EFICIENCIA DE FLUJO Ing. Salvador Gerardo Velasco López
INDICE DE PRODUCTIVIDAD (J ó IP)
El Indice de Productividad Productividad es una medida de la capacidad productiva de los pozos, que sirve para evaluar el nivel de producción bajo ciertas condiciones de presión.
Este índice se derivo de la Ley de Darcy para flujo radial en régimén permanente, de un fluido en una sola fase.
CURVAS IPR
Existen varios métodos para representar las curvas IPR, mismos que son utilizados, de acuerdo a las condiciones prevalecientes en el yacimiento. Entre los más importantes, se tienen:
Método con Índice de Productividad Lineal
Método de Vogel
Método de Standing
Curva Generalizada
INDICE DE PRODUCTIVIDAD (J ó IP)
Cuando se tiene un gasto de producción de cero, la Pwf es igual a la Pws; y cuando Pwf es igual a cero, el gasto de producción, q, es igual a (J) (Pws), en donde el valor del gasto se le denomina “Potencial del Pozo” y generalmente
se le denota como q´, el cual representa el flujo máximo de producción que el pozo puede aportar.
INDICE DE PRODUCTIVIDAD (Método con Índice de Productividad Lineal)
Este método es utilizado en yacimientos que producen por arriba de la presión de saturación, es decir, en condiciones de flujo monofásico dentro del yacimiento, ya que no se ha alcanzado la presión de saturación. Cuando la presión de fondo estática está por arriba de la presión de saturación, este método es confiable.
Para la construcción de esta curva, se requiere una prueba de producción: Pws, Pwf y Q. Con estos datos es posible obtener el índice de productividad, el cual está definido de la siguiente manera:
= =
( − )
INDICE DE PRODUCTIVIDAD LINEAL
El potencial debe de compararse con lo que el pozo es capaz de producir en las condiciones en las que se encuentra.
Si Pwf > Pb flujo en una sola fase: J = IP (Línea A) Yacimientos de Aceite Bajosaturados Si Pwf < Pb flujo en dos fases: J = IPR (Líneas B, C y D) Yacimientos de Aceite Saturados
INDICE DE PRODUCTIVIDAD LINEAL (Procedimiento)
Efectuar una prueba de producción para medir el gasto producido y la presión de fondo fluyente, referidas a la presión del yacimiento (Pws, Pwf y q).
Obtener el índice de productividad, de la siguiente manera: =
−
Suponiendo Pwf, determinar los gastos correspondientes de la siguiente manera: q = ( )
Graficar los valores obtenidos, graficando en la escala horizontal los gastos (q), y en la escala vertical las presiones de fondo fluyendo (Pwf)
EJEMPLO
EJEMPLO: De la prueba de producción de un pozo se obtuvieron los datos siguientes:
Pws = 2400 Ib/pg q = 1100 bl/día Pwf= 1600 Ib/pg
Considerando flujo en una sola fase, determinar:
El índice de productividad
El potencial del pozo.
El gasto que se obtendría para una Pw=1450 Ib/pg
INDICE DE PRODUCTIVIDAD
MUSKAT: Cuando existe aceite y gas en el yacimiento, no se presenta la relación lineal y se obtiene una curva. Las causas de esta variación pueden deberse a: Turbulencia al incrementar el gasto.
Disminución de la permeabilidad efectiva al aceite, debido a la caída de presión en la cara de la formación.
Incremento de la viscosidad del aceite abajo del punto de burbujeo, PB, debido a la liberación de gas disuelto.
Reducción de la permeabilidad debido a la compresibilidad de la formación.
CURVAS IPR
La curva de productividad del yacimiento IPR, representa el caudal que el pozo puede producir al aplicarse una caída de presión. La forma de la curva depende de los siguientes factores: Presión del yacimiento Permeabilidad de la formación productora Espesor de la formación productora Viscosidad y factor de volumen de líquido Radio de drene Radio del pozo Factor de daño
INDICE DE PRODUCTIVIDAD
Vogel desarrollo una técnica empírica para la forma del IPR de un pozo productor en un yacimiento con empuje por gas disuelto en el cual la presión media del yacimiento es menor que la presión en el punto de burbujeo.
INDICE DE PRODUCTIVIDAD
Vogel. Técnica utilizada cuando la Pwf es menor que la Pb (Presión de burbuja). Conforme avanza la declinación de presión de un yacimiento con gas disuelto, la productividad de un pozo disminuye, incrementándose así la saturación de gas y produciendo una mayor resistencia del aceite a fluir.
INDICE DE PRODUCTIVIDAD
VOGEL: Concluyo que la productividad de los pozos se puede calcular con una curva de referencia, siendo mejor que la aproximación lineal del índice de productividad.
