ANÁLISIS DE UN SISTEMA DE PRODUCCIÓN PRODUCCIÓN Gas Product Productions ions – H.Dale H.Dale Begg Beggss BIBLIOGRAFÍA: Gas
Beggs, H.: Optimizing Production Through Nodal Analysis, SPE Course Textbook Brown, K.E: The Technology of Artificial Lift Methods, Met hods, Cap. 4, Penn Well Pub. Co. Kanu, E. P.: Systems Analysis hikes well performance, Pet. Eng. Intl., Mayo 1981. • • •
Un pozo se se perfora y termina para conducir conducir el petróleo y gas desde desde el RESERVORIO RESERVORIO original hasta SUPERFICIE. Se necesita necesita energía energía (Presión) (Presión) para superar superar las las pérdidas pérdidas de carga(ΔP carga(ΔP)) en el sistema. sistema. Para un TIEMPO DADO t la caída de presión total del sistema estará dada por:
−−
∆Ptotal =
P R − PSEP
válida para un t dado R: reservorio SEP: separador
∆Ptotal = ∆P MP + ∆PPzdos + ∆Ptub + ∆Prest + ∆PSSV + ∆Porifico + ∆PFL
MP: medio poroso Pzdos: punzados tub:tubing
rest: restricciones SSV: válvula de subsuperficie FL: flowline ine ó línea ínea de cond onducción
Se pueden analizar cada uno de los componentes, pero todos interactúan, por lo que la optimización de uno de ellos contribuye al comportamiento de los demás. d emás. El comportamiento de cada componente y la ΔP en él es función de :
ΔPcomp = f (q, Pcomp) con q= caudal Pcomp= presión promedio en el componente
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REGLA para la aplicación del Análisis Nodal El sistema de producción de un pozo se considera una unidad. El comportamiento de un componente está condicionado por el comportamiento de los otros componentes. Si el comportamiento de un componente se puede aislar en el conjunto, ello implica que el SISTEMA se puede optimizar. Se analizará un método que permite determinar LA CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN DE UN SISTEMA, formado por combinación de varios componentes.
ANÁLISIS APROXIMADO DE UN SISTEMA- ANÁLISIS NODAL Se usa para analizar el comportamiento de un sistema multicomponente. Este análisis consiste en: 1. Elegir un punto o Nodo de división en el pozo. 2. Dividir el sistema en ese punto. 3. Los componentes agua arriba del NODO constituyen el INFLOW qo qo NODO INFLOW Pn OUTFLOW 4. Los componentes aguas abajo del NODO constituyen el OUTFLOW. Para determinar el q(caudal) del sistema se reconsidera: o o
El flujo que entra al NODO es igual al flujo que sale de él Existe UNA SOLA PRESIÓN en el NODO (Pn)
El gráfico del la PRESIÓN DE NODO vs Q(CAUDAL) genera dos curvas y la intersección de ambas dará las condiciones que satisfacen a las mismas.
Válido para un tiempo dado. IN FLOW OUT FLOW
Pnodo = PR - ΔPcomp1 Pnodo = Psep. + ΔPcomp2
Tomando un sistema de producción simple, se pueden hacen distintos análisis:
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1- NODO= Boca de Pozo
- OPTIMIZACIÓN DEL INFLOW
IN FLOW OUT FLOW
con
Pbp= Pwf – Δptub –ΔP rest Pbp = Psep + ΔP FL
Pbp = Pwh = Pdb
IN FLOW = f(diámetro de tubing)
d2>d1
Con mayor diámetro de tubing tendremos mayor caudal q. En este caso, con el NODO en la Boca de Pozo se analiza la variación de un componente (diámetro de tubing) en el IN FLOW a los efectos de optimizar el sistema. 2-NODO= Boca de Pozo
- OPTIMIZACIÓN DEL OUTFLOW
D1< D2 Diámetro del Flowline
Pdb = Psep + ΔP FL
Deducimos que con dos diámetros distintos de cañerías para el Flowline, tendremos un mayor qo con un D2 mayor.
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Pdb
Mayor para un qo menor utilizando DFL menor Menor para un qo mayor utilizando un DFL mayor
3-NODO= Fondo de Pozo (punto entre formación y tubing de producción) IN q in
NODO Pwf
OUT qout
OPTIMIZACIÓN DEL OUTFLOW
Efecto del diametro de tubing INFLOW
Pwf = Pres - ΔPFm - ΔPpunz
OUTFLOW Pwf = Psep + ΔPtub + ΔPFL Se optimiza el OUTFLOW, así se prueba con distintos diámetros de tubing,
d1 < d2
OPTIMIZACIÓN DEL INFLOW
INF1 = Fm dañada o Fm de baja permeabilidad, es el caso de pozo condicionado por el INFLOW a- Podemos aumentar el diámetro de tubing pero el Δq es pequeño, luego hay que mejorar el INFLOW por ejemplo estimulando la formación y con ello AUMENTAN LA Pwf y el qo para dos diámetros de tubing. b- En este caso se debe mejorar el INFLOW y como consecuencia aumenta el OUTFLOW.
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EFECTO DEL DIAMETRO DE TUBING Con el aumento del diámetro de tubing va aumentando el qo producido hasta alcanzar un valor tope en que un aumento del diámetro no implica un incremento de q. q= v.A
v= q(caudal) A(π r2) área transversal de flujo
De este modo un aumento desmedido del área de flujo disminuirá la velocidad de flujo, el líquido perderá velocidad y el fluido se segrega, aumenta la P hidrostática y el flujo se hace intermitente porque hay escurrimiento del líquido hacia abajo. Un análisis complementario de este fenómeno está dado por:
Área correspondiente a segregación de fases por disminución de la vliq. EFECTO DEL GAS INYECTADO (Para un método de producción artificial)
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RGL excesiva: con tanta cantidad de gas inyectado se produce un deslizamiento del gas hacia arriba, se presenta una variación grande en las velocidades relativas del gas y el líquido, éste se segrega y disminuye el caudal de líquido producido.
Procedimiento para aplicar el Análisis Nodal 123456-
Se establece el sistema Se eligen los distintos componentes a analizar. Se toma un componente, se propone el NODO y se establece el INFLOW Se obtienen los datos necesarios para establecer la relación Pnodo vs qo Se analizan los efectos de los distintos cambios a imponer. Se repite el procedimiento para los siguientes componentes a analizar.
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