Los equipos de produccin de pozos

Introduccin: Existen muchas herramientas especialmente diseadas para realizar tareas en el pozo durante la terminacin original y la reparacin. Algunas de esas herramientas van a permanecer en el pozo durante el perodo productivo del mismo o hasta una nueva terminacin. Otras son funcionales slo durante el perodo de reparacin. Antes de entrar a operaciones propiamente de produccin, es necesario conocer el funcionamiento, uso y ubicacin de estas herramientas que conforman la columna de produccin, para realizar un diseo adecuado de la terminacin del pozo. Los equipos de produccin de pozos gasferos y petrolferos se instala una vez que ha concluido la terminacin con los siguientes trabajos: Baleos de formacin Toma de registros de produccin Pruebas de formacin

Los equipos bsicos se agrupan en dos grupos:

a) Equipos superficiales que abarca desde el fondo de pozo hasta la base inferior del rbol de navidad, donde est asegurada a travs de los colgadores de tubera.b) Equipos superficiales que comprende a todas las instalaciones que abarca desde boca de pozo, con el rbol de navidad pasando por las lneas de descargas y de flujo hasta los separadores gas petrleo.Objetivo: Conocer los distintos equipos a utilizarse para la produccin en un pozo Conocer sus usos de cada equipo e accesorios

Funciones de los equipos: Las funciones principales son las siguientes:

Comunicar a la arena productora con el fluido de pozo, controlando las presiones de fondo. Permitir la circulacin de los fluidos de formacin desde el fondo de pozo hasta la superficie. Soportar las presiones del flujo de los fluidos. Controlar a travs de la tubera las velocidades de circulacin. Controlar a travs del rbol de navidad los caudales de produccin. Controlar con los equipos superficiales los caudales y las presiones de circulacin a travs de las lneas de flujo y de descarga. Realizar una eficiente separacin gas petrleo agua en las bateras de separadores.Descripcin de los equipos subsuperficiales: Estn constituidos por los siguientes componentes desde el fondo de pozo y base de los rboles de navidad entre los cuales se tienen:a) Tapn ciego o punta de tubera, cuya funcin es el de proteger a la sarta instalada en toda la longitud del pozo y evitar el ingreso directo de los fluidos al sistema de circulacin, va conectado a los filtros a travs de un nicle conector y su dimetro esta en correspondencia al dimetro de las tuberas, sus longitudes pueden variar entre 20 y 30 centmetros.b) Filtros, son accesorios tubulares rasurados para facilitar la circulacin de los fluidos del fondo de pozo hacia el interior de la columna evitando el ingreso de slidos de arena gruesa parafinas y otros. Puede instalarse 1,2 o 3 piezas de filtros de acuerdo a la pureza de los fluidos y la altura de la arena productora. Sus dimensiones varan entre 1.5, 2 hasta 3 metros de largo y puede instalarse en el pozo 1, 2 o 3 piezas de filtros. Sus dimensiones en cuanto se refiere a las ranuras varan entre 3 y 10 centmetros de longitud con un nmero de ranuras que vara entre 20 y 30 ranuras por pi dependiendo de los porcentajes de slidos que estn ingresando al fondo de pozo y sus dimetros estn en correspondencia al dimetro de las tuberas. c) Niples, son dos los tipos de niples que se instalan en el arreglo de fondo, el niple N y el niple sello.

El niple sello es denominado tambin vlvula de asiento para controlar las velocidades del flujo de fluidos de abajo hacia arriba, no dejan pasar fluidos de arriba hacia abajo, por tanto sirven tambin como vlvulas de seguridad cuando se presenta interrupciones en el proceso productivo por algn problema en la sarta de. Sus dimetros son iguales a las de las tuberas y sus longitudes varan entre 30 a 20 centmetros.d) Camisa deslizable, Es una vlvula de circulacin que lleva en su cuerpo una ventana lateral que funciona a travs de un mecanismo de abertura horizontal que sirve de elemento de comunicacin entre el espacio anular y la sarta de produccin para dejar pasar fluidos, cuando se tapan los filtros se tapan las vlvulas obstruyendo flujo, por tanto es una herramienta de auxilio para desfogar presin y caudal temporalmente. Sus dimensiones varan entre 1 y 1.5 metros de longitud en dimetros coincidentes en la tubera de produccin.e) Tubera de produccin, es el componente principal de la sarta de produccin y se define como un conducto tubular que conecta el arreglo de fondo a partir del packer con el rbol de navidad hasta la superficie y esta colgada en los colgadores del rbol de navidad, que son instalados para dimetros coincidentes con la tubera y su funcin es el de controlar el flujo de fluidos en el interior del pozo.La programacin de las tuberas se efecta en base al tipo de terminacin diseada para programas especficos considerando los siguientes datos: Profundidades de las arenas productoras. Geometra del pozo (o sea, si es pozo vertical, derecho, inclinado, direccional u horizontal). Las presiones de pozo o sea presin de formacin de fondo de pozo, presin Pw (fluyente) y Pbp (surgencia). Dimetro de la caera de revestimiento. Caractersticas del fluido de pozo. Tipo de terminacin de pozo (Terminacin simple, doble o mltiple). Volumen de produccin de gas, petrleo y agua. Mtodo de produccin que se aplicar en el pozo sea flujo natural o flujo artificial.Las especificaciones de las tuberas estn sealadas comnmente por las normas API que proporcionan datos sobre grados, dimetros, capacidades, presiones de trabajo y son constituidos de acero al carbono de alta resistencia para: Presiones de trabajo variables entre 2000 a 25000 psi. Dimetros variables entre 2, 2 , 2 3/8, 2 7/8, 3 , 3 1/2 ,4 , 4 . Longitudes variables entre 8, 8.5, 9, 11 metros. Los grados de tuberas son los siguientes H40, J55, N80 y P110.Los grados de las tuberas especifican las presiones de trabajo por tanto, de acuerdo al grado podemos obtener tuberas de mayor o menor presin de trabajo.Packer de produccin: Es una herramienta de fondo denominado obturador de pozo que se instala como parte del tubing para aislar el espacio anular entre la tubera y el casing con el objeto de evitar el flujo de fluidos del fondo de pozo a la base del rbol de navidad por la entre columna.El packer es tambin el elemento que delimita la altura de fondo de pozo que abarca desde el nivel inferior de la arena productora hasta la altura de anclaje del packer.Objetivos de su instalacina) Delimitar el fondo de pozo.b) Aislar niveles productores seleccionados para su explotacin.c) Servir como elemento de sostn y de proteccin de la tubera y la caera.d) Aislar niveles donde se han presentado reventamientos en la caera de revestimiento durante el proceso productivo.e) Facilitar trabajos de intervencin de pozos tales como las reparaciones, los reacondicionamientos y las estimulaciones.

