Maestría en Ingeniería de Petróleos y Gas

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    Viabilidad técnico-económica de la implementación de un sensor virtual de producción en pozos del campo Casabe
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-11-16) Vizcaya Cedeño, Giovanni ; Calvete González, Fernando Enrique ; Montes Páez, Erik Giovanny ; Bejarano Wallens, Aristóbulo
    Los profesionales de producción requieren datos actualizados de los desempeños de los pozos del petróleo, con los cuales pueden establecer estrategias en busca de las metas corporativas. Sin embargo, los costos de implementación de sensores físicos restringen el acceso a la información de los desempeños de los pozos en tiempo real. Alternativamente, los sensores virtuales se presentan como una opción de bajo costo, que pueden predecir datos de producción, con base en otras variables medidas y en los procedimientos inmersos en una red neuronal artificial (RNA). El presente documento desarrolla un análisis de viabilidad técnico-económico de la implementación de un sensor virtual de producción en pozos del campo Casabe. Para esto, los datos históricos con 15 variables y 980 muestras fueron descargados del sistema de gestión de ECOPETROL. Diferentes arquitecturas de RNA fueron entrenadas y validadas en la predicción de la producción de crudo en pozos con sistema PCP, según los valores históricos de operación. Posteriormente, el trabajo desarrolló la evaluación del impacto económico que tendría la implementación del sensor virtual en pozos del campo Casabe. De acuerdo con los resultados, la red 14:23:1 – logsig presenta los mejores desempeños de predicción, definidos con el estadístico error cuadrático medio (MSE, mean squared error). Esta RNA presentó errores de predicción de 23.7 bopd al 95% de confianza, obtenidos con el código programado en R y la función neuralnet del mismo programa. Por otra parte, la aplicación de un sensor virtual basado en RNA para los pozos con PCP para el campo Casabe, conllevaría a un beneficio económico favorable, con los indicadores económicos VPN = $ 25.509,3 miles usd.
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    Estrategia de aseguramiento para la identificación y gestión de puntos de falla en la cadena de servicio de bombeo electrosumergible (BES)
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-11-13) Rincón Jerez, Viviana Paola ; García Navas, Edison Odilio ; Abaúnza Sepúlveda, Luis José ; Bejarano Wallens, Aristóbulo
    En los campos petroleros colombianos se presentan constantemente fallas en los sistemas de bombeo electrosumergible, muchas de éstas, asociadas a problemas de calidad, transporte, izaje, aplicación e instalación de los equipos, procesos que son ejecutados por compañías de servicios, por lo que se busca garantizar que las fallas recurrentes y atribuibles a la compañía proveedora, puedan ser minimizadas y eliminadas por medio del conocimiento, experiencia y acciones evidenciadas de manera temprana implementando una herramienta de identificación previa a la ejecución de los procesos, los hallazgos y acciones más relevantes a lo largo de la corrida y operación de sistemas bajo los diferentes escenarios de operación ofrecidos por nuestra geografía. Para seleccionar la herramienta óptima, se realizó una investigación acerca de la disponibilidad de herramientas para la toma de decisiones que han sido probadas a lo largo del tiempo en la industria de los hidrocarburos y en diferentes ámbitos, verificando cuál de ellas puede usarse como base para proponer una metodología que se ajuste a los propósitos de la compañía, lo que nos permitió trabajar en una herramienta que selecciona los principales hallazgos y fallas críticas dentro de la cadena de producción, resultado de un trabajo de años, posterior al análisis de cada una de las fallas por componentes BES y entregando un plan de acción efectivo. Esta identificación y rápida recopilación de información permitirá la entrega de resultados óptimos, reduciendo el tiempo y los recursos dentro de las empresas de servicios, además de la satisfacción en la entrega de los sistemas, garantizando la correcta aplicación de los procesos y las lecciones aprendidas, lo que al final representa un beneficio para las empresas operadoras y para las empresas de servicios, con el aumento del tiempo de vida útil de los sistemas, reducción del tiempo entre intervenciones a los pozos y beneficios económicos para las partes.
