ES2928158T3 - Procedimiento para supervisar el rendimiento de pozos o perforaciones y sistema - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un método implementado por computadora para monitorear el desempeño de un pozo (34), donde el método comprende: - recibir datos que comprenden un flujo Q bombeado desde un pozo (34), el pozo (34) que comprende al menos - una bomba (35) y - un sensor de nivel de agua (37), - un caudalímetro (39), - dicha bomba (35) y sensor de nivel de agua (35) en conexión con medios informáticos (36), - generar uno o más valores de capacidad específica Q/s, en un evento de bomba, - seleccionar uno o más valores de capacidad específica Q/s que sean comparables bajo una primera regla, monitoreando así el desempeño del pozo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Procedimiento para supervisar el rendimiento de pozos o perforaciones y sistema
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a procedimientos alternativos para la supervisión del rendimiento de pozos. La invención se refiere además a la predicción del rendimiento de pozos o perforaciones de modo que se programen actividades de mantenimiento que provoquen un incremento significativo de la vida útil de los pozos o perforaciones.
ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA ANTERIOR
El agua subterránea se puede extraer de pozos o perforaciones haciendo uso de bombas en funcionamiento. Evaluar el rendimiento de un pozo es una de las prioridades de los operarios de agua. Tradicionalmente, esta evaluación se realiza usando pruebas de bombeo específicas llevadas a cabo por empresas consultoras especializadas, por ejemplo, el procedimiento de estimación de eficacia de pozos, o el procedimiento de Jacob, como se describe, por ejemplo, en https://www.imwa.info/docs/imwa_2011/IMWA2011_Polak_283.pdf. Uno de los problemas técnicos encontrados con este procedimiento es que, en general, se debe apagar el pozo y ya no está disponible durante 1 día o más mientras se llevan a cabo las pruebas; en algunos casos la bomba en funcionamiento se debe retirar y reemplazar por una bomba de prueba y por lo tanto los operarios tienden a retrasar las pruebas en el tiempo, aproximadamente cada 5 10 años lo que da lugar a un seguimiento técnico insuficiente del rendimiento del pozo, puesto que entre pruebas, los pozos se pueden obstruir provocando un alto consumo de energía de bombeo y, en el peor de los casos, una obstrucción irreversible del pozo que tiene el efecto de no permitir más acceso al recurso. El documento D1 WO2014/143708 divulga un procedimiento para predecir un valor de un indicador de par de torsión en una bomba para controlar el rendimiento de dicha bomba, pero no se ocupa de evaluar el rendimiento de un pozo. El documento D2 US2009/250210 se refiere a la mejora de la eficacia de producción de pozos subterráneos y, en particular, a un dispositivo y procedimiento que detecta automáticamente bloqueos de gas en un conjunto de bomba eléctrica sumergible. El documento D3 US 5147559 se refiere a sistemas de bombeo y, más en particular, a procedimientos para determinar parámetros de funcionamiento y optimizar el rendimiento de bombas centrífugas, que se accionan de forma rotatoria y se caracterizan por convertir energía mecánica en energía hidráulica a través de la actividad centrífuga. El documento D4 US5147559 está dirigido a la separación de líquidos dentro de recipientes de líquidos tales como pozos subterráneos y, más en particular, a un procedimiento y aparato para retirar líquidos sustancialmente inmiscibles, tales como hidrocarburos o contaminantes de un pozo colector que contiene tanto agua como dicho líquido inmiscible.
Otro procedimiento es conocido como cálculo de capacidad específica que tiene en cuenta tres o cuatro pruebas con abatimiento escalonado; las condiciones del agua rara vez son idénticas cada vez que se aplica la prueba y se ha descubierto que la capacidad específica puede variar en un factor de 1 a 10 entre los puntos alto y bajo de una capa freática; por tanto, la comparación de pruebas individuales no es fiable. Esto significa que la comparación de valores de capacidad específica de un año a otro puede dar lugar a interpretaciones erróneas y, en consecuencia, al desarrollo de una nueva instalación cuando en realidad no es necesario realizar ninguna acción.
