2013-bombeo-multifasico-petrocedeño-unellez.pptx

REPÚLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LOS LLANOS OCCIDENTALES “EZEQUIEL ZAMORA” PROGRAMA DE INGENIERÍA, ARQUITECTURA Y TECNOLOGÍA SUBPROGRAMA INGENIERÍA DE PETRÓLEO.

ANALIZAR EL FUNCIONAMIENTO DE LAS BOMBAS MULTIFASICAS UTILIZADAS EN EL CAMPO PDVSA – PETROCEDEÑO, DIVISION JUNIN, DISTRITO CABRUTÍCA, MUNICIPIO JOSE GREGORIO MONAGAS, ESTADO ANZOATEGUI. Tutores: Sharon Escalante Alberto Rodríguez

Autor: Erick J Fernández B

Barinas, Marzo 2013

OBJETIVO GENERAL. Analizar el funcionamiento de las Bombas

Multifasicas utilizadas en el Campo Pdvsa – Petrocedeño, División Junín, Distrito Cabrutíca, Municipio Anzoátegui.

José

Gregorio

Monagas,

Estado

OBJETIVOS ESPECÍFICOS. 

Identificar el comportamiento de las Bombas multifásicas en función de las variables de procesos y sus Condiciones de Operación Actual.



Determinar el Volumen de la Fracción de gas (GVF)



Analizar la información de las fallas presentadas por las bombas Multifásicas.

Colmenarez, Guevara y González (1995). Presentaron y Discutieron la Experiencia Venezolana en Bombeo Multifasico

ANTECEDENTES

Shippen y Scott (2002). Presentaron el Bombeo Multifasico como una Alternativa Tecnológica

Bob Heyl (2008). Señalan los tipos de Bombas Multifasicas, Aplicaciones,ventajas y Desventajas.

MAR CARIBE Jose

ESTADO MONAGAS

36 ” 20 ”

Pariaguan

26 ”

San Diego de Cabrutica

16 ” DISTRITO CABRUTICA PETROCEDEÑO

ESTADO ANZOATEGUI

Campo Operado por Petrocedeño

Bombas multifasicas (MPP) Bornemann Doble Tornillo Bombas Multifasicas

IDP – Modelo 275

IDP -Modelo 380

Etapas de la Pasantía

METODOLOGIA Recopilación de Información

Reconocimiento de Condiciones de las MPP en Campo Calculo GVF y Análisis de Fallas Conclusiones y Recomendaciones

Desarrollo del Trabajo

Programa Energy Components

Desarrollo del Trabajo Tabla 1: Caudal de crudo, Gas y agua en la Macolla XA POZO XA-01 XA-02 XA-03 XA-04 XA-05 XA-06 XA-07 XA-10 XA-11 XA-12 XA-13 XA-15 XA-17 XA-18 XA-19 XA-20 XA-21 XA-22 XA-23 XA-24 XA-25 XA-26 XA-27 XA-28 XA-29 XA-30 XA-31 QT

TASA DE PETROLEO (BPD) 396 127 276 225 651 860 596 204 200 317 374 817 98 578 64 871 398 502 156 654 123 203 544 418 53 136 305 10146

TASA DE AGUA (BPD) 2000 4 26 1652 50 32 38 8 15 20 8 212 4 32 1 1 38 35 3 16 1 16 35 27 15 4 12 4305

TASA DE GAS (MPCND) 144058 17678 112421 43401 352923 524467 453956 134784 45990 219019 87640 219757 25298 211288 7821 137257 236049 243826 62438 121391 23736 71978 265477 134185 9698 21917 143677 4072130

Pozos activos en la macolla XA

Ecuaciones para el calculo del GVF Vtg= VT*0.4 (Ec. 1) Donde: Vtg: Volumen de gas que pasa por la bomba. VT: Volumen de gas total. A partir de la Ecuación 1 se tiene: Vtg= 4.072.130*0.4 Vtg= 1.628.852 pie3/día

Donde: Qgreal: Caudal real del gas (PCD). Pest: Presión estándar (atm). Preal: Presión real (atm). Treal: Temperatura real (°K). Test: Temperatura estándar (°K). Qgest: Caudal estándar del gas (PCND). En la ecuación 2 los datos de temperatura y presión deben ser usados en unidades absolutas.

