El Bombeo mecánico es uno de los sistemas de levantamiento artificial más utilizados en la actualidad a nivel mundial debido a la confiabilidad, robustez, durabilidad, rangos de producción y bajo costo si se compara con otros sistemas. La versatilidad del bombeo mecánico radica en la posibilidad de aplicarlo en crudos pesados, medianos o livianos en yacimientos con presiones relativamente bajas.

Sin embargo aunque el bombeo mecánico tiene grandes ventajas que lo hacen aplicable por muchas razones, es necesario evaluar los criterios de su aplicación antes de intarlalo, como por ejemplo: su susceptibilidad a alta relación de gas, producción de arena, profundidad de instalación de la bomba, el grado de desviación del hoyo y la ubicación geográfica del pozo.

Una vez tomados en cuenta todos los factores previamente mencionados, y luego de ser instalado el Bombeo Mecánico es de suma importancia el proceso de optimización del sistema, ya que de no hacerlo debidamente representaría un incremento significativo en los costos operativos.

Otras consideraciones

Es importante recordar que es el sistema de levantamiento quien se adapta al pozo y no al revés. Cuando hablamos de optimización de la producción, hay consideraciones importantes a tomar en cuenta a la hora de diseñar como tales como la tasa de producción esperada, las propiedades de los fluidos a manejar (viscosidad, contenido de sólidos, contenido de agua y gas, salinidad, presencia de H2S), profundidad de asentamiento de la bomba, la geometría del hoyo, la relación gas petróleo, entre otras.

En el diseño de un sistema de levantamiento basado en Bombeo Mecánico, muchas consideraciones se obvian o se aminoran. Inclusive muchos simuladores echan a un lado factores operacionales de suma importancia debido a la falta de alguna correlación que tome en cuenta datos necesarios para tratar así de adaptar un caso hipotético lo mas que se pueda al caso real de un pozo cualquiera que sea objeto de diseño.

Ciertos autores comentan que en un sistema de levantamiento artificial por bombeo mecánico, el dinagrama o carta dinagráfica ideal es aquella que se obtiene con el pozo operando a una velocidad tal que la carta dinagráfica se muestre 100% llena, manteniendo siempre el nivel de fluido lo más cercano a la entrada de la bomba, resultando en algo semejante a lo mostrado en la figura 1.

Figura 1: Carta dinagráfica de fondo ideal.

Pero en un sistema real en el que el patrón de flujo no es uniforme, en el que el fluido no es monofásico y en el que las condiciones operacionales y de yacimiento son cambiantes, mantener esta condición de llenado en la bomba no es algo fácil de lograr. En todo caso la intención es tratar de mantener el sistema optimizado sin generar mayores perturbaciones o cambios significativos en las condiciones operativas.

A la hora de efectuar correctivos por una u otra razón siempre es aconsejable realizar cambios (agotar los recursos) en superficie antes de hacerlos a nivel de subsuelo. Esto siempre y cuando las instalaciones así lo permitan. En el Bombeo Mecánico una de las condiciones que más ayuda a optimizar el sistema es la velocidad de bombeo, sin embargo, muchas veces al utilizar unidades de bombeo tipo balancín, no se cuenta con dispositivos para variar esta condición en este tipo de unidades, así que solo se cuenta con la velocidad directa resultante entre las RPM del motor, la relación de poleas y la caja de engranajes del balancín, entonces ¿cómo generar cambios de velocidad por ejemplo en un sistema de este tipo? Imaginen además que el dinagrama en este caso es el mostrado en la figura 2.

Figura 2: Carta dinagráfica con golpe de fluido.

De una carta como esta pudieran generase ciertas hipótesis. Tomando en cuenta la condición actual evidente de golpe de fluido debido a que el pozo pudiera presentar bajo nivel de fluido. Por tal motivo para tratar de mantener un llenado completo de la bomba se pudiese reducir la longitud de la carrera de la unidad o disminuir la velocidad de bombeo. Otra acción más costosa sería realizar una intervención con taladro de servicio para instalar una bomba de menor diámetro o buscar mayor profundidad de asentamiento. Ahora bien, supongamos que la bomba de subsuelo está asentada a 3.000 pies de profundidad y un estudio revela que el nivel de fluido se encuentra a 500 pies. Es decir, que la bomba tiene 2.500 pies de sumergencia.

Esta condición disiparía la hipótesis de que hay baja sumergencia y por tal motivo existe la condición de llenado parcial de la bomba. Entonces un pozo con un dinagrama así y con semejante sumergencia pudiese estar presentando otra condición como por ejemplo operando a una velocidad elevada, lo que estaría evitando un llenado eficiente de la bomba. De no disponerse de un dispositivo que permita variar la velocidad de bombeo para ejecutar una reducción de esta, se pudiera estudiar cambiar la relación de poleas a través del cambio de diámetros de la polea del motor (reducción) y la del balancín (incremento), lo que generaría una reducción en la velocidad de bombeo, que aún y cuando pudiera no ser suficiente, aportaría una mejora al sistema en lugares en donde los recursos son limitados.

La velocidad de operación idónea es un factor muy importante a considerar, ya que los daños que se pudiesen generar en el sistema debido a fenómenos de tensión y compresión en la sarta de cabillas, así como flotación de las mismas producto de velocidades no adecuadas, pudiesen generar fatigas en el resto de los componentes del sistema, pudiendo ocasionar a su vez daños posteriores en los equipos de superficie o fondo del sistema.

En algunos casos la interpretación de una carta dinagráfica es bastante fácil, sin embargo, en otros el diagnóstico puede ser bastante complicado de determinar, inclusive existe la posibilidad de no obtener el dinagrama en aquellos pozos que presentan flotación de cabillas severa.

Como podemos ver, hay infinidad de casos que pudieran presentarse para cada pozo. Pueden ser causadas por diversas razones y dependerá de la experiencia de cada persona darle correcta interpretación y solución a cada caso. Lo más recomendable siempre a la hora de diagnosticar cada escenario es apoyarse en la mayor cantidad de información disponible con el propósito de hacer una recomendación certera. La secuencia de dinagramas históricos, registros de nivel de fluido, intervenciones de taladro previas, reparaciones, run life de los equipos, velocidades de operación, presiones de fondo y superficie, longitud de recorrido de la bomba, etc… son datos de suma importancia en el proceso de optimización.