Por lo tanto, existe una necesidad de proporcionar un procedimiento alternativo para someter a prueba el rendimiento de las bombas en perforaciones o pozos.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
Los problemas mencionados anteriormente se superan por un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, un sistema de acuerdo con la reivindicación 5 y un programa informático de acuerdo con la reivindicación 6. Las reivindicaciones dependientes definen modos de realización alternativos de la invención, siendo estas reivindicaciones dependientes combinables entre ellas excepto aquellas combinaciones que sean mutuamente excluyentes y técnicamente no posibles. La siguiente invención se puede aplicar a procedimientos de supervisión de rendimiento tanto de pozos como de perforaciones.
En un primer aspecto de la invención, se proporciona un procedimiento implementado por ordenador para predecir el rendimiento de pozos o perforaciones para programar actividades de mantenimiento, donde el procedimiento comprende:
- recibir datos que comprenden un caudal Q bombeado desde un pozo o perforación, comprendiendo el pozo o perforación al menos
- una bomba y
- un sensor de nivel de agua,
- un fluxímetro,
- estando dicha bomba, sensor de nivel de agua y fluxímetro conectados a medios informáticos,
- generar un valor de capacidad específica Q/s, en un acontecimiento de bomba, siendo s un abatimiento igual a un nivel de agua estático SWL menos un nivel de agua de bombeo PWL, siendo el acontecimiento de bomba un acontecimiento de parada/arranque de bomba, que comprende las etapas de:
- recibir un valor de SWL después de que en el tiempo X se pare la bomba,
- arrancar la bomba después de recibir dicho valor de SWL,
- recibir un nivel de agua de bombeo, PWL, bombeando Y horas después del arranque de la bomba, caracterizado por que el procedimiento comprende:
- seleccionar uno o más valores de capacidad específica Q/s que sean comparables según una primera regla;
comprendiendo la primera regla valores de nivel de agua estático SWL que permanecen sustancialmente invariables o iguales, comprendiendo sustancialmente invariables o iguales tener una diferencia entre los valores de SWL no mayor de 10 % o -10 % de un valor de referencia,
- iterar las etapas durante un período de funcionamiento de la bomba de modo que se almacenen los valores generados,
- predecir el rendimiento del pozo:
- aplicando un cálculo de extrapolación de un grupo de valores seleccionados almacenados de capacidad específica Q/s calculados antes de un instante de tiempo,
- aplicando una segunda regla, comprendiendo dicha segunda regla un umbral, al cálculo de extrapolación para predecir un período, después del que los valores Q/s predichos sobrepasan dicho umbral y realizar trabajos de mantenimiento antes de que transcurra dicho período desde el instante de tiempo.
De forma ventajosa, este procedimiento proporciona análisis de datos en tiempo real para valorar el rendimiento de pozos o perforaciones de una manera técnicamente alcanzable. Además, este procedimiento homogeneiza los valores de capacidad específica y hace posible tener valores de capacidad específica comparables.
El valor de capacidad específica Q/s se puede expresar en m3/h*m.
Para obtener el valor de capacidad específica es posible calcular la proporción
Proporción de CE = Q/s
con:
Q = caudal, por ejemplo, en m3/h;
s = abatimiento, por ejemplo, en m; nivel de agua estático SWL - nivel de agua de bombeo PWL.
El nivel de agua o SWL o PWL se puede expresar en m MSL o metros, m, sobre el nivel medio del mar: metros m NGF en Francia, m ODN en Gran Bretaña, etc.
La etapa de seleccionar valores de capacidad específica Q/s que sean comparables según una primera regla permite filtrar valores que pueden dar lugar a conclusiones erróneas con respecto al rendimiento de la bomba. Por ejemplo, en el caso de una obstrucción, el hecho de filtrar valores que no son comparables según una primera regla, permite tener en cuenta no solo el valor de abatimiento s, que se puede ver afectado por parte del volumen ocupado por la obstrucción, sino la proporción Q/s. Esto hace que los resultados sean independientes del volumen de obstrucción en una perforación o un pozo.
El nivel de agua estático SWL puede ser la altura del agua en una perforación o un pozo en condiciones sin bombeo o la profundidad del nivel del agua en condiciones sin bombeo.
