VARIADOR DE FRECUENCIA Y SENSOR DE FONDO EN BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE. Cesar Tonelli (Pan American Energy) Heber Muñoz (Pan American Energy) Marcelo Bruni (Pan American Energy) Ricardo Teves (GE Oil & Gas) Jornadas de Producción y Recuperación Secundaria EOR y 4 de Agosto 01 Comodoro Rivadavia, Chubut
CONTENIDOS Variador de Frecuencia. Funcionalidad Tencnología utilizada Sensor de Fondo. Funcionalidad Tecnología utilizada Variador de Frecuencia con Sensor de Fondo Ejemplos de Aplicación en CD.
Variador de Frecuencia Aplicación y Funcionalidad Arranque y parada suave del equipo BES. Incrementos del fluido producido. Ajusta la altura de elevación. Trabaja en distintos modos de operación Función de arranques severos. Opera en altas frecuencias.
Variador de Frecuencia Aplicación y Funcionalidad (cont) Monitorea y ajusta parámetros a distancia Opera a bajas frecuencias Varia automáticamente las protecciones con la frecuencia. Mejora el FP del conjunto Rampa de arranque según la necesidad Optimiza el consumo de energía.
Variador de Frecuencia Tecnología utilizada En la mayoría de los pozos operados con VSD en Cerro Dragón, se utiliza el modelo Vector VII, con controlador tecnología VSG en gabinete NEMAR. Posee un sistema de comunicaciones integrado compatible con lenguaje Modbus del yacimiento, con salida en puerto RS- RS-485. Puerto ethernet. Sistema de back spin incorporado Seccionadora de corte visible en gabinete de conexiones Protección térmica segura Refrigeración por circuito cerrado. Tablero auxiliar para servicios. Puerto USB
Variador de Frecuencia Tecnología utilizada Panel de operador - NEMA4 Pantalla de 6 visible hasta con luz solar directa. Full Color Display Gráfico Estándar. Reloj de Tiempo Real. Monitorea y muestra datos de Pozo y Variador. Parámetros en Unidades de Ingeniería. Contraseña de seguridad. En unidades con controlador Apollo, se tiene la opción de graficar el punto de operación de la bomba y cálculo de caudal instantaneo.
Variadores de Frecuencia Parque actual 50 CANTIDAD DE VSD INSTALADOS PAE CD 40 0,4 0 0,4 00 175 4 198 0, 0, 150 14 0, 99 11 0, 100 0, 50 0,1 0,1 0 0,0 feb-06 abr-06 jun-06 ago-06 oct-06 dic-06 feb-07 abr-07 jun-07 ago-07 oct-07 dic-07 feb-08 abr-08 jun-08 ago-08 oct-08 dic-08 feb-09 abr-09 jun-09 ago-09 oct-09 dic-09 feb-10 abr-10 jun-10 ago-10 oct-10 dic-10 feb-11 abr-11 jun-11 ago-11 oct-11 dic-11 feb-1 abr-1 jun-1 Prom/año Total VSD Inst. VSD / BES
Variadores de Frecuencia Frecuencia de operación Distribucion de Frecuencias CD 5 5 7 5 5 6 5 4 5 5 4 4 4 4 4 1 1 1 1 1 4 4 1 1 0 1 0 17 0 7 5 0 1 1 19 14 1 16 1 16 17 16 0 19 0 1 17 17 17 1 1 1 1 1 5 1 0 19 1 0 1 19 19 16 15 9 10 1 16 14 14 17 19 16 14 14 1 6 1 0 0 1 5 7 5 5 0 4 5 19 15 17 11 16 0 14 0 19 17 19 17 5 1 59 48 55 56 56 60 57 5 48 4 4 4 49 55 56 65 75 79 88 77 79 87 91 94 95 98 104 98 95 100 98 88 94 9 86 8 87 84 78 78 8 87 79 86 88 94 10 10 108 11 10 1 15 1 4 5 47 50 48 47 5 5 5 57 5 56 5 5 57 58 59 59 58 55 57 5 49 5 54 45 4 4 9 40 4 49 49 48 54 51 57 59 66 67 67 66 71 69 74 7 7 74 76 70 69 69 68 64 0 50 100 150 00 50 ene-08 mar-08 may-08 jul-08 sep-08 nov-08 ene-09 mar-09 may-09 jul-09 sep-09 nov-09 ene-10 mar-10 may-10 jul-10 sep-10 nov-10 ene-11 mar-11 may-11 jul-11 sep-11 nov-11 ene-1 mar-1 may-1 Cantidad de VSD <= 45 HZ 45 <>=49 HZ @ 50 HZ 51 <>=55 HZ > 55 HZ
