es importante chequear que no se presenten remaches sueltos, ni

materiales extraos.

Verificar que el pin de 3 pulgadas se encuentre en buenas condiciones

pues si no es as, esto generara el mismo efecto de barra lisa rota.

No debe existir espacio alguno entre las ruedas del mecanismo de

reversa y el eje que lo gua. Si existe debe corregirse ajustando las

ruedas. Si se presenta baja lubricacin entre las ruedas y el eje del

mecanismo de reversa se recomienda colocar una pequea capa de

aceite en el interior, para corregir excesivos ruidos y desgaste de las

ruedas.

3.3.2.3 En los alrededores internos:

Inspeccionar el nivel de aceite en la caja reductora. Revisar el estado de las pastillas de los frenos.

Revisar el ajuste de las pastillas de los frenos.

Revisar el estado del freno de emergencia.

Revisar la tensin de las correas en las poleas.

Revisar el estado de las cubre correas y todos los cobertores.

Revisar las conexiones de la escalera de mano.

Revisar que todos los elementos del Speed Sentry estn operando.

No hay evidencia de aceite en el visor, se hace necesario cambiar el sello

El excesivo uso de los frenos reduce la exactitud de la frenada, este

proceso es de vital importancia sobre todo en los frenos de seguridad



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proceso es de vital importancia sobre todo en los frenos de seguridad,

reduzca el espacio entre las pastillas y el disco girando el cuadrante en lacara izquierda del freno en el sentido de las manecillas del reloj.

El disco del freno debe girar sin presentar bamboleo, en algunas

ocasiones las pastillas del freno nos pueden indicar que el disco debe ser

reemplazado.

3.3.2.4 Detrs de la parte media de la torre:

A. Verificar el estado de tornillos y tuercas del tensor de cadena.

B. Revisar el estado del tapn retenedor del pin de la cadena o el retenedor

en el eje de giro.

3.3.2.5 Tope de la torre:

A. Revisar el estado del tambor.

B. Revisar el estado de engrase de los ejes del tambor.

C. Revisar los rodamientos, retenedores y sellos del tambor.

3.3.2.6 Verificar la tensin de la cadena

La cadena principal de la torre, esta diseada para ofrecer muchos aos de

servicio con un apropiado mantenimiento. La unidad Rotaflex esta equipadacon un sistema nico de lubricacin, el cual proporciona una adecuada

lubricacin, sin embargo, se debe examinar un excesivo uso de la cadena y

una apropiada tensin

3.3.2.7 Inspeccin del tambor(parte superior de la torre)



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La capota de la corona esta localizada en el la parte mas alta de la unidad,desde all se tiene acceso al tambor, banda de carga y a los dos cojinetes

guas que soportan el tambor. La capota esta equipada con una barra de

seguridad. Cuando se abre la capota, es necesario que la barra de

seguridad quede puesta en la posicin correcta.

Precaucin: La capota esta aproximadamente a 45 pies de altura.



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ANLISIS DE RESULTADOS

CAPTULO IV



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ANLISIS DE RESULTADOS

4.1 PROPUESTA DE CAMBIO DE SISTEMA DE

LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL

4.1.1 MTODO ANALTICO

Se realiza un anlisis de la produccin que se obtuvo con el sistema de

levantamiento artificial, bombeo electrosumergible, y cules sern los

beneficios al realizar el cambio de sistema de levantamiento a bombeo

mecnico con la unidad rota flex.

El sistema propuesto consiste en un levantamiento artificial mediante

bombeo mecnico con un equipo de superficie que permita obtener larga

carrera (ROTAFLEX). Como muestra grfica.

4.1.2 MTODO ESTADSTICO



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Se recopilaran y se analizaran los datos de produccin y presin de fondo

durante el tiempo que trabajo el antiguo sistema vs el sistema propuesto.

Se realizar el anlisis de las curvas que se obtuvieron de los dos sistemas

de produccin.

4.2 HISTORIAL DE PRUEBAS DE POZO Y ANLISIS DEL

GRAFICO

En el bombeo electrosumergible de acuerdo a la grafica que se presenta

podemos observar que tanto el volumen de fluido que aporta el pozo y lapresin de fondo va declinando considerablemente con este sistema.

Las pruebas de produccin realizadas con el sistema propuesto, bombeo

mecnico presentan una estabilidad en la presin de fondo y un volumen de

fluido estable y sin tendencia a declinar.

