ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA Y PETRÓLEOS DIAGNÓSTICO DE LOS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN DEL CAMPO DAYUMA FUNDAMENTADO EN EL ANÁLISIS NODAL PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIEROS EN PETRÓLEOS FAUSTO RICARDO GAÍNZA VÁSCONEZ [email protected] JULIO CÉSAR QUINGA GAIBOR [email protected] DIRECTOR: ING. FRANCISCA DE LAS MERCEDES MAFLA JUSTICIA [email protected] Quito, Octubre 2010 II DECLARACIÓN Nosotros, Fausto Ricardo Gaínza Vásconez y Julio César Quinga Gaibor, declaramos bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de nuestra autoría; que no ha sido previamente presentada para ningún grado o calificación profesional; y que hemos consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento. A través de la presente declaración cedemos nuestros derechos de propiedad intelectual correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por normatividad institucional vigente. RICARDO GAÍNZA VÁSCONEZ JULIO QUINGA GAIBOR III CERTIFICACIÓN Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Fausto Ricardo Gaínza Vásconez y Julio César Quinga Gaibor bajo mi supervisión. _______________________ Ing. Francisca Mafla DIRECTORA DEL PROYECTO IV AGRADECIMIENTOS A Dios por habernos dado la vida y guiarnos por el camino del bien. Queremos agradecer especialmente a nuestras familias, por los esfuerzos realizados para hacernos personas de bien y facilitarnos las herramientas necesarias para cumplir nuestras metas, además de apoyarnos en todos los momentos de nuestras vidas. Gracias por su incansable labor. A PETROBELL y a cada una de las personas que forman parte de la misma, por habernos brindado las facilidades, su ayuda y colaboración para la finalización de este proyecto. A todos y cada uno de nuestros amigos, con quienes hemos compartido más de un momento grato e imborrable en nuestras vidas. A nuestra directora del proyecto Ing. Francisca Mafla, por habernos ayudado y despejado todas nuestras dudas, y porque más que una directora ha sido una amiga, gracias por su apoyo y consejos en todo momento. Y finalmente, a la Escuela Politécnica Nacional y especialmente a la Facultad de Ingeniería en Petróleos, institución que nos ha preparado para enfrentarnos a nuevos retos. V DEDICATORIA Quiero dedicar este Proyecto de Titulación y expresar mi inmensa gratitud a mis padres por el apoyo incondicional y desinteresado, por transmitirme sus valores y principios, y principalmente porque han sido los pilares fundamentales en mi vida, quienes con sus consejos, amor, dedicación y sobre todo mucho esfuerzo han logrado hacer de mí una persona productiva capaz de conseguir lo que me proponga. A mis hermanos, porque siempre han estado junto a mí, brindándome su apoyo, y porque además de mis padres fueron otro sustento durante mi vida universitaria. Dios les bendiga ñaños. Y finalmente a una persona muy especial, la cual sin esperar nada a cambio me brindó su apoyo incondicional, y me alentaba a seguir adelante, gracias por haber compartido conmigo incontables momentos de alegría, pero sobre todo gracias por ayudarme cuando mi situación era muy difícil. Gracias Paola Amán Sánchez. Julio César VI DEDICATORIA El camino recorrido, hasta alcanzar este objetivo, ha estado lleno de alegría y de momentos difíciles sin embargo es por el ánimo y aliento de Dios y de mi familia que todo obstáculo se pudo superar. Mas que dedicar este proyecto de titulación dedico los años de esfuerzo compartido en mi formación a todas las personas que de una u otra forma coadyuvaron el logro de esta meta, especialmente a mi madre. Agradezco grandemente a mis padres Gloria Vásconez y Fausto Gaínza quienes han sido guías y soporte en todo aspecto de mi vida, mis hermanos Enrique y Rocío que con su ejemplo y dedicación personal marcaron las pautas para mi crecimiento, Sofía quien como mi enamorada y amiga me ha acompañado afectuosamente mi etapa estudiantil, a mis amigos que llenaron de momentos de alegría y compañerismo la vida universitaria. Ricardo (picky) VII CONTENIDO Contenido CAPÍTULO I ........................................................................................................... 1 DESCRIPCIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS ACTUALES DEL CAMPO DAYUMA ................................................................................................................................ 1 1.1 ASPECTOS GENERALES DEL CAMPO DAYUMA ................................................................1 1.1.1 UBICACIÓN .............................................................................................................................. 1 1.1.2 BREVE RESEÑA HISTÓRICA ................................................................................................ 3 1.1.3 ASPECTOS GEOLÓGICOS ...................................................................................................... 4 1.1.4 CARACTERIZACIÓN DE LOS YACIMIENTOS ................................................................... 8 1.2 COMPORTAMIENTO DE LOS YACIMIENTOS ................................................................. 13 1.2.1 Mecanismos de Empuje ............................................................................................................ 13 1.2.2 FLUJO DE FLUIDOS EN EL YACIMIENTOS. ..................................................................... 16 1.3 DISCUSIÓN DE LAS CONDICIONES ACTUALES DE LOS YACIMIENTOS PRODUCTORES ..... 19 CAPÍTULO II......................................................................................................... 23 PRODUCCIÓN ..................................................................................................... 23 2.1 TIPOS DE COMPLETACIÓN ........................................................................................... 23 2.1.1 POZOS VERTICALES ............................................................................................................ 23 2.1.2 POZOS DIRECCIONALES ..................................................................................................... 23 2.1.3 POZOS HORIZONTALES ...................................................................................................... 24 2.2 SISTEMAS DE PRODUCCIÓN ........................................................................................ 25 2.2.1 FLUJO NATURAL .................................................................................................................. 26 2.2.2 LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL ......................................................................................... 26 2.3 FACILIDADES DE SUPERFICIE ....................................................................................... 37 2.3.1 REDES DE PRODUCCIÓN .................................................................................................... 37 2.3.2 FACILIDADES CENTRALES DE PRODUCCIÓN ............................................................... 38 2.4 HISTORIAL DE PRODUCCIÓN ....................................................................................... 