DISEÑO DE GAS LIFT # 1 Manual de Diseño de Instalaciones de Gas Lift de Flujo Continuo
Dado todos los datos necesarios del pozo, ecuaciones y cartas, artículos de dise diseño ño de gas gas lift lift y equi equipo po neces necesari ario, o, dise diseñar ñaras as una una inst instal alac ació ión n de gas lift lift utilizando válvulas operadas por presión de inyección o una producción utilizando usando válvulas operadas por fluido. El diseño debe incluir: 1. . ". &. (. *.
El cálculo cálculo de la presión de de inyección inyección correcto correcto a la profundi profundidad dad total. total. !eleccionar !eleccionar las las curvas curvas de gradient gradientes es fluyentes fluyentes apropia apropiadas. das. #a selección selección de la $%# $%# de descarga descarga correcta correcta para diseñar diseñar.. #a ubicación ubicación de la la pri'era pri'era profundidad profundidad de de la válvula válvula dentro dentro de los ( pies. pies. )sar de caída caída de presión presión apropiada apropiada a partir de de la línea línea de presión presión de inyección inyección.. El uso uso del del grad gradie ient nte e está estátitico co corr correc ecto to para para espa espaci ciar ar las las válv válvul ulas as +ast +asta a el e'pacador o +asta que el espacia'iento de válvula es 'enos de " pies. -. )tilizar )tilizar el procedi'ient procedi'iento o correcto correcto para seleccionar seleccionar el ta'año ta'año apropiado apropiado del puerto. puerto. . El uso del procedi'i procedi'iento ento correcto correcto para calcular calcular la presión presión de a/uste a/uste de la válvula. válvula. INTOD!CCION
#a operación 'ás eficiente de una instalación de gas lift depende del propio diseño. 0unque la selección de las válvulas para el pozo +a sido ya discutida, el espacia'iento de las válvulas la deter'inación de la presión de a/uste depende de tcnica del diseño precisas. #os #os proc proced edi' i'ie ient ntos os de dise diseño ño 'ode 'odern rnos os pued pueden en ser ser logr lograd ados os 'edi 'edian ante te co'putadoras, pero el personal de gas lift debe entender el diseño funda'ental para utilizar estas +erra'ientas efectiva'ente. El 'e/or 'todo de lograr estos entendi'ientos es diseñar personal'ente un siste'a sin la asistencia de un co'putador. #os procedi'ientos bosque/ados son gráficos y contienen un 'argen de error. 2uidado e3tre'o debe ser to'ado cuando leas el docu'ento de diseño y traba/es con las curvas de gradientes. )na co'prensión e3+austiva del procedi'iento de diseño es esencial para el especialista de gas lift y 'uy 4til para todos los que traba/an con equipo de gas lift.
DISEÑO DE DIAGONALES
El proceso de diseño de gas lift está co'puesto por dos etapas, ellas incluyen:
15 El espacia'ie espacia'iento nto de 'andril 'andriles es y6o válvulas válvulas de gas lift, lift, y 5 El cálculo cálculo de las las presiones presiones de a/uste a/uste para las válvulas válvulas de descarga descarga El ob/etivo del proceso de diseño es asegurar que las válvulas de descarga están cerradas cuando el pozo está levantando desde el punto de operación diseñado. 2ada una de las tcnicas de diseño presentadas +a sido desarrollada para el ob/etivo e3presado de lograr un solo punto de inyección. 2on esto en 'ente, es a 'enudo deseable incorporar varias for'as de 7diseñar diagonales8 en los diseños de gas lift. Estas diagonales están diseñadas para asegurar que el diseño es e3itoso en el cu'pli'iento del ob/etivo anterior'ente indicado. 9 sea, asegurar que las válvulas de descarga están cerradas cuando el pozo está levantando desde el punto de operación diseñado. E3isten nu'erosas for' for'as as de dise diseña ñarr diag diagon onal ales es,, Ella Ellass incl incluy uyen en,, el dise diseño ño en el punt punto o de transferencia transferencia,, en presión de casing, te'peraturas, te'peraturas, ;<=, ;<=, presión presión de inyección inyección disponible e incluso en la selección de las curvas de gradientes de flu/o. Dia"onales de unto de T$ansfe$encia
