Productividad de Pozos Ing. Ricardo Posadas Mondragón Activo de Producción Cantarell correo:
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Productividad de Pozos
Contenido 1) Intr Introd oduc ucci ción ón a la ingen ingenier iería ía de de prod produc ucció ción n 2) Comp Compor orta tami mien entto de de aflu afluen enci ciaa 3) Factor actor de daño daño y su su rela relació ción n con con el el compo comporta rtamie mient nto o de afluencia 4) Curv Curvas as de decl declin inac ació ión n 5) Regis egistr tros os de prod produc ucci ció ón 6) Anál Anális isis is in inte tegr gral al del del poz pozo o
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Productividad de Pozos
Contenido 1) Intr Introd oduc ucci ción ón a la ingen ingenier iería ía de de prod produc ucció ción n 2) Comp Compor orta tami mien entto de de aflu afluen enci ciaa 3) Factor actor de daño daño y su su rela relació ción n con con el el compo comporta rtamie mient nto o de afluencia 4) Curv Curvas as de decl declin inac ació ión n 5) Regis egistr tros os de prod produc ucci ció ón 6) Anál Anális isis is in inte tegr gral al del del poz pozo o
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Productividad de Pozos
Contenido 1) In Intr trodu oducc cció ión n a la la ing ingen enie ierí ríaa de pr produ oducc cció ión n 1) Func Funcio ione ness del del ing ingen enie iero ro de prod produc ucci ción ón 2) Desc Descri ripc pció ión n de de los los sist sistem emas as de pro produ ducc cció ión n 3) Conceptos bá básicos
2) Co Comp mpor orttam amie ient nto o de de af aflu luen enci ciaa 1) Comp Compo ortam rtamie ien nto de de af aflu lue encia ncia 1) 2) 3) 4)
2) 3)
Sol olu ució ción de ecua ecuaci ción ón de dif difu usió sión Yacim acimie ien ntos ba bajosa josatu turrad ado os Yacimientos saturados Yacimientos de de ga gas
IPR futuro Pruebas en pozos
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Contenido 3)
Fact actor or de dañ daño o y su rela relación ción con el comp comport ortami amien ento to de af aflue luencia ncia 1) 2) 3) 4)
4)
Curv rvaas de de De Declinación 1) 2) 3)
5)
Fact actores que provocan can dañ año o Obte Obtenc nció ión n del fac facto torr de dañ daño o a par parti tirr de pru prueb ebas as de de pre presi sión ón Anál Anális isis is de los los fac facttores ores de Pseud seudod odañ año o Efect fecto o del del dañ daño o sobr sobre e el comp compor orta tami mien ento to de Aflu Afluen enci ciaa
Declinación Ex Exp ponencial Declinación Hiperbó rbólica Declinación Armónica
Registros de Producc cció ión n 1) 2) 3) 4)
Registros de presión Registros de de te temperatura Regis egistr tros os de de gas gastto a cond condic icio ione ness de po pozo Combinación de de registros
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Contenido 6) An Anál ális isis is in inte tegr graal del del po pozzo 1) 2) 3) 4) 5)
Impor Importa tanc ncia ia de la car caracte acteri riza zaci ción ón del del flui fluido do Flujo en el yacimiento Flujo ujo en en la la tube tuberí ríaa de prod produc uccción Flujo ujo en estra trangulado dorres Metod odol olog ogíía de an anál áliisis sis nod nodal al
Bibliografía: 1) 2) 3) 4)
Gol olaan, M. , Whi hittson on,, C.H., Well Performance, New Jersey, Jersey, Prentice Hall, 1991. Economides, H.,Petroleum Production Systems, Tulsa, Pennwell, 1994. Beggs, H.D., Production optimization using nodal analysis , Tulsa, OGCI, 1991. Cholet, Cholet, H., H., Well Well product production ion pract practic ical al handbook handbook,, Fra France nce,, IFP IFP,2000 ,2000..
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Productividad de Pozos
I.- INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA DE PRODUCCIÓN
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Productividad de Pozos
Función del ingeniero de producción Analizar e interpretar los datos de producción de pozos e instalaciones, para garantizar las condiciones óptimas de operación de pozos, garantizando la continuidad operativa del sistema de producción. Condiciones Optimas de Pozo Máxima producción posible del pozo, sin generar un efecto negativo en la recuperación final del Yacimiento.
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Etapas del yacimiento
Qo
o t n e i m i r b u c s e D
o l l o r r a s e D n ó i c a t i m i l e D
n ó i c a n i l c e D M R , S R
tiempo Ricardo Posadas Mondragón
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Componentes de un sistema de producción
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Principales componentes del sistema de producción Yacimiento: Trampa de hidrocarburos, con condiciones para permitir el flujo de fluidos a través del medio poroso hacia el pozo. Pozo: Medio de comunicación entre el yacimiento y la superficie., conformado por tubería de producción y dispositivos de terminación para garantizar el flujo de los hidrocarburos hacia la superficie.
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Principales componentes del sistema de producción Estrangulador: Regulador del diámetro de flujo en superficie con la finalidad de regular presiones y gastos. Línea de Flujo o descarga: Tubería para el transporte de los hidrocarburos del pozo al separador. Separador: Equipos para separar el aceite, agua y gas de la corriente de flujo.
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Experimento de la Ley de Darcy
q
kA dp
dz
Demostración de la Ley de Darcy. Dimensiones de la Permeabilidad
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Experimento de la Ley de Darcy Δh
A
Darcy, observó que el gasto que pasa a través de la arena es directamente proporcional al área de flujo y a la diferencia de alturas del fluido e inversamente proporcional a la longitud del empaque de arena. q A
ΔL
z
L
…………………(1)
Donde la constante de proporcionalidad está en función de propiedades de la arena y del fluido que pasa a través de ella: Directamente proporcional a la permeabilidad de la arena y a la densidad del fluido e inversamente proporcional a la viscosidad del fluido. q
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h
kA h L
……….………….(2)
g
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Experimento de la Ley de Darcy De la figura se observa que la altura h es: Δh
h
A ΔL
p g
z ………………….(3)
Tomando el límite cuando ΔL→0, en (2)
q
kA dh dz
………………….(4)
Obteniendo la derivada a partir de (3): z dh dz
1
dp
dz
1 ………………………..(5)
Sustituyendo (5) en (4): q Ricardo Posadas Mondragón
kA dp
………………………..(6) dz Productividad de Pozos
Experimento de la Ley de Darcy Finalmente considerando que la diferencia de presiones en sentido contrario a la dirección de flujo se considera el signo negativo: q
kA dp
dz
Obteniendo la ecuación de Darcy en su forma general. Para el caso de flujo horizontal, el efecto de gravedad es cero:
q
kA dp
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dx
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Experimento de la Ley de Darcy Dimensiones de la Permeabilidad: Análisis Dimensional: Gasto:
k
q L A p
L3 q T
M TL
Viscosidad:
Longitud:
L L
Área:
A L
Presión:
M p 2 T L
2
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Experimento de la Ley de Darcy Dimensiones de la Permeabilidad:
k
q L A p
L3 M T TL L 5 2 ML T 2 k L 3 2 ML T 2 M L 2 T L
Dimensiones de longitud al cuadrado
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Ecuación de Darcy en Coordenadas Radiales Partiendo de la ecuación obtenida para flujo horizontal q
kA dp
dx
Geometría de Flujo: r Área de Flujo h
h 2πr Introduciendo el área de flujo en la ecuación de Darcy: q
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k 2 rh dp
dr
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Ecuación de Darcy en Coordenadas Radiales Separando para Integrar y considerando las caídas de presión en dirección del flujo: q
re
1
rw
r
k 2 h
dr
pe
pwf
dp
r e p e p wf ln k 2 h r w q
Despejando el gasto: q
2 kh
r e ln r w
p
e
p wf
Ecuación de Darcy en su forma más simple (Estado Estacionario) Ricardo Posadas Mondragón
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Periodos de Flujo en un Pozo Existen 3 Periodos de flujo en un pozo: 1) Transitorio (Yacimiento Infinito)
dp dt
var iable
2) Pseudoestacionario (Frontera Cerrada)
dp dt
cte
3) Estacionario (Frontera Presión Constante)
dp dt
0
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Periodos de Flujo en un Pozo
Periodos de Flujo 4645 4640 4635
dp
4630
dt
f w4625 P
dp
var iable
dt
dp
cte
dt
0
4620 4615 4610 4605 0
20
40
60
80
100
Tiempo
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II.-COMPORTAMIENTO DE AFLUENCIA
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Solución de la Ecuación de Difusión Coordenadas Cilíndricas:
Balance de Masa en las tres direcciones
Masa que entra masa que sale cambio de masa (todo en un t )
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Solución de la Ecuación de Difusión Ecuación de Continuidad en Coordenadas Cilíndricas:
1
1
r vr v v z r r r z t
Ecuación de Estado y Momento necesarias
c
1
d
q
dp
A
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vr
k r p
r
c
p T 1
Productividad de Pozos
Solución de la Ecuación de Difusión Ecuación de Difusión en Coordenadas Cilíndricas:
2
p 2
r
1 p
r r
1 2
r
2
p 2
2
p 2
z
c t p k
t
Características:
Consideraciones para Deducción:
-
-
Ecuación diferencial Parcial 2° Orden 1er Grado Lineal Homogénea 3 Variables Independientes
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Medio Homogéneo e Isotrópico Fluido ligeramente compresible Flujo laminar Gradientes de presión pequeños Efectos de gravedad despreciables
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Solución de la Ecuación de Difusión Ecuación de Difusión considerando flujo radial únicamente:
2
p 2
r
1 p
r r
c t p k
t
p c t p r r r r k t
1
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Solución de la Ecuación de Difusión Solución en Estado Estacionario:
p c t p r r r r k t
1
dp 0 dt
1 p r 0 r r r
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Solución de la Ecuación de Difusión Solución en Estado Estacionario: d dp r 0 r dr dr
1
d dp r 0 dr dr
r
dp dr
C 1
p C 1 ln r C 2 Ricardo Posadas Mondragón
………………………..(1)
Productividad de Pozos
Solución de la Ecuación de Difusión Solución en Estado Estacionario:
p C 1 ln r C 2
………………………..(1)
Para evaluar las constantes se utilizan las condiciones de frontera
pwf pe
C 1 ln r w C 2
………………………..(2)
C 1 ln r e C 2
………………………..(3)
Restando las Ecuaciones (3)-(2):
r e pe pwf C 1 ln r w Ricardo Posadas Mondragón
C 1
p e p wf
r e r w
ln
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Solución de la Ecuación de Difusión Solución en Estado Estacionario: Sustituyendo C1 en (2) p p e wf p wf ln r w C 2 r ln e r w
p p e wf C 2 p wf ln r w r ln e r w
Sustituyendo C1 y C2 en (1):
p
p e p wf
r e r w
ln
ln
r p wf
p p e wf ln r w r ln e r w
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p p wf
p e p wf
r e r w
ln
r r ………………………..(4) w
ln
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Solución de la Ecuación de Difusión Solución en Estado Estacionario: De la ley de Darcy:
q
2 khr dp
dr
Obteniendo la derivada a partir de (4): dp dr
pe p wf 1 r e r ln
r w
Substituyendo en la Ley de Darcy: q
2 kh
pe p wf
r e r w
ln
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Ecuación de Darcy en Estado Estacionario Productividad de Pozos
Solución de la Ecuación de Difusión Solución en Estado Pseudoestacionario:
p c t p r r r r k t
1
q
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2 kh
dp dt
cte
p pwf
r e 3 B ln r w 4
Productividad de Pozos
Solución de la Ecuación de Difusión Solución en Estado Pseudoestacionario unidades de Campo: q
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kh p pwf
r e 3 141.2 B ln r 4 w
qbpd
Bbl / stbl
k mD
cp
h ft
r e ft
p psi
r w ft Productividad de Pozos
Solución de la Ecuación de Difusión Inclusión del Daño en Ecuación de Darcy para Flujo Pseudoestacionario: s
kh 141 .2qB
p s
Van Everdingen and Hurst
q
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kh p pwf
r e 3 141 .2 B ln r 4 s w Productividad de Pozos
Curva de Afluencia a partir de la Ley de Darcy Curvas de Afluencia Darcy en Estado Pseudoestacionario 2500
Daño 2000
0 5
) i 1500 s p ( f w P 1000
10 -1
500
0 0
5000
10000
15000
20000
Qo (bpd)
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25000
Diferentes Métodos de Curvas de Afluencia Los diferentes métodos de Afluencia o IPR son los siguientes: I. Método de Afluencia de Darcy* II. Método de Afluencia por Vogel* III. Método de Afluencia por IP (Índice de Productividad)* IV. Método de Afluencia de IPR Generalizada* V. Método de Afluencia Composite* VI. Método de Afluencia de Fetkovich VII. Método de Afluencia de Jones* VIII.Método de Afluencia de Standing IX. Método de Afluencia Transitorio X. Método de Afluencia Pozos Fracturados Hidráulicamente XI. Método de Afluencia Pozos Horizontales* XII. Métodos de Afluencia Pozos de Gas Ricardo Posadas Mondragón
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Método de Afluencia de Vogel
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Método de Afluencia de Vogel Vogel (1968) observo que el comportamiento de afluencia o curvas IPR (Inflow Performance Relationship) en un pozo con entrada de gas en solución, tenían un comportamiento diferente a la curva de afluencia generada por el modelo de Darcy. La cual es una recta (producto de considerar una sola fase y fluido ligeramente compresible). Artículo SPE 001476:
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Método de Afluencia de Vogel Resultados por programa de cálculo (Simulador) para diferentes fluidos y propiedades de la formación. Variables Adimensionales
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Método de Afluencia de Vogel Ejemplo: -Pws=2000 psi -Pwf =1500 =1500 psi -Q o=100 bpd
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Pwf (psi)
Pwf/Pws
Qo/Qomax
Qo (bpd)
1500
0.75
0.39
100 (Qomax=256.4)
1000
0.5
0.69
177
500
0.25
0.9
231
0
0
1.0
256.4
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Método de Afluencia de Vogel
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Método de Afluencia de Vogel Ecuación de Ajuste de la Curva Tipo de Vogel Vogel qo qo max
p wf p wf 0.8 1 0.2 p ws p ws
2
Forma general de la ecuación de Vogel qo qo max
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pwf pwf 1 c 1 c pws pws
2
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Método de Afluencia de Vogel Metodología de Aplicación de la ecuación de Vogel qo qo max
p wf p wf 0.8 1 0.2 p ws p ws
2
1) Datos de de Pr Prueba: pws, pwf , qo 2) Determinar qomax a partir de los datos de la prueba 3) Determinar qo para diferentes valores de p wf desde desde pws hasta cero. 4) Graf Grafic icar ar los los res resul ulta tado doss pwf vs vs qo
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Método de Afluencia de Vogel Ejercicio1: Aplicar la ecuación de Vogel para generar la curva de afluencia para la siguiente prueba: Pws= 2000 psi Pwf = 1500 psi qo= 100 bpd
qo qo max
p wf p wf 0.8 1 0.2 p ws p ws
2
Para los valores de Pwf: 2000, 1500, 1000, 500 y 0 psi
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Método de Afluencia de Vogel
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Método de Afluencia por IP
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Método de Afluencia por IP Índice de Productividad: Medida de la facilidad de flujo de los fluidos a través del medio poroso, se define como el gasto de producción del pozo que puede obtener ante una caída de presión en el yacimiento: IP
qo ( pws pwf )
Este método de Afluencia es el más simple y se utiliza cuando no se cuenta con pruebas de producción en el pozo y solo se tiene conocimiento o idea del Indice de productividad del pozo.
