Desarrollo del sistema de control y adquisición de datos para unidad de prueba de levantamiento de crudo mediante inyección de vapor a escala de laboratorio

Abstract

En el presente trabajo de grado de maestría se desarrolla un sistema automatizado para el control, monitoreo y registro de las variables en una unidad de laboratorio usada para ejecutar pruebas del método de recuperación mejorada de petróleo basado en la inyección alterna de vapor. El diseño del sistema comprende la selección de la instrumentación, la identificación de los lazos de control, la definición de la arquitectura del sistema, la selección de los esquemas de control, la obtención de los parámetros de los controladores y la simulación. La selección de los instrumentos de medición se hace según las normas técnicas vigentes, las cuales establecen los criterios para la selección del tipo de instrumento, su precisión y su rango para la aplicación específica; se hace la selección de instrumentos de medición de temperatura, presión diferencial, presión manométrica y flujo volumétrico. El diseño del sistema de control comprende la aplicación de técnicas muy útiles para lograr un buen desempeño del sistema. Se desarrolla el sistema de control de la temperatura en diferentes puntos del sistema y de la calidad del vapor inyectado en la celda que simula las condiciones del yacimiento. Para controlar las temperaturas en varios puntos del sistema, que no tienen un modelo matemático fijo debido a modificaciones continuas de la planta, se diseña un controlador difuso que muestra muy buen desempeño, satisfaciendo los requerimientos del proceso. El control de la calidad del vapor húmedo inyectado en la celda de desplazamiento se hace mediante una estrategia de control basada en el balance de masa y energía en un punto de mezcla de vapor sobrecalentado con agua fresca; el algoritmo de control diseñado considera las temperaturas, presiones y densidades de ambas corrientes, así como el flujo de vapor sobrecalentado, para calcular el flujo de agua que garantiza la calidad requerida.