4.3 CUADRO DE INTERVENCIONES

El Pozo Cachiyacu A despus de ser perforado y abandonado en 1989 se

interviene previo anlisis de intervenciones que se ha realizado al pozo.

Tabla 4.1Work Over Cahiyacu 1



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POZO INICIAL FINAL TOPE BASE FORMACION TRABAJO COMENTARIO

CACHIYACUA

Sep.2008 Nov.2008 10496 10528 NAPO U

W.01Se muelen 4tapones. Se evalaarena BT, conresultados positivos;antes de cementarcaliza M2, realizapruebas deinyectividad con 2300psi y existe admisin,se circula pozo yexiste presencia detrazas de crudo; secementa M2 por noexistir permiso paraevaluar por a DNH.Repunzona U, seevala con bombeohidrulico, el pozoproduce 600 BFPD

con un 16 % API

Este W.O. quedasuspendido hastaevaluar conbombeo hidrulico,sin envargo esta2evaluacin no fueexitosa debido alcrudo pesado yviscoso, no se tubobuena informacinde arena BT, seevalu con unaproduccin de 312BFPD con 43%Arena BT se dejacon BHA de fondo.

CACHIYACUA

Abril.2009 Abril.2009 10496

10528

NAPO U W.02 Saca BHAhidrulica, bajaequipo BES Centrilift.

El W.O. resultaexitoso.Despus de construirfacilidades paracrudos pesados iniciaproduccin de pozo.

Fuente: Petrobell Inc.

4.4 PRODUCCIN DEL POZO CACHIYACU A

Abril 2009 se interviene con el work over (trabajo en el interior del pozo) No.

2 para realizar cambio de bombeo hidrulico tipo jet a bomba

electrosumergible debido a la baja eficiencia del sistema anterior.

Una vez que se reinicia las pruebas de produccin con el equipo

electrosumergible, sus pruebas mostraron buen potencial.

4.5 RESULTADOS DE PRODUCCIN CON BOMBEO

ELECTRO SUMERGIBLE CENTRILIFT



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ELECTRO SUMERGIBLE CENTRILIFT

Las pruebas desarrolladas a partir de junio del 2009 hasta julio el 2010, se

aprecia que los barriles de fluido por mes como la presin de fondo vienen

declinando notablemente.

Tabla 4.2Produccin con Bombeo Electrosumergible.FECHA BFPM BPPD BWPD BS&W (%) API HZ PIP

JUNIO 2009 636 635 1 0.2 16.5 49 1592

JULIO 2009 551 550 1 0.2 16.5 50 1406

AGOSTO 2009 506 505 1 0.2 16.5 51 1052

SEPT 2009 424 423 1 0.2 16.5 52 967

OCTUBRE 2009 333 332 1 0.2 16.5 52.8 877NOVIEM 2009 297 296 1 0.2 16.5 53.5 804

DICIEM 2009 258 257 1 0.2 16.5 54.1 777

ENERO2010 251 250 1 0.2 16.5 54.6 658

FEBRERO 2010 236 235 1 0.2 16.5 54.5 635

MARZO 2010 218 217 1 0.1 16.5 54.5 589

ABRIL 2010 211 210 1 0.1 16.5 55.3 554

MAYO 2010 214 213 1 0.1 16.5 55.4 504

JUNIO 2010 179 178 1 0.1 16.5 56.8 488

JULIO 2010 171 170 1 0.1 16.5 62 478


Elaborado por: el autor

4.5.1 TENDENCIA DEL COMPORTAMIENTO DEL POZO

Los resultados obtenidos barriles de fluido por mes como la cada de la Generated by PDFKit.NET Evaluation


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Figura 4.2 BFPM vs P.I.P. (Equipo BES)

4.6 CAMBIO DE SISTEMA DE PRODUCCIN

Por lo cual con los datos actuales de comportamiento del pozo, se ha

rediseado un sistema que permita ahorrar costos de energa y

mantenimiento, el cual consiste en un bombeo mecnico con equipo

ROTAFLEX.

A partir de agosto del 2010 inicia la produccin con la unidad la cual muestra

excelentes resultados y a bajos costos de produccin.

Este sistema de produccin controla notablemente la presin de fondo ymantiene un flujo razonable y constante como muestra la tabla 4.3.