En determinados modos de realización, un procedimiento de acuerdo con la invención se puede iterar durante un período de funcionamiento de la bomba, por ejemplo, la vida útil de la bomba, que habitualmente es de algunos años, de modo que se puedan almacenar los valores seleccionados.
En determinados modos de realización, la primera regla comprende valores del nivel de agua estático SWL que permanecen sustancialmente invariables o iguales. En determinados modos de realización, sustancialmente invariable o igual comprende tener una diferencia entre los valores de SWL no mayor de 5 % o -5 % de un valor de referencia. Por ejemplo si
SWL referencia^ 5 m3/h*m entonces:
SWL máx = 1,05*5= 5,25 m3/h*m,
SWL mín = 0,95*5= 4,75 m3/h*m.
Por lo tanto, en determinados modos de realización que siguen la primera regla como se expone, los valores seleccionados que se pueden considerar comparables según dicha primera regla, y se pueden almacenar, pueden ser:
- SWL= 5;
- SWL= 5,25
- SWL= 5,15
- SWL= 4,8,
- etc.
En determinados modos de realización, sustancialmente invariable o igual comprende una diferencia entre los valores no mayor de 10 % o -10 %.
Un procedimiento implementado por ordenador de acuerdo con la invención permite muestrear valores de capacidad específica Q/s a partir de datos en tiempo real usando un protocolo de muestreo de flujo y abatimiento estricto a lo largo de la vida útil de una instalación de un pozo. De esta manera, se pueden recopilar varios valores de capacidad específica Q/s automáticamente a lo largo del año, incrementando por tanto la probabilidad de obtener valores para el nivel de agua estático SWL.
La ventaja de este procedimiento es que el filtrado o selección de determinados valores de SWL y por lo tanto la manera seleccionada de calcular Q/s, permite supervisar el rendimiento de un pozo sin positivos falsos. Un positivo falso puede ser detectar una falla en la bomba o una obstrucción del pozo debido a una disminución repentina del valor Q/s. El filtrado permite filtrar aquellos valores que dan una disminución repentina de Q/s por motivos de valores de SWL variables repentinos, por ejemplo, de invierno a verano en algunas instalaciones. Por lo tanto, las actividades de mantenimiento solo se pueden realizar cuando sea necesario y sin tener en cuenta los positivos falsos.
En determinados modos de realización, un procedimiento de acuerdo con la invención puede comprender además predecir el rendimiento del pozo dependiendo del uno o más valores de capacidad específica Q/s seleccionados o almacenados y una segunda regla. La etapa de predecir el rendimiento del pozo según una segunda regla permite una comparación fiable de las pruebas debido al hecho de que el procedimiento se implementa en condiciones SWL que son comparables según la primera regla.
En determinados modos de realización, la predicción puede depender de un valor de capacidad específica Q/s seleccionado actual y la segunda regla puede comprender sobrepasar un umbral preestablecido. Por lo tanto, se puede predecir una falla si la Q/s actual sobrepasa un valor de umbral.
En determinados modos de realización, la predicción puede depender de los valores almacenados de capacidad específica Q/s y la segunda regla puede comprender calcular valores adicionales de capacidad específica Q/s y sobrepasar un umbral. Sobrepasar un umbral puede comprender derivar/obtener un valor mayor de un umbral o un valor menor de un umbral. De este modo se puede predecir una falla. Por ejemplo, los valores adicionales pueden comprender la extrapolación de valores para predecir si el sistema de pozo no funcionará de acuerdo con las expectativas en, por ejemplo, algunos meses o algunas semanas.
En determinados modos de realización, el acontecimiento de bomba es un acontecimiento de parada/arranque de bomba, comprendiendo el acontecimiento de parada/arranque de bomba la parada de la bomba durante al menos un primer período de tiempo y el arranque de la bomba durante al menos un segundo período de tiempo. De forma ventajosa, la parada de la bomba durante al menos un primer período de tiempo permite que el valor de SWL no se vea afectado por el bombeo previo de la bomba.