50 2.5 HISTORIAL DE REACONDICIONAMIENTOS .................................................................... 55 CAPÍTULO III........................................................................................................ 63 VIII ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LOS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN Y APLICACIÓN DEL ANÁLISIS NODAL EN CADA POZO. ................................... 63 3.1 ANÁLISIS NODAL......................................................................................................... 63 3.1.1 INTRODUCCIÓN .................................................................................................................... 63 3.1.2 CONCEPTO DE ANÁLISIS NODAL ..................................................................................... 64 3.1.3 COMPONENTES DEL ANÁLISIS NODAL .......................................................................... 65 3.1.4 PROCEDIMIENTO DE ANÁLISIS ........................................................................................ 66 3.1.5 PUNTO DE ANÁLISIS – CONDICIONES DE OPERACIÓN............................................... 67 3.1.6 ANÁLISIS DE SENSIBILIDADES ......................................................................................... 68 3.2 MODELOS DE SIMULACIÓN ......................................................................................... 69 3.2.1 DESCRIPCIÓN DEL PROGRAMA COMPUTACIONAL DE ANÁLISIS NODAL ............ 70 3.2.2 COMPARACIÓN DE ALGUNOS PROGRAMAS COMPUTACIONALES DE ANÁLISIS NODAL 72 3.2.3 ASPECTOS GENERALES DE LA SIMULACIÓN ............................................................... 74 3.2.3.1 Consideraciones Generales del Estudio .................................................................................... 74 3.2.4 MÉTODO GENERAL DE AJUSTE DE PARÁMETROS MEDIDOS ................................... 83 3.2.5 DAYUMA 01 ........................................................................................................................... 86 3.2.6 DAYUMA 02 ........................................................................................................................... 92 3.2.7 DAYUMA 04 ........................................................................................................................... 92 3.2.8 DAYUMA 06 ........................................................................................................................... 96 3.2.9 DAYUMA 07 ......................................................................................................................... 100 3.2.10 DAYUMA 08 ......................................................................................................................... 106 3.2.11 DAYUMA 12 ......................................................................................................................... 110 3.2.12 DAYUMA 13 ......................................................................................................................... 112 3.2.13 DAYUMA 16 ......................................................................................................................... 115 3.2.14 DAYUMA 17 ......................................................................................................................... 116 3.2.15 DAYUMA 18 ......................................................................................................................... 119 3.2.16 DAYUMA 19 ......................................................................................................................... 120 3.2.17 DAYUMA 20 ......................................................................................................................... 122 3.3 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS ............................................................... 124 CAPITULO IV ..................................................................................................... 129 ANÁLISIS TÉCNICO – ECONÓMICO DEL PROYECTO .................................. 129 1.1. ANÁLISIS TÉCNICO .................................................................................................... 129 IX 1.2. ANÁLISIS ECONÓMICO .............................................................................................. 131 CAPÍTULO V ...................................................................................................... 142 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..................................................... 142 5.1. CONCLUSIONES ........................................................................................................ 142 5.2. RECOMENDACIONES ................................................................................................. 146 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................................. 149 ANEXOS................................................................................................................................ 150 X ÍNDICE DE TABLAS Nº DESCRIPCIÓN PÁGINA 1.1: Areniscas y Pozos Productores ........................................................................ 8 1.2: Parámetros Petrofísicos de la Roca ................................................................. 8 1.3: Propiedades de los Fluidos .............................................................................. 9 1.4: Puntos Finales de las Curvas de Permeabilidad Relativa de Gas/Agua y de Gas/Petróleo ......................................................................................................... 11 1.5: Reservas Remanentes del Campo ...................................................................... 12 1.5: Reservas Remanentes del Campo ...................................................................... 12 1.6: Mecanismos de Empuje ........................................................................................... 13 Nº DESCRIPCIÓN PÁGINA 2.1: Estado Actual de los Pozos Del Campo Dayuma ............................................... 24 2.2: Separadores del Campo Dayuma ........................................................................ 41 2.3: Bota de Gas ............................................................................................................ 42 2.4: Sistema de Almacenamiento del Campo Dayuma ............................................. 44 2.5: Parámetros de Diseño del Sistema de Tratamiento de Gas ............................. 44 2.6: Bombas Booster de Agua ...................................................................................... 46 2.7: Bombas de Inyección De Agua ................................................................................. 46 2.8: Bomba de Exportación de Crudo .......................................................................... 47 2.9: Tanque de Agua ..................................................................................................... 48 2.10: Generación Eléctrica del Campo Dayuma ........................................................ 49 Nº DESCRIPCIÓN PÁGINA 3.1: Resumen Comparativo de los Programas Computacionales de Análisis Nodal 72