)na de las for'as 'ás co'unes de diseñar diagonales involucra la localización del punto de transferencia >y, en consecuencia, el espacia'iento de los 'andriles5 es prevista para tener en cuenta la incertidu'bre en el gradiente fluyente en lo que respecta al proceso de descarga. El punto de transferencia es localizado utilizando las diagonales de diseño añadidas a la presión en la ?= a la profundidad de la válvula. E3isten diferentes enfoques en la to'a de esta diagonal de diseño, basada en diferentes suposiciones, co'o sigue: •
)n porcenta/e fi/o de la diferencial entre la presión de ?$ y ?=. #a razón para este enfoque es que desviará el punto de transferencia 'ás +acia la parte superior del pozo que al fondo del 'is'o. Durante la descarga a la ci'a del pozo, que básica'ente, tendre'os un fluido en for'a de ) alrededor de la ?$ a la ci'a del pozo. !in e'bargo, co'o traba/a'os aba/o del pozo, e'peza'os a obte obtene nerr un abat abati' i'ie ient nto o en la for' for'ac ació ión, n, produ produci cien endo do los los flui fluidos dos y gas gas de for'ación, que ayuda en la descarga del proceso. =or esta razón, desviando los 'andriles superiores se cree por 'uc+os tienen un gran efecto sobre el proceso de descarga que desvían los 'andriles inferiores.
•
)n porcenta/e fi/o de la presión en la ?= =ara las válvulas superiores de descarga, e3iste cierta cantidad de diagonales de diseño que se incorporan cuando es elegido el ob/etivo de gradiente de la ?= co'o la ubicación para las presiones de transferencia. Esto es fácil'ente ilustrado a travs de la generación de una curva de equilibrio para el pozo. !i desarrolla'os una curva de equilibrio para el gasto de producción ob/etivo, encontrare'os la que
las presiones resultantes serán considerable'ente 'enores que aquellas encontradas utilizando el gradiente ob/etivo de la ?=. =or consiguiente, tendre'os que incorporar diagonales de diseño cuando use'os un gradiente de ?= ob/etivo para diseñar el siste'a. 2onfor'e 'ove'os +acia aba/o del agu/ero, la curva de equilibrio y el gradiente de ?= ob/etivo inician a converger. =or lo tanto, la 'ayor incertidu'bre no está en las válvulas de descarga, 'ás bien está en las válvulas de descarga inferiores. El 4lti'o resultado de este 'todo es que el espacia'iento en la ci'a del pozo es relativa'ente no afectado, 'ientras que los 'andriles en el fondo del pozo son forzados a estar 'ás /untos. )na co'paración de las varias 'etodologías deberá revelar ta'bin que actual'ente este 'todo resultaría en unos cuantos 'andriles estando colocados en el pozo. Esto es porque la presión diferencial >y espacia'iento5 es a'plia en la ci'a del pozo. •
@alor constante >( psi5 Este 'todo es un si'ple y burdo enfoque. Esto si'ple'ente involucra adición a un valor fi/o a la presión en la ?= en profundidad para deter'inar el punto de transferencia de cada válvula. Ot$as fo$%as de diseña$ dia"onales F&' A #os ingenieros con frecuencia eligen seleccionar una presión en el cabezal, la cual es 'ayor de la que será vista en realidad. Esta tiene el efecto de 'over el gradiente de la ?