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Metodología para la evaluación de la eficiencia energética en un sistema de levantamiento de crudo mediante unidades de bombeo mecánico

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dc.contributor.authorArdila Rojas, Oscar M.spa
dc.contributor.corporatenameBlanco Solano, Jairospa
dc.date.accessioned2019-02-11T14:26:07Zspa
dc.date.available2019-02-11T14:26:07Zspa
dc.date.issued2018-10-19spa
dc.description82 p. Cdspa
dc.description.abstractThe extraction system of crude oil by means of mechanical pumping units is one of the most used methods worldwide, 85% of the wells. Its objective is to extract the production from the oil wells by means of an ascending-descending movement, transferred by a string of rods to a pump located inside the production line at the bottom of the well. The mechanical pumping system is widely used in wells with API high gravity crudes or with high water cut, as well. As a generalized result of these crude oil extraction systems, this project proposes a methodology for energy analysis in terms of efficiency, which associates variables related to each subsystem. The method is based on an energy that allows an evaluation to be made with a view to taking improvement actions, and the reduction in energy consumption. of depth and an API around 21 °. The development of the method became the following stages: energetically characterize a crude oil survey system based on the measurement of its operative variables (case study); evaluate the performance as a result of the analysis of the results of the real and theoretical behavior of each of the crude oil extraction subsystems; Finally, provide basic information to optimize the energies in the crude lifting system with mechanical pumping units. The results highlight an estimate of energy savings that will reach 20% per well, on average equivalent to 500 USD / year per well.eng
dc.description.abstractEl sistema de extracción de crudo por medio de unidades de bombeo mecánico es uno de los métodos más utilizados a nivel mundial, 85% de los pozos. Tiene como objetivo extraer la producción de los pozos petroleros mediante un movimiento ascendente- descendente, transferido por una sarta de varillas a una bomba ubicada dentro de la tubería de producción en el fondo de pozo. El sistema de bombeo mecánico es ampliamente utilizado en pozos con crudos de alta gravedad API o con elevado corte de agua, al igual que en pozos de crudo pesado. Debido al uso generalizado de estos sistemas de levantamiento de crudo, en este proyecto se propone una metodología para el análisis energético en términos de eficiencia, que asocie variables relacionadas con cada subsistema. El método se basa en una metodología energética que permita realizar una evaluación con miras a la toma de acciones de mejoramiento, y la disminución del consumo energético en sistema de levantamiento de crudo realizado mediante unidad de bombeo mecánico para pozos con profundidades alrededor de los 2300 m de profundidad y un API alrededor de los 21°. El desarrollo del método propuesto consta de las siguientes etapas: caracterizar energéticamente un sistema de levantamiento de crudo a partir de la medición de sus variables operativas (estudio de caso); evaluar el desempeño energético a partir del análisis de los resultados del comportamiento real y teórico de cada uno de los subsistemas de levantamiento de crudo; finalmente, proporcionar información base para optimizaciones energéticas en el sistema de levantamiento de crudo con unidades de bombeo mecánico. De los resultados se destaca una estimación de los ahorros energéticos que alcanzarían un 20% por pozo, en promedio equivalente a 500 USD/año por pozo.spa
dc.description.degreelevelMaestríaspa
dc.description.degreenameMagister en Sistemas Energéticos Avanzadosspa
dc.description.tableofcontentsTABLA DE CONTENIDO 1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 1 2. OBJETIVOS ............................................................................................................... 2 2.1 OBJETIVO GENERAL ......................................................................................... 2 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................ 2 3. MARCO TEÓRICO Y ANTECEDENTES .................................................................... 5 3.1 GENERALIDADES DEL BOMBEO MECÁNICO (BM) ......................................... 5 3.1.1 Funcionamiento del BM .................................................................................... 5 3.1.2 Ventajas y Desventajas del BM ........................................................................ 6 3.2 TIPOS DE UNIDADES DE BM ............................................................................ 7 3.3 DESIGNACIÓN API PARA UNIDADES DE BOMBEO MECÁNICO (UMB). ......... 8 3.4 PARTES DE LAS UBM. ....................................................................................... 8 3.4.1 Equipos en Superficie ...................................................................................... 9 3.4.1.1 Motor (eléctrico o a combustión) .................................................................... 10 3.4.1.2 Unidad de Bombeo ........................................................................................ 10 3.4.1.3 Cabezal de pozo ............................................................................................ 11 3.4.2 Equipos en Subsuelo ..................................................................................... 11 3.4.2.1 Tubería de revestimiento (Casing) ................................................................. 11 3.4.2.2 Tubería de producción (Tubing) ..................................................................... 12 3.4.2.3 Sarta de Varillas de succión (Rod) ................................................................. 12 3.4.2.4 Bomba de subsuelo ....................................................................................... 13 3.5 DENOMINACIÓN DE LAS BOMBAS MECÁNICAS ........................................... 14 3.5.1 Partes de la bomba ........................................................................................ 15 3.6 ANTECEDENTES.............................................................................................. 16 3.7 ENFOQUE METODOLÓGICO DE LA ALTERNATIVA DE SOLUCIÓN. ............ 17 4. CARACTERIZACIÓN DEL SISTEMA DE LEVANTAMIENTO OBJETO DE ESTUDIO 19 4.1 Información caso de estudio. ............................................................................. 19 4.1.1 Información del crudo ..................................................................................... 19 4.1.2 Elementos en Superficie ................................................................................ 20 4.1.3 Elementos en Subsuelo: ................................................................................ 20 4.2 Subsistemas del caso de estudio ....................................................................... 20 4.2.1 Eficiencia energética del subsistema de Levantamiento: ................................ 24 4.2.2 Eficiencia energética del subsistema Mecánico: ............................................. 27 4.2.3 Eficiencia energética del subsistema Eléctrico: .............................................. 29 5. ESTUDIO DE CASO ................................................................................................. 37 5.1 Línea base energética del sistema .................................................................... 38 5.2 Eficiencia del sistema ........................................................................................ 40 5.2.1 Análisis energético del subsistema de Levantamiento.................................... 41 5.2.2 Análisis energético del subsistema Mecánico ................................................ 42 5.2.3 Análisis energético del Subsistema Eléctrico ................................................. 43 6. INDICADORES DE DESEMPEÑO ENERGÉTICO (IDE) .......................................... 45 6.1 Costo de energía por volumen de fluido producido ............................................ 45 6.2 Intensidad energética por volumen de fluido total producido .............................. 46 6.3 Índice eLIFT....................................................................................................... 46 6.4 Indicadores de desempeño para el caso de estudio .......................................... 47 7. CONCLUSIONES ..................................................................................................... 49 8. RECOMENDACIONES Y TRABAJOS FUTUROS .................................................... 51 9. REFERENCIAS ........................................................................................................ 53 ANEXOS .......................................................................................................................... 57spa
dc.description.versionEj. 1spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.identifier.localT 82.18 A724mspa
dc.identifier.urihttps://repositorio.udes.edu.co/handle/001/1083spa
dc.language.isospaspa
dc.publisherBucaramanga : Universidad de Santander, 2018spa
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenieríaspa
dc.publisher.programMaestría en Sistemas Energéticos Avanzadosspa
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dc.rightsDerechos Reservados - Universidad de Santander, 2018spa
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dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial 4.0 Internacional (CC BY-NC 4.0)spa
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/spa
dc.subject.proposalBombeo Mecánicospa
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dc.subject.proposalMetodología energéticospa
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dc.subject.proposalCosto de Levantamientospa
dc.subject.proposalAPIspa
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