Pest: 1 atm. Test: 289 K. Preal: 19 atm Treal: 320 K. Sustituyendo la Ecuación 2 se tiene:

Tomando en cuenta que el caudal de diluente qd =1970 BPD para esta macolla ,se procede al calculo de QT.

Calculo del GVF Fabricante

FLOWSERVE

BORNEMANN

Capacidad Bomba (BEPD) MW 8.5 zk-67 61434

IDP- 275 41000

IDP- 380 80000

Macoll a

Ql (bpd)

HC SA LA KA VD IC ID IF JA JB JC JD MC SB SC SD YC YB WA XA WC YA VC VB LB

12715 13582 4523 7852 25618 4915 6797 7499 11496 14448 2960 8238 7082 2551 8621 12565 15179 6658 2841 16421 15368 14582 14777 8171 3781

Qg (bepd ) 26535 13749 4626 9017 33392 11216 486 3646 1670 8743 1323 7650 16686 3498 11770 11040 17165 13580 4446 16912 10655 30226 16367 37618 1121

Qt (bepd ) 39250 27331 9149 16869 59010 16131 7283 11145 13166 23191 4283 15888 23768 6049 20391 23605 32344 20238 7287 33333 26023 44808 31144 45789 4902

GVF (%)

WTC (%)

68 50 51 53 57 70 7 33 13 38 31 48 70 58 58 47 53 67 61 51 41 67 53 82 23

12 41 55 6 44 48 56 50 54 26 2 2 16 16 63 23 4 5 11 26 64 5 35 7 76

Psuccio n (barg) 6 6 13 9 11 6 26 10 26 21 24 14 6 11 13 14 13 9 9 16 15 7 6 6 20

ΔP (barg ) 15 10 6 16 15 25 5 16 8 12 8 21 9 6 5 7 20 24 11 14 10 23 19 19 8

RPM 1773 1029 1799 1281 1808 1036 1193 1204 1105 1193 1299 1102 528 1200 1108 1196 1012 1196 1107 1207 1103 1196 1031 736 1093

Representación Grafica del GVF en las Macollas

Calculo de la Potencia Requerida por las MPP 1 bar = 10197,16 kg/m2 ∆p= 14,29bar*((10197,16 kg/m2)/1bar) ∆p= 145717,41kg/m2

Donde: Pot: Potencia requerida por eje (Kw) Qdez: Caudal desplazado (m3/h) ∆p: Diferencial de presión (kg/m2) Pf: Potencia perdida por Fricción interna

1 barril = 0,15899 m3 Qdez= (33333 barriles/día* (0,15899m3/1barril))/24 Qd= 220,82 m3/h

Aplicando la Ecuación 4 Pot= 220,82 m3/h*145717,41 kg/m2 Pot= 32177318,48 kgm/h 1kgm/h= 0.000003 kw Pot (32177318,48kgm/h*0,000003kw)/1kgm/h Pot =97 kw 1KW= 1.34 HP HP= (97KW*1.34HP)/1 KW HP= 130

Par= (HP*5252)/RPM Par= (130*5252)/1207 Par= 566 Lbs-pie

=

Tabla 2:Potencia y Torque Requerida por las MPP MACOLLA

QG (BEPD)

TORQUE (LBS-PIE)

HC SA LA KA VD IC ID IF JA JB JC JD MC SB SC SD YC YB WA XA WC YA VC VB LB

26535 13749 4626 9017 33392 11216 486 3646 1670 8743 1323 7650 16686 3498 11770 11040 17165 13580 4446 16912 10655 30226 16367 37618 1121

417 328 39 264 642 509 41 187 121 295 33 390 493 41 121 177 807 518 95 566 294 1130 724 1501 45

Potencia (HP) 141 64 13 64 221 101 9 43 25 67 8 82 50 9 25 40 155 118 20 130 62 257 142 210 9

QL

RPM

12715 13582 4523 7852 25618 4915 6797 7499 11496 14448 2960 8238 7082 2551 8621 12565 15179 6658 2841 16421 15368 14582 14777 8171 3781

1773 1029 1799 1281 1808 1036 1193 1204 1105 1193 1299 1102 528 1200 1108 1196 1012 1196 1107 1207 1103 1196 1031 736 1093

ΔP (barg) 15 10 6 16 15 25 5 16 8 12 8 21 9 6 5 7 20 24 11 14 10 23 19 19 8

Grafico 3: Representación Grafica del Gas y Torque 100000

10000

1000 QG TORQUE 100

10

JC JD M C S B S C S D Y C Y B W A X A W C Y A V C V B LB

1

H C S A LA K A V D IC ID IF JA JB

GAS MANEJADO (BEPD)-TORQUE (LBS/FT)

CAUDAL DE GAS VS TORQUE

MPP

Régimen de flujo en la tubería ubicada en la succión de la MPP

Macolla

GVF (%)

WTC (%)

Patrón de Flujo

SA

50

41

Flujo slug

LA

51

55

Flujo slug

VD

57

44

Flujo slug

IC

70

48

Flujo slug

SC

58

63

Flujo slug

XA

51

26

Flujo slug

VC

53

35

Flujo slug

Régimen de Flujo Dentro de la MPP

Patrón de Flujo dentro

Macolla

GVF (%)

WTC (%)

RPM

SA LA VD IC

50 51 57 70

41 55 44 48

1029 1799 1808 1036

de la bomba Estratificado inverso Estratificado inverso Estratificado inverso Flow jet

SC

58

63

1108

Estratificado inverso

XA

51

26

1207

Estratificado inverso

VC

53

35

1031

Estratificado inverso

Análisis de Fallas Enero 2011 – Octubre 2012 FALLAS MAS COMUNES

50 40 30 20

FUGA POR MANGUERA SIST.SELLOS

FALLA EN RODAMIENTOS

ACEITE CONTAMINADO

ALTA TEMPERATURA

ALTO DIFERENCIAL

0

SELLO MECANICO DAÑADO

10

BAJA EFICIENCIA

N° DE VECES PRESENTADA

60

SITUACIONES TÍPICAS CUANDO EXISTE PRESENCIA DE GAS EN GRANDES VOLUMENES Reducción de la eficiencia volumétrica – Menor volumen bombeado Problemas de vibración y ruido Fallas frecuentes de sellos mecánicos por sobrecalentamiento ante la presencia de gas Fallas frecuentes de rodamientos por vibraciones en el sistema Posible ruptura de ejes como consecuencia de las vibraciones en el sistema Posibles fracturas en la carcasa de la bomba igualmente como consecuencia de las vibraciones en el sistema

Conclusiones Se Identificó el Comportamiento de las MPP en el Campo Petrocedeño Caracterizado por: Alto Volúmenes de Gas, la presencia de flujo tapón en la línea de succión y alta presión de succión. Se calculó el Volumen de Fracción de Gas (GVF) en 25 macollas, de las cuales 16 están por encima del 50%. De acuerdo al estudio de Jaimieson (1998) se muestra la presencia de Flujo Tapon en las macollas con GVF mayor a 50% y alto corte de agua. Se realizo el Analisis de fallas desde Enero 2011 hasta Octubre 2012 de las MPP Campo Petrocedeño mostrando q el mayor numero de fallas se debe a la presencia de Gas a la entrada de la Bomba Multifasica.

Recomendaciones Un estudio integrado Yacimiento, Pozo, Superficie que Identifique las Causas de alto Volumen de Gas aguas abajo de la MPP. Aplicar un sistema de separación bifásico en las macollas con alto volumen de la fracción de gas (GVF), para así controlar el gas manejado por las bombas multifasicas (MPP), y de esta forma evitar las altas presiones de succión y las elevadas temperaturas que permitan así mantener el funcionamiento optimo de las MPP. Implementar un sistema de medición del gas gathering para así saber con mayor exactitud el porcentaje que este sistema recolecta y el que pasa a través de la bomba multifasica ejemplo un Medidor tipo Coriolis