ANALISIS NODAL CONFERENCISTA:

RUTH PAEZ CAPACHO

OCTUBRE 2003

FLUJO A TRAVS DE TUBERIAS

FLUJO A TRAVS DE TUBERIAS

FLUJO MONOFSICO

FLUJO BIFSICO

FLUJO MONOFSICO

=== PERDIDAS POR FRICCINCAMBIO EN LA ENERGA POTENCIALCAMBIO EN LA ENERGA CINTICA

FLUJO MONOFSICO

El componente de prdidas por friccin siempre causa una cada de presin en la direccin del flujo. El cambio en el componente de energa cintica o aceleracin es cero para un flujo incompresible de rea constante.

FLUJO BIFSICOEl clculo de gradientes de presin requiere evaluar condiciones de flujo tales como velocidad y propiedades de fluido tales como densidad, viscosidad, tensin superficial, etc.

FLUJO BIFSICOHoldup Lquido: Es definido como la fraccin de un elemento de tubera que es ocupado por lquido en algn instante.

FLUJO BIFSICOEl valor del holdup lquido vara de cero para flujo de gas monofsico a uno para flujo de lquido monofsico. Es una funcin de variables tales como propiedades del gas y del lquido, patrones de flujo, dimetro de la tubera e inclinacin de la misma.

CORRELACIONES PARA FLUJO EN TUBERAS

TUBERA HORIZONTAL

TUBERA VERTICAL

PATRONES DE FLUJO

FLUJO MULTIFASICO EN TUBERIAS

FLUJO VERTICAL

INTRODUCCIONEn el diseo de sartas de produccin, prediccin de ratas de flujo y diseo de instalaciones de gas lift, se presentan varios problemas de clculo que han tenido solucin desde la presentacin de las correlaciones de Poettmann y Carpenter en 1952.

En estas correlaciones, se incluyen efectos como la viscosidad, tensin superficial y densidad.

Se omiten efectos tales como las reacciones qumicas entre las fases.

DESARROLLOLas correlaciones mas destacadas son:Poettmann y CarpenterHagendorn y BrownBegs y BrillDuns and RosOrkiszewskiGovier y AzizAlgunas de ellas son generales y pueden usarse para cualquier dimetro de tubera y cualquier fluido, otras se limitan a un tamao y a unas propiedades del fluido particulares.

OBJETIVODeterminar la distancia entre dos puntos de distinta presin.Es decir la distancia a la cual se origina dicha cada de presin.

P = 500P = 1000

VARIABLES QUE AFECTAN EL FLUJO VERTICAL EL EFECTO DE LA ELEVACION EL EFECTO DE LA FRICCION EL EFECTO DE LA ACELERACION

HOLD-UPUna parte de la tubera esta ocupada por gas y la otra por liquido. (HL).Es necesario conocer el valor de HL para el clculo del gradiente esttico.

EN EL GRAFICO, NO ESTA IDENTIFICADO QUE ES HL. LA DISTRIBUCION DEL GAS Y EL ACEITE EN UNA LINEA VERTICAL NO ES COMO SE MUESTRA EN EL DIBUJO, ESTA DISTRIBUCION LONGITUDINAL, SE EN UNA LINEA HORIZONTAL.ESTO SE LO EXPLICQUE AL SEOR LEGUIZAMON. EL RESPONDE.

FRICCION Y ACELERACIONLa friccin es usualmente determinada de la ecuacin de Fanning o darcy-Weisbach.La aceleracin es despreciada en muchos casos, pero puede hacerse significante a ciertas condiciones.

ECUACION PARA FLUJO MULTIFASICO VERTICAL La ecuacin general.

Se resuelve

METODO DE POETTMAN Y CARPENTER Se desarrollo a partir de datos de 34 pozos de aceite con flujo natural y 15 con gas lift con tuberas de 2, 2 1/2 y 3in.El aceite, agua y gas se consideran en una sola fase.Todas las perdidas de energa estn combinadas en el factor de perdidas por friccin ( Slipping, fallback, etc.)

Expresin de Poettman y Carpenter Esta es la expresin desarrollada por los investigadores para determinar el gradiente de presin total.

PROBLEMA

SERIA CONVENIENTE, PRESENTAR ESTOS DATOS EN LETRA MAS GRANDE.

1. Gravedad especfica del aceite2. GOR

3. Masa de un bbl de aceite4. Flujo msico por da

5.calculo del volumen de aceite, agua y gas @500psig6. Densidad @ 500 psig7. Gradiente de presin del flujoDatos tomados de la grfica 2.37

9. Distancia resultante

8. Gradiente de presin promedia

SERIA BUENO QUE INCLUYERAN LA MATACHA CORRESPONDIENTE PARA DETERMINAR EL GRADIENTE, ASI COMO LO HICIERON EN LA DIAPOSITIVA N 34

1. Hallar dv2. Leer factor de friccin (Fig. 2.36)3. Despejar de la formula

FLUJO MULTIFASICOFLUJO HORIZONTAL

FLUJO HORIZONTAL MULTIFASICOClases de flujoFlujo de burbuja.Flujo tapn.Flujo estratificado.Flujo slug.Flujo semianular.Flujo anular.Flujo en niebla.

ESTA PENDIENTE LA LLEGADA DE UN ARCHIVO EN DONDE TENGO LAS MATACHAS DE CADA UNO DE ESTOS TIPOS DE FLUJO.POR CUENTA DE USTEDES QUEDA RECORDARMELO PARA ANEXARLO A ESTE ARCHIVO.

PATRONES DE FLUJO

PATRONES DE FLUJO

METODOS USADOS EN FLUJO HORIZONTALLOCKHART Y MARTINELLIBAKERDUKLEREATONBEGGS Y BRILL

RESUMEN HISTORICO DE LAS