El establecer una curva de referencia para todos los yacimientos con empuje de gas en solución, no implica que estos yacimientos sean idénticos.
La curva puede considerarse como una solución general para las ecuaciones de flujo en yacimientos con empuje de gas en solución.
Estableció una ecuación generalizada que proporciona un ajuste casi perfecto a la curva de referencia.
= 1 0.2
0.8
MÉTODO DE VOGEL (Procedimiento)
Efectuar una prueba de producción para medir el gasto producido y la presión de fondo fluyente, referidas a la presión del yacimiento (Pws, Pwf y Q). Obtener el gasto máximo con la siguiente ecuación: = /( 0.2( / ) 0.8 /
)
Suponiendo valores de Pwf, determinar los gastos correspondientes de la siguiente manera: Q = ( 0.2( / ) 0.8 /
)
Graficar los valores obtenidos, graficando en la escala horizontal los gastos (Q), y en la escala vertical las presiones de fondo fluyendo (Pwf)
STANDING
Este método esta basado en la ecuación de Vogel, solo que considera pozos dañados y pozos estimulados, para lo cual Standing creó un concepto que se llama eficiencia de flujo.
De la misma manera que el método de Vogel, este método es aplicable para yacimientos que producen por debajo de la presión de saturación.
Este método tiene la ventaja de que puede predecir el gasto que aporta un yacimiento dañado o estimulado.
La eficiencia de flujo está definida como la relación que existe entre el índice de productividad ideal y el real.
Perfil de presiones que se establecen en el yacimiento, de un pozo dañado que fluye desde su frontera de drene
STANDING =
∆ ∆
=
= ( ∆)/( _)
0.47
= 1 0.2
/
′
0.47
0.8
+
′
´ =
MÉTODO DE STANDING (Procedimiento)
Efectuar una prueba de producción para medir el gasto producido y la presión de fondo fluyente, referidas a la presión del yacimiento (Pws, Pwf y Q).
Suponer una eficiencia de flujo de acuerdo a la severidad del daño.
Si existiera una prueba de presión, la eficiencia de flujo se calcula de la siguiente manera: = ((0.47 / )/((0.47 / + ))
Obtener el gasto máximo para EF= 1 con la siguiente ecuación: = /(1 0.2( ) 0.8 /
)
MÉTODO DE STANDING (Procedimiento)
Obtener El gasto máximo a la eficiencia de flujo real suponiendo una Pwf=0 y calculando su correspondiente Pwf: ( ) = ( = ) (1 0.2( / ) 0.8 /
)
Suponiendo valores de Pwf, determinar los gastos correspondientes de la siguiente manera: = ( = ) ∗ (1 0.2(′ / ) 0.8 /
)
Graficar los valores obtenidos, graficando en la escala horizontal los gastos (Q), y en la escala vertical las presiones de fondo fluyendo ( Pwt)
Cuando los valores de Pwf se hacen negativos, se puede utilizar la siguiente ecuación:
= 1.2 0.2exp(1. 792 ´/ )
CURVA GENERALIZADA DE IPR
Este método es utilizado en yacimientos que producen por arriba de la presión de saturación, cómo por aquellos que producen por debajo de la presión de saturación, ya que combina la curva IPR para índice de productividad lineal cuando se produce por arriba de la presión de saturación, y el método de Vogel para cuando se produce por debajo de esta.
CURVA GENERALIZADA DE IPR (Procedimiento)
Efectuar una prueba de producción para medir el gasto producido y la presión de fondo fluyente, referidas a la presión del yacimiento (Pws, Pwf y Q). Obtener la presión de burbujeo Pb a través de un análisis PVT. Cuando la prueba de producción se lleva a cabo por arriba de la presión de burbujeo, se sigue el siguiente procedimiento: Calcular el índice de productividad con los datos de la prueba: = /( )
Calcular Qb utilizando la ecuación: = ( )
Determinar Qc de la siguiente ecuación: = / (1.8 ∗ ( )/ )
Para determinar el gasto arriba de la presión de saturación, se utiliza: = ∗ ( )
CURVA GENERALIZADA DE IPR (Procedimiento)
Para determinar el gasto por abajo de la presión de saturación, se utiliza: = ∗ ((1.8( / ) 0.8 0.2( / ) 0.8( / )1/2)
Cuando la prueba de producción se lleva a cabo por abajo de la presión de burbujeo, se sigue el siguiente procedimiento:
Calcular el valor de Qc de la siguiente manera: = / (1.8( / ) 0.8 0.2( / ) 0.8( / )1/2)
Calcular el valor de Qb con la siguiente expresión: = (1.8( )/