Criterios de seleccin de packers: Los siguientes criterios tcnicos se aplican para seleccionar los packers que se adecuen al trabajo de los pozos. a) Dimetro de las caeras y dimetro de las tuberas. Presiones de formacin (PFo). Presin de fondo de pozo (PFp). Presiones fluyentes (Pw). Presin hidrosttica en el espacio anular. Temperaturas de fondo de pozo. Temperaturas del espacio anular y altura total de fondo de pozo.b) Tipo de terminacin programado para el pozo, o sea, si es terminacin simple (TS), doble (TD) o mltiple (TM).c) Mtodo de produccin programado, o sea, se es flujo natural o flujo artificial.d) Tipo de intervencin programada para el pozo, o sea: Cementaciones forzadas con packer de alta presin para cementacin forzada Acidificacin de formaciones con packer para la acidificacin Fractura miento hidrulico con packer para fractura miento.Estos tipos de packers se denominan packers para operaciones especiales.Componentes principales del packer:a) Elemento sellante, son los cilindros de caucho altamente resistentes que forman parte del mecanismo de accionamiento del sistema de anclaje y estn prendidos a las u8as del, packer.b) Uas, son unos elementos mecnicos que son accionados sobre la caera al cual se adhiere para originar junto con el elemento sellante, otro elemento de aislamiento en el espacio anular y en conjunto puede aguantar presiones de trabajo desde 1000 hasta 25000 psi.c) Vlvula de circulacin, es el mecanismo o conducto por donde circula el fluido de pozo en el interior del packer.d) Dispositivo de anclaje, esta constituido por los pistones de accionamiento que empujan a las uas y al elemento sellante hacia la pared de la caera para su anclaje. Este dispositivo puede ser de funcionamiento mecnico o hidrulico y cuando el packer esta anclado se dimetro se hace igual al dimetro interno de la caera y cuando esta desanclado su dimetro se hace igual al dimetro de la tubera.e) Junta de Seguridad, es un accesorio que conecta la parte superior del packer con el primer trozo de tubera. El objetivo de su uso es el de facilitar la recuperacin de toda la columna de produccin ubicada en una del packer hasta la superficie en casos en que se presente problemas de descontrol de pozo por derrumbes con aprisionamiento de fondo.Clasificacin de packers, Se clasifican en dos tipos: Packers recuperables, los packers recuperables son aquellos que se anclan y desanclan en cualquier etapa de trabajo de acuerdo al tipo de operacin. Por tanto su uso es temporal y pueden ser utilizados en operaciones normales de produccin, en trabajos de recuperacin de pozos, en reacondicionamientos, estimulaciones y otros. Los packers recuperables se clasifican en:a) Packer de anclaje mecnico, son aquellos que se anclan y desanclan mediante manipulacin mecnica de la tubera, o sea aplicando peso de la herramienta combinado con rotacin, tensin y compresin.b) Packer de anclaje hidrulico, que son aquellos que se anclan aplicando presin hidrulica desde superficie con el fluido de terminacin y se desanclan tensionando la tubera. Packers permanentes, son aquellos que permanecen fijos en forma permanente en el pozo, sta una vez anclada no puede recuperarse ni por efecto mecnico no por el hidrulico.Los packers permanentes se utilizan generalmente para aislar formaciones de alta presin, pozos profundos, abandonos de pozo, y en operaciones de cementacin a alta presin. Mandriles o Tapones: de anclaje para tuberas Son los elementos de sello que permiten probar la hermeticidad de la tubera de produccin, anclar el obturador y realizar otras maniobras, Son manipulados con wire line.

