Equipos para operación de pozos con gas-lift

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

La producción de recursos de petróleo y gas mediante levantamiento artificial por gas se puede considerar como una alternativa más progresiva al método tradicional de desarrollo de pozos fluidos. Se distingue por elementos de extracción pasiva de materiales objetivo, que se ve facilitada por la energía del gas. Esta característica de la operación de pozos con levantamiento artificial por gas determina las características específicas de la organización técnica del proceso de producción, lo que se refleja directamente en las características del equipo utilizado.

Principios de producción en pozos de levantamiento artificial por gas

La tecnología involucra el levantamiento de agua de formación o petróleo del canal debido al exceso de presión en el pozo, que es creado por los gases. Al mismo tiempo, también es necesario conectar mezclas activas, en particular, gas asociado comprimido por un compresor. En algunos yacimientos, el aire bajo presión natural también actúa como agente activo. El compresor es opcional. Su introducción a la tecnología.el proceso depende en gran medida de los requisitos para los volúmenes de producción y la capacidad del equipo utilizado. En cualquier caso, el principal principio funcional del método de gas-lift de operación de pozos es garantizar el proceso de gasificación del recurso líquido. La presión en el pozo disminuirá a medida que aumente la gasificación, por lo que es posible que se requiera una compresión artificial (compresor) de la mezcla para aumentar la presión. El volumen de entrada en la superficie depende directamente de los parámetros actuales del elevador de gas, que pueden ser ajustados por el equipo de trabajo.

Diferencias con el funcionamiento de pozos fluidos

En general, el levantamiento artificial por gas es el mismo método de producción de flujo, pero con un estimulador de flujo adicional. El gas activo se dirige desde la superficie a lo largo del pozo hasta la zapata, donde se produce el efecto de enriquecimiento, lo que reduce el esfuerzo necesario para extraer el recurso. Obviamente, tal solución necesita conectar capacidades adicionales, incluida la función del equipo de bombeo. Además, en algunas configuraciones, también se requiere la disposición de un canal de suministro de gas separado. Pero también existen factores fundamentales bajo los cuales se hace imposible operar un pozo de manera fluida. El método de producción de gas-lift no es un reemplazo alternativo para el método de flujo en los siguientes casos:

• Cuando la temperatura del líquido es alta.
• Cuando el contenido de gas del recurso extraído es alto.
• Si hay arena en la cara.
• En presencia de depósitos de sal y parafina.

En otras palabras, todo lo quecomplica la operación del equipo de bombeo durante el mantenimiento del pozo, en diversos grados, provoca la necesidad de una estimulación adicional del aumento del recurso líquido.

Tecnología para el uso de mezclas gas-aire

Introducir aire en el pozo con líquido contribuye a la formación de una emulsión estable, pero esto no es suficiente para operaciones posteriores con el recurso. Por lo general, los tensioactivos se agregan en combinación para calentar y mantener el lodo. Durante el proceso de separación, ya en la superficie después de eliminar la solución, se crean las condiciones para evitar un incendio, ya que las emulsiones gas-aire son altamente inflamables. En cuanto al componente de gas, las mezclas de hidrocarburos se usan con mayor frecuencia. Esta decisión está justificada desde el punto de vista económico y tecnológico. El hecho es que la operación de levantamiento artificial por gas de pozos con inclusiones de hidrocarburos requiere menos recursos para asegurar los procesos de estratificación y separación. En la superficie, el propio líquido enriquecido se separa en petróleo y gas limpios y acondicionados, lo que se explica por el contenido insignificante de oxígeno en la composición. El hidrocarburo gastado se recoge posteriormente en una reserva especial y se elimina. Dependiendo de la calidad de este gas, puede usarse para producir gasolina inestable.

Diseño de equipos utilizados

La base infraestructural de la operación de pozos está formada por equipos anulares, directamente tuberías y bombas. Este sistema proporcionala posibilidad de flujo de fluido dentro del barril y su posterior ascenso. La columna de líquido elevada está regulada por válvulas de cierre con válvulas en varios niveles. Al controlar este equipo, el operador puede reducir o aumentar la potencia del flujo, dependiendo de los parámetros actuales de gasificación del recurso, que naturalmente afectan la intensidad de elevación. Durante la operación de pozos de flujo y levantamiento artificial por gas, también se pueden utilizar equipos para medir indicadores de rendimiento. En particular, se utilizan manómetros para determinar la presión y dispositivos multifuncionales para registrar indicadores hidrostáticos y de temperatura. En mayor medida, la presencia de estos dispositivos está dictada por consideraciones de seguridad, pero el conocimiento del valor de la presión es necesario como factor en el proceso regulatorio. En los sistemas con control automático, los manómetros pueden influir en el cambio de los parámetros del movimiento del flujo sin la participación del operador. Dicho esquema se utiliza en las condiciones de desarrollo industrial de alta tecnología de depósitos, donde los registros de producción también son obligatorios.

