Elaboración y validación de un simulador que permita determinar la capacidad y evaluar el funcionamiento de una bomba multifásica (crudo, gas y agua)

Abstract

El mundo de la tecnología multifásica se ha convertido en los últimos años en una opción muy atractiva para muchos de los sectores industriales. La industria petrolera no ha escapado al uso e implementación de este tipo de tecnología, ya que ofrece muchas ventajas desde el punto de vista operacional y ahorros importantes de inversión en infraestructura adicional. Un ejemplo muy claro del uso de esta tecnología multifásica es el caso de Sincor, que es una empresa petrolera mixta conformada por Total (Francia), PSVSA (Venezuela) y Statoil (Noruega) responsable de producir 200 MBPD de crudo extrapesado y actualmente posee una de las instalaciones más grande a nivel mundial de bombeo multifásico (30 equipos), los cuales son utilizados para transportar el crudo desde los pozos hacia un centro de procesamiento principal (Estación Principal) para su respectivo tratamiento. Estos equipos son bombas de desplazamiento positivo de doble tornillo. Desde el inicio de las operaciones de Sincor, estos equipos multifásicos han sido de gran importancia en las operaciones de la empresa y se ha vuelto indispensable conocer y evaluar en detalle el funcionamiento de estas bombas, con la finalidad de poder garantizar su continuidad operativa. Adicionalmente, el incremento importante de los volúmenes de agua y gas asociados al crudo producido, han afectado la capacidad de los equipos, así como su desempeño. Por lo expuesto anteriormente, se decidió desarrollar una aplicación o simulador que permitió evaluar el funcionamiento de las bombas multifásicas y determinar su capacidad en función de la variación de las cantidades de fluido alimentado (crudo, gas ya agua). El desarrollo de esta herramienta estaba basado en la aplicación de un modelo teórico y a través de la realización de diferentes pruebas de campo, se pudo determinar que tan alejado de la realidad se encontraba el mismo. Adicionalmente se pudo identificar que a medida que el corte de agua incrementaba, el modelo se desviaba aún más de la realidad y el desempeño de las bombas se veía afectado. Posteriormente, se realizaron cambios a nivel de las bombas, los cuales consistieron en el incremento de la velocidad de giro y la reducción de holgura del espacio comprendido entre los tornillos y la carcaza. Estos cambios permitieron incrementar los volúmenes de fluido manejados por las bombas y mitigar el efecto del incremento de agua proveniente de los pozos. Como comentario final, se puede mencionar que el desarrollo final de la aplicación de monitoreo de las bombas se convirtió en una herramienta en ambiente Web, que permitía evaluar en tiempo real y a través de históricos, el funcionamiento de cada una de las bombas instaladas en campo, logrando tomar decisiones importantes en cuánto al funcionamiento, optimización y modificación de las mismas, lo que repercutió al final en el poder mantener la producción de crudo de los pozos y en algunos casos incrementarla.