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Método de Afluencia por IP Forma de Línea Recta:
p wf p ws
qo IP
Pwf
m
1 IP
qo
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Método de Afluencia por IP ¿Como se Utiliza este método cuando existe gas en solución, presión de fondo fluyendo menor a la presión de burbujeo (Pwf< Pb)?. Se considera que el índice de productividad representa un valor característico del pozo para una condición cercana a la presión del yacimiento es decir: Δp es pequeño, de tal manera que el valor del IP representa el inverso de la pendiente de la curva de afluencia en dicho punto.
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Productividad de Pozos
Método de Afluencia por IP ¿Como se Utiliza este método cuando existe gas en solución, presión de fondo fluyendo menor a la presión de burbujeo (Pwf< Pb)?.
Pwf
m
1
IP
qo
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Productividad de Pozos
Método de Afluencia por IP Para obtener la variación del gasto los diferentes valores de pwf , lo cual es igual al IP, se recurre a la ecuación de Vogel para obtener: IP
dqo dp wf
Partiendo de la ecuación de Vogel: 2 pwf pwf qo qo max 1 0.2 p 0.8 p ws ws
dqo dpwf
qo
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max
0.2 pwf 1 0.8 2 p p p ws ws ws Productividad de Pozos
Método de Afluencia por IP Bajo la consideración antes planteada de que la caída de presión es muy pequeña
pwf pws
1
Por lo cual: dqo dpwf
p p ws ws
qo max
0.2
dqo
1.6
dpwf
p ws
qo max
1.8
Dado que la pendiente o derivada es negativa el signo negativo de la ecuación resultante se elimina: dqo dpwf Ricardo Posadas Mondragón
1.8 qo max
pws Productividad de Pozos
Método de Afluencia por IP Dado que:
IP
IP
dqo dpwf
1.8 qo max
pws
Finalmente el gasto máximo será:
qo ma x
IP pws
1.8
La ecuación obtenida es la relación entre el modelo de afluencia de IP con el modelo de Vogel que considera el gas en solución. Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Método de Afluencia por IP Se debe observar que la derivación anterior se generaliza como:
qo max Vogel
qo max modelo de afluencia 1.8
Donde el gasto máximo del modelo de afluencia utilizado puede ser: Darcy IP Pozo Horizontal Pozo Fracturado Fetkovich Etc….
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Productividad de Pozos
Método de Afluencia por IP Procedimiento: 1) Datos: Definir el valor de IP a utilizar y la Pws del yacimiento. 2) Determinar el gasto máximo. 3) Aplicar el método de Vogel determinando q o para diferentes valores de pwf desde pws hasta cero. 4) Graficar los resultados pwf vs qo.
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Método de Afluencia por IP Ejercicio 4: Se realizó una toma de información en el pozo C-2 y como resultado de la interpretación de la prueba se obtuvieron los siguientes resultados. k (mD) rw (ft) re (ft) h (ft) pws (psi) vis (cp) @ pws
84 0.35 2500 100 2356 1.30
Bo @ pws Daño (s) Pb (psi)
1.05 5 2500
Se desea obtener el Índice de Productividad del pozo y su curva de Afluencia IPR.
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Productividad de Pozos
Método de Afluencia por IP Ejercicio 4: IP
q
p
bpd 3.32 r e 3 psi 141.2 B ln r 4 s w kh
qo max
IP p wS
1.8
4347 bpd
Curva de Afluencia 2500
2000
) i 1500 s p ( f w1000 P 500
0 0
1000
2000
3000
4000
5000
Qo (bpd)
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Método de Afluencia por IP Ejercicio 4:
Curva de Afluencia 2500 IPR Darcy-Vogel 2000
IPR Darcy
) i 1500 s p ( f w1000 P
500 0 0
2000
4000
6000
Qo (bpd)
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8000
Método de IPR Generalizada
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Productividad de Pozos
Método de IPR Generalizado Este método es aplicable tanto para la condición del yacimiento bajosaturado como saturado. Se usa para generar la curva IPR de pozos donde la presión estática del yacimiento pws se encuentra por arriba de la presión de burbujeo. Es evidente que con el tiempo de explotación del yacimiento, la p ws disminuye y eventualmente en algún tiempo la presión será menor a la presión de burbujeo. Bajo lo anterior la Curva IPR que se construya tendrá dos partes: a) IPR Parte Bajosaturada (pwf > pb) b) IPR Parte Saturada (pwf < pb)
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Método de IPR Generalizado IPR Parte Bajosaturada Fase: Aceite
IPR Lineal
Ecuación que define el comportamiento: Indice de Productividad IP
qo ( pws
pwf )
qo
IP ( pws
pwf )
Rango de Presión:
pb pwf pws
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Productividad de Pozos
Método de IPR Generalizado IPR Parte Bajosaturada Forma Gráfica:
Pws
qob
IP ( pws
pb )
Pb
qob
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qo
Productividad de Pozos
Método de IPR Generalizado IPR Parte Saturada Fase: Aceite+Gas
IPR Curva
Ecuación que define el comportamiento: Vogel 2 p p wf wf 0.8 qo qo max 1 0.2 pb pb
Rango de Presión:
0 pwf pb
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Método de IPR Generalizado IPR Parte Saturada Forma Gráfica:
Pws
qo max
qob
IP pb 1.8
Pb
qob
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qomax
qo
Productividad de Pozos
Método de IPR Generalizado IPR Generalizada: Suma de ambas Partes: Bajosaturada y Saturada
Pws
2 p wf p wf 0.8 q o IP ( p ws pb ) q o max qob 1 0.2 pb pb
Su aplicación depende de Pws y Pwf
Pb
qob
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qomax
qo
Productividad de Pozos
Método de IPR Generalizado Para la aplicación de la ecuación generalizada existen tres diferentes casos: a) Pws>Pb y Pwf>Pb b) Pws>Pb y Pwf
Pb
qob
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qomax
qo
Productividad de Pozos
Método de IPR Generalizado Para la aplicación de la ecuación generalizada existen tres diferentes casos: Pws>Pb y Pwf>Pb Pwf Pws Pws
qo
Pb
qob
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qomax
IP ( pws pwf )
qo
Productividad de Pozos
Método de IPR Generalizado Para la aplicación de la ecuación generalizada existen tres diferentes casos: Pws>Pb y Pwf
q o IP ( p ws pb ) q o max Pb
qob
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qomax
2 p wf p wf 0.8 qob 1 0.2 pb pb
qo
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Método de IPR Generalizado Para la aplicación de la ecuación generalizada existen tres diferentes casos: Pws
qo qo max
p p 1 0.2 wf 0.8 wf pws pws
2
Pb
qob
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qomax
qo
Productividad de Pozos
Método de IPR Generalizado Ejercicio 5: Se realizó una toma de información con ULA al pozo C-3007, obteniendo la siguiente información: pws (Kg/cm2) pwf (Kg/cm2) Qo (bpd)
261.44 212.50 8526
Si se sabe que la presión de burbujeo del yacimiento es P b (kg/cm2)= 152.69 , obtener la curva IPR del pozo.