Preparando el equipo para el trabajo

Se permite el proceso de trabajo de tuberías y válvulas con equipos asociados que, en principio, son capaces de operar en las condiciones de presión de diseño. Por ejemplo, de acuerdo con los resultados del cálculo preliminar, las válvulas se someten a pruebas especiales en soportes, donde se evalúa la precisión de su funcionamiento y la resistencia a las cargas mecánicas. Todos los equipos tecnológicos se someten a pruebas hidráulicas con cargas en las que se operarán pozos de levantamiento artificial por gas concaracterísticas. En esta etapa de preparación, el parámetro principal de la prueba es la estanqueidad del equipo.

Organización del proceso operativo

Después de una prueba exitosa, el equipo se envía al pozo. En la brida de la cabeza de la columna, se fija el travesaño de los accesorios de montaje. Además, los siguientes componentes de la infraestructura técnica están inmersos en el maletero:

• Empacador con niple.
• Pezón directamente.
• Cámara de fondo de pozo (completa con válvulas).
• Válvulas de aislamiento.

En la etapa final se están instalando tomas de tierra con equipos de prueba de presión y equipos para separación y remoción de gases. Después de conectar la bomba, el pozo de levantamiento artificial por gas se pone en funcionamiento, seguido del suministro de un agente de trabajo. A partir de este momento se inicia el monitoreo constante del estado de las válvulas y presión en las cámaras del pozo. Cuando el líquido sube a la primera válvula de trabajo, el equipo se transfiere automáticamente al modo de producción constante.

Cámara de fondo de pozo y sus variedades

Este dispositivo funcional es una estructura soldada que contiene un pezón, una camisa, elementos de guía y un bolsillo. Se basa en un tubo ovalado con una ventana a la que se suelda un bolsillo. En la misma parte, también hay guías para rebosadero. El niple, que se encuentra en el interior del extremo superior de la camisa, está diseñado para fijar la dirección del bolsillo de elevación de gas con una válvula. Aen el sistema de operación de pozos con levantamiento artificial por gas, la cámara se ubica debajo de la tubería, se ubica puntualmente debajo del nivel actual del líquido. En la práctica, se utilizan cámaras de diferentes tipos, que difieren en su diseño, método de instalación y la presencia de equipos de regulación adicionales.

Funcionamiento de la cámara de fondo de pozo

Antes de entrar en el proceso de trabajo, se inspecciona la cámara y se comprueba la estanqueidad de las entradas. En algunas configuraciones, este dispositivo está preacoplado con tuberías de pozo a través de conexiones roscadas. Para suministrar gas a través de la cámara, se conectan tuberías de derivación especiales con válvulas a las aberturas laterales del cuerpo. Durante la operación de equipos para pozos de levantamiento artificial por gas, por medio de boquillas y fuelles instalados, el recurso de petróleo ya se airea al nivel del fondo del pozo al coeficiente requerido. A medida que sube el líquido, se puede cambiar la tasa de suministro de gas ajustando la posición de las válvulas. En caso de accidente o después de un cese completo de la gasificación del petróleo, se monta un tapón ciego en los bolsillos de la cámara.

Disposición de válvula de levantamiento artificial por gas

En este caso, la válvula actúa como un enlace de control central que cumple la función de regular el proceso de enriquecimiento de líquido con gas. El diseño de este elemento es bastante simple: su base está formada por una combinación de un asiento de vástago y un sujetador. En el método de levantamiento artificial por gas para operar pozos de petróleo, también se puede usar una válvula de retención. Estela modificación contiene en el diseño una carcasa y una punta de cierre diseñada para detener completamente el flujo. A diferencia de un tapón, una válvula de retención no cambia de posición y, dependiendo de las necesidades actuales, se puede abrir para invertir el flujo de fluido.

El principio de funcionamiento de las válvulas de levantamiento artificial por gas

En el estado normal, la válvula mantiene las aberturas de salida de la cámara, estando constantemente bajo presión de una mezcla gas-líquido de un valor determinado. A medida que la carga del fuelle aumenta hasta el valor establecido, la válvula se abre automáticamente. Libera la masa del agente de trabajo en el líquido, manteniendo este modo hasta que la carga vuelve a caer al nivel deseado. Además, la función de las válvulas durante la operación de los pozos de petróleo con levantamiento artificial por gas se puede regular mediante la presión del gas de inyección desde la parte posterior. En dicho sistema, se utiliza un esquema desequilibrado de válvulas de cierre controladas.

Conclusión

Usar el método tradicional de producción de pozos de flujo se considera la mejor solución en la mayoría de los casos de desarrollo de campos. Su organización técnica no requiere la conexión de equipos complejos, pero en las condiciones de producción sistemática en grandes depósitos, este sistema es irracional. A su vez, la producción en pozos de levantamiento artificial por gas con operación periódica demuestra eficiencia técnica y económica en campos donde hay una disminución en la tasa de producción a un nivel de menos de 50 toneladas por día. La justificación del uso de este método se debe aun sistema más avanzado para regular la producción mediante el control de la intensidad de la recuperación de recursos. La capacidad de controlar los flujos requiere grandes inversiones técnicas y energéticas, pero incluso con mayores costos de organización, los pozos de levantamiento artificial por gas resultan ser más eficientes.