Variadores de Frecuencia Movimiento Interno MOVIMIENTOS DE VSD - PAE CD AÑO 009-01 0 5 0 15 10 5 0 ene-09 mar-09 may-09 jul-09 sep-09 nov-09 ene-10 mar-10 may-10 jul-10 sep-10 nov-10 ene-11 mar-11 may-11 jul-11 sep-11 nov-11 ene-1 mar-1 may-1 Instalado Nuevo Movimiento desde otro pozo
Sensor de Fondo Aplicaciones y Funcionalidad A través del registro de los parámetros permite: Mejorar la certidumbre sobre el estado de explotación del pozo y su potencial Detectar con anticipación problemas operativos del equipo Adquirir información que contribuya a reducir la frecuencia de intervenciones y fallas Actuar preventivamente en la detección de pozos con fluido de tendencia incrustante Facilita el ajuste del punto operativo de la bomba Mejorar la toma de decisiones, ante variaciones en el reservorio
Sensor de Fondo Tecnología utilizada El sensor utilizado permite monitorear variables: Presión de succión, Temperatura de Motor y Temperatura de Pozo. Las variables usadas son las mínimas requeridas para realizar un sensor económicamente viable. Existe la posibilidad de un sensor con otras variables como opción, se agregan presión de descarga, fuga de corriente de aislación y Caudal instantáneo cuando se usa Variador Vector 7 con controlador Apollo.
Sensor de Fondo Tecnología utilizada Tecnología de Defensa y Aero-espacio Circuitos integrado que cuestan 500% mas que la tecnología Militar y 1000% mas que la industrial o comercial. Opera a 00 C (9 F) permanentemente y hasta 00 C (57 F) por 1 año. Desarrollo 100% Argentino y exclusivo para PAE.
Sensor de Fondo Temperaturas de Trabajo
Sensor de Fondo Parque actual / Datos Parque de Sensores Vida Promedio 4 Días 7 6 9 Días Instalados en Servicio Instalados con Falla Sensor Instalados con Sistema a Tierra Instalados en Servicio Instalados sin Transmitir Profundidad promedio Sensores en servicio,.6 metros. Profundidad promedio Sensores sin transmitir,.88 metros.
Sensor de Fondo Fallas / Acciones Fallas Detectadas Puesta a tierra en algún componente del equipo BES (motor, Cable o empaque cabeza colgadora). Rotura prematura de 6 sensores actualmente instalados, con placas fabricadas donde no se respetó procesos de manufactura especificados. Acciones tomadas En instalaciones con Sensor de Fondo se está priorizando la utilización de motores nuevos o con muy pocos días de uso, este mismo criterio se utiliza para el cable de potencia. Actualmente se está trabajando con un nuevo proveedor local de Argentina. El proveedor está trabajando en el desarrollo de un Sensor inmune a Puesta a Tierra
Variador de Frecuencia trabajando con Sensor de Fondo Aplicaciones y Funcionalidad El sensor registra P y T. Estos son transmitidos desde el fondo del pozo hacia la superficie hacia el variador de frecuencia, que se encuentra comunicado con el sistema Scada, donde se puede visualizar y graficar esta información y todos los parámetros eléctricos del equipo. Los equipos configurados en modo Presión, permiten modular la frecuencia en forma automática para asegurar una presión de fluencia dinámica y lograr mantener el equipo en las condiciones de producción determinadas. En forma remota se puede cambiar los distintos modos de operación y ajustar parámetros y los set points de trabajo (Presión de fondo, Frecuencia de trabajo, etc.)