En determinados modos de realización, el primer período de tiempo es un primer período de tiempo predefinido, y se toma un segundo período de tiempo durante un intervalo de tiempo predefinido posterior al primer intervalo de tiempo o después del primer intervalo de tiempo. De forma ventajosa, el arranque de la bomba durante un segundo intervalo de tiempo predefinido justo posterior al primer intervalo de tiempo o después del primer intervalo de tiempo permite tener valores en tiempos predefinidos para realizar cálculos.
En determinados modos de realización, el primer período de tiempo es un primer período de tiempo predefinido, y el segundo período de tiempo se toma durante un período desde el arranque de la bomba hasta un instante de tiempo empírico en el que el nivel de agua de bombeo se considera estable posterior al primer intervalo de tiempo. De forma ventajosa, en estos modos de realización, el valor de PWL no necesita ser predefinido y es adaptable a las condiciones específicas de un pozo. Por ejemplo, se puede establecer que el valor de PWL seleccionado es un valor que no ha
cambiado durante un período_sin_cambios de 1 hora. De hecho, el arranque de una bomba se puede haber alargado durante 5,5 horas o solo durante 2 horas, pero lo que sigue siendo importante es que el valor de PWL permanece sustancialmente invariable o igual durante dicho período_sin_cambios. Una vez más, sustancialmente invariable o igual puede comprender tener una diferencia entre los valores de PWL no mayor de 5 % o -5 % de un valor de referencia o 10 % o -10 %.
En determinados modos de realización, el segundo período de tiempo se toma durante un período desde el arranque de la bomba hasta un instante de tiempo empírico en el que el nivel de agua de bombeo se considera estable después del primer intervalo de tiempo y, en caso de que el segundo período de tiempo supere un valor máximo del segundo período de tiempo, el segundo período de tiempo es un intervalo de tiempo predefinido después del primer intervalo de tiempo. Por ejemplo, si el segundo período de tiempo se alcanza después de 2 horas de bombeo donde el PWL se ha estabilizado, entonces el segundo período de tiempo es de 2 horas, pero si después de un valor máximo, por ejemplo 4 horas, el PWL aún no se ha estabilizado, entonces el segundo período de tiempo se fija en 4 horas o el valor máximo. Estos modos de realización representan una combinación entre los dos modos de realización expuestos anteriormente.
En determinados modos de realización, un acontecimiento de bomba es un acontecimiento de parada/arranque de bomba, que comprende las etapas:
- recibir un valor de SWL después de un tiempo X desde que se para la bomba, por ejemplo X=1 hora; de forma ventajosa, el valor de SWL no está influenciado por el bombeo previo de la bomba;
- arranque de bomba final después de recibir dicho valor de SWL;
- recibir un nivel de agua de bombeo, PWL, bombeando Y horas después del arranque de la bomba, por ejemplo, Y=4 h; el PWL se puede expresar en m MSL.
Después de un acontecimiento de parada/arranque, un procedimiento de acuerdo con la invención puede comprender - recibir el flujo momentáneo después de Y h, o flujo Q;
- calcular un abatimiento s = SWL - PWL;
- calcular la capacidad específica = Q/s;
Un procedimiento de acuerdo con la invención permite filtrar los valores de capacidad específica por SWL para analizar las tendencias de cada parámetro. Por tanto, un descenso en la capacidad específica se puede atribuir a la obstrucción del pozo, un descenso en el flujo de funcionamiento, la obstrucción del pozo principal o un descenso en el rendimiento de la bomba, etc.
En determinados modos de realización, la predicción puede comprender calcular valores adicionales de:
- altura de descarga total en m de wc
- % de eficacia global de la bomba o/y
- proporción de energía de la bomba Wh/m3/m de wc o/y
- proporción de consumo de energía Wh/m3 o/y
- % de eficacia hidráulica o/y
- % de eficacia del motor,
de acuerdo con dichos valores se pueden programar las tareas de mantenimiento.
En un segundo aspecto de la invención, se proporciona un sistema para predecir el rendimiento de pozos o perforaciones para programar actividades de mantenimiento que comprende:
- medios informáticos,
- uno o más pozos, en los que al menos un pozo comprende
- una bomba,
- un sensor de nivel de agua y
- un fluxímetro
- estando dicha bomba, sensor de nivel de agua y fluxímetro conectados a medios informáticos, estando adaptados dichos medios informáticos para realizar el procedimiento de acuerdo con el primer aspecto de la invención.