= ob/etivo entero +acia la derec+a e indirecta'ente +ace la 'is'a cosa co'o la diagonal de la presión de transferencia arriba discutida. =uede ser deseable para elegir una presión de cabezal ligera'ente 'enor de la que se anticipa, de 'odo que el pozo pueda operar efectiva'ente en siste'a de presiones 'ás altas que la nor'al. $esi(n de in)ecci(n dis*oni+le A 2on frecuencia es prudente diseñar una instalación de gas lift para operar a una presión de arranque, la cual es 'enor que la actual presión de inyección disponible. Esta per'itirá al pozo descargar incluso durante situaciones tales co'o paro de co'presores, ba/as presiones de gas en la línea de venta, etc. Selecci(n de "$adiente flu)endo A #a selección de la curva de gradiente fluyendo puede servir co'o otra for'a de diagonal. recuente'ente, ingenieros seleccionaran un gradiente fluyente que es 7'ás pesado8 >o 'ás a la derec+a5 que la anticipada. En la 'ayoría de los casos, esto requiere incre'entar ya sea el corte de agua o el gasto asociado con la curva. !in e'bargo, en aplicaciones con propiedades =@? co'ple/as, un análisis 'ás rigurosos es necesario conocer cual gradiente seleccionar. Dia"onal de te%*e$atu$a A 9tra for'a de diagonales involucra la selección de te'peraturas de diseño para las válvulas de descarga. En vista de que el ob/etivo del diseño del gas lift es asegurar que las válvulas de descarga superiores estn cerradas cuando el punto de operación es alcanzado. 2on frecuencia es deseable to'ar precauciones adicionales para asegurar que esto pase. )na 'anera de asegurar de que el ob/etivo es alcanzado es 7bloquear la te'peratura8 en las
válvulas superiores de descarga. Esta es conseguido a travs de la selección de te'peraturas para las válvulas superiores que son 'ayores que el gradiente de presión estático, pero 'enor que el gradiente de te'peratura fluyente. Ba que estas te'peraturas son 'ayores que el gradiente de te'peratura estático, las válvulas operarán 'ientras los fluidos están siendo co'o un tubo en ) desde el casing +asta la ?=. !in e'bargo, una vez que el periodo de flu/o es alcanzado y el pozo inicia a fluir, la te'peratura a la profundidad será 'ayor que la de las válvulas para lo que fueron calibradas, forzando a las válvulas a 7bloquear8 cerradas. 2uando la te'peratura bloquea las válvulas, es i'portante seleccionar te'peraturas de tal 'anera que las válvulas no sean cerradas pre'atura'ente. De otra 'anera, el proceso de descarga se volverá obstaculizado. =or esta razón, este es considerado una tcnica de diseño avanzado y no deberá ser intentado sin un co'pleto entendi'iento del proceso involucrado. Dia"onal de *$esi(n de casin" ,o *$esi(n de o*e$aci(n-
Esta es probable'ente la for'a 'ás co'4n de diagonales utilizadas en un diseño de gas lift y sirve co'o las bases de la 'ayoría de las tcnicas de diseño. !abe'os que para asegurar que cada una de las válvulas de descarga cierra cuando las válvulas abren sucesiva'ente, debe'os to'ar una caída en la presión del casing. !in e'bargo, la cantidad de caída de presión a to'ar está en frecuencia en disputa. E3isten dos tcnicas básicas de diseño >y nu'erosas variaciones5 las cuales +an sido desarrolladas para abordar esta cuestión. Ellas incluyen los 'todos de 7caída de presión fi/a8 y 7=p 'á3 A =p 'ín8. )n resu'en de estos 'todos y la razón de ser de ellos sigue: M.todo de ca/da de *$esi(n constante0 Este es un 'todo 'uy si'ple para la elección de caídas de presión, que está basada en gran parte en la e3periencia de ca'po. Este 'todo i'plica to'ar caídas de presión iguales en el casing para todas las válvulas en el diseño. Esta caída de presión es general'ente 1 A " psi y está basado en gran parte en la e3periencia de ca'po. )na venta/a de este 'todo es que per'ite al ingeniero realizar un diseño 'enos conservativo. Esto significa que un ingeniero e3peri'entado