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Método de IPR Generalizado Ejercicio 5: Pwf (Kg/cm2) 0.00 10.89 21.79 32.68 43.57 54.47 65.36 76.25 87.15 98.04 108.93 119.83 130.72 141.61 152.51 163.40 174.29 185.19 196.08 206.97 217.87 228.76 239.65 250.55 261.44
Qo (bpd) 33720 33449 33057 32546 31914 31161 30288 29295 28182 26948 25594 24119 22524 20809 18974 17076 15179 13282 11384 9487 7589 5692 3795 1897 0
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300
IPR (Generalizada) 250
200 ) 2 m c / g 150 k ( f w P
100
50
0
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
Qo (bpd)
Productividad de Pozos
35000
40000
Método de IPR Composite
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Productividad de Pozos
Método de IPR Composite El modelo de Pozo Composite es aquel en el cual se considera la producción de aceite de un pozo con una fracción de agua producida. Se conceptualiza como si fuera un pozo con dos formaciones productoras en donde una aporta aceite y la otra agua. El manejo de este modelo considera aspectos que deben tenerse claros para comprender dicho comportamiento. Partiendo del esquema gráfico siguiente: Aceite
Qo
Qo
C.A.A
Qw
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Qw
Agua
Productividad de Pozos
Método de IPR Composite Se debe tener en cuenta que este modelo considera el aporte de las fases dentro del intervalo disparado, es decir, que el contacto agua-aceite ya está presente y no está planteado para canalizaciones o conificaciones de agua. El gasto de líquidos será la suma de la producción de aceite y agua: q L
qo
qw
Considerando la premisa de que la producción de ambas fases es de la misma formación, el índice de productividad es el mismo para calcular el flujo de aceite y de agua. Además considerando un yacimiento saturado. El cálculo de aceite lo obtenemos mediante la ecuación de Vogel. qo qo max Ricardo Posadas Mondragón
pwf pwf 1 0.2 0.8 pws pws
2
Productividad de Pozos
Método de IPR Composite El gasto máximo se puede obtener de:
qo max
IP pws 1 .8
Sustituyendo en la ecuación de Vogel
qo
IP pws 1.8
2 pwf pwf 0.8 1 0.2 pws pws
Para calcular la producción de agua se utiliza la definición de índice de productividad:
qw Ricardo Posadas Mondragón
IP P ws
P wf Productividad de Pozos
Método de IPR Composite Dado que existe producción de agua y aceite, los gastos a calcular deberán ser afectados por su correspondiente fracción: qw IP f w P ws P wf
Agua:
Aceite:
qo
IP p ws 1.8
p wf p 0.8 wf f o 1 0.2 p ws p ws
2
El gasto total será:
q L
IP pws
Ricardo Posadas Mondragón
1.8
2 pwf pwf 0.8 IP f w P ws P wf f o 1 0.2 pws pws
Productividad de Pozos
Método de IPR Composite Despejando el Índice de productividad; que es el objetivo del modelo de pozo composite: IP
q L 2 P P wf wf P ws 0.8 f w P ws P wf f o 1 0.2 P P 1 . 8 ws ws
De esta manera el IP puede ser calculado partiendo de una prueba de producción que contiene: - Pws - Pwf - qL - f w Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Método de IPR Composite Se debe tener en cuenta que esta ecuación aplica solo para el punto de la prueba. Para la generación de la Curva IPR, se utiliza el método planteado por PETROBRAS, en donde se considera un comportamiento como el mostrado en la siguiente gráfica: IPR Composite 120.00
100.00
80.00
) 2 ^ m c / g 60.00 K ( f w P
40.00
20.00
0.00 0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
Ql (bpd) Qo (bpd)
Ricardo Posadas Mondragón
Qw (bpd)
IPR TOTAL
Productividad de Pozos
Método de IPR Composite El análisis de la curva IPR se divide en tres secciones: Parte bajosaturada Parte donde Parte donde
qb
ql qo
ql qo
max
max
Parte bajosaturada Para la parte bajosaturada, como no existe liberación del gas en solución el comportamiento de la curva IPR es una línea recta:
ql IP ( pws
Ricardo Posadas Mondragón
pwf ) Productividad de Pozos
Método de IPR Composite Parte donde qb ql qo max En esta parte se debe tener en cuenta que la referencia de q omax es el potencial máximo del pozo para su producción de aceite sin considerar la fracción de agua, es decir para una fracción de aceite igual a uno. Se utiliza la ecuación obtenida anteriormente para el índice de productividad IP
q L
P wf P wf P ws 0.8 f o 1 0.2 P P 1 . 8 ws ws
2
f w P ws P wf
Y la ecuación para determinar la presión de fondo fluyendo para cada valor de gasto de líquido Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Método de IPR Composite ql q 1 f w p ws l p wf 0.125 p ws f o 81 80 IP qo max
Cabe aclarar que esta ecuación no es el valor de p wf despejado de la ecuación que define el Índice de productividad, sino que se obtiene al igualar la producción de aceite a la del líquido para determinar pwf al aceite y de igual manera se iguala la producción de agua a la de líquido para obtener p wf al agua. IPR Composite
120.00
100.00
80.00 ) 2 ^ m c/
60.00 g K( f w P
40.00
20.00
0.00 0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
Ql (bpd) Qo (bpd)
Ricardo Posadas Mondragón
Qw(bpd)
IPR TOTAL
Productividad de Pozos
Método de IPR Composite De tal manera que la generación de la IPR hasta esta etapa quedara de la siguiente manera: IPR Composite
120.00
100.00
80.00 ) 2 ^ m c/
60.00 g (K f w P
40.00
20.00
0.00 0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
Ql (bpd) Qo (bpd)
Qw(bpd)
IPR TOTAL
A partir de este punto, significa que ya no hay capacidad de aportación de aceite, por lo cual el resto de la aportación es de agua con un comportamiento lineal, pero con un nuevo valor de Índice de productividad (IP ´), el cual es calculado como se muestra en la siguiente parte. Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Método de IPR Composite Parte donde
ql qo max
Como ya se mencionó anteriormente, cuando ql qo max , ya no puede existir aportación de aceite, por lo que el resto de la aportación es de agua, con un comportamiento lineal, pero con un nuevo valor de Índice de productividad (IP ´), dicho índice es calculado con el valor de la pendiente de la curva en una sección final donde ql qo max , tomando este punto y uno muy cercano que se establece como ql 0.999 qo
max
0.999*qo max
200000
Ricardo Posadas Mondragón
qo max
300000
4000
Productividad de Pozos
Método de IPR Composite De la definición de Índice de Productividad: IP '
IP '
0.001 qo max p
0.001 q o max
0.125 p ws f o
0.999 qo 81 80 qo max
max
0.001qo 1 f w IP
max
Una vez obtenida la expresión anterior, se puede definir que la presión de fondo fluyendo , para los valores de gastos ql qo max , se calculan con la ecuación resultante de evaluar pwf para q y restando el valor de correspondiente para el valor de ql qo , utilizando el nuevo valor de IP . o max
max
Ricardo Posadas Mondragón
'
Productividad de Pozos
Método de IPR Composite Si ql
qo
max
p wf 0.125 p ws f o
qo max q o max 81 80 1 f w p ws q IP o max
p wf f w p ws
IP
qo
max
restando el valor de correspondiente para el valor de ql qo max , utilizando el nuevo valor de IP .'
p wf f w p ws
Ricardo Posadas Mondragón
q o max
IP
ql qo max IP '
Productividad de Pozos
Método de IPR Composite Ahora la gráfica de IPR completa queda de la siguiente forma
200000
Ricardo Posadas Mondragón
300000
400000
500000
Productividad de Pozos
Método de IPR Composite Para evaluar el gasto máximo de líquido del pozo se utiliza la última ecuación obtenida:
p wf f w p ws
q o max
IP
ql qo max IP '
El gasto máximo de líquido qLmax se obtendrá cuando pwf =0 ; por lo tanto: q o max ql max q o max 0 f w p ws IP IP '
ql max qo max
Ricardo Posadas Mondragón
q o max IP ' f w p ws IP
Productividad de Pozos
Método de IPR Composite Procedimiento: , w. 1) Datos: Pws, Pwf ,qL f
2) Determinar Índice de Productividad: IP
q L 2 P wf P wf P ws 0.8 f w P ws P wf f o 1 0.2 1.8 P ws P ws
3) Determinar el gasto máximo de aceite qomax para 100% aceite. qo
max
IP pws 1 .8
4) Calcular Índice de Productividad prima 0.001q o max
IP ' 0.125 p ws
Ricardo Posadas Mondragón
f o
0.999 qo max 0.001qo max 1 f w q IP o max
81 80
Productividad de Pozos
Método de IPR Composite Procedimiento: 5) Determinar el gasto máximo de líquido qLmax .
ql max q o max IP ' f w p ws
q o max
IP
6) Establecer valores del gasto de líquido para el rango de valores de cero hasta qLmax . 7) Determinar Pwf para cada valor de gasto de líquido establecido.
p wf 0.125 p ws f o
ql ql 81 80 1 f w p ws q IP o max
Ricardo Posadas Mondragón
ó
p wf f w p ws
qo max
IP
Productividad de Pozos
ql qo max IP '
Método de IPR Composite Ejercicio 6: Se realizó una toma de información en un pozo con alta producción de agua, los resultados se muestran en la tabla. pws (kg/cm2) pwf (kg/cm2) ql (bpd) fw (fracción)
113.12 112.73 2965 0.8
Si se sabe que la presión de burbujeo del yacimiento es P b (kg/cm2)= 152.69 , obtener la curva IPR del pozo.
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Método de IPR Composite Ejercicio 6: IPR Composite
120
fo (fracción) IP (bpd/psi) qomax (bpd) IP' (bpd/psi) qlmax (bpd)
0.2 534.69 477925 208.42 597156
100 ) 80 2 ^ m c / g 60 K ( f w P 40
20 0 0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
Ql (bpd)
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
700000
Método de IPR Composite Ejercicio 6: IPR Composite
120 100 ) 80 2 ^ m c / g 60 K ( f w P 40
80% Agua 0% Agua
20 0 0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
Ql (bpd)
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Método de IPR Jones
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Método de IPR de Jones Este modelo de comportamiento de afluencia considera el parámetro o la variable del intervalo disparado dentro del intervalo productor, por lo que el flujo radial hacia el pozo puede llegar a convertirse en flujo esférico dependiendo de la relación (h p / h) . Basado en lo anterior este modelo considera 2 términos dentro de la ecuación, uno para el flujo laminar del fluido (flujo Darcyano) y otro para considerar el flujo turbulento (flujo no-Darcyano). P ws P wf
r e
141 .2qo o Bo ln
r w 0.75 s
kh
2.3 x10
14
2
Bo o qo
2
h p2 r w
Donde es el factor de tortuosidad; 10
2.33 x10
k 1.201
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Método de IPR de Jones Si en la ecuación anterior se considera la siguiente agrupación: A
r e
141 141.2 o Bo ln
B
r w 0.75 s
Término de flujo laminar
kh 2.3 x10
14
2
Bo o
Término de flujo turbulento
h p2 r w
Entonces;
Bqo2 Aq Aqo P ws
P wf
0
Ecuación cuadrática. cuadrática. qo Ricardo Posadas Mondragón
A A2 4 B( pws pwf ) 2 B Productividad de Pozos
Método de IPR de Jones Con la solución de la ecuación cuadrática se pueden obtener los gastos a diferentes presiones de fondo fluyendo y construir la curva IPR. Sin embargo una de las mayores aplicaciones del método de Jones es evaluar la longitud óptima de disparos de un pozo, a fin de obtener la mayor producción con la menor menor longitud de disparos. disparos. Evaluando lo anterior en términos del q omax para pwf =0 =0
q o max
Ricardo Posadas Mondragón
A A2 4 Bpws 2 B
Productividad de Pozos
Método de IPR de Jones Para determinar la longitud óptima de disparos se genera una tabla como la siguiente: A
hp (ft)
B (psi/bpd^2)
qomax (bpd)
1
B1
qomax1
3
B2
qomax2
5
B3
qomax3
10
B4
qomax4
…
…
…
…
…
…
h
Bh
qomaxh
Ricardo Posadas Mondragón
B
141 141.2 o Bo ln r e r w
0.75 s
kh
2.3 x10
q o max
14
2
Bo o
h p2 r w A A2 4 Bpws 2 B
Productividad de Pozos
Método de IPR de Jones Al graficar los resultados se obtiene:
qomax
h p óptimo
Ricardo Posadas Mondragón
hp
Productividad de Pozos
Método de IPR de Jones Ejercicio 8: Se encuentra interviniendo un pozo con una plataforma semisumergible, debido a los altos costos de renta de la plataforma se desea optimizar el número de corridas de disparos en el pozo sin afectar la producción del mismo. Se ha solicitado al grupo de Productividad de Pozos Pozos definir la longitud óptima de disparos. La información disponible de la formación y fluidos es la siguiente: Datos k (mD) rw (ft) re (ft) h (ft) s pws (psi) vis (cp) @ pws Bo @ pws ρo (lb/ft3)
Ricardo Posadas Mondragón
422 0.35 715 656 10 1648 2.77795 1.25811 49.58
Productividad de Pozos
Método de IPR de Jones Ejercicio 8: hp (ft) B (psi/bpd^2) Qomax(bpd) 3 11807 9.3E-06 5 18167 3.3E-06 10 29941 8.3E-07 15 37492 3.7E-07 20 42377 2.1E-07 30 47798 9.3E-08 50 51863 3.3E-08 100 54041 8.3E-09 150 54486 3.7E-09 200 54645 2.1E-09 300 54760 9.3E-10 400 54801 5.2E-10 500 54819 3.3E-10 600 54830 2.3E-10
Ricardo Posadas Mondragón
Sensibilidad h p 60000
50000
) 40000 d p b ( 30000 x a m o
q20000 10000
0 0
100
200
300
400
500
hp (ft)
hp óptimo = 100 ft Productividad de Pozos
600
700
Método de IPR de Pozos Horizontales
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Método de IPR de Pozos Horizontales (Estacionario) Una ecuación de Flujo en estado estacionario para determinar el comportamiento de pozos horizontales que fue determinada por Joshi (1991), bajo la definición de un área de drene elíptica del pozo la cual esta definida por la longitud de la sección horizontal y el radio de drene. La ecuación Obtenida por Joshi es la siguiente:
qo
k h h pws pwf
a 141 .2 Bo o ln
Ricardo Posadas Mondragón
L a2 2 L 2
2
h h ln L 2r w
Productividad de Pozos
Método de IPR de Pozos Horizontales (Estacionario) Donde: 2r e a 4 L 2 2 L
1
1
4
(Geometría del Pozo)
y
Unidades
k h k v
(Anisotropía)
Qo bpd ; Gasto de producción k h mD; Permeabilidad Horizontal k v mD; Permeabilidad Vertical h ft ; Espesor de la formación pws psi; Pr esión de fondo estática pwf psi; Pr esión de fondo fluyendo Bo bl / stbl ; Factor de volumen del aceite
o cp; Vis cos idad del aceite L ft ; Longitud horizontal del pozo r w ft ; Radio del pozo r e ft ; Radio de Drene
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Método de IPR de Pozos Horizontales (Estacionario) Como puede observarse es de forma similar a la ecuación de Darcy para pozos verticales, la ecuación anterior considera que no hay daño en la vecindad de la formación. La forma del área de drene y la ubicación del pozo en el mismo tendrá que corresponder al siguiente diagrama: Area de Drene Elíptic a - J os hi 400
300
200
a=r e
100
L 0 -1500
- 1000
- 500
0
500
b
1000
1500
-100
-200
-300
-400
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Método de IPR de Pozos Horizontales (Estacionario) Al considerar el daño en la Ecuación de Joshi qo
k h h pws pwf
a 141.2 Bo o ln
Ricardo Posadas Mondragón
a h 2 h ln L L 2r w 2 2
2 L
1 s r ln e r w
Productividad de Pozos
Método de IPR de Pozos Horizontales (Estacionario) Evaluación del Índice de Productividad del Pozo: IP
k h h
a 141.2 Bo o ln
L a2 2 L 2
2
h h ln L 2r w
1 s r ln e r w
Evaluación del gasto máximo del Pozo:
qmax
Ricardo Posadas Mondragón
IP pws 1.8
Productividad de Pozos
Método de IPR de Pozos Horizontales (Estacionario) Características del Método: -
Aplicable para flujo Estacionario.