Los medios informáticos pueden ser un ordenador, un procesador o cualquier otro medio informático.
En un tercer aspecto de la invención, se proporciona un producto de programa informático para predecir el rendimiento de pozos o perforaciones para programar actividades de mantenimiento que comprenden instrucciones que, cuando se ejecutan en el sistema del segundo aspecto de la invención, hacen que los medios informáticos lleven a cabo el procedimiento de acuerdo con el primer aspecto de la invención.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La invención se entenderá mejor y sus diversas características y ventajas se desprenderán de la siguiente descripción de una serie de modos de realización ejemplares y sus figuras adjuntas en las que:
la figura 1A presenta un ejemplo de una supervisión de un sistema de pozo sin obstrucción en la técnica anterior;
la figura 1B muestra una gráfica en la que se presentan valores de capacidad específica en un pozo de acuerdo con el estado de la técnica.
La figura 2A presenta un ejemplo de una supervisión de un sistema de pozo de acuerdo con la técnica anterior con obstrucción.
La figura 2B muestra una gráfica en la que se presentan valores de capacidad específica en un pozo de acuerdo con el estado de la técnica con obstrucción
La figura 3 presenta una vista esquemática de un modo de implementación de un procedimiento de acuerdo con la invención.
La figura 4A muestra un gráfico que comprende la predicción del rendimiento del pozo.
La figura 4B muestra algunos valores filtrados o seleccionados de SWL en la banda 44.
La figura 5 muestra un acontecimiento de parada/arranque para el que se calcula un valor de capacidad específica = Q/s.
La figura 6 muestra una captura de pantalla de una interfaz para un usuario que muestra diferentes resultados y valores en diferentes gráficos.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
En esta memoria descriptiva, la invención se describirá a modo de ejemplos relacionados con la supervisión de un sistema de pozo o perforación. Sin embargo, la invención no está restringida a estos ejemplos y se puede aplicar a la supervisión de cualquier sistema de bombeo de agua.
En la figura 1A se muestran tres modos de realización de una comparación de valores de capacidad específica de un año a otro en modos de realización del estado de la técnica. En los modos de realización de la figura 1A, el valor de la capacidad específica Q/s se incrementa entre el verano de 2013 y el invierno de 2013. El incremento de Q/s está relacionado con la recarga de acuíferos en invierno, lo que eleva el SWL. En el verano de 2014, si las condiciones de bombeo son técnicamente apropiadas, el flujo bombeado puede permanecer similar al del verano precedente. El gráfico en la figura 1B permite observar:
- un incremento del valor de Q/s entre A y B; por tanto, el operario puede pensar que las condiciones de la perforación o el pozo han mejorado, mientras que este incremento se debe al incremento de SWL en invierno. Por tanto, el operario puede decidir no medir ningún valor futuro del nivel del agua puesto que piensa que en el futuro la bomba funcionará bien;
- una disminución de Q/s entre B y C: el operario puede pensar que hay un problema de obstrucción mientras que de hecho la disminución se debe a la disminución natural de sW l . El operario puede decidir empezar procesos de reparación o tratamiento para los que es necesario parar la perforación o el sistema cuando de hecho no es necesario ya que no se ha producido obstrucción.
Como se ve en las figuras 1A y 1B, no filtrar puede dar lugar a interpretaciones erróneas y, en consecuencia, a la renovación de la instalación o al tratamiento de la perforación para eliminar la obstrucción cuando de hecho no es necesaria ninguna acción particular, ya que las bombas pueden estar funcionando en buenas condiciones.
Por el contrario, en la figura 2A se muestra el caso en el que aparece la obstrucción. En la figura 2B se puede observar:
- un incremento de Q/s entre los puntos D y E; por tanto, el operario puede pensar que las condiciones de la perforación o el pozo han mejorado, mientras que este incremento se debe al incremento de SWL en invierno. Por tanto, el operario puede decidir no medir ningún valor futuro del nivel del agua puesto que piensa que en el futuro la bomba funcionará bien. Esta no es una buena interpretación puesto que empieza a aparecer obstrucción.