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    Diseño de una prueba piloto para la implementación de una técnica de Water Shut-off aplicada a pozos productores con empuje hidráulico activo en la Cuenca de los Llanos Orientales
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-11-17) Argüello Borray, Lina María ; Gambús Ordaz, Maika Karen ; Muñoz Navarro, Samuel Fernando ; Calderón Carrillo, Zuly Himelda
    La excesiva producción de agua es una de las principales problemáticas técnicas asociadas a la producción de petróleo en yacimientos con empuje hidráulico activo. Esta condición puede limitar la vida productiva de los pozos y puede generar diversos problemas operacionales tanto en superficie como en fondo de pozo. El costo anual de disposición de agua se estima en 40 billones de dólares en todo el mundo y entre 5 y 10 billones de dólares en Estados Unidos. Reducir la cantidad de agua producida ayudaría a disminuir no solo los costos de disposición sino los costos de separación asociado con el proceso de producción y los costos de generación requeridos por los sistemas de levantamiento artificial (Liao, 2014, p. 11). Actualmente, en la Cuenca de los Llanos Orientales se evidencia un alto corte de agua asociado a pozos productores con empuje hidráulico activo. La persistencia de esta condición conllevará a la disminución de la vida productiva de los pozos, el abandono prematuro de los mismos, la limitación para el incremento de la producción de petróleo y la afectación de los sistemas de levantamiento artificial. Una de las propuestas para mitigar los problemas anteriormente mencionados, consiste en la implementación de técnicas de Water Shut off. Estas técnicas han surgido en el mundo como una opción para combatir estos excesos de producción de agua mediante la implementación de métodos mecánicos y químicos que aíslan o bloquean las zonas productoras de agua. Asimismo, estas técnicas permiten impactar de manera positiva tanto la vida económica como el recobro último de los yacimientos en donde son implementadas. El presente proyecto diseña una prueba piloto para la implementación de una técnica de Water Shut-off aplicada a pozos productores con empuje hidráulico activo en la Cuenca de los Llanos Orientales, a través del diagnóstico e identificación de las principales causas del incremento de la producción de agua, la revisión de los principales métodos para su control que son empleados actualmente en la industria petrolera, el diseño de una metodología para la identificación del mejor pozo candidato y la selección de la mejor técnica a implementar en la prueba piloto. Su desarrollo es esencial para mitigar los principales problemas evidenciados durante la vida productiva de los pozos y asociados al exceso de la producción de agua como: bajas eficiencias de recobro, incrementos en los cortes de agua, incrementos en la producción de arena e incrementos en los costos operacionales y de generación.
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    Análisis de alternativas para el incremento de la capacidad de transferencia de los fluidos desde un clúster hacia la estación en un campo de la cuenca Llanos
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-11-16) Rodríguez Páez, William Giovanny ; Abaúnza Sepúlveda, Luis José ; González Silva, Germán ; Bejarano Wallens, Aristóbulo
    El Campo la Sabana se encuentra ubicado en la Cuenca Llanos y los pozos productores cuentan con un sistema de levantamiento artificial con bombas electro-sumergibles, su gravedad API en promedio es de 22°, se definirá por intermedio de Análisis Nodal usando un software comercial, el comportamiento en la producción actual y futura del Campo la Sabana. Se analizará la información con un control real de los pozos, y un modelo de simulación por intermedio de Prosper y Gap lo cual permitirá obtener la producción desde el fondo del pozo, transportándolo hasta la estación de recolección. Con el análisis realizado se obtendrá la mejor elección financiera, de acuerdo con los diferentes escenarios planteados, todos cumplen con las condiciones mínimas para que sean viables a desarrollar por la compañía, a excepción de la alternativa de construir las facilidades tempranas. Además de lo anteriormente mencionado se tuvo en cuenta las condiciones actuales del campo y las proyecciones a futuro, como la declinación de la producción del campo La Sabana, así como también el precio internacional del crudo actual y futuro en los próximos 2 años.
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    Evaluación técnico – económica de un proceso para proteger la planta de deshidratación de caídas súbitas de presión y arrastre de glicol, durante el cargue de módulos de gas comprimido
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-11-15) Martínez Barros, David José ; Cabarcas Simancas, Manuel Enrique ; Ribón Barrios, Helena Margarita ; González Silva, Germán
    El trabajo de esta investigación se enfoca en el desarrollo de alternativas que mitiguen el arrastre de glicol en sistemas de deshidratación de gas natural que contenga sistemas de gasoductos virtuales como opción de desarrollo y explotación. Dado que los hallazgos de gas en el país, cada día se encuentran más alejados del sistema nacional de transporte (SNT), teniendo la necesidad de utilizar alternativas de desarrollo como gasoductos virtuales. Dicho sistema requiere de altas presiones en su proceso de compresión y llenado de módulos de transporte de gas natural, generando en planta inconvenientes como el arrastre de glicol en la torre contactora; y en consecuencia causando daños mayores a los sistemas de generación, calidad de gas, medición y perdida de producción. Mediante la modelación dinámica, se estableció una alternativa exitosa para la mitigación del riesgo y variaciones abruptas de presión que pudiesen generar arrastres de glicol. Se determina la necesidad de válvulas de regulación en los sistemas de deshidratación de gas a fin de mantener constantes las presiones en la torre contactora. Realizando una evaluación económica mediante sensibilidad de variables, se invita a la industria, a establecer como buena práctica, la protección del sistema de deshidratación mediante la utilización de válvulas reguladoras de presión.