E t l t d f did d d 10 000 i b b i

Estuvo parado por causas externas desde finales de diciembre hasta el

viernes 5 de enero que fue arrancado una vez concluidas todas las



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facilidades de superficie.

Se han tomado 3 cartas dinagrficas a lo largo del seguimiento, arrojando un

buen llenado de la bomba.

Las pruebas de vlvula reflejaban una pequea fuga en la vlvula viajera,

pero esta no ha incidido mayormente en el comportamiento de la bomba.

Las ltimas mediciones de nivel dan muestra de que el pozo est

produciendo de manera normal.

4.6.1 RESULTADOS DE PRODUCCIN LUEGO DE LA

IMPLEMENTACIN DE LA UNIDAD ROTAFLEX

Tabla 4.3Produccin con ROTAFLEX

FECHA BFPM BPPD BWPD BS&W (%) API HZ PIP

AGOSTO 2010 350 349 1 0.1 16.5 53.1 574

SEPT 2010 341 340 1 0.1 16.5 53.1 570

OCT 2010 340 339 1 0.1 16.5 53.1 568

NOVIEM 2010 350 349 1 0.1 16.5 53.1 566

DICIEM 2010 347 346 1 0.1 16.5 53.1 565

ENERO2011 344 343 1 0.2 16.5 53.1 560

FEBRERO 2011 342 341 1 0.2 16.5 53.1 561

MARZO 2011 337 336 1 0.2 16.5 53.1 558ABRIL 2011 333 332 1 0.2 16.5 53.1 555

MAYO 2011 335 334 1 0.2 16.5 53.1 558

JUNIO 2011 332 331 1 0.2 16.5 53.1 559



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Figura 4.3BFPM vs P.I.P. (Equipo ROTAFLEX)

4.7 DATOS OBTENIDOS DE YACIMIENTO

Este modelo confirma que el yacimiento es limitado, sin embargo algunos de

los limites est alejado por lo cual la presin de fondo se estabilizo en los

ltimos meses.

4.8 COSTO Y COMPARATIVO PARA LA IMPLEMENTACIN

DEL NUEVO SISTEMA



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El comparativo realizado entre costos de produccin mensual entre bombeo

Electrosumergible vs. Bombeo mecnico con Unidad ROTAFLEX, es

evidente que esta unidad de produccin es ms rentable econmicamente.

Tabla 4.4Comparativo de costos


4.9 AHORRO DE COMBUSTIBLE BOMBAELECTROSUMERGIBLE VS BOMBEO MECNICO

El evidente ahorro de combustible con ms del 50% esto produce que baje Generated by PDFKit.NET Evaluation


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Figura 4.5Grfico Comparativo KW/BFPD


La grafica demuestra que el consumo de energia generada por la unidad

ROTAFLEX es de 0,145 KW por dia.

La energia generada por por el equipo electrosumergible es de 0,165 KW

por dia, por tal motivo los costos bajan.



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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CAPTULO V



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5.1 CONCLUSIONES

El Bombeo Mecnico es ms eficiente mecnica y elctricamente para

pozos de baja produccin.

Podemos disminuir en un 60% el consumo de energa cambiando el

sistema de levantamiento por bombeo electrosumergible a bombeo

mecnico incorporando la unidad ROTAFLEX, para una misma condicin

de pozo.

El rango de produccin que permitira producir este sistema es de 54 a

400 BFPD, que se ajusta a un posible incremento de produccin en caso

de que se logre estimular el pozo con un tratamiento qumico a la cara de

la formacin durante la intervencin con taladro para cambio de sistema

de levantamiento.

La evaluacin de los costos de operacin muestra un VAN positivo, lo

cual es resultado del ahorro en el alquiler del nuevo equipo de

levantamiento, consumo de energa y menor costo de intervencin de

pozos.

5.2 RECOMENDACIONES



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La unidad ROTAFLEX es utilizada para evitar grandes tiempos de

desarme para la realizacin de servicios en el pozo donde se encuentre

instalada.

Se recomienda el implemento de esta unidad por su bajo costo de

alquiler

La complejidad en la operacin de la unidad ROTAFLEX es relativamente

baja por tal motivo la operacin no correr riesgo de entrar en modo de

apagado.