- Una disminución de Q/s entre E y F; por tanto, el operario puede pensar que la perforación se ha obstruido, lo que es cierto, pero esta disminución pronunciada se debe a la obstrucción y también a la disminución natural de SWL en verano. En general un operario no empieza tareas de mantenimiento puesto que no llega a analizar la situación que se está produciendo.
En determinados modos de realización, el sistema comprende:
- sensor para medir WCL: nivel actual de agua y/o
- sensor para medir la posición de la bomba y/o
- la posición de la parte superior de una perforación, si hay más de una perforación, se puede tomar la posición más alta y/o
- la posición de la parte superior de un filtro, si hay más de un filtro, se puede tomar la posición más alta.
Las figuras 1 y 2 se entenderán mejor junto con las explicaciones de la figura 3.
La figura 3 presenta una vista esquemática de un modo de implementación de un procedimiento de acuerdo con la invención. Un usuario 31 puede hacer uso de un procedimiento en un sistema 300 que comprende una perforación o pozo o perforación 34 que comprende al menos
- una bomba 35 y
- un sensor de nivel de agua 37,
- dicha bomba 35 y sensor de nivel de agua 37 en conexión con medios informáticos 36.
La figura 3 muestra dos líneas 32, 33. La primera línea 32 muestra la secuencia de acontecimientos o tareas adoptadas en el estado de la técnica para evaluar el rendimiento de un pozo; la segunda línea 33 representa la secuencia de acontecimientos o tareas adoptadas para evaluar el rendimiento de un pozo cuando se implementa un procedimiento implementado por ordenador 36 de acuerdo con la invención. Como se puede ver el procedimiento no se restringe al uso de un ordenador, sino que está ampliamente concebido para implementarse en la nube, o en varios ordenadores funcionando en comunicación. Por motivos de claridad, los medios informáticos 36 se representan en la figura 3 como una nube 36.
En el ejemplo de la figura 3 se implementa un procedimiento que comprende un control de supervisión y adquisición de datos, SCADA, y que comprende las etapas:
- extracción SCADA, con el sensor de nivel de agua 37, del último nivel de agua en la perforación 34 antes de volver a arrancar el bombeo, o nivel de agua estático, SWL;
- extracción SCADA del nivel de agua en la perforación 34 después de 4 horas de bombeo, o nivel de agua de bombeo, PWL;
- extracción SCADA, con un sensor de flujo 39, del flujo momentáneo Q después de Y horas;
- cálculo de abatimiento s= SWL - PWL;
- cálculo de la capacidad específica: Q/s;
Sistemas tradicionales del estado de la técnica
En el estado de la técnica los valores adoptados del SCADA son mediciones de nivel de agua enviadas directamente al operario 31 a través de la línea de puntos 32. Este operario 31 solo ve el nivel de agua y puede decidir realizar actividades de mantenimiento dependiendo de este; también puede calcular valores de sW l , PWL, Q, realizando algunas acciones manuales tales como cálculos. Dicho operario puede ver un gráfico o gráfica similar a la de la figura 1B, en la línea de puntos 11, a partir del que puede decidir realizar una tarea de mantenimiento, puesto que puede ver una disminución en el rendimiento de la bomba que aparece bastante pronunciada del punto A al punto B. De hecho, la disminución pronunciada de Q/s se debe al incremento de SWL en invierno en el punto A que da valores para Q incomparables con los valores de Q en verano en el punto B, por ejemplo. De esta manera, el operario 31 envía instrucciones al trabajador 38 para realizar tareas de mantenimiento en la bomba 35 o la perforación 34.