será capaz de inyectar 'ás profundo con la 'is'a cantidad de presión de inyección disponible que ellos pueden ser capaz con el 'todo =p 'á3 A =p 'ín. )n inconveniente de este 'todo es que es 'enos riguroso tcnica'ente que otros 'todos y no incorpora necesaria'ente la 'ecánica de la válvula en el proceso de diseño. =or esta razón, es fuerte'ente es 'uy reco'endable que las personas que utilizan este 'todo de doble verificación vea su traba/o para volver a calcular las presiones de apertura y de cierre en condiciones de diseño. M.todo *%23 4 *%/n5 4 Este 'todo incorpora la relación entre las 'ecánicas de la válvulas y el espacia'iento en un diseño. #a razón y la teoría detrás de esta tcnica de diseño es la siguiente:
#a cantidad de fuerza de apertura su'inistrada por la presión de la producción para abrir la válvula es una función del ta'año del puerto >==E5. #a cantidad efectiva de presión de apertura >=eo5 su'inistrada por la presión de producción es: eo 6 EF 3 *d
Donde =pd es la presión de la producción actuando en la válvula. Esto significa que la presión actuando en el lado corriente aba/o >o ?=5 de la válvula es equivalente a o da el 'is'o efecto sobre la apertura de la válvula co'o alguna fracción de la presión actuando en el lado corriente arriba >o casing5 de la válvula. En vista de que la variable incontrolable es la presión de producción, esto es i'portante para apro3i'ar la cantidad que pudiera incre'entarla. #a 'á3i'a presión de producción fluyente posible >=p 'á3.5, sin tener en cuenta el gasto, ocurre si la curva de gradiente entre la presión de cabezal fluyente y la presión de inyección sobre la pró3i'a válvula for'a una línea recta. En realidad, este gradiente debería ser curveado, +aciendo 7=p 'á3.8 Cayor que el que sería visto en realidad. =or lo tanto, este es un cierto grado de diseño de diagonales integradas en ste 'todo. #a 'íni'a presión de producción fluyente posible >=p 'ín5 ocurre cuando el pozo es levantado en el punto de inyección ob/etivo. Este ta'bin es un enfoque conservativo porque la curva de gradiente durante la descarga nunca será la 'is'a co'o la curva de gradiente durante la producción. Durante el proceso de descarga, la presión de producción fluyente estará entre =p 'ín y =p'á3, sin tener en cuenta las fluctuaciones en el gasto. =or lo tanto, cualquier incre'ento en la presión de producción no e3cederá el valor de >=p 'á3 A =p'ín5 y >=p'á3 A =p 'ín5 puede representar el 'á3i'o incre'ento posible en la presión de producción. =ara prevenir la apertura de la válvula, el posible incre'ento en la presión de producción >=p'á3 A =p'ín5 debe ser anticipado reduciendo la presión de inyección a un valor equivalente. 2on esto en 'ente, la presión en el casing para cada válvula necesita ser dis'inuida la cantidad de: D 6 EF 3 ,*%23 4 *%/n-
Eje$cicio 1
Info$%aci(n del *o7o8
Diá'etro de ?= Desviación Diseño de gasto ob/etivo 2orte de agua %ravedad especifica del aceite %ravedad específica del agua %ravedad especifica del gas =rofundidad del e'pacador Iivel 'edio de la profundidad de disparos =resión fluyente de cabezal =resión de cierre en fondo Jndice de productividad %9$ %#$ =resión de inyección de gas superficial %as disponible ?e'peratura de fondo ?e'peratura superficial estática ?e'peratura superficial fluyente %radiente del fluido de control
" 8, . lb6pie >DF .8 =ozo vertical , bpd G .( >"&.-1 H0=F5 1. .*( , pies ?@D ,( pies psi , psi bpd6psi 1,:1 1:1 1, psi ,, pies"6d H H 1 H .&*( psi6pie
$oceso8 190 Dibu/e una línea +asta la profundidad del nivel 'edio de disparos, estos es, ,( pies ?@D. >2onstruir una gráfica de profundidad >pies5 contra presión >psi5.