-
Evaluación del comportamiento del pozo en el centro del área de flujo.
-
No permite realizar evaluación del efecto de la posición del pozo dentro del área de drene.
-
Se debe garantizar un área de drene elíptica (No considera efectos de frontera)
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Método de IPR de Pozos Horizontales (Estacionario) Procedimiento: 1) Datos: L, re, kh , kv , h, rw ,vis, Bo, Pws , s, b 2) Determinar a y β L a 2
2r 2 4 L
1
1
4
e
k h
k v
3) Determinar el índice de Productividad del pozo IP
k h h
a 141.2 Bo o ln
Ricardo Posadas Mondragón
L a2 2 L 2
2
h h ln L 2r w
1 s r ln e r w
Productividad de Pozos
Método de IPR de Pozos Horizontales (Estacionario) Procedimiento: 4) Determinar qomax :
qmax
IP pws
1.8
5) Establecer rango de pwf y determinar sus gastos correspondientes con Vogel. 2 pwf pwf 0.8 qo qo max 1 0.2 p p ws ws
6) Construir curva IPR. Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Método de IPR de Pozos Horizontales (Estacionario) Ejercicio 11: Determinar la Curva IPR para el pozo Horizontal cuya información se muestra en la tabla inferior. Se sabe que el yacimiento presenta una entrada de agua importante, manteniendo la presión del yacimiento. Datos
L (ft) re (ft) kh (mD) kv/kh (adim) h (ft) rw (ft) vis(cp) Bo (bls/stbl) pws (psi) S Longitud Zona (ft) Ricardo Posadas Mondragón
2625 984 1100 0.1 394 0.354 2.7 1.16 1636 5 8202 Productividad de Pozos
Método de IPR de Pozos Horizontales (Estacionario) Ejercicio 11: IPR Pozo Horizontal Estado Estacionario - Joshi
Cálculos
kv (mD) β a IP (bpd/psi) Qomax(bpd)
110 3.16 1469 149 135499
1800
1600
1400
) i1200 s p ( f w 1000 P 800
600
400
200
0 0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
Qo (bpd)
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
160000
Aspectos a Evaluar en Pozos Horizontales
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Método de IPR de Poz Pozos os Horizontales (Pseudo-estacionario) -
Incr Increm emen ento to del del Índi Índice ce de Prod Produc ucti tivi vida dad d
Flujo Estacionario: IP
kh
a 141.2 Bo o ln
L a 2 L 2 2
2
h ln h L 2r w
1 s r ln e r w
Flujo Pseudo-estacionario: Pseudo-estacionario: IP
Ricardo Posadas Mondragón
b k x k z
1 2 A ln C 0.75 s b s 141.2 Bo o ln H R r L w Productividad de Pozos
Método de IPR de Poz Pozos os Horizontales (Pseudo-estacionario) -
Evalu Evaluar ar pér pérdid didas as de Pres Presión ión por por fric fricció ción n en la la secci sección ón horiz horizont ontal al 70 0
Perfil de de A portaci portación ón U nitaria 60 0
Diámetro 3.958” 6.625” 6.184” 4.892” 50 0
)
m/ 40 0 d p b(
n 30 0 Q
20 0
10 0
0
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
Sección Secc ión Horizontal Horizontal de Talón Talón a Punta (Izquierda(Izquierda- Derecha) (m ts)
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Método de IPR de Poz Pozos os Horizontales (Pseudo-estacionario) -
Dete De term rmin inar ar long longit itud ud horiz horizon onta tall ópti óptima ma 3000
Comportamiento Comportamiento de Horizontalidad Horizontalidad 2800
2600
2400
2200
) d p2000 b ( l Q 1800
1600
1400
1200
1000 0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
Longitud Horizontal (mts)
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Método de IPR de Poz Pozos os Horizontales (Pseudo-estacionario) -
Regul Re gular ar y Homog Homogene eneiz izar ar el fluj flujo o a lo lar largo go de la secci sección ón horiz horizont ontal al (ICD (ICD)) d m 7 8 3 3 –
4 1 3 3 o t d d n e m i m 5 0 m 9 1 a r 3 3 u 3 t 3 r c r o o a r d d F a a c c a a p p m m E E
md, 2890 2890 mv
Ricardo Posadas Mondragón
Liner 4 ½” con sistema Equalizer
d m 2 8 4 3 r o d a c a p m E
6 1/8” P.T @ 3482.83 3482.83 md 2890 mV
Productividad de Pozos
IPR Futuro
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Productividad de Pozos
IPR Futuro Método de Eickmer Este método establece una ecuación cúbica que relaciona los gastos máximos presentes y futuros en función del cambio de la presión del yacimiento.
pws futura qmax futuro qmax actual pws actual
3
Principal consideración: p cte
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Productividad de Pozos
IPR Futuro Método de Eickmer Aplicable para evaluar el Comportamiento IPR de un pozo en función de las propiedades de un pozo correlación.
Selección del Pozo Vecino cercano, produciendo en la misma formación y con información reciente.
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p cte
Productividad de Pozos
IPR Futuro Método de Eickmer Procedimiento: 1) Datos originales del Pozo: qo, Pws , Pwf , Pws futura 2) Determinar qomax actual qo max actual
qo
pwf pwf 0.8 p p ws ws
2
1 0.2
3) Determinar qomax futuro
qo max futuro qo max
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pws futura actual p ws actual
3
Productividad de Pozos
IPR Futuro Método de Eickmer Procedimiento: 4) Determinar los gastos para diferentes P wf , a partir de Vogel qo qo max
pwf pwf 0.8 futuro 1 0.2 pwsfutura pwsfutura
2
5) Construir curva IPR
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Productividad de Pozos
IPR Futuro Método de Eickmer Ejercicio 14: Determinar el IP y la Curva IPR para un pozo en función de la información de un pozo vecino cercano que servirá para correlacionar la información de afluencia. Si la presión estimada actual es de P ws = 113 kg/cm2. Cálculo de IPR Futuro DATOS DEL POZO DE CORRELACION C-XXXX Pozo Correlación Pws 121.60 (kg/cm²) Pwf 117.02 (kg/cm²) Qo 7367 (BPD)
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Productividad de Pozos
IPR Futuro Método de Eickmer Ejercicio 14:
C u r v a d e IP R
CONDICIONES FUTURAS Pwsf 113.00 (kg/cm²) Pwf 108.42 (kg/cm²) Qmaxf 88685 (bpd) (BPD) IP 99.32 (BPD/psia) Qof 6354 (BPD)
140 IPR Original
120
IPR Futura
100
) 2 m 80 c / g 60 K ( n ó i 40 s e r P 20
0 0
20000
40000
60000
80000
100000 120000 Qo (BPD)
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
IPR Futuro Otros Métodos Fetkovich
P ws qo J o ' P ws 2
2
1
P ws P wf 2
2
1
1
n
Requiere prueba Isocronal
Standing
k ro Bo o f IP f IP p k ro Bo o p
Ricardo Posadas Mondragón
qo
IP f pws 1.8
pwf
2 p wf
0.8 1 0.2 pws pws
Requiere conocer el comportamiento de Permeabilidades relativas con la presión Productividad de Pozos
III.- FACTOR DE DAÑO Y SU RELACIÓN CON COMPORTAMIENTO DE AFLUENCIA
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Definición de Daño Es una restricción adicional al flujo que se manifiesta como una caída de presión adicional en el trayecto del fluido del yacimiento al pozo. Esta restricción se da en la vecindad del pozo principalmente ya que es donde se encuentran los fluidos de invasión.
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Daño a la Formación Factores que provocan daño: a) Invasión de Fluidos b) Disparos c) Penetración Parcial d) Desviación e) Pseudo-daños I. Fracturamiento II. Empacamiento de grava III. Liner IV. Cedazos V. Etc.
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Productividad de Pozos
Daño Van Everdingen y Hurst Invasión de Fluidos: Originado por el filtrado de los fluidos de perforación y terminación de los pozos, generalmente este tipo de daño es el mas común y el de mayor impacto sobre la producción. Dicho daño puede ser removido mediante tratamientos como Estimulaciones y Limpiezas a la formación. Su radio de alcance es de algunos pies dependiendo de la permeabilidad de la formación o si existen fracturas. Definición por Van Everdingen y Hurst (1953). Película Infinitesimal
s
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kh 141 .2qB
p s
Productividad de Pozos
Daño a la Formación Invasión de Fluidos:
p s
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Productividad de Pozos
Daño a la Formación Hawkins Invasión de Fluidos:
p s pk pk s
Definición de Daño por Hawkins 141 .2qB s
kh
r s r s 141 .2qB ln r r w w
141 .2qB ln
k s h
141 .2qB s
kh
kh
r s r 1 1 w k k s
141 .2qB ln
h
r s k 1 r w k s
s ln
rw rs,,kS re,k Ricardo Posadas Mondragón
k s k
s 0
k s k
s 0
k s k
s 0
Productividad de Pozos
Daño por Disparos Daño por Disparos: Originado por mala eficiencia al disparar el Liner de Producción para comunicar el pozo con el yacimiento. ¿Principal objetivo de un Disparo? Obtener una producción del pozo igual o mayor a la producción que tendría el pozo si produjera en agujero descubierto. Lo anterior se logra al incrementar el radio efectivo del pozo con el disparo, sin disparar todo el intervalo productor.
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Productividad de Pozos
Daño por Disparos Factores que influyen: a) b) c) d) e) f)
Diámetro de Disparos Penetración de Disparos Densidad de Disparos Fase Diámetro del pozo Anisotropia (kz/kr)
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r
w
l p
r p
h p
Productividad de Pozos
Daño por Disparos Formas de Evaluar el daño por disparos:
a) Nomograma; Hong (1975) b) Analítica; Karakas y Tariq (1991)
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Productividad de Pozos
Daño por Disparos Nomograma; Hong (1975)
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Productividad de Pozos
Daño por Disparos Evaluar Daño por Disparos: Densidad Disparos: 2 cargas/ft Diámetro del Pozo: 6”
Kz/Kr=1 Fase: 180° Penetración: 4” Diámetro de Disparos: ½”
Sp= 0.3
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Productividad de Pozos
Daño por Disparos Analítica; Karakas y Tariq (1991) La determinación del Daño por disparos fue desarrollado por Karakas y Tariq en 1991, presentando una solución semianalítica, dividiendo el efecto de daño por disparos en 3 componentes:
Efecto de flujo en el plano horizontal ( s )
Efecto de convergencia Vertical ( s )
Efecto del agujero ( s wb )
H
v
El daño total debido a los disparos será:
s p s H sv swb Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Daño por Disparos Las variables requeridas para el cálculo de los componentes de daño por disparos son:
Radio del pozo ( r )
Radio de los disparos ( r p )
Penetración de los disparos ( l p )
Fase de las pistolas ( )
Densidad de cargas ( 1 / h p )
w
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Productividad de Pozos
Daño por Disparos Cálculo del Efecto de Flujo en el Plano Horizontal ( s ) H
r w s H ln ´ r w Lo cual significa que el efecto en el plano horizontal es una relación del radio de flujo que tendría el pozo en agujero descubierto, con respecto a un radio equivalente generado en función de la fase de las pistolas. Esta definición es similar a la ecuación de daño por invasión de fluidos a partir de radios equivalentes.
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Productividad de Pozos
Daño por Disparos Para evaluar el radio equivalente en función de la fase de las pistolas se utilizan las siguientes ecuaciones, determinadas por Karakas y Tariq: l p r w´ 4 a r w l p
El parámetro
a
para 0 para 0
se determina a partir de la Tabla siguiente:
fase
a
a1
360
0.25
-2.091
180
0.5
120
b1
b2
c
c
0.0453
5.1313
1.8672
0.16
2.675
-2.025
0.0943
3.0373
1.8115
0.026
4.532
0.648
-2.018
0.0634
1.6136
1.777
0.066
5.32
90
0.726
-1.905
0.1038
1.5674
1.6935
0.0019
6.155
60
0.813
-1.898
0.1023
1.3654
1.649
0.0003
7.509
45
0.86
-1.788
0.2398
1.1915
1.6392
0.000046
8.791
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a
2
1
2
Productividad de Pozos
Daño por Disparos Al observar el comportamiento de la tabla, se determina que conforme disminuye el ángulo de la fase, el factor aumenta, lo cual significa un radio equivalente mayor y por consecuencia un daño por efecto de flujo horizontal menor. Cálculo del Efecto de Convergencia Vertical ( s v )
Para el cálculo de este efecto se determinan 2 variables adimensionales:
h D
h p
k h
l p
k v
r p 1 r D 2h p
k v
k h
Donde k h , k v son la permeabilidad horizontal y vertical respectivamente. Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Daño por Disparos h D
; es una relación de la separación entre las cargas, verticalmente, con respecto a la penetración de los disparos. r D
; es una relación del radio de los disparos, con respecto a la separación entre las cargas.
