Métodos de Levantamiento Artificial.

Cuando el pozo deja de producir por flujo natural, se requiere el uso de una fuente externa de energía para conciliar la oferta con la demanda de energía. La utilización de esta fuente es con el fin de levantar los fluidos desde el fondo del pozo hasta el separador, es lo que se denomina levantamiento artificial.El propósito de los métodos de levantamiento artificial es minimizar los requerimientos de energía en la cara de la formación productora, con el objeto de maximizar el diferencial de presión a través del yacimiento y provocar, de esta manera, la mayor afluencia de fluidos, sin que generen problemas de producción: arenamiento, conificación de agua, etc.

BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE

El bombeo electrosumergible es un método que se comenzó a utilizar en Venezuela en 1958, con el pozo silvestre 14. Se considera un método de levantamiento artificial que utiliza una bomba centrífuga ubicada en el subsuelo para levantar los fluidos aportados por el yacimiento desde el fondo del pozo hasta la estación de flujo.
La técnica para diseñar las instalaciones de bombeo electrosumergible consiste en: seleccionar una bomba que cumpla los requerimientos de la producción deseada, de asegurar el incremento de presión para levantar los fluidos, desde el pozo hasta la estación, y escoger un motor capaz de mantener la capacidad de levantamiento y la eficiencia del bombeo.

Factores más relevantes que afectan este tipo de instalaciones:

Configuración del equipo de subsuelo: tanto el diámetro del revestidor como el de la tubería limitan el tamaño de la bomba.
Flujo del pozo.
Tipo de Completación: Generalmente este tipo de instalaciones es diseñado en función de pozos verticales.
Viscosidad de los fluidos: La viscosidad afecta a este tipo de bombas bajando la capacidad de levantamiento, reduciendo la eficiencia y aumentando el consumo de energía del motor.Temperatura: Indica la temperatura a la cual operara el motor.

Ventajas:
Puede levantar altos volúmenes de fluidos.
Maneja altos cortes de agua.
Puede operar a velocidades de bombeo variable.
El equipo de superficie requiere poco espacio.
Aplicable costa afuera.
La inversión es baja en pozos poco profundos y con altas tazas de producción.
Puede utilizarse para inyectar fluidos a la formación.

Desventajas:
Se requiere controlar el equipo en cada pozo.
Susceptible a la producción de agua, gas y arena.
El cable eléctrico es sensible a la temperatura y manejo. Es altamente costoso.
Necesita disponibilidad de corriente eléctrica.
Su diseño es complejo.

Bombeo Mecánico:

El bombeo mecánico es el método más usado en el mundo. Consiste una bomba de subsuelo de acción reciprocante, que es abastecida con energía producida a través de una sarta de cabillas. La energía es suministrada por un motor eléctrico o de combustión interna colocado en la superficie. Tiene su mayor aplicación mundial en la producción de crudos pesados y extra pesados, aunque también se utiliza en la producción de crudos medianos y livianos.

La función principal de la unidad de bombeo mecánico es proporcionar el movimiento reciprocante apropiado, con el propósito de accionar la sarta de cabillas y estas, la bomba de subsuelo. La unidad de bombeo, en su movimiento, tiene dos puntos muy bien definidos: muerto superior y muerto inferior.

Cuando el balancín está en el punto muerto inferior sus válvulas fija y viajera se hallan cerradas. Al comenzar la carrera ascendente, la presión de fondo y el efecto de succión del pistón permite la apertura de la válvula fija; el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba. Al mismo tiempo, la columna de fluido ejerce una presión sobre la válvula viajera y permanecerá cerrada durante la carrera ascendente.

El fluido continúa llenando la bomba hasta que el pistón llega hasta el punto muerto superior. La válvula fija cierra y comienza la carrera descendente, el pistón se mueve hacia abajo y produce un efecto de compresión. Cuando la presión interna es superior a la que existe sobre la válvula viajera, esta se abre y el fluido es transferido al pistón hasta llegar al punto muerto inferior, donde se repite el ciclo de bombeo.

Ventajas:
El diseño es poco complejo.
El sistema es eficiente, simple y fácil de operar por personal de campo.
Se puede aplicar a completaciones sencillas y múltiples.
Puede utilizar gas o electricidad como fuente de energía.
Puede bombear crudos viscosos y a altas temperaturas.

Desventajas:
Esta limitado por profundidad de 16.000’.
El equipo de superficie es pesado y voluminoso.

Bombeo de Cavidades Progresivas:

El sistema de levantamiento artificial por bombeo de cavidad progresiva es una bomba de desplazamiento rotativo positivo. Esa bomba es accionada desde la superficie por medio de cabillas que transmiten la energía a través de un motor eléctrico ubicado en la superficie. Este sistema se adapta en particular a fluidos viscosos, pesados aún si estos transportan partículas sólidas, y/o flujos bifásicos de gas y petróleo.

La bomba consta de dos hélices, una dentro de la otra: el estator con una hélice interna doble y el rotor con una hélice externa simple. Cuando el rotor se inserta dentro del estator, se forman dos cadenas de cavidades progresivas bien delimitadas y aisladas. A medida que el rotor gira, estas cavidades se desplazan a lo largo del eje de la bomba, desde la admisión en el extremo inferior hasta la descarga en el extremo superior, transportando, de este modo el fluido del pozo hasta la tubería de producción.

Ventajas:
Bajo costo de instalación.
Bombeo de caudales constantes sin válvulas.
Puede bombear crudos viscosos.
Capaz de manejar gas y arena.
Bajo costo de mantenimiento.
Se elimina la flotación de cabillas.
Opera con bajo torque.
Nivel de ruido muy bajo.
Ideal para áreas urbanas.

Desventajas:
Profundidad máxima de operación 6.000’.
Requiere energía eléctrica.

Información tomada de Guía de Metodos de Producción del CIED. PDVSA. 1997.

Imagenes de pozos de PETROUCV. Socororo. Edo. Anzoategui. Venezuela. 2003.