:90 Dibu/ar la línea de gradiente estático a partir de la presión de fondo de cierre >!FK<=5 de , psi utilizando un gradiente de fluido de control de .&*( psi6pie. !i la presión en ?= en superficie era psi, entonces, el nivel de fluido debería estar a ",*" pies ?@D. , psi Esto es: a- #a +idrostática en cabeza es: LLLLLLLLLLLLLLLLLL M *,"- pies .*&( psi6pie +-
=rofundidad del nivel de fluido: ,( L*,"- M ",*" pies ?@D
;90 Dibu/ar en la línea de presión la inyección del gas >en el casing5.
Fnicie en 1, psi y utilizando el factor de la ?abla de =resión de colu'na de %as para una gravedad específica de .*( calcular la presión en el casing a 1, pies de 1,(& psi Esto es: !eleccionar el factor >5 de la tabla para 1, pies y una !. %. de .*( >.("5 =cf >a profundidad5 M =cf >en superficie5 >1 A 5 M 1, 3 >1 A .("5 M 1,(".* M 1,(& psi
<90 2alcular la presión de fondo fluyendo ob/etivo >K<=5 o =Nf
O líquido M >!FK<= A K<=5 3 F= despa/ando K<= se tiene: O K<= M !FK<= L LLLLLLL F= , K<9 M , L LLLLLLLLLLLL K<= M 1, =!F < a.L !eleccionar la curva de gradiente fluyente apropiada para un diá'etro de ?= de " 8, un gasto de , bpd, corte de agua del G, $%# de 1: 1 >usar la línea 'ás cercana de $%# de 5 y plas'e sobre el gráfico, iniciando en 1, psi a nivel 'edio de los disparos interceptando el e/e B en apro3i'ada'ente (," pies.
Donde esta línea de gradiente intersecta la línea de presión del casing es el punto 'ás profundo que el gas pudiera ser inyectado. !in e'bargo, debido a que requeri'os una diferencial a travs de la válvula de un 'íni'o de 1( psi para una inyección de gas estable >cuanto 'enor es la diferencial en la válvula de orificio 'ás el paso de gas se efectuará por fluctuaciones en la presión de la ?=5 debe'os de 'overnos +acia arriba del pozo +asta un punto con al 'enos una diferencial de 1( psi entre las presiones de ?$ y ?=.
=90 !eleccione la curva de gradiente fluyente apropiada para una ?= de " 8, , bpd, corte de agua de G y $%# de 1,:1
%as disponible en pies "6d ,, $%# M LLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL M LLLLLLLLLLLLLLLLLLL M 1,:1 %asto de producción en bpd , = a90 =las'e el gradiente sobre la gráfica iniciando en la presión de cabezal fluyente de psig ba/ando +asta la 'itad de los disparos. #a línea deberá cruzar la 'itad de los disparos en apro3i'ada'ente 1,( psi.
Debe'os tratar de alcanzar el punto 'ás profundo de inyección co'o se deter'inó en gráfica previa, así que 'ientras nuestro gas disponible es predeter'inado pode'os encontrar que la $%# seleccionada es inapropiada para alcanzar este punto. Deberá ser recordado que el diseño del gas lift es +asta cierto punto un proceso iterativo, ya que la profundidad de la inyección y la $%# influenciaran la K<= y de este 'odo el gasto de producción, el cual a su vez influenciará la profundidad de inyección.
>90 Espaciar el 'andril superior utilizando el gradiente estático de .&*( psi6pie. Dibu/ar una línea con este gradiente iniciando en psi +asta intersectar la presión del casing a una profundidad de , pies ?@D.
Este es el punto 'ás profundo a la cual el gas pudiera estar entubado en for'a de ) alrededor y, es por lo tanto, donde el 'andril superior debe estar colocado. 2o'o el pozo no será fluyente al tie'po de arranque la presión del cabezal será 'enor que las psi esperadas cuando fluye, y de este 'odo +abrá suficiente diferencial para el paso de gas. !i no espera'os ning4n ca'bio en la presión del
cabezal, entonces, tendría'os que 'over la profundidad de este pri'er 'andril +acia arriba para tener una diferencial 'íni'a de ( psi a travs de la válvula.