El efecto de convergencia vertical se determina de la siguiente manera:
sv
a
b 1
b
10 h D r D
De donde a y b, se determinan con las siguientes ecuaciones: a
a2
a1 log r D
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b
b1 r D
b2
Productividad de Pozos
Daño por Disparos Donde a1 , a 2 , b1 y b2 son obtenidos de la tabla anterior. El efecto de daño vertical, s , generalmente es el de mayor contribución, principalmente para disparos con densidades de cargas pequeñas. v
Cálculo del Efecto del Agujero ( s wb ) Para determinar este efecto se requiere calcular una variable adimensional r , la cual es una relación del radio del pozo con respecto a un radio equivalente resultante de la penetración de los disparos en la formación, considerando una densidad de cargas muy grande y un ángulo pequeño de fase. Siendo este el efecto por el agujero. wD
r wD Ricardo Posadas Mondragón
r w l p r w Productividad de Pozos
Daño por Disparos El daño por el efecto del Agujero es:
s wb c1e Las constantes
c
1
c2 r wD
y c2 son obtenidas de la tabla anterior.
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Productividad de Pozos
Daño por Disparos Ejercicio 3.1 Determinar el Daño por Disparos a través del Método de Karakas y Tariq, para un pozo con la siguiente información: lp (plg) dp (plg) rw (plg) spf (cargas/pie) Fase ( º ) Kh (mD) Incremento) Kz (mD)
Penetración de los Disparos Diámetro del Agujero de los disparos Radio del Pozo Cargas Explosivas por Pie Fase de las cargas Permeabilidad radial (a partir de la curva de Permeabilidad vertical (Generalmente Kh/10)
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8 0.25 3.936 2 180 8000 800
Productividad de Pozos
Daño por Disparos Ejercicio 3.1
Resultados
Daño por Disparos debido al efecto Radial (Sh) Daño por Disparos debido al efecto Vertical (Sv) Daño por Disparos debido al efecto del Agujero (Swb)
-0.416 5.426 0.116
Suma del Daño por disparos
5.125
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Daño por Penetración Parcial y Desviación El Dr. Heber Cinco Ley (1975) determinó una solución semianalítica, en donde presentó tablas de estos daños para diferentes combinaciones de penetración parcial y desviaciones, bajo la siguiente configuración de Pozo-Yacimiento.
r
w
h
hw
z
w
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Productividad de Pozos
Daño por Penetración Parcial y Desviación
sc d sc sd Para el cálculo del daño por desviación y Penetración parcial, se requieren evaluar los siguientes parámetros Adimensionales:
h D
h
r w
z wD
z w r w
hwD
hw r w
Con las variables anteriores, se entra a las siguientes tablas y se determinan los valores de daño por desviación sd y daño por penetración parcial s . c
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Productividad de Pozos
Daño por Penetración Parcial y Desviación
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Productividad de Pozos
Daño por Penetración Parcial y Desviación
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Productividad de Pozos
Daño por Penetración Parcial y Desviación Existe una relación Lineal entre Sc+d vs log(hD)
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Productividad de Pozos
Daño por Penetración Parcial y Desviación Ejercicio 3.2 Determinar el Daño por Penetración Parcial y Desviación para un pozo con la siguiente configuración, rw=3.936”: cima
cima disparos
hw
base disparos zw base
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h
Desviación ( º ) Cima (mV) cima de la formación Base (mV) base de la formación Cima disparos (mV) cima de los disparos Base disparos (mV) base de los disparos
Desviación del Pozo Profundidad vertical de la
45 0
Profundidad vertical de la 100 Profundidad vertical de la 0 Profundidad vertical de la 10
Productividad de Pozos
Daño por Penetración Parcial y Desviación Ejercicio 3.2 hD=1000 ZwD= 950 hwD= 101
S c+d = 41.521 -10.677 = 30.844 Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Ecuación General de Daño Ecuación General de Daño: Penetración Parcial Disparos Invasión
Flujo Radial
rw
Δptotal = Δpradial +Δpc+d +Δpf + Δpp Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Ecuación General de Daño Δptotal = Δpradial +Δpc+d +Δpf + Δpp
pdañototal pc d p f p p 141 .2qB
141 .2qB
kh
kh
st
sc
st sc d
d
h hw
141 .2qB
141 .2qB
khw
khw
s f
h hw
s f
s p
s p
El daño que puede ser removido es el de invasión de fluidos, mediante Estimulación o Limpieza de Intervalo productor: s f Ricardo Posadas Mondragón
hw h
st sc d s p Productividad de Pozos
Daño a la Formación Inclusión el Daño en la Ecuación de Darcy: q
q
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kh p pwf
r e 3 141.2 B ln r 4 w
kh p pwf
r e 3 141 .2 B ln r 4 s w Productividad de Pozos
Determinación del Daño total Este daño es calculado a partir del análisis de una prueba de presión, el cual generalmente se obtiene de la curva de incremento, por garantizar un gasto constante en el pozo (qo=0). Partiendo de la toma de información del pozo, se define la curva de incremento que se va a analizar.
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Productividad de Pozos
Determinación del Daño total La técnica de análisis de curvas de incremento más usual es la técnica de Horner, la cual consiste en graficar los datos de presión contra el logaritmo del tiempo de Horner, el cual se obtiene a partir de la aplicación de principio de superposición. Es decir se grafica
t p t t . Donde
p ws vs log
t p t t
es el tiempo de Horner.
Del resultado de la gráfica semilog, se obtiene una sección de línea recta, la cual corresponde al comportamiento del yacimiento, como un yacimiento infinito Homogéneo.
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Productividad de Pozos
Determinación del Daño total
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Productividad de Pozos
Determinación del Daño total La ecuación de define el comportamiento del yacimiento Homogéneo infinito para una curva de incremento es la siguiente: p ws p wf
162.6qB kh
t p t log t
De donde podemos observar que es la forma de una ecuación de línea recta, en donde la pendiente es: 162 .6qB m kh De donde puede ser despejada la permeabilidad de la formación: k
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162.6qB
mh Productividad de Pozos
Determinación del Daño total Partiendo de la aproximación logarítmica de la solución línea fuente: pws
k 162 .6qB 3.2274 0.8686 pi log t log 2 k h cr w
s
El daño puede ser despejado: p1hr pwf (t 0) k 3.2274 s 1.1513 log 2 m cr w
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Productividad de Pozos
Determinación del Daño total Ejercicio 3.3 Determinar el Daño del Pozo a partir de la Siguiente Información tiempo
pws (psi)
tiempo
pws (psi)
tiempo
pws (psi)
tiempo
pws (psi)
2 5/ 07/ 2006 20: 09: 03
3 850. 459
25/ 07/ 2006 20: 13: 13
4212. 998
25 /07/ 20 06 20: 17: 23
448 4. 915
25/ 07 /2006 20: 21: 33
4597. 726
2 5/ 07/ 2006 20: 09: 13
3865. 7
25/ 07/ 2006 20: 13: 23
4226. 335
25 /07/ 20 06 20: 17: 33
449 2. 597
25/ 07 /2006 20: 21: 43
4599. 221
2 5/ 07/ 2006 20: 09: 23
3 881. 548
25/ 07/ 2006 20: 13: 33
4239. 234
25 /07/ 20 06 20: 17: 43
450 0. 231
25/ 07 /2006 20: 21: 53
4600. 575
2 5/ 07/ 2006 20: 09: 33
3 896. 582
25/ 07/ 2006 20: 13: 43
4252. 052
25 /07/ 20 06 20: 17: 53
450 7. 478
25/ 07 /2006 20: 22: 03
4601. 79
2 5/ 07/ 2006 20: 09: 43
3 912. 219
25/ 07/ 2006 20: 13: 53
4264. 577
25 /07/ 20 06 20: 18: 03
451 4. 416
25/ 07 /2006 20: 22: 13
4602. 875
2 5/ 07/ 2006 20: 09: 53
3 927. 272
25/ 07/ 2006 20: 14: 03
4277. 151
25 /07/ 20 06 20: 18: 13
452 1. 189
25/ 07 /2006 20: 22: 23
4603. 863
2 5/ 07/ 2006 20: 10: 03
3 942. 614
25/ 07/ 2006 20: 14: 13
4289. 742
25 /07/ 20 06 20: 18: 23
452 7. 446
25/ 07 /2006 20: 22: 33
4604. 716
2 5/ 07/ 2006 20: 10: 13
3 957. 654
25/ 07/ 2006 20: 14: 23
4301. 678
25 /07/ 20 06 20: 18: 33
453 3. 646
25/ 07 /2006 20: 22: 43
4605. 499
2 5/ 07/ 2006 20: 10: 23
3 972. 631
25/ 07/ 2006 20: 14: 33
4313. 874
25 /07/ 20 06 20: 18: 43
45 39. 36
25/ 07 /2006 20: 22: 53
4606. 168
2 5/ 07/ 2006 20: 10: 33
3 987. 591
25/ 07/ 2006 20: 14: 43
4325. 431
25 /07/ 20 06 20: 18: 53
454 4. 905
25/ 07 /2006 20: 23: 03
4606. 782
2 5/ 07/ 2006 20: 10: 43
4 002. 293
25/ 07/ 2006 20: 14: 53
4337. 264
25 /07/ 20 06 20: 19: 03
455 0. 072
25/ 07 /2006 20: 23: 13
4607. 312
2 5/ 07/ 2006 20: 10: 53
4 017. 248
25/ 07/ 2006 20: 15: 03
4348. 533
25 /07/ 20 06 20: 19: 13
455 4. 979
25/ 07 /2006 20: 23: 23
4607. 789
2 5/ 07/ 2006 20: 11: 03
4 031. 688
25/ 07/ 2006 20: 15: 13
4359. 915
25 /07/ 20 06 20: 19: 23
455 9. 678
25/ 07 /2006 20: 23: 33
4608. 199
2 5/ 07/ 2006 20: 11: 13
4 046. 587
25/ 07/ 2006 20: 15: 23
4370. 749
25 /07/ 20 06 20: 19: 33
456 4. 005
25/ 07 /2006 20: 23: 43
4608. 577
2 5/ 07/ 2006 20: 11: 23
4 060. 706
25/ 07/ 2006 20: 15: 33
4381. 636
25 /07/ 20 06 20: 19: 43
456 8. 203
25/ 07 /2006 20: 23: 53
4608. 909
2 5/ 07/ 2006 20: 11: 33
4 075. 282
25/ 07/ 2006 20: 15: 43
4392 .16
25 /07/ 20 06 20: 19: 53
457 1. 961
25/ 07 /2006 20: 24: 03
4609. 199
2 5/ 07/ 2006 20: 11: 43
4 089. 394
25/ 07/ 2006 20: 15: 53
4402. 595
25 /07/ 20 06 20: 20: 03
457 5. 596
25/ 07 /2006 20: 24: 13
4609. 459
2 5/ 07/ 2006 20: 11: 53
4 103. 648
25/ 07/ 2006 20: 16: 03
4412. 645
25 /07/ 20 06 20: 20: 13
457 8. 898
25/ 07 /2006 20: 24: 23
4609. 688
2 5/ 07/ 2006 20: 12: 03
4 117. 885
25/ 07/ 2006 20: 16: 13
4422. 544
25 /07/ 20 06 20: 20: 23
458 2. 031
25/ 07 /2006 20: 24: 33
4609. 897
2 5/ 07/ 2006 20: 12: 13
4 131. 671
25/ 07/ 2006 20: 16: 23
4432. 277
25 /07/ 20 06 20: 20: 33
458 4. 878
25/ 07 /2006 20: 24: 43
4610. 081
2 5/ 07/ 2006 20: 12: 23
4 145. 839
25/ 07/ 2006 20: 16: 33
4441. 629
25 /07/ 20 06 20: 20: 43
458 7. 498
25/ 07 /2006 20: 24: 53
4610. 254
2 5/ 07/ 2006 20: 12: 33
4 159. 307
25/ 07/ 2006 20: 16: 43
4450. 924
25 /07/ 20 06 20: 20: 53
458 9. 981
25/ 07 /2006 20: 25: 03
4610. 411
2 5/ 07/ 2006 20: 12: 43
4 173. 188
25/ 07/ 2006 20: 16: 53
4459 .64
25 /07/ 20 06 20: 21: 03
459 2. 164
25/ 07 /2006 20: 25: 13
4610. 555
2 5/ 07/ 2006 20: 12: 53
4 186. 422
25/ 07/ 2006 20: 17: 03
4468. 485
25 /07/ 20 06 20: 21: 13
459 4. 225
25/ 07 /2006 20: 25: 23
4610. 681
2 5/ 07/ 2006 20: 13: 03
4 199. 973
25/ 07/ 2006 20: 17: 13
4476. 719
25 /07/ 20 06 20: 21: 23
459 6. 043
25/ 07 /2006 20: 25: 33
4610. 806
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Determinación del Daño total Ejercicio 3.3 q
4539 bpd
Bo
o
h
ct
1.2833 1.5014 cp
150 mts 0.05 1.246 x10 5 psi
1
r w
4.25"
t p
9.64 hrs (tiempo de producción antes del cierre )
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Productividad de Pozos
Determinación del Daño total Ejercicio 3.3 4700
Gráfica de Horner 4640
4600
Gráfica de Horner 4635
4500 4630
4400 4625
)i
)i
s p(
s 4300 p(
4620
s w p
s
4615
w 4200 p
4610
4100 4605
4000 4600 1
3900
10
100
(tp +dt)/dt
3800 1
Ricardo Posadas Mondragón
10
100
(tp +dt)/dt
1000
10000
Productividad de Pozos
Determinación del Daño total Ejercicio 3.3 t p t t
pws ( psi)
1
4621.9
10
4616.3
m
4616 .3 4621 .9 log(10 / 1)
5.6 log(10)
5.6 1
5.6 psi / ciclo
A partir de la pendiente obtenida de la línea recta generada en la tendencia de la curva, se puede calcular la permeabilidad de la formación, mediante la ecuación antes mencionada: k
162.6qB
mh
Ricardo Posadas Mondragón
k
162 .6 4539 1.2833 1.5014
5.6 492
516 mD
Productividad de Pozos
Determinación del Daño total Ejercicio 3.3 Gráfica Semilog dt vs pws 4700 4600 4500 4400
i)
s 4300 p( s
w 4200 p
4100 4000 3900 3800 0.0010
t
pws ( psi)
1
4615.92
10
4620
Ricardo Posadas Mondragón
0.0100
dt (hrs)
m
0.1000
4620 4615 .92 log(10 / 1)
1.0000
4.08 log(10)
10.0000
4.08 1
4.08
psi / hr
Productividad de Pozos
Determinación del Daño total Ejercicio 3.3 La presión de fondo antes del cierre y la presión a 1 hora del cierre son las siguientes: pwf 3850 .46 psi pws t 1hr 4615 .92 psi
Aplicando la ecuación: p1hr pwf (t 0)
s 1.1513
4615 .92 3850 .46
s 1.1513
4.08
m
k log 3 . 2274 2 cr w
516 log 3 . 2274 2 5 0 . 05 1 . 5014 1 . 246 x 10 4 . 25 / 12
s 208.6 Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Determinación del Daño total Ejercicio 3.3 Validación del Resultado en Saphir:
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Valor mínimo de Daño Partiendo de la Ecuación de Darcy en estado Pseudoestacionario con Daño, obtenida anteriormente: q
kh p pwf
r e 3 141.2 B ln s r w 4
Para el caso de un pozo productor el gasto es positivo, lo cual implica que:
r e 3 ln s 0 r w 4
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Valor mínimo de Daño El valor límite será cuando;
r 3 ln s 0 r 4 e
w
Despejando el Daño de esta expresión:
s
r 3 ln r 4 e
min
w
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Valor mínimo de Daño 1
10
R e (mts )
100
1,000
10,000
100,000
0 -2 -4
i d
-6
o
-8
S
a( ñ a
D -10 -12 -14
Los radios de drene muy difícilmente pueden llegar a ser mayores a 1000 mts, por lo cual se puede establecer que el daño es negativo no podrá ser menor a s=-8.5. Lo anterior es una explicación de la limitante de los valores de daño negativos y el valor límite dependerá de la relación . r
e
r w
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
IV.- CURVAS DE DECLINACIÓN
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Declinación de la Producción La producción de un pozo o un campo tiene la característica de disminuir con el tiempo, debido a la disminución de la presión del yacimiento, dicho comportamiento de declinación de la producción obedece a comportamientos matemáticos, que indican el tipo de declinación: • Exponencial • Hiperbólica • Armónica Partiendo de la definición del ritmo de declinación: el cambio del gasto para un periodo de tiempo determinado, respecto al gasto inicial.
