28 enero 2009

Producción Costa Afuera
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Existen varios conceptos a la hora de definir el proceso de Producción de hidrocarburos tanto superficie terrestre como en costa afuera, entre los cuales se puede destacar:
· Según PDVSA de manera muy general define la producción como el proceso que se concentra en la explotación racional de petróleo y gas natural de los yacimientos, cumpliendo con las leyes y normas ambientales y de seguridad, y fortaleciendo la soberanía tecnológica.
· Según la (EIA) Administración de Información Energética de los EEUU, las operaciones productivas costa afuera comienzan luego de que toda la construcción incluyendo plataforma y pozo están listos. La producción dependerá del tamaño del yacimiento, la profundidad del agua y la estrategia de extracción de los fluidos.

También existen ciertos lineamientos importantes que deben cumplirse en todo proceso de producción, tales como:
· Gerencia de yacimientos
· Extracción de fluidos
· Manejo y disposición
· Almacenamiento y Transporte

En lo que respecta a Gerencia de yacimientos es el plan de extracción o producción al que se someterá al yacimiento gracias a un conjunto de información recolectada desde que se descubrió hasta ese momento. La Gerencia de yacimientos nunca deja de participar en la vida productiva del pozo cubriendo con las siguientes tareas:
· Conocer características y propiedades muy importantes del yacimiento como profundidades, espesores, porosidad, permeabilidad y las direcciones preferenciales de flujo de los fluidos en el yacimiento
· Monitorear continuamente el comportamiento de los pozos en comparación al yacimiento lo que permite verificar los limites establecidos y la caracterización del mismo
· Calcular predicciones debido a la información recolectada para estimar el potencial inicial de producción que puede tener el yacimiento así como su comportamiento futuro

La etapa productiva perteneciente a la extracción de fluidos reúne el conjunto de actividades que se llevan a cabo para extraer de manera eficiente, rentable y segura los fluidos que se encuentran en los yacimientos.

Se decide la manera en que se va a poner a producir el pozo. Un pozo produce por flujo natural cuando el yacimiento tiene la suficiente energía como para llevar el fluido desde la roca hasta el cabezal de pozo, esto se da por la magnitud de la caída de presión existente entre el pozo y el yacimiento. Existen diferentes métodos de flujo natural, que se les conoce también como mecanismo de recuperación primarios, entre los cuales destacan:
· Empuje por gas disuelto: la fuerza la provee el gas disuelto en el petróleo, el gas tiende a expandirse y a escaparse por la disminución de presión. La recuperación final es de alrededor 20%
· Empuje de una capa de gas: cuando el gas esta por encima del petróleo y debajo del techo de la trampa este realiza un empuje sobre el petróleo. La recuperación varia entre el (40-50) %
· Empuje hidrostático: es la fuerza mas eficiente para provocar la expulsión del petróleo de manera natural, en este caso el agua se encuentra por debajo del petróleo, la recuperación es alrededor del 60%

También existen mecanismos que al aplicárselos al yacimiento estos pueden producir por flujo natural como son inyección de gas, inyección de agua siendo los mecanismos de producción secundarios. Los terciarios vienen siendo inyección de vapor, polímeros, etc.

Cuando un pozo produce por el flujo natural del yacimiento, este mecanismo no se mantiene hasta agotarse las reservas de hidrocarburos en el yacimiento, sino que llega un momento en que la presión del yacimiento ha descendido lo suficiente como para que la caída de presión sea menor, lo cual va a hacer que el yacimiento suba los fluidos hasta cierta parte del pozo y a partir de allí haya que aplicar un mecanismo para llevarlos hasta el cabezal de pozo y en este caso a la plataforma o al respectivo equipo usado para la producción costa afuera.

Aquí se presentan los métodos artificiales de producción, los cuales buscan recuperar el máximo posible del remanente que ha quedado en el yacimiento luego de que parara la producción por flujo natural, en ciertos casos desde el comienzo de la extracción de fluidos se aplican métodos artificiales de producción. Los más comunes son:

  • Bombeo Mecánico (Balancín): Se usa mas que todo en aguas poco profundas y suele verse en el Lago de Maracaibo
  • BCP (Bomba de cavidad progresiva): el fluido del pozo es elevado por la acción de un elemento rotativo (rotor) de geometría helicoidal dentro de un alojamiento semiplástico de igual geometría (estator). El resultado es el desplazamiento positivo de los fluidos (hacia el cabezal de pozo) que se desplazaron llenando las cavidades existentes entre el rotor y el estator. Es un método artificial con muchas ventajas debido a que ocupa muy poco espacio en las plataformas y es muy usado en Venezuela específicamente en el Lago de Maracaibo
  • Bombeo eléctrico sumergible: los fluidos se producen por impulsores instalados en el suelo, giran a gran velocidad y son alimentados desde la superficie por un cable eléctrico. Este sistema funciona particularmente para bombear altos volúmenes de crudos. En la producción costa afuera es muy útil debido a que puede ser utilizado en aguas poco profundas hasta ultra profundas ya que puede estar sumergido en el fondo del mar y bombear desde allí y no desde la plataforma, facilitando aun más el trabajo. Este método es parte de la apuesta de PETROBRAS para su futuro desarrollo en producción costa afuera en aguas ultra profundas, según Ricardo Savini (Gerente de Desarrollo de Negocios) de la reconocida empresa, lo dio a conocer en una conferencia hecha el año pasado (2006).
  • Gas-lift controlado por satélite: este mecanismo de levantamiento artificial pudo ser adaptado a la producción en aguas profundas gracias al avance tecnológico que esta aplicando el hombre para la producción de hidrocarburos costa afuera y específicamente para aguas ultra profundas que es el mayor reto del negocio. Este método también es una apuesta para el desarrollo de la producción costa afuera en Brasil según el Gerente de Desarrollo de Negocios mencionado anteriormente.

    La necesidad de producción de hidrocarburos es tan grande que el hombre se ve en la necesidad de ir desarrollando nuevas tecnologías que le permitan extraer hidrocarburos de sitios muy particulares, especialmente en costa afuera donde la profundidad del agua puede ser mayor a los 10.000 pies (3048 metros).

    Por ejemplo, Schlumberger ha diseñado una serie de equipos que incluyen válvulas, líneas de flujo, preventor de reventones, etc. Todos estos avances permiten que la producción costa afuera no sea tan difícil y cada vez se requieran menos esfuerzos.

    Es importante recalcar el hecho de que se pueden producir varios pozos en el fondo marino con los mecanismos de producción submarinos (SubSea wells) que permiten trabajar en aguas ultra profundas con varios pozos de un yacimiento e incluso estando bastante alejado horizontalmente de la plataforma mas cercana, transportando el crudo luego a la plataforma mediante líneas de flujo y tuberías de transporte. Estos mecanismos de producción submarinos representan una gran ventaja porque incluso pueden hacer procesos de separación y reinyección de agua para los procesos de recuperación, además de bombeo para el levantamiento artificial y el hecho de que esta conectado a la plataforma. El record de un pozo submarino mas alejado de su plataforma esta en el Golfo de México, Campo Mensa, donde la completación submarina se encuentra a 109 km. alejado horizontalmente de su plataforma.

    Estación de flujo

    Una vez que el fluido llega al cabezal de pozo es distribuido a la Estación de flujo, donde se dará el proceso de Manejo y disposición del crudo, se busca separar los fluidos extraídos de los yacimientos en la plataforma y tratar el crudo hasta cumplir con los requisitos y regulaciones impuestas por el cliente en el negocio o comercio de hidrocarburos.

    En la estación de flujo presente en la plataforma juegan un papel importante ciertos equipos que ayudaran a que el proceso separación, almacenamiento y distribución se de de la mejor manera posible.

    En la figura 1, se puede notar que el fluido pasa primeramente por un separador trifásico (tanque verde) el cual separa el fluido en gas, petróleo y agua, el gas pasa a ser almacenado para poder ser inyectado al yacimiento como método de recuperación, o pasa a la planta de compresión donde luego será tratado para múltiples usos. Muchas veces en vez de un separador trifásico, se trabaja con separadores de gas, saliendo gas y agua y petróleo juntos, el agua y petróleo van a un tanque de lavado donde se les remueve la mayor cantidad de agua posible. Al final los propósitos son iguales, con el petróleo se busca tratarlo hasta cumplir con las regulaciones impuestas con el cliente, y el agua ligeramente tratada puede ser uso para inyección de agua al yacimiento como método de recuperación secundario.


Figura 1: Modelo a escala de un sistema de producción costa afuera[1]


Referencias

[1] Fairuzov, Y(2007)”Estudio del amotiguamiento del transitorio hidráulico por flujo bache en separadores de bacterias de producción costa afuera” [Documento en línea] http://eventos.iingen.unam.mx/Informe2003_2007/Archivos/graficas0004/0004_1_6_%20(13).pdf [Consulta: 2007, julio 9]

- PDVSA. (2007) “Etapa de producción” [Documento en línea] Disponible en http://www.pdvsa.com [Consulta: 2007, julio 10]
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