?90 %rafique los gradientes de te'peratura >suponer una línea recta5
Estática: grados en superficie +asta grados a nivel 'edio de los disparos luyente: 1 grados en superficie +asta grados a nivel 'edio de los disparos.
@90 Dibu/ar en la caída de presión de 1 psi del casing requerida cerrar la válvula n4'ero 1 iniciando en el 'andril P 1, utilizando una línea paralela +asta el gradiente del original del casing. Esta caída de 1 psi es arbitraria y es la 'íni'a reco'endada. !i el diseño fue tal que nos pudira'os per'itir to'ar una caída de presión 'ás grande, entonces, esta figura podría ser incre'entada construyendo en un factor de seguridad 'ayor para asegurar que las válvulas superiores cierran. @ a90 Espaciar el 'andril P utilizando el gradiente estático de .&*( psi6pie, iniciando en el punto de transferencia de &( psi +asta la línea intersecte la nueva línea de gradiente del casing a una profundidad de &,1 pies ?@D.
El punto de transferencia es la presión de la ?= en el 'andril P 1 que espera'os lograr a travs de la inyección de gas. De este 'odo, en teoría podría'os iniciar en nuestra curva de gradiente fluyendo a una presión de &( psi. !in e'bargo, confor'e la curva de gradiente es teórica y no puede a/ustar e3acta'ente las condiciones fluyentes actuales, es prudente incorporar aquí alg4n factor de seguridad. #a cantidad de seguridad incorporada dependerá de la preferencia del personal diseñador y su conoci'iento y e3periencia del pozo o ca'po a ser
diseñado. En este e/e'plo usare'os un factor de seguridad del 1G de la presión de la ?= pronosticada. =or lo tanto, nuestro punto de transferencia será de &( psi.
El proceso seguido con la gráfica previa es repetido aquí. De 'odo que dibu/are'os en un nuevo gradiente de casing con una caída de presión de 1 psi. Entonces dibu/are'os nuestro gradiente de descarga de .&*( psi6pie, iniciando en el punto de transferencia de -* psi e intersectando la nueva línea de gradiente del casing a (,"1 pies ?@D. @ +90 El proceso seguido con las dos transparencias anteriores se repite de nuevo. De 'odo que, dibu/a'os en un nuevo gradiente de casing con una caída de presión de 1 psi. Entonces dibu/a'os nuestro gradiente de descarga de .&*( psi6pie, iniciando en el punto de transferencia de psi e intersectando la nueva línea de gradiente del casing a *,- pies ?@D.
@ c90 El proceso seguido con las tres transferencias anteriores es nueva'ente repetido. =or lo que dibu/a'os en un nuevo gradiente de casing con una caída de presión de 1 psi. Dibu/a'os entonces nuestro gradiente de descarga de .&*( psi6pie, iniciando en el punto de transferencia de 1,( psi e intersectando la nueva línea de gradiente de casing a *,& pies ?@D. @ d90 El proceso seguido con las cuatro transparencias anteriores se repite de nuevo. Dibu/a'os en un nuevo gradiente de casing con una caída de presión de 1 psi. Entonces dibu/a'os nuestro gradiente de descarga de .&*( psi6pie, iniciando en el punto de transferencia de 1,11( psi e intersectando la nueva línea de gradiente a -,& pies ?@D.
0 partir de la gráfica puede ser visto que no +e'os alcanzado el punto 'ás profundo posible de inyección y por consiguiente si dibu/a'os el gradiente fluyendo por deba/o del 'andril P * nuestro K<= será 'ás alto que la anticipada original'ente. Esto a su vez reduce el gasto del pozo. =odría'os +aber diseñado en otros 'andriles >'ás le/anos5 pero el espacia'iento entre ellos se +abría
vuelto de'asiado cercano para ser práctico >general'ente un espacia'iento 'íni'o de casi &( pies es considerado práctico pero en pozos de alta productividad pudiera ser econó'ico espaciar el 'andril 'ás cercano5. 0lternativa'ente podría'os reducir el factor de seguridad utilizado para el punto de transferencia y por tanto ser capaz de espaciar cada 'andril a 'ás profundidad logrando el punto de inyección deseado con el 'is'o n4'ero de 'andriles. !i esta'os seguros de que nuestra infor'ación y predicciones son precisas, entonces, esto pudiera ser +ec+o.