Se requiere un equipo pequeo para cambio de bomba, y

consecuentemente los das de intervencin disminuyen.

Se recomienda realizar pruebas de presin en el pozo para actualizar los

datos, y as obtener datos de productividad y declinacin a medida que

avanza la produccin, lo que permitir disear y mantener los equipos,

as obtendremos un mayor tiempo de vida de los mismos.



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BIBLIOGRAFA

BIBLIOGRAFA



86/104

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Andespetroleum (2009) Curso Para Operadores de Produccin Junior.

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Recuperado//28//de//octubre,//2011,//de//http://www.iapg.org.ar/seccional

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2011, de http://www.weatherford.com/weatherford/groups/web/documen.

KUDU, Unidades de Bombeo Mecnico, Recuperado 23 de agosto, 2011,

de http://www.kudupump.com/ResearchDevelopment.html

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Mecnico, Imgenes de unidades de bombeo mecnico. Recuperado el 8

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Departamento de Ingeniera de Minas y Petrleos del Ecuador.

ROTAFLEX, Potencias en Sistemas Bombeo Mecnico.Recuperado 23

de septiembre, 2011, http://www.oilproduction.net/.../Antoniolli%20


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GLOSARIO

API A i P t l I tit t (I tit t A i d l P t l )



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API. American Petroleum Institute (Instituto Americano del Petrleo)

Arena Productora. Es la arena donde se encuentra acumulacin de

hidrocarburos.

Barril. Unidad de volumen para petrleo y derivados, equivalente a 42

galones americanos o 158.98 litros medidos a 60 grados Fahrenheit (15

grados centgrados) y a nivel del mar.

BFPD.Barriles de fluido por da.

BPPD.Barriles de petrleo por da.

BS&W. Es el porcentaje de agua emulsionada y sedimentos que se

encuentran el petrleo.

Campo petrolero. Propiamente es el rea delimitada donde se encuentra

uno o ms yacimientos. En el uso corriente donde est incluido el

yacimiento, la superficie y los pozos con sus equipos de produccin.

Completacion. Se llama completacion a la tubera y equipos que son

armados y bajados dentro del pozo productor. Normalmente se baja una sola

tubera con una bomba.

Crudo.Es el petrleo tal como sale del as formaciones productoras y llega a

Petrleo. Nombre genrico para hidrocarburos, incluyendo petrleo crudo,

gas natural y lquidos del gas natural. El nombre se deriva del latn, leum

t f t l d t



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presente en forma natural de rocas, petra.

PIP. Presin que ejerce el fluido de un yacimiento frente al equipo de fondo.

Pozo.Denominacin dada a la abertura producida por una perforacin. Los

pozos, en el lenguaje administrativo, generalmente se designan por un

conjunto de letras y de cifras relativas a la denominacin de los lugares en

los que se encuentran y al orden seguido para su realizacin.

Presin. Es la fuerza sobre la unidad de rea, en este caso se utiliza PSI.

Libra por pulgada cuadrada.

Produccin.Es el volumen de petrleo que se obtiene de los pozos.

Unidad Roxar. Equipo de medicin que permite cuantificar la cantidad de

petrleo, agua y gas de un pozo en produccin.

Yacimiento. Acumulacin de aceite y/o gas en la roca porosa tal como

arenisca. Un yacimiento petrolero normalmente contiene tres fluidos (aceite,

gas y agua) que se separan en secciones distintas debido a sus gravedades

variantes. El gas siendo el ms ligero ocupa la parte superior del yacimiento,

el aceite la parte intermedia y el agua la parte inferior.



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ANEXOS

Anexo 1. Facilidades Cachiyacu 1



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Anexo 2. Diagrama con BHA mecnico Cachiyacu 1



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Anexo 3. Parmetros petrofsicos



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Anexo 4. Programa de clculos y resultados para el pozo Cachiyacu 1 para la Unidad ROTAFLEX



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Anexo 5. Cartas dinamomtricas



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Anexo 6. Relacin de rendimiento de flujo



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Anexo 7. Comportamiento de presin de fondo Arenisca U



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Anexo 8. Unidades ROTAFLEX disponibles a diferentes caudales



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Anexo 9. Parmetro de funcionamiento ROTAFLEX 900



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Anexo 10. Plan de mantenimiento Unidad ROTAFLEX



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Documents

Rotaflex, Tesis