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Modelo matemático para la determinación de impactos energéticos en el sistema de bombeo por cavidades progresivas

Resumen

En los pozos de petróleo cuando el diferencial de presión no es suficiente para que los fluidos del yacimiento se muevan naturalmente, se requiere suministrar energía adicional al fluido para llevar los mismos a superficie con la energía óptima al separador mediante un sistema de levantamiento artificial (SLA). Al momento de la selección y diseño del sistema de bombeo por cavidades progresivas se tienen en cuenta aspectos operacionales, financieros y del fluido, pero no el componente energético. En este trabajo se propone un modelo matemático basado en el diseño del sistema de bombeo por cavidades progresivas (PCP) para la determinación de impactos energéticos partiendo de un análisis de sensibilidad mediante el coeficiente de correlación, acerca de variables operativas de un pozo incidentes en el ámbito energético del sistema, siendo para este caso de estudio la velocidad, la variable más relevante. El modelo determina la potencia requerida por el sistema en la implementación de tres tipos de bombas en 5 pozos detallando su consumo energético validándolo con datos reales de un sector de un campo colombiano, incorporando cálculos de eficiencia energética. Además, se plantean oportunidades de mejora mediante la planificación energética basada en la norma ISO 50001. Se obtiene como resultado un rango de porcentajes de error de 2,72% y 15,29% en los cinco pozos estudiados en cada caso estudio del modelo con los datos reales. Los porcentajes de eficiencia energética para cada pozo varían entre 0,36% y 6,4%. Además, se evidencia un ahorro de consumo energético entre 382,4 kWh-año y 5207,4 kWh-año con la selección de la bomba más eficiente energéticamente.