DISEÑO DE GAS LIFT # : Info$%aci(n del *o7o8
Diá'etro de ?= Desviación Diseño de gasto ob/etivo 2orte de agua %ravedad especifica del aceite %ravedad específica del agua %ravedad especifica del gas =rofundidad del e'pacador Iivel 'edio de la profundidad de disparos =resión fluyente de cabezal =resión de cierre en fondo Jndice de productividad %9$ %#$ =resión de inyección de gas superficial %as disponible ?e'peratura de fondo ?e'peratura superficial estática ?e'peratura superficial fluyente %radiente del fluido de control
& 8, 1.* lb6pie =ozo vertical *, bpd ( G .( >"&.-1 H0=F5 1.* .*( ,( pies ?@D , pies 1( psi ", psi &.( bpd6psi ":1 1(:1 1,* psi &,, pies"6d H * H 1 H .&( psi6pie
$oceso
1.L Dibu/ar una línea a la profundidad del nivel 'edio de disparo, esto es, , pies ?@D. .L Dibu/ar la línea de gradiente estático, iniciando de la presión de fondo del disparo >!FK<=5 de ", psi utilizando le gradiente de fluido de control de .&( psi6pie. !i la presión de la ?= en la superficie fue psi, entonces, el nivel de fluido estaría a ,""" pies ?@D. 2abeza +idrostática M ", 6 .&( M *,**- pies =rofundidad de nivel de fluido M ,""" pies ?@D
".L Dibu/ar en la línea de presión de inyección de gas >casing5. Fniciar en 1,* psi y utilizando la ?abla de actor =resión de 2olu'na de %as para una !.% de .*(, calcular la presión del casing a , pies de 1,* psi. !eleccionar el factor >5 de la tabla para , pies y !.%. de .*( >.(5 =cf >a la profundidad5 M =cf >en superficie5 >1 Q 5 M 1,* 3 >1 A .(5 M 1,* psi
&.L 2alcular la presión de fondo fluyendo ob/etivo >=Nf5 RK<=S a- O líquido M >!FK<= A K<=5 3 F= donde O K<9 M !FK<= A >LLLLLLL5 F= *, M ", A >LLLLLLLLLLLL5 &.( M 1,**- psi +- !eleccionar la curva de gradiente fluyente apropiada para ?= de & 8, %asto M *, bpd, corte de agua de (G, $%# de 1(:1 y plas'e sobre la gráfica iniciando desde 1,**- psi +asta nivel 'edio de disparos e intersecte el e/e B a apro3i'ada'ente , pies ?@D.
En ste e/e'plo el gradiente fluyente no intersecta la línea del casing y por tanto pode'os inyectar en el fondo del pozo, esto es, solo por enci'a del e'pacador.