a) Tapn N; Estos tapones evitan el flujo de fluidos desde el interior de la tubera hacia la formacin, estn diseados para soportar presiones en un solo sentido (de arriba hacia abajo), hasta de 10000 psi.b) Tapn PN; Este tipo de tapn es usado generalmente para operaciones de ahogado de pozo y para seleccionar dos zonas productoras. El tapn puede resistir hasta 15000 psi de presin de abajo hacia arriba y hasta 10000 psi de arriba hacia abajo. Para ser desanclado, debe ser accionado el mecanismo de nivelacin de presiones, para luego recuperar el tapn.Camisa Deslizable: Llamada tambin Sliding Side Door (puerta lateral deslizable) son actualmente las herramientas de circulacin selectiva ms ampliamente usadas en la industria del gas y del petrleo y son universalmente aceptadas con su diseo rigurosamente comprobado a travs de muchos aos de uso.Las camisas SSD, son modelos que pueden abrirse con percusin hacia arriba y cerrarse por percusin hacia abajo o viceversa, mediante una herramienta posicionadora. Al bajar esta herramienta en una terminacin preliminar o final, se debe verificar la posicin de cierre o apertura de la misma. La camisa SSD en la sarta de produccin deber estar ubicada encima o por arriba de un pup joint (luego del pcker u obturador) que tenga un mnimo de 1.0 mts. de largo (generalmente se utiliza una pieza de tubera de 9.25 mts.). Las funciones ms importantes de una camisa deslizable SSD son: Cambio de Fluido: El uso principal de la camisa aparte de poner en comunicacin el casing con la tubera, es el de cambio de fluido en el pozo, esta operacin se efecta cuando un tapn es colocado en el niple asiento inferior debajo de la camisa y la camisa es abierta mediante una herramienta de wire line especial para este fin, se bombea el fluido por directa y se cierra la camisa. Antes de recuperar el tapn inferior se debe presurizar la tubera y verificar la hermeticidad del cierre de la camisa. Selectividad de Produccin: Se utiliza en el caso de seleccionar el nivel productor A o B. Junta de Seguridad (JS): Son piezas compuestas de dos partes, que permiten el desprendimiento de la parte superior de una sarta de tubera, en caso que la parte inferior no sea posible de sacar del pozo. Ambas mitades de la pieza estn unidas por pasadores calibrados a una cierta tensin de corte. Este esfuerzo de corte puede ser ajustado por adicin o sustraccin de los pasadores para manejar la tensin durante los viajes de la tubera. Es del tipo de ranura recta, bajada con la tubera y colocada normalmente por encima de un empaquetador. Si no existiera esta herramienta en el arreglo del pozo, se deber efectuar un corte qumico.El diseo de ruptura de esta JS deber ser menor a la tensin mxima permisible de la tubera y otros accesorios ocupados en el pozo. Si el valor de los pines es de5000 psi, y la JS tiene 8 pines, esta deber soportar una tensin de hasta 40000 psi.Junta de abrasin (Blast Joint): Son tuberas de pared reforzada usadas en terminacin mltiple para proteger el rea de tubera de produccin que debe permanecer frente a los baleos superiores, expuesta a la accin de los fluidos abrasivos, corrosivos o cargados de arena y/o presiones elevadas. La junta de abrasin es una seccin de tubera que es recubierta exteriormente con caucho, carburo de tungsteno, material cermico o que est hecha directamente de una aleacin especial. Estos recubrimientos se utilizan para reducir la abrasin provocada por el flujo del fluido producido. Su longitud vara entre 10, 15 y 20 pies.Cross over (adaptadores): Son instaladas sobre y debajo de elementos que presentan cambios de dimetro interno, sirven de proteccin de la erosin causada por el flujo turbulento. Se construyen de pared de tubera densa de modo que resista la erosin, su longitud vara de 3 a 8 pies.Pup Joint: Son tuberas cortas fabricadas en distintos dimetros y longitudes, y tipos de roscas, existen desde 0.30 hasta 3.6 mts. Tambin sirven como niples de maniobra. Permiten acomodar los diferentes elementos dentro de la columna, de modo que stas queden ubicadas en el lugar preciso, permitiendo de esta manera el dimensionamiento exacto de la tubera de produccin.Vlvulas de seguridad subsuperficiales: Estas vlvulas satisfacen o exceden las especificaciones API 14A. Cuando estn debidamente instaladas, como parte de los sistemas de seguridad de subsuelo, cierran automticamente el pozo debajo de la superficie en caso de cambios errticos de la presin en la lnea de flujo, daos del cabezal del pozo o mal funcionamiento del equipo de superficie.Las vlvulas estn diseadas para bajarse y sacarse del pozo mediante mtodos de cable sin matar el pozo. Se controlan desde la superficie y estn diseadas para cerrarse cuando el operario lo requiera para proporcionar abertura y cierre completo de la vlvula de control.