Sistemas de acuerdo con la invención
Los sistemas de acuerdo con la invención comprenden medios, tales como cable o fibra óptica, para enviar datos desde elementos tales como el sensor de nivel de agua 37 o fluxímetro 39 a través de la línea 33 hasta medios informáticos 36. Además, las bombas 35 también pueden estar en comunicación con los medios informáticos 36 de modo que sea posible adquirir automáticamente valores de SWL y PWL estableciendo algunos vínculos entre las medidas de nivel de agua por los sensores y las acciones realizadas por la bomba. Los medios informáticos 36 están adaptados para realizar las etapas de un procedimiento de acuerdo con la invención que filtra datos que comprenden valores de SWL fuera de los intervalos permitidos, o valores que son comparables entre ellos. De esta forma, las mediciones recibidas por el operario 31 desde la línea 33 se refieren a valores que son comparables y por tanto se evitan positivos falsos. Un positivo falso puede ser detectar una falla en la bomba debido a una disminución del valor Q/s. En el caso de sistemas de acuerdo con la invención, los datos que puede recibir el operario 31 pueden ser un gráfico o gráfica de acuerdo con la figura 2B donde la línea 21 no está tan pronunciada como la línea 11 mencionada previamente. Esta pendiente puede no requerir tareas de mantenimiento y por lo tanto el operario 31 puede no enviar instrucciones al trabajador 38 para llevar a cabo las tareas que se realizarían en los sistemas del estado de la técnica. La ventaja directa de implementar un procedimiento de acuerdo con la invención es que la vida útil de aparatos tales como bombas se alarga ya que no se hacen piezas o elementos de sustitución innecesarios. Otra ventaja es que no es necesario parar el servicio por tareas de mantenimiento innecesarias y, por tanto, el funcionamiento de la perforación está en servicio más tiempo en comparación con los casos en el estado de la técnica.
En la figura 4A se muestra un gráfico que comprende la predicción del rendimiento del pozo. En el eje 45 se representan valores seleccionados de Q/s frente al eje 46. En este ejemplo, la predicción se obtiene aplicando un cálculo de extrapolación de un grupo de valores seleccionados almacenados de capacidad específica Q/s calculados antes de un instante de tiempo "tiempo real" treal en la figura. La extrapolación puede ser una función de decaimiento lineal. La extrapolación puede ser una función de decaimiento exponencial. Por ejemplo, la predicción comprende los valores seleccionados almacenados y una segunda regla que dice que después de un período 43 desde treal, se predice que los valores de Q/s sobrepasarán el umbral 41 en el punto 42, por lo que se han de realizar trabajos de mantenimiento antes de que transcurra el período 43 desde treal.
La figura 4B muestra algunos valores filtrados o seleccionados de SWL en la banda 44.
En la figura 5 se muestra un acontecimiento de parada/arranque para el que se calcula un valor de capacidad específica = Q/s. En este ejemplo se establece que se toman los períodos requeridos para el cálculo de SWL y PWL para el cálculo de la capacidad específica Q/s:
- después de 1 hora después de que se paró la bomba para SWL y
- 4 horas después del arranque de la bomba para PWL.
Se pueden ver dos gráficos en la figura 5: flujo 51 bombeado desde una bomba frente al tiempo t, y nivel de agua 52 en la perforación o el pozo frente al tiempo t.
En un primer ciclo, cuando la bomba 37 bombea, ha arrancado, el nivel de agua 50 es bajo y el flujo 51 bombeado está en valor de funcionamiento. En un instante de tiempo t1 la bomba se para y no bombea durante un primer período 53 de 1 hora hasta el instante t2. Se puede tomar un valor de SWL_1 para calcular Q/s porque este valor es 1 hora después de que se paró la bomba, como se requiere para el ejemplo. Después del período 53, en t2 la bomba vuelve a arrancar y el flujo 59 vuelve a su valor de funcionamiento, por lo que el nivel de agua 50 disminuye en la perforación durante un segundo período 54. El segundo período 54 después del arranque de la bomba es de 45 minutos. Puesto que es menor al período requerido para tomar el PWL, este ciclo no se puede usar 57 para tomar un valor de PWL_1 57 y, por tanto, la capacidad específica. Es necesario esperar a otro ciclo.
En un segundo ciclo, la bomba ha estado parada durante un tercer período 55 de 1 hora de t3 a t4: este es un valor requerido para tomar un valor de SWL_2. En t4, la bomba vuelve a arrancar durante un período 56 de 4 horas o más; entonces este ciclo es válido porque el valor de PWL_2 58 se puede tomar ya que se cumplen las condiciones requeridas de 4 horas después del arranque y 1 hora después de la parada.