(.L !eleccionar la curva de gradiente fluyente apropiada para ?= & 8, %asto M *, bpd, corte de agua (G y una $%# que intersecte el gradiente fluyente plas'ado a ,( pies ?@D >profundidad del e'pacador5. Esta deberá de ser una $%# de :1 (.1 A =las'e el gradiente sobre la gráfica iniciando en la presión fluyente del cabezal de 1( psi ba/ando +asta la 'itad del intervalo disparado. #a línea deberá atravesar la 'itad de los disparos a apro3i'ada'ente a 1,(& psi
*.L Espaciar el 'andril superior utilizando el gradiente estático de .&( psi6pie. Dibu/ar una línea con ste gradiente iniciando a 1( psi +asta intersectar la presión del casing a una profundidad de ",(1 pies ?@D. Este es el punto 'ás profundo a la cual el gas podría ser entubado en for'a de ) alrededor, y es por tanto, donde el 'andril superior debe ser localizado. 2o'o el pozo no será fluyente al tie'po de arranque, la presión en el cabezal será 'enor que las 1( psi esperada cuando fluya, y de este 'odo, +abrá una diferencia suficiente para la paso de gas. !i espera'os ning4n ca'bio en la presión del cabezal, entonces, tendría'os que 'over la profundidad de este pri'er 'andril superior para tener un 'íni'o diferencial de ( psi a travs de la válvula
-.L =las'ar los gradientes de te'peratura >suponer una línea recta5 Estática * grados en superficie +asta grados a nivel 'edio de disparo. luyente 1 grados en superficie +asta grados a nivel 'edio de los disparos
.L Dibu/ar en la caída de presión del casing de 1 psi requerida para cerrar la válvula n4'ero 1 iniciando en el 'andril P 1 utilizando una línea paralela +asta el gradiente del casing original. 2o'o una regla tende'os a utilizar un 'íni'o de 1 psi cuando se usan válvulas de gas lift de 1 8 pero co'o sucede con el e/e'plo previo esta podría ser incre'entada 'ás si el diseño lo per'ite. .1L Espaciar el 'andril P utilizando el gradiente estático de .&( psi6pie, iniciando en el punto de transferencia de *" psi, +asta que la línea intersecte el nuevo gradiente del casing a una profundidad de *,1- pies ?@D. El punto de transferencia es la presión de la ?= en el 'andril P 1, la cual espera'os alcanzar a travs de la inyección de gas. De 'odo que en teoría podría'os iniciar sobre nuestra curva de gradiente a una presión de ( psi. !in e'bargo, co'o la curva de gradiente es teórica y puede no a/ustar e3acta'ente las condiciones fluyentes actuales, es prudente incorporar aquí alg4n factor de seguridad. #a cantidad de seguridad incorporada dependerá de la preferencia del
personal diseñador y su conoci'iento y e3periencia del pozo o ca'po a ser diseñado. En este e/e'plo, utilizare'os un factor de seguridad del 1G de la presión de ?= esperada. =or lo que nuestro de punto de transferencia será de *" psi.
.L El proceso seguido con la trasferencia previa es repetido. De 'odo que, debe'os dibu/ar en un nuevo gradiente de casing con una caída de presión de 1( psi. Dibu/a'os entonces nuestro gradiente de descarga de .&( psi6pie, iniciando en el punto de transferencia de 1,*- psi e intersectando la nueva línea gradiente del casing a , pies ?@D. =uede ser visto de la gráfica que no +e'os alcanzado el punto 'ás profundo posible de inyección, y de esta 'anera, si redibu/a'os el gradiente fluyente por deba/o del 'andril P " nuestra K<= será 'ayor que la anticipada original'ente. Esto a su vez reducirá el gasto del pozo. =odría'os +aber diseñado un 'andril
adicional, pero, el espacia'iento entre el " y & estaría 'uc+o 'ás cercano que el requerido. #as opciones en este punto sería la de: a5 =er'anecer con el diseño confor'e lo 'ostrado, utilizando " 'andriles ba/ando +asta , pies ?@D. Este resultaría en una prdida en gasto que equivale a casi 11 bpd. b5 $educir el factor de seguridad utilizado para el punto de transferencia y de este 'odo ser capaz de espaciar a 'ás profundidad cada 'andril alcanzando el punto deseado de inyección con el 'is'o n4'ero de 'andriles. !i confia'os que nuestra infor'ación y predicción son precisas, entonces, esto podría ser +ec+o. c5 Diseño con cuatro 'andriles. !i esta opción fuera a ser seguida, entonces, esto debería +acer sensible espaciar los 'andriles superiores para dar una distribución 'ás unifor'e. Esto conducirá a un diseño 'uc+o 'ás seguro per'itindonos 'ane/ar gastos 'ayores que *, bpd y ta'bin to'ar una caída de presión 'ás grande en cada 'andril.