q1 q2 D Ricardo Posadas Mondragón
q1
t Productividad de Pozos
Declinación de la Producción De forma general q
D
t
q1
1 / año
Durante la vida productiva de un pozo a medida que el tiempo incrementa, disminuye el gasto de producción, por lo cual la ecuación presenta valores negativos que indican la declinación. Por convención a la ecuación anterior se le introduce un signo negativo para de esta manera indicar que valores positivos indican declinación.
D
1
dq
q dt
De la definición de derivada de un logaritmo natural, tenemos que: d ln x dy
dx x dy 1
Ricardo Posadas Mondragón
D
d ln( q) dt Productividad de Pozos
Declinación de la Producción Arps (1954) definió que existen 3 diferentes formas de declinación de la producción, antes mencionadas, Exponencial, Hiperbólica y Armónica, las cuales están definidas por 3 parámetros: - Gasto inicial, qi - Factor o ritmo de declinación, D - Grado de curvatura (variación con el tiempo del inverso del factor de declinación), definido por la variable b El exponente b que define el cambio respecto al tiempo del reciproco del ritmo de declinación, se establece de forma matemática de la siguiente forma:
b
Ricardo Posadas Mondragón
d 1 / D dt Productividad de Pozos
Declinación de la Producción Al integrar la ecuación anterior, desde un tiempo t 0 , hasta un tiempo lo siguiente: t
D
0
Di
t
b dt d 1 / D bt
bt
t 0
1 / D
1
D
D Di
1
Di
Despejando el valor del factor de declinación:
D Ricardo Posadas Mondragón
Di btDi
1
Productividad de Pozos
, se tiene
Declinación de la Producción Sustituyendo en la ecuación general del factor de declinación
Di btDi
1
d ln( q ) dt
La cual es la ecuación general de la declinación de la producción, donde el exponente b definirá la forma de la curva de declinación y por lo tanto el tipo de declinación: ; Declinación Exponencial 0 b 1 ; Declinación Hiperbólica b 1 ; Declinación Armónica b
0
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Declinación de la Producción Declinación Exponencial:
Esta declinación se da cuando el exponente b es igual a 0, por lo tanto la ecuación general de la declinación será la siguiente: Establece la condición de un Pozo produciendo a presión constante en un yacimiento cerrado.
D
d ln( q ) dt
Al integrar de 0 a t; t
q
0
q0
Ddt d ln( q) Ricardo Posadas Mondragón
Dt ln( q) ln( q0 ) Productividad de Pozos
Declinación de la Producción Declinación Exponencial:
q ln q ln( q ) ln( q0 ) D 0 t
q ln q 0 D t
Ricardo Posadas Mondragón
t
q
q0e
Dt
Productividad de Pozos
Declinación de la Producción Declinación Exponencial:
Para determinar el factor de Declinación, D, se realiza una gráfica de Declinación de la Producción
log q vs t
Declinación de la Producción
11,000
10,000
10,000
9,000
q q D 0
8,000
ln
7,000 ) d p b ( 6,000 o Q
) d p b ( o Q
t
5,000
4,000
3,000
2,000
1,000
1,000 0
1
2
3
4
5
tiempo (años)
Ricardo Posadas Mondragón
6
7
8
9
10
0
1
2
3
4
5
6
7
tiempo (años)
Productividad de Pozos
8
9
10
Declinación de la Producción Declinación Exponencial:
Pronostico de Producción:
q
q0e
Dt
1.8
Declinación Exponencial 1.6
1.4
1.2 ) D1.0 P B M ( o0.8 Q
0.6
0.4
Historia
Pronóstico
q ln q D 0
q
q0e
Dt
t
0.2
0.0 11/2010
05/2011
Ricardo Posadas Mondragón
11/2011
05/2012
11/2012
05/2013
11/2013
Productividad de Pozos
Declinación de la Producción Resumen Declinaciones, Arps (1954)
Gasto de Produ cción,
Declinación Exponencial Dt q q0e
q
Factor Declinación, D
de
q0 ln q D
q
Declinación Hiperbólica qi
1 bDi t
q D Di qi
1/ b
b
Declinación Ar móni ca (b=1) qi
q
1 Dit q qi
D Di
t
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Declinación de la Producción Curvas de Declinación 11,000
10,000
9,000
b 8,000
0 0.1
7,000
0.2
) d p b ( 6,000 o Q
0.3 0.4 0.5
5,000
0.6 0.7
4,000
0.8 0.9 1
3,000
2,000
1,000 0
2
4
6
8
10
12
tiempo (años)
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Declinación de la Producción Curvas de Declinación 10,000
b 0 0.1 0.2
) d p b ( o Q
0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
1,000 0
2
4
6
8
10
12
tiempo (años)
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Declinación de la Producción Curva Tipo de Declinación de Arps 100.000
10.000
b
Tiempos Cortos???? Declinación Transitoria
0 0.1
1.000
0.2
i q / ) t ( q = d D q
0.3 0.4 0.5 0.6
0.100
0.7 0.8 0.9 1
0.010
0.001 0.0001
0.001
0.01
0.1
1
10
100
1000
tDd=Di*t
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Declinación de la Producción Fetkovich:
Declinación Transitoria:
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Declinación de la Producción Declinación Pseudoestacionaria (Arps) Declinación Transitoria (Fetkovich)
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Declinación de la Producción Producción Acumulada (Np): N ( MMBls) p
n
qi 6 10 i 1
n días ó periodos
1.8
0.70
Declinación Exponencial 1.6 0.60 1.4 0.50
) s l b 0.40 M M ( 0.30 p N
1.2
) D P1.0 B M ( o0.8 Q 0.6
0.20 0.4 0.10 0.2
0.0 11/2010
0.00 05/2011
Ricardo Posadas Mondragón
11/2011
05/2012
11/2012
05/2013
11/2013
Productividad de Pozos
Declinación de la Producción Relación entre Declinación Exponencial a Declinación Lineal:
q
q0e
Dt
q
q0 1 D%t
Igualando
q0e
Dt
q0 1 D%t
Declinación Lineal a Exponencial
D
ln 1
Ricardo Posadas Mondragón
D%
e
D
1
D%
Declinación Exponencial a Lineal
D% 1 e
D
Productividad de Pozos
Declinación de la Producción Relación entre Declinación Exponencial a Declinación Lineal: Comparación Declinación Lineal vs Exponencial 14,000 Qo exp (bpd)
12,000
Qo lineal (bpd)
10,000 ) d p 8,000 b ( o 6,000 Q
4,000 2,000 0 0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
Tiempo (años) Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Declinación de la Producción Ejercicio 1:
Se desea realizar un pronóstico de producción de un yacimiento a los 10 años de explotación, en base al comportamiento de producción de tres años indicado en la tabla inferior. Calcular: a) b) c) d) e)
Tiempo (años)
Verificar Tipo de Declinación Declinación Exponencial Declinación Lineal (%) Gasto (qo) del Yacimiento a los 10 años de Explotación Producción Acumulada (Np) durante los 10 años
Ricardo Posadas Mondragón
0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3
Productividad de Pozos
Qo (bpd) 2,164,012 2,052,041 2,005,899 1,944,727 1,984,086 1,890,846 1,767,937 1,705,712 1,606,503 1,588,357 1,554,197 1,410,148 1,219,762
Declinación de la Producción Ejercicio 1: Producción Promedio Trimestral 2,500,000 2,000,000 ) d p b ( o q
1,500,000 1,000,000 500,000
Producción Promedio Trimestral
0 0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5 10,000,000
t (años) ) d p b ( 1,000,000 o q
Declinación Exponencial 100,000 0
0.5
1
1.5
2
t (años)
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
2.5
3
3.5
Declinación de la Producción Ejercicio 1: t 0 2.75
Producción Promedio Trimestral
q 2164012 1410148
2,500,000 2,000,000 ) d p b (
q ln q 0 D
o q
q
1,500,000
q0e
Dt
1,000,000 500,000
t
0 0
2
4
6
8
10
t (años)
qo (bpd ) D (1/añ o) D%
2164012 0.15 6 14.42
Ricardo Posadas Mondragón
qo @ 10 años =456,000 bpd Productividad de Pozos
12
Declinación de la Producción Ejercicio 1: Producción Promedio Trimestral 2,500,000
4000 3500
2,000,000 ) d p b ( o q
3000 2500
1,500,000
2000 1,000,000
1500 1000
500,000
500 0
0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
t (años)
Np @ 10 años = 3,872 MMbls Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
V.- REGISTROS DE PRODUCCIÓN
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Contenido • Registro Estático de Presión por Estaciones • Registro Dinámico de Presión • Registro de Temperatura • Registro de aportación de flujo (Molinete) • Interpretación del Conjunto de registros Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Registro Estático de Presión por Estaciones Definición: Medición de la presión a diferentes profundidades del pozo mientras este permanece cerrado, generando un perfil de presiones.