Ejemplos de Aplicación CD Cambio de modo frecuencia a modo presión Inicialmente se operó en modo frecuencia hasta determinar su presión mínima de trabajo. Posteriormente en modo presión, garantizando su continuidad operativa.
Ejemplos de Aplicación CD Cambios de seteo en la máxima frecuencia Se observa la variación de la frecuencia máxima de seteo, debido a la buena respuesta del reservorio, y potencia disponible también (BES operando siempre en modo control de presión).
Ejemplos de Aplicación CD Paro de la Bomba Electro Sumergible BES operando en modo control de presión, y luego de un paro, varía la frecuencia dentro de los límites determinados hasta estabilizarse en función del valor de presión establecido.
0/0/014 1/0/014 01/04/014 0/04/014 0/04/014 04/04/014 05/04/014 06/04/014 07/04/014 08/04/014 09/04/014 10/04/014 11/04/014 1/04/014 1/04/014 14/04/014 15/04/014 16/04/014 16/04/014 17/04/014 /04/014 19/04/014 0/04/014 1/04/014 /04/014 /04/014 4/04/014 5/04/014 6/04/014 7/04/014 8/04/014 9/04/014 0/04/014 01/05/014 0/05/014 0/05/014 04/05/014 Pres. Succión (PSI) y Tem. Fondo ( C) Frecuencia Op. (Hz) 0/0/01 1/0/01 01/04/01 0/04/01 0/04/01 04/04/01 05/04/01 06/04/01 07/04/01 08/04/01 09/04/01 10/04/01 11/04/01 1/04/01 1/04/01 14/04/01 15/04/01 16/04/01 17/04/01 /04/01 /04/01 19/04/01 0/04/01 1/04/01 /04/01 /04/01 4/04/01 5/04/01 6/04/01 7/04/01 8/04/01 9/04/01 0/04/01 01/05/01 0/05/01 0/05/01 04/05/01 Pres. Succión (PSI) y Tem. Fondo ( C) Frecuencia Op. (Hz) Ejemplos de Aplicación CD PR-104I 500 60 450 58 400 56 50 54 PR-104, es un caso típico de pozo estabilizado. Se mantienen la frecuencia de trabajo y la presión de sumergencia. 00 50 00 150 100 50 0 Frecuencia estabilizada Fecha 5 50 48 46 44 4 40 Pres. Succión (PSI) PCDxp-109 Temp. Fondo ( C) Frecuencia (Hz) 660 59 PCD-109, en cambio, el VSD va modificando la frecuencia para mantener la presión de sumergencia. 590 50 450 80 10 40 170 Tendencia en la frecuencia 57 55 5 51 49 47 100 45 Fecha Pres. Succión (PSI) Temp. Fondo ( C) Frecuencia (Hz) Lineal (Frecuencia (Hz))
Ejemplos de Aplicación CD 50 PCD-869 100 00 1000 150 Comienza influencia del inyector 800 600 100 400 50 00 0 0 06/06/011 6/07/011 14/09/011 0/11/011 /1/011 11/0/01 01/04/01 1/05/01 10/07/01 9/08/01 Hz Temp ( C) Bruta (m/día) Presión de fondo (psi) Sumerg (psi) Sonolog Se repara pozo inyector en PCD-804, aumentando caudal de inyección. Se observa en el sensor BES el aumento en la presión de fondo. Luego se aumentó la frecuencia, en consecuencia caudal, y se reestablecen el valor de sumergencia.
Ejemplos de Aplicación CD 0 PCD-1004 1500 150 100 10 1100 90 60 900 0 700 0 500 06/06/011 6/07/011 14/09/011 0/11/011 /1/011 11/0/01 01/04/01 1/05/01 10/07/01 9/08/01 Hz Temp ( C) Bruta (m/día) Presión de fondo (psi) Sumerg (psi) Sonolog Se colocó BM, PCP y por último BES con sensor de fondo. La idea era producir el pozo con alta sumergencia hasta depletar el gas, para evitar el bloqueo de la bomba.