Después del segundo ciclo, es posible determinar s= SWL_2-PWL_2 y Q/s.
En determinados modos de realización, el procedimiento implementado por ordenador puede presentar las predicciones, los resultados y el nivel del agua en representaciones gráficas. En un ejemplo, mostrado en la figura 6, se muestra una captura de pantalla de una interfaz para un usuario que muestra diferentes resultados y valores en diferentes gráficos.
Claims (6)
1. Un procedimiento implementado por ordenador para predecir el rendimiento de pozos o perforaciones para programar actividades de mantenimiento, donde el procedimiento comprende:
- recibir datos que comprenden un caudal Q bombeado desde un pozo (34) o perforación, comprendiendo el pozo (34) o perforación al menos
- una bomba (35) y
- un sensor de nivel de agua (37),
- un fluxímetro (39),
- estando dicha bomba (35), sensor de nivel de agua (35) y fluxímetro (39) conectados a medios informáticos (36),
- generar un valor de capacidad específica Q/s, en un acontecimiento de bomba, siendo s un abatimiento igual a un nivel de agua estático SWL menos un nivel de agua de bombeo PWL, siendo el acontecimiento de bomba un acontecimiento de parada/arranque de bomba, que comprende las etapas de:
- recibir un valor de SWL después de un tiempo X desde que se para la bomba,
- arrancar la bomba después de recibir dicho valor de SWL,
- recibir un nivel de agua de bombeo, PWL, bombeando Y horas después del arranque de la bomba, caracterizado por que el procedimiento comprende:
- seleccionar uno o más valores de capacidad específica Q/s que sean comparables según una primera regla; comprendiendo la primera regla valores de nivel de agua estático SWL que permanecen sustancialmente invariables o iguales, comprendiendo sustancialmente invariables o iguales tener una diferencia entre los valores de SWL no mayor de 10 % o -10 % de un valor de referencia,
- iterar las etapas durante un período de funcionamiento de la bomba de modo que se almacenen los valores generados,
- predecir el rendimiento del pozo:
- aplicando un cálculo de extrapolación de un grupo de valores seleccionados almacenados de capacidad específica Q/s calculados antes de un instante de tiempo,
- aplicando una segunda regla, comprendiendo dicha segunda regla un umbral, al cálculo de extrapolación para predecir un período, después del que los valores Q/s predichos sobrepasan dicho umbral y realizar trabajos de mantenimiento antes de que transcurra dicho período desde dicho instante de tiempo.
2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el acontecimiento de parada/arranque de bomba comprende la parada de la bomba (35) durante al menos un primer período de tiempo (53, 55) y el arranque de la bomba durante al menos un segundo período de tiempo (54, 56).
3. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el primer período de tiempo (53, 55) es un primer período de tiempo (53, 55) predefinido, y el arranque de la bomba se realiza durante un segundo intervalo de tiempo predefinido (56) después del primer período de tiempo.
4. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2 o 3, en el que el primer período de tiempo (53, 55) es un primer período de tiempo (53, 55) predefinido, y el segundo período de tiempo se toma durante un período desde el arranque de la bomba hasta un instante de tiempo empírico en el que el nivel de agua de bombeo se considera estable después del primer período de tiempo.
5. Un sistema (300) para predecir el rendimiento de pozos o perforaciones para programar actividades de mantenimiento que comprende:
- medios informáticos (36),
- uno o más pozos (34), en los que al menos un pozo (34) comprende
- una bomba (35),
- un sensor de nivel de agua (37) y
- un fluxímetro (39)
- estando dicha bomba (35), sensor de nivel de agua (37) y fluxímetro conectados a medios informáticos (36), estando adaptados dichos medios informáticos para realizar un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.
6. Un producto de programa informático para predecir el rendimiento de pozos o perforaciones para programar actividades de mantenimiento que comprende instrucciones que, cuando se ejecutan en el sistema de la reivindicación 5, hacen que los medios informáticos lleven a cabo el procedimiento de la reivindicación 1.
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