Aplicaciones: -
Determinar la presión de fondo estática del pozo (Pws) Identificar los fluidos presentes en el pozo Evaluar el nivel de fluidos para el diseño de un sistema artificial de producción Determinar presencia de agua en el intervalo disparado
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Registro Estático de Presión por Estaciones In terp retación de Reg ist ro Estátic o :
PROF. mD 0 500 750 1000 1253 1515 1780 2043 2297 2547 2695 2730
TVD mV 0 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2647 2682
GRADIENTE DE PRESION POR ESTACIONES CON POZO PRESION TEMPERATURA GRADIENTE 2 2 psia Kg/cm Kg/cm /m °F °C 269.798 18.973 0.0000 77.87 25.48 279.798 19.676 0.0014 147.69 64.27 287.020 20.184 0.0020 155.94 68.85 293.630 20.649 0.0019 161.29 71.83 299.636 21.071 0.0017 168.76 75.98 363.278 25.547 0.0179 177.18 80.66 664.526 46.732 0.0847 185.76 85.42 961.523 67.618 0.0835 193.29 89.61 1253.327 88.138 0.0821 199.07 92.82 1541.840 108.428 0.0812 202.46 94.70 1711.491 120.358 0.0812 203.42 95.23 1759.567 123.739 0.0966 205.75 96.53
Ricardo Posadas Mondragón
CERRADO PRESION Y TEMP. EN CABEZA
psia 267.534 267.361 267.304 267.275 266.405 266.702 266.593 266.521 266.453 266.371 266.322 266.269
Kg/cm 2 18.814 18.802 18.798 18.796 18.735 18.755 18.748 18.743 18.738 18.732 18.729 18.725
Productividad de Pozos
°F 74.76 74.63 74.67 74.86 75.01 75.18 75.43 75.18 74.82 74.52 74.17 73.87
Registro Estático de Presión por Estaciones In terp retación de Reg ist ro Estátic o :
Nivel Medio del Intervalo Productor (NMIP): Profundidad media del intervalo disparado en el pozo.
ESTADO MECANICO ACTUAL
sssv
T.R. 11 7/8”
Válvula de tormenta de 7” 7” a 146.06 md 150.00 md
T.R. 30” T.R. 16”
158.00 md 161.00 md
T.R. 13 3/8”
NMIP = (2680+2710)/2 = 2695 md
TR 11 7/8” y 9 5/8”
1º. Side track Pez de 30 m. de long. 2112 – 2142 md.
2807MD
Pws = 12 120. 0.36 36 kg /cm ^ 2 Ricardo Posadas Mondragón
Boca de pez a +/+/- 2786.54 md (20 de agosto de 2005)
Productividad de Pozos
Registro Estático de Presión por Estaciones In terp retación de Reg ist ro Estátic o :
GRADIENTE DE PRESION POR ESTACIONES CON POZO CERRADO PRESION PROF. TVD GRADIENTE 2 mD mV psia Kg/cm Kg/cm 2/m 0 0 269.798 18.973 500 500 279.798 19.676 750 750 287.020 20.184 1000 1000 293.630 20.649 1253 1250 299.636 21.071 1515 1500 363.278 25.547 1780 1750 664.526 46.732 2043 2000 961.523 67.618 2297 2250 1253.327 88.138 2547 2500 1541.840 108.428 2695 2647 1711.491 120.358 2730 2682 1759.567 123.739
Ricardo Posadas Mondragón
Gradiente: Cambio de la presión medida respecto a la profundidad
pi pi 1 p Di Di 1
p
19.67 676 6 18.97 973 3 500 50 00
kg / cm2 0.0014 m
Productividad de Pozos
Registro Estático de Presión por Estaciones In terp retación de Reg ist ro Estátic o :
GRADIENTE DE PRESION POR ESTACIONES CON POZO CERRADO PRESION PROF. TVD GRADIENTE 2 mD mV psia Kg/cm Kg/cm 2/m 0 0 269.798 18.973 0.0000 500 500 279.798 19.676 0.0014 750 750 287.020 20.184 0.0020 1000 1000 293.630 20.649 0.0019 1253 1250 299.636 21.071 0.0017 1515 1500 363.278 25.547 0.0179 1780 1750 664.526 46.732 0.0847 2043 2000 961.523 67.618 0.0835 2297 2250 1253.327 88.138 0.0821 2547 2500 1541.840 108.428 0.0812 2695 2647 1711.491 120.358 0.0812 2730 2682 1759.567 123.739 0.0966
Ricardo Posadas Mondragón
GRADIENTE ESTATICO POR ESTACIONES PRESION [Kg/cm2] 0
50
100
150
200
250
300
0
500
350 0
500 TEMPERATURA
1000
1000 PRESION
] V m [ 1500 D V T
] V
m 1500 [ D V T
2000
2000
2500
2500
3000 0
20
40
60
80
100
120
TEMPERATURA [°C]
Productividad de Pozos
140
3000 160
Registro Estático de Presión por Estaciones In terp retación de Reg ist ro Estátic o : GRADIENTE ESTATICO POR ESTACIONES PRESION [Kg/cm2] 0
50
100
150
200
250
300
0
500
350 0
500
con la Gas: Incremento pequeño de presión TEMPERATURA profundidad. profundidad.
1000
1000
PRESION ] V m [ 1500 D V T
] V m [ 1500 D V T
Aceite: Incremento mayor de presión con la 2000 profundidad. profundidad.
2000
2500
2500
3000 0
20
40
60
80
100
120
140
3000 160
TEMPERATURA [°C]
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Registro Estático de Presión por Estaciones In terp retación de Reg ist ro Estátic o : GRADIENTE ESTATICO POR ESTACIONES PRESION [Kg/cm2] 0
50
100
150
200
250
300
0
500
350 0
500 TEMPERATURA
1000
1000 PRESION
] V m [ 1500 D V T
] V m 1500 [ D V T
Nivel de Fluido s dentro del Pozo: 2000 Intersección de las rectas.
2000
2500
2500
3000 0
20
40
60
80
100
120
140
3000 160
TEMPERATURA [°C]
Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Registro Estático de Presión por Estaciones In terp retación de Reg ist ro Estátic o : GRADIENTE ESTATICO POR ESTACIONES PRESION [Kg/cm2] 0
50
100
150
200
250
300
0
500
350 0
500 TEMPERATURA
1000
1000 PRESION
] V m [ 1500 D V T
] V m 1500 [ D V T
2000
2000
Presencia d e Agu a en Intervalo Productor. 2500
2500
3000 0
20
40
60
80
100
120
140
3000 160
TEMPERATURA [°C]
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Productividad de Pozos
Registro Dinámico de Presión Definición: Medición de la presión a pozo fluyendo, bajando o subiendo la herramienta del sensor generando un perfil de presiones.
Aplicaciones: -
Determinar las zonas de aportación en la zona disparada. Identificar anomalías en la tubería. Evaluar el correcto funcionamiento de la válvula de bombeo neumático. Ajustar la correlación de flujo multifásico del pozo para evaluar su comportamiento de producción a diferentes condiciones operativas.
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Productividad de Pozos
Registro Dinámico de Presión Presión →
Gradiente →
P r o f u n d i d a d →
Este registro da origen al registro “gradio” , amplificando el efecto de la entrada de fluidos. Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Registro de Temperatura Definición: Medición de la temperatura a pozo fluyendo, bajando o subiendo la herramienta del sensor generando un perfil de Temperatura.
Aplicaciones: -
Determinar las zonas de aportación en la zona disparada. Identificar anomalías en la tubería. Evaluar el correcto funcionamiento de la válvula de bombeo neumático. Determinar el tipo de fluido que entra al pozo (líquido o gas).
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Productividad de Pozos
Registro de Temperatura Temperatura →
P r o f u n d i d a d →
Aportación de líquido a través del intervalo productor. Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Registro de Temperatura Temperatura →
P r o f u n d i d a d →
Aportación de Gas a través del intervalo productor (Efecto Joule-Thomson). Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Registro de Aportación Definición: Medición de las revoluciones por segundo generadas en un molinete al pasar por una zona donde existe flujo de fluidos. Su medición continua respecto a la profundidad genera un perfil de Aportación.
Aplicaciones: -
Determinar las zonas de aportación. Determinar la aportación en gasto de las diferentes zonas identificadas. Identificar anomalías en la tubería del pozo. Evaluar el correcto funcionamiento de la válvula de bombeo neumático. Apoyo para la realización del adecuado programa de estimulación o tratamiento en pozos
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Productividad de Pozos
Registro de Aportación ← rps →
0
Producción
P r o f u n d i d a d →
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Productividad de Pozos
Registro de Aportación ← rps →
0
Inyección
P r o f u n d i d a d →
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Productividad de Pozos
Ejemplo 1 Interpretación de Registros de presión-producción
Presión →
← rps → Grad →
Temp →
0
P r o f u n d i d a d →
Pozo productor de líquidos (Aceite-Agua) con todo el Intervalo aportando. Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Ejemplo 2 Interpretación de Registros de presión-producción
Presión →
← rps → Grad →
Temp →
P r o f u n d i d a d →
Pozo productor de Gas con la parte superior del Intervalo aportando. Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
0
Ejemplo 3 Interpretación de Registros de presión-producción
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Productividad de Pozos
Ejemplo 4 Interpretación de Registros de presión-producción
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Productividad de Pozos
Cálculo de Producción a partir de Molinete Los molinetes consisten en una propela que gira debido al paso del fluido, dicho movimiento se convierte en impulsos eléctricos mediante una bobina. La corriente eléctrica generada se monitorea en superficie estableciendo una relación directa entre las revoluciones por segundo registradas y el gasto del pozo.
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Productividad de Pozos
Cálculo de Producción a partir de Molinete El calculo de la producción de aceite en los registros PLT mediante el conteo de las revoluciones de la propela del molinete está basado en el concepto básico de la definición del gasto en función de la velocidad
Qo v A
Donde v es la velocidad con que gira el molinete y A el área transversal de flujo del interior de la tubería donde se encuentra el molinete. Por definición, A
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d 2 4
Productividad de Pozos
Cálculo de Producción a partir de Molinete La velocidad puede ser obtenida a partir de las revoluciones del molinete que están en función de la velocidad del flujo del aceite. Para lo anterior se toman los datos de calibración del molinete para establecer la ecuación que represente el comportamiento del molinete. Para determinar el gasto de aceite tenemos que conocer una ecuación que represente el comportamiento del molinete. Por esta razón se realiza una calibración previa a la producción para simular la producción del pozo, paseando el molinete en una sección de la tubería tomando mediciones o diferentes velocidades del cable en forma descendente y ascendente para simular una producción o inyección, respectivamente. Lo anterior esta basado en que el flujo de aceite es el que hace mover las aspas del molinete cuando este se encuentra estático, pero se tiene el mismo efecto si el fluido es el que se encuentra estático y el molinete es el que se mueve haciendo girar sus aspas dependiendo de la velocidad del cable con la que se mueva el molinete.
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Productividad de Pozos
Cálculo de Producción a partir de Molinete Se puede concluir que la velocidad del cable refleja la velocidad de flujo del aceite en condiciones de operación del pozo. Con los datos de la calibración que son: vcable vs revolucion es molinete , se realiza una grafica que se ajustara a una línea recta a la cual se le establece una ecuación de la forma de línea recta rps mv b Esta ecuación se aplicará para las condiciones de flujo del pozo. Cabe mencionar que la ecuación establecida para los datos de calibración bajando (producción) y subiendo (inyección) son diferentes. Una vez establecida la ecuación:
rps mv b La velocidad con la que se mueve el aceite puede ser despejada de la ecuación anterior: v Ricardo Posadas Mondragón
rps b m Productividad de Pozos
Cálculo de Producción a partir de Molinete Sustituyendo la velocidad y el área en la ecuación original: d rps b Qo m 4
2
Adicionalmente se maneja un factor de corrección, debido a que el molinete no cubre el área total de la tubería, lo anterior esta relacionado con el perfil de velocidades en un tubería circular generado a partir de la ecuación de Hagen-Poiseville.
