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 23 y 24 de Agosto 2012 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 NEMA3R. Posee un sistema de comunicaciones integrado compatible con lenguaje Modbus del yacimiento, con salida en puerto RS-232 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. -0 6 -0 6 n06 ag o06 oc t -0 6 di c06 fe b07 ab r07 ju n07 ag o07 oc t -0 7 di c07 fe b08 ab r08 ju n08 ag o08 oc t -0 8 di c08 fe b09 ab r09 ju n09 ag o09 oc t -0 9 di c09 fe b10 ab r10 ju n10 ag o10 oc t -1 0 di c10 fe b11 ab r11 ju n11 ag o11 oc t -1 1 di c11 fe b12 ab r12 ju n12 ju ab r fe b Variadores de Frecuencia Parque actual CANTIDAD DE VSD INSTALADOS PAE CD 250 240 0,4 220 200 175 Prom/año Total VSD Inst. 184 VSD / BES 0,33 143 121 100 0 0,4 198 0,3 150 0,3 99 0,2 0,2 50 0,1 0,1 0,0 -0 8 <= 45 HZ 45 <>=49 HZ 9 @ 50 HZ -1 0 51 <>=55 HZ > 55 HZ -1 2 25 20 2 20 3 23 2 17 20 17 23 25 21 3 18 1 21 2 20 2 19 18 19 20 4 17 19 4 18 1 21 25 22 3 2 14 18 31 23 3 2 20 16 11 1 21 1 21 21 2 15 19 22 21 2 2 25 22 2 17 22 2 17 1 18 24 1 17 21 25 22 27 25 18 21 20 2 18 3 19 2 20 2 16 2 17 3 16 3 12 23 33 2 16 3 13 30 3 18 33 31 2 14 26 21 18 14 14 4 18 23 22 21 16 19 3 19 4 4 3 21 20 3 3 22 4 17 14 14 16 13 84 87 82 86 92 94 88 78 50 47 53 53 53 47 48 133 125 57 53 53 56 52 57 122 120 113 108 102 102 94 88 86 79 87 83 98 100 95 98 104 98 95 94 91 87 79 77 88 79 75 78 65 56 55 49 43 42 43 48 52 57 60 56 56 55 43 53 58 58 48 49 49 59 57 51 71 74 64 68 69 69 70 76 72 72 74 69 66 67 67 66 43 40 39 43 43 45 54 52 49 53 57 55 59 54 59 200 m ay 2 e12 1 m ar -1 en v1 p11 no se -1 1 -1 1 ju l m ay 1 e11 0 m ar -1 en v1 p10 no se 0 -1 0 ju l m ay m ar -1 e10 v0 en no p09 27 25 5 4 23 20 4 5 22 3 59 48 100 se -0 9 -0 9 9 15 16 19 5 17 10 22 5 6 21 20 5 18 19 13 150 ju l m ay 9 e09 8 m ar -0 en v0 p08 no se ju l -0 8 7 5 8 5 m ar -0 m ay 21 20 0 e08 en Cantidad de VSD Variadores de Frecuencia Frecuencia de operación Distribucion de Frecuencias CD 250 50 Variadores de Frecuencia Movimiento Interno MOVIMIENTOS DE VSD - PAE CD AÑO 2009-2012 30 25 20 15 10 5 Instalado Nuevo Movimiento desde otro pozo -1 2 m ay 2 m ar -1 e12 en 1 v1 no p11 se -1 1 ju l -1 1 m ay 1 m ar -1 e11 en 0 v1 no p10 se -1 0 ju l m ay -1 0 0 m ar -1 e10 en 9 v0 no p09 se -0 9 ju l -0 9 m ay 9 m ar -0 en e09 0 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 3 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 200°C (392°F) permanentemente y hasta 300°C (572°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 43 Días 7 6 18 293 Días Instalados en Servicio Instalados con Falla Sensor Instalados con Sistema a Tierra Instalados en Servicio Profundidad promedio Sensores en servicio, 2.186 metros. Profundidad promedio Sensores sin transmitir, 2.288 metros. Instalados sin Transmitir 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. Pres. Succión (PSI) Temp. Fondo (°C) Frecuencia (Hz) 04/05/2014 03/05/2014 02/05/2014 01/05/2014 30/04/2014 29/04/2014 28/04/2014 27/04/2014 26/04/2014 25/04/2014 04/05/2012 03/05/2012 02/05/2012 01/05/2012 30/04/2012 29/04/2012 28/04/2012 27/04/2012 26/04/2012 25/04/2012 24/04/2012 23/04/2012 22/04/2012 21/04/2012 20/04/2012 19/04/2012 18/04/2012 18/04/2012 17/04/2012 16/04/2012 15/04/2012 14/04/2012 13/04/2012 12/04/2012 11/04/2012 10/04/2012 09/04/2012 08/04/2012 07/04/2012 06/04/2012 05/04/2012 04/04/2012 60 450 58 400 56 350 54 300 52 250 50 200 48 150 Frecuencia estabilizada 0 450 55 380 53 310 51 Tendencia en la frecuencia 49 170 47 100 45 Fecha Lineal (Frecuencia (Hz)) Frecuencia Op. (Hz) 500 Frecuencia Op. (Hz) PCDxp-1039 Temp. Fondo (°C) 24/04/2014 23/04/2014 22/04/2014 21/04/2014 20/04/2014 19/04/2014 18/04/2014 17/04/2014 16/04/2014 16/04/2014 15/04/2014 Pres. Succión (PSI) 14/04/2014 13/04/2014 12/04/2014 11/04/2014 10/04/2014 09/04/2014 08/04/2014 07/04/2014 06/04/2014 05/04/2014 240 03/04/2012 50 04/04/2014 02/04/2012 01/04/2012 31/03/2012 30/03/2012 100 03/04/2014 02/04/2014 01/04/2014 31/03/2014 30/03/2014 PCD-1039, en cambio, el VSD va modificando la frecuencia para mantener la presión de sumergencia. Pres. Succión (PSI) y Tem. Fondo (°C) PR-1024, es un caso típico de pozo estabilizado. Se mantienen la frecuencia de trabajo y la presión de sumergencia. Pres. Succión (PSI) y Tem. Fondo (°C) Ejemplos de Aplicación CD PR-1024I 46 44 42 40 Fecha Frecuencia (Hz) 660 590 59 520 57 Ejemplos de Aplicación CD PCD-869 250 1200 1000 200 Comienza influencia del inyector 800 150 600 100 400 50 200 0 06/06/2011 Hz 26/07/2011 14/09/2011 Temp 2(°C) 03/11/2011 23/12/2011 Bruta (m3/día) 11/02/2012 01/04/2012 21/05/2012 Presión de fondo (psi) 10/07/2012 0 29/08/2012 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 PCD-1004 180 1500 150 1300 120 1100 90 900 60 700 30 0 500 06/06/2011 Hz 26/07/2011 14/09/2011 Temp 2(°C) 03/11/2011 23/12/2011 Bruta (m3/día) 11/02/2012 01/04/2012 21/05/2012 Presión de fondo (psi) 10/07/2012 29/08/2012 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.