Innovaciones para sistemas LAG en instalaciones Off Shore

...

Dado que el gas es la fuente de energía para este sistema de levantamiento artificial y normalmente se inyecta de manera continua, es necesario contar con un suministro abundante. En la mayoría de los casos, el gas se obtiene de pozos productores de gas cercanos y se comprime y distribuye entre los pozos de petróleo individuales, a través de una red de tuberías en superficie. Una vez que un pozo opera por LAG, produce petróleo o fluidos de pozo asociados, el gas inyectado se recupera en la superficie, se recomprime y se reinyecta en el mismo campo.[pic 5]

- Sistemas LAG off shore

Los sistemas LAG constituyen el método de levantamiento artificial preferido en ambientes de producción marinos.

Entre las razones que se tienen para dicha preferencia tenemos:

- Costo relativamente bajo del equipamiento instalado al inicio durante la completación del pozo.

- Disponibilidad general del gas y del equipo de compresión.

- Capacidad del sistema para adaptarse a cambios en las condiciones del yacimiento.

- Facilidad relativa de las operaciones de intervención con wireline para el mantenimiento del equipo LAG, minimizando de manera simultánea el tiempo no activo generado durante dicho proceso de intervención.

- Avances tecnológicos para sistemas LAG off shore

Debido al aumento del número de desarrollos submarinos y de aguas profundas en todo el mundo, es necesario crear nuevos sistemas LAG para poder maximizar la recuperación de petróleo. A medida que declinan las presiones del yacimiento y aumentan los cortes de agua, los operadores se enfrentan al reto de instalar sistemas que se adapten a los requerimientos de alto desempeño y confiabilidad sostenida de sus ambientes operativos de aguas profundas, limitando o eliminando al mismo tiempo la necesidad de efectuar operaciones de intervención costosas. Además el aumento de las presiones en los pozos más profundos y la vigencia de requisitos reguladores más estrictos, combinados con los riesgos asociados con las estructuras de producción flotantes, han aumentado la importancia de la integridad de pozos en los sistemas LAG para aplicaciones submarinas.

Entre los métodos nuevos para sistemas LAG se tiene válvula NOVA con boquilla tipo venturi, operaciones X-Lift y auto LAG en un solo viaje.

- Válvula con orificio convencional vs. Válvula NOVA con boquilla tipo venturi

- Estabilidad del flujo del pozo en operaciones de LAG[pic 6]

La eficiencia de operación en un pozo de flujo continuo que produce mediante LAG, depende de cuán estables sean las presiones y las tasas de flujo de producción. La estabilidad del sistema necesita que la operación de LAG sea diseñada correctamente, de forma que la válvula de fondo de pozo inyecte gas con la tasa de flujo crítico calculada. (Alhanati, Schmidt, Doty, & Lagerief, 1993).

A continuación presentamos las características del flujo con respecto a los cambios en las presiones a través de los dos tipos de GLV cuando se alcanza el punto crítico y también el punto subcrítico:

- El flujo crítico tiene lugar cuando la velocidad del fluido a través del orificio de una GLV alcanza la velocidad del sonido. La tasa de flujo crítico es regulada por las presiones desarrolladas aguas arriba y aguas abajo, a través del orificio de la GLV.

- En un diseño convencional de válvula con orificio cuadrado, el flujo crítico tiene lugar cuando se produce una reducción del 40 al 60% entre la presión de inyección aguas arriba y la presión de flujo aguas abajo (Ver Gráfica 1). El gas ingresa en la válvula por los orificios de entrada y fluye a través de un orificio cuadrado, seleccionado para proveer una tasa de flujo de gas controlada. Estas válvulas suelen instalarse a profundidades en las que las tasas de flujo de inyección de gas no pueden alcanzar velocidades críticas, lo que genera un flujo de petróleo inestable.

[pic 7]

- En un sistema LAG con GLV NOVA de boquilla tipo venturi, la Gráfica 1 muestra que el flujo crítico se logra a través de la apertura convergente-divergente en la válvula, con un 10% o un porcentaje menor de caída de presión.

- En un régimen subcrítico, los cambios pequeños producidos en las presiones aguas abajo tienden a inducir inestabilidades en el espacio anular aguas arriba (Poblano, Camacho, & YV, 2002); estos cambios pequeños pueden causar cambios grandes en la tasa de flujo. En algunas situaciones, esto puede dar lugar a una realimentación positiva que produce fluctuaciones indeseadas en la presión y en los regímenes de producción; lo que se conoce como ‘fenómeno de cabeceo’.

- Beneficios Válvula NOVA

- Diseñada para controlar el flujo de gas a través de la válvula.

- Esta válvula ha permitido eliminar las inestabilidades de la producción en pozos, sin pérdidas asociadas con las válvulas convencionales. Este beneficio es particularmente importante en pozos con completaciones duales, donde dos sistemas independientes operan en el espacio anular de un solo pozo.

- Permite reducir costos de mantenimiento debido a la estabilización de la presión de inyección.

- Control mejorado que poseen esquemas de optimización controlados por computadora. Los pozos inestables se solían excluir de las operaciones de optimización, con la válvula NOVA, aunque la producción sea un poco inestable en la TP, la tasa de gas inyectado se mantendrá constante y, en consecuencia, la presión del gas de inyección (parámetro de control para sistemas LAG) permanecerá estable. Posibilitando la inclusión de mayor cantidad de pozos en los esquemas de optimizar. (Jansen, Dalsmo, Havre, Kristiansen, & Lemetayer, 1999)

- Optimización de sistemas LAG utilizando válvula NOVA

- Campo Bokor, Malasia

Dicho campo operado por PETRONAS Carigali Sdn Bhd (PCSB), comprende tres plataformas con 77 sartas de producción de petróleo que utilizan métodos de LAG. Varias de estas sartas comprenden a productores duales con un espacio anular común.

Un campo cercano suministra el gas de inyección para el campo Bokor y las instalaciones de compresión se encuentran en las plataformas.