Factor de Corrección Común= 0.86
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Productividad de Pozos
Cálculo de Producción a partir de Molinete Además como las revoluciones son medidas en el fondo, se debe afectar la ecuación por el factor de volumen del aceite, además de utilizar una constante de conversión de unidades para obtener el gasto de aceite en unidades de campo. La ecuación anterior queda de la siguiente forma:
Qo
2 d rps b F c 1.7809 m 4
Bo
Qo bpd ; gasto de aceite rps1 / seg ; revolucion es promedio por min uto del molinete b1 / seg ; ordenada al origen de la ecuación de ajuste en la calibración
min m ; pendiente de la ecuación de ajuste en la calibración seg ft d p lg ; diámetro int erno de la tubería F c a dim; factor de corrección Bo bl / stbl ; factor de volumen del aceite 1.7809 ; factor de conversión de unidades
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Productividad de Pozos
Cálculo de Producción a partir de Molinete Obtención del factor de conversión de unidades: 2 1bl 1440 min 1 ft ft 2 p lg 3 2 2 1.7809 min 12 p lg 5.615 ft 1dia
Qo bpd
Obtención de m y b: Subiendo (Inyección) Revoluciones Velocidad (ft/min) (1/seg) -53.89 -3.577 -86.9 -6.285 -114.87 -8.607
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Bajando (Producción) Velocidad (ft/min) 52.54 82.57 116.85
Revoluciones (1/seg) 2.939 5.71 8.501
Productividad de Pozos
Cálculo de Producción a partir de Molinete Calibración del Molinete 10 8 ) s p r ( e t e n i l o M l e d s e -150 n o i c u l o v e R
6 4 2
Pendiente (1/seg/ft/min) Ordenada al Origen (1/seg)
0 -100
-50
0
50
100
-2 -4 -6 -8 Pendiente (1/seg/ft/min) Ordenada al Origen (1/seg)
-10 0.082 0.868 Velocidad del Cable durante la calibración (ft/seg)
Subiendo (Inyección)
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Bajando (Producción)
Productividad de Pozos
0.086 -1.605 150
Ejercicio 1 Cálculo de Producción a partir de Molinete Datos Diámetro Interno de Tubería (plg) Revoluciones promedio (1/seg) Bo (bl/stb) Factor de Corrección
2.992 8 1.16 0.86
Datos de Calibración del molinete Subiendo (Inyección) Revoluciones Velocidad (ft/min) (1/seg) -53.89 -4 -86.9 -5 -114.87 -6
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Bajando (Producción) Velocidad (ft/min) 52.54 82.57 116.85
Revoluciones (1/seg) 3 4 5
Productividad de Pozos
Ejercicio 1 Cálculo de Producción a partir de Molinete Calibración del Molinete 6
) s p r ( e t e n i l o M l e d -150 s e n o i c u l o v e R
4
2
0 -100
-50
0
50
100
150
-2
-4
-6
-8 Velocidad del Cable durante la calibración (ft/seg)
Subiendo (Inyección) Pendiente (1/seg/ft/min) Ordenada al Origen (1/seg)
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0.033 -2.233
Bajando (Producción) Pendiente (1/seg/ft/min) Ordenada al Origen (1/seg)
0.031 1.366
Productividad de Pozos
Ejercicio 1 Cálculo de Producción a partir de Molinete Qo v A
Qo
2 rps b d 1.7809 m 4 F c
Bo
Área de la Tubería (plg^2) Cte conversión de Unidades m (1/seg/ft/min) Velocidad del Aceite (ft/min) Qo (bpd) Ricardo Posadas Mondragón
7.031 1.781 0.031 213.32 1980 Productividad de Pozos
VI.- ANÁLISIS INTEGRAL DEL POZO
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Productividad de Pozos
Contenido • Importancia de la Caracterización del Fluido y el efecto de la Temperatura. • Flujo en el Yacimiento • Flujo en la tubería de producción • Flujo en el Estrangulador • Metodología del Análisis Nodal Ricardo Posadas Mondragón
Productividad de Pozos
Importancia de la Caracterización del Fluido A n áli s is PVT: El comportamiento de fases de una sustancia o mezcla queda definido por un análisis de Presión-Volumen-Temperatura (PVT). Generalmente realizando pruebas en laboratorio del comportamiento del volumen del fluido (Aceite y gas) a diferentes valores de Presión para una determinada Temperatura (Yacimiento).
Propiedades Obtenidas: -
Factor de Volumen del Aceite (Bo) Factor de Volumen del Gas (Bg) Relación de Solubilidad (Rs) Compresibilidad del Aceite (Co) Compresibilidad del Gas (Cg) Viscosidad del Aceite (μo) Viscosidad del Gas (μg) Factor de Desviación o Compresibilidad del gas (z)
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Productividad de Pozos
Importancia de la Caracterización del Fluido A n áli s is PVT Presión (psi)
Presión (kg/cm2)
Rs (ft3/bl)
Bo (bl/stb)
Bg (ft3/scf)
3840
270.0
488
1.306
3500
246.1
488
1.306
3000
210.9
488
1.306
2500
175.8
488
1.306
2092
147.1
488
1.306
1800
126.6
440
1.285
0.00845
1600
112.5
401
1.27
0.00956
1400
98.4
365
1.255
0.01103
1200
84.4
328
1.24
0.01298
1000
70.3
290
1.225
0.01569
800
56.2
252
1.21
0.01985
600
42.2
212
1.194
0.02688
400
28.1
170
1.177
0.0405
200
14.1
118
1.154
0.08037
100
7.0
84
1.135
0.15312
0
0.0
0
1.053
El objetivo de establecer correlaciones PVT que representen el comportamiento del fluido es poder generar cálculos de las propiedades PVT a diferentes presiones y Temperaturas.
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Productividad de Pozos
Importancia de la Caracterización del Fluido A nálisi s PVT (Relación d e Solu bi lid ad, Rs) Lasater y g
Ajuste Relación de Solubilidad
R s / 379 .3 R s 350 o 379 .3
3
600 500
M o
400
2
p f 5.043 y g 3.10526 y g 1.36226 y g 0.119118
) l b / 3 t f ( s R
Rs (ft3/bl) Rs (ft3/bl) Rs cor(ft3/bl)
300 200
p
p f T 460
100
g
0 0
1000
2000
3000
4000
Presión (psi)
Parametros de Ajuste
R s corregida P 1 R s P 2 Ricardo Posadas Mondragón
Parametro1 Parametro2
1.05 75
Productividad de Pozos
5000
Importancia de la Caracterización del Fluido A nálisi s PVT (Fact o r d e Vol u m en d el A ceite ,Bo ) g 0.5 Bo 0.972 0.00014 R s 1.25T o R s ft 3 / bl
Ajuste Factor de Volumen del Aceite
1.175
1.35 1.3
a dim o a dim T F Bo bl / bl g
1.25
) 3 m / 1.2 3 m ( 1.15 o B
Bo (bl/stb) Bo (bl/stb) Bo (bl/stb)_Ajuste
1.1
1.05 1
Bo corregida P 1 Bo
P 2
0
1000
2000
3000
4000
Presión (psi)
Parametros de Ajuste Parametro1 Parametro2
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0.925 0.117551
Productividad de Pozos
5000
Importancia de la Caracterización del Fluido A p licac ion es d el PVT en el A n álisi s No dal: Comportamiento de Afluencia (Yacimiento)
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q
kh p pwf
r e 3 141.2 B ln r 4 s w
Productividad de Pozos
Importancia de la Caracterización del Fluido A p licac io n es d el PVT en el A nálisi s No dal: Flujo Multifásico (Pozo-Superficie)
dp dp dp dp dL TOTAL dL FRICCIÓN dL ELEVACIÓN dL ACELERA CIÓ N
Estado Mecánico Propuesto
Válvula de Tormenta 5 ½” @ 150 md ”
Hagedorn&Brown
20” 200md
f q L M p 1 m h 144 2.9652 x 10 D 2
16” 800md
2
11
BL9 5/8” 2176md
TR 117/8” 2246md
BL7” 2581md
LINER 95/8” 2681md
LINER 7” 3188md
Agujerode 61/8” a3588md
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Productividad de Pozos
5
m
Importancia de la Caracterización del Fluido A p licac io n es d el PVT en el A nálisi s No dal: Estado Mecánico Propuesto
Comportamiento Bo
Válvul a de Tormenta 5 ½” @ 150 md ”
20” 200md
16” 800md
BL9 5/8” 2176md
TR 117/8” 2246md
BL7” 2581md
LINER 95/8” 2681md
LINER 7” 3188md
Agujerode 6 1/8” a3588md
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Productividad de Pozos
Importancia de la Caracterización del Fluido A p licac io n es d el PVT en el A nálisi s No dal: Estado Mecánico Propuesto
Comportamiento μo
Válvul a de Tormenta 5 ½” @ 150 md ”
20” 200md
16” 800md
BL9 5/8” 2176md
TR 117/8” 2246md
BL7” 2581md
LINER 95/8” 2681md
LINER 7” 3188md
Agujerode 6 1/8” a3588md
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Productividad de Pozos
Flujo en el Yacimiento El flujo del fluido en el Yacimiento queda definido por cualquier modelo de Afluencia; Vogel, Darcy, Composite, Fetkovich, Fracturamiento Hidráulico, etc. Dependiendo de las condiciones del yacimiento-pozo. Modelo de Darcy:
Comportamiento de IP vs Viscosidad 1400
1200
IP
1000
kh
r e 3 141.2 B ln r 4 s w
) i s p / d p b ( P I
800
600
400
200
0 1
10
100
Viscosidad (cp)
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Productividad de Pozos
1000
Flujo en la Tubería de Producción Para determinar el flujo en la tubería, se hace uso de correlaciones de Flujo Multifásico; entre las más comunes se encuentran:
Duns and Ros
Hagedorn and Brown
Fancher Brown
Mukerjee Brill
Beggs and Brill
Orkszewski
Poettman and Carperter
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Productividad de Pozos
Flujo en la Tubería de Producción H ag e d o r n a n d B r o w n :
f q L M 1 p m h 144 2.9652 x 10 D m 2
2
11
5
Información básica requerida (Pozo con Bombeo Neumático): Datos °API δg δw Ql (bpd) WOR Pws (Kg/cm2)
Tws (°C) Piny (mv) Qgi (mmpcd) δg lift Pwh (Kg/cm2)
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21.4 0.922 1.026 5000 0 141.6 100 2000 3 0.675 13
Productividad de Pozos
Flujo en la Tubería de Producción H ag e d o r n a n d B r o w n : Perfil de Presión
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Productividad de Pozos
Flujo en la Tubería de Producción H ag e d o r n a n d B r o w n : Perfil de Presión
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Productividad de Pozos
Flujo a través del Estrangulador Existen diferentes correlaciones en la literatura para poder determinar el comportamiento de flujo a través de estranguladores las cuales se clasifican en dos tipos: a) Flujo subcrítico b) Flujo crítico El flujo crítico se da cuando existe una relación de presiones entre la entrada y la salida del estrangulador de aproximadamente 0.52, es decir p salida 0.52 pentrada y el flujo subcrítico obedece a comportamientos donde dicha relación tiene un valor mayor a 0.52.
Cuando se habla flujo crítico, se indica que para el diámetro de estrangulador definido se ha logrado un grado de saturación tal que ante una variación de presión a la entrada no se tiene efecto alguno en la de salida, manteniendo la relación de 0.52.
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Productividad de Pozos
Flujo a través del Estrangulador Entre las correlaciones más comunes existentes en la literatura se encuentran las de Gilbert, Ros, Baxendell y Achong. Las cuales obedecen a la ecuación: B
pth
GILBERT ROS BAXENDELL ACHONG Ricardo Posadas Mondragón
A ql RGA
A 10 17.4 9.56 3.82
64
C
B 0.546 0.5 0.546 0.65
pth psi ql bpd RGA ft 3 / bl p lg
C 1.89 2 1.93 1.88 Productividad de Pozos
Flujo a través del Estrangulador Ejemplo: Determinar la presión en cabeza del pozo requerida para un flujo de 5000 bpd de aceite a través de un estrangulador de 2”, donde el RGA es de 350 ft^3/bl.
pth
GILBERT ROS BAXENDELL ACHONG
A 10 17.4 9.56 3.82
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A ql RGA B
64C
B 0.546 0.5 0.546 0.65
C 1.89 2 1.93 1.88
pth (psi) pbaj (psi) 127 66 99 52 100 52 94 49
Productividad de Pozos
Metodología de Análisis Nodal : Punto de solución entre la capacidad de Aportación del Yacimiento y A n ális is No d al la capacidad de Levantamiento del Pozo. Meto d o lo g ía Gen eral
a) Determinar la capacidad de Aportación del Yacimiento (IPR) b) Determinar la curva de levantamiento del Pozo (VLP) c) Intersección entre curvas será la producción del Pozo
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Productividad de Pozos
Metodología de Análisis Nodal Determin ar la capacid ad d e Apo rtación del Yacim iento (IPR) 160 140
) 120 2 m c / 100 g k ( 80 n ó i 60 s e r P 40 20 0 0
5000
10000
15000
20000
Gasto (bpd)
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Productividad de Pozos
Metodología de Análisis Nodal Determin ar la curv a de levantamiento del Pozo (VLP)
Generar gradientes de presión para diferentes gastos manteniendo el resto de las variables constantes Presión Presión Presión(kg/cm2) (kg/cm2) (kg/cm2) 0
20 20
40 40 40
60 60 60
80 80 80
100 100 100
120 120 120
140 140 140
160 160 160
0 300 300 500 300 300 500 1000 300 500 500 1000 300 2000 500 1000 300 1000 2000 500 5000 1000 2000 2000 5000 7000 5000 7000 10000
500
) 1000 m ( d1500 a d i d n2000 u f o r P 2500
3000
3500
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Productividad de Pozos
Metodología de Análisis Nodal Determin ar la curv a de levantamiento del Pozo (VLP)
Graficar los valores de Pwf requeridos para cada gasto. qo (bpd) 300 500 1000 2000 5000 7000 10000
Pwf (kg/cm^2)
104.8 112.5 113.9 116.6 124.9 131.4 140.1
160 140
) 120 2 m c / 100 g k ( 80 n ó i 60 s e r P 40 20 0 0
2000
4000
6000
8000
10000
Gasto (bpd)
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Productividad de Pozos
12000
Metodología de Análisis Nodal Intersección entre curv as IPR y VLP Equilibrio entre lo que puede aportar el Yacimiento y lo que puede levantar el pozo. El valor de la intersección entre las curvas indica el gasto que se podrá obtener del pozo
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Productividad de Pozos
Metodología de Análisis Nodal Intersección entre curv as IPR y VLP
Si se varia la condición operativa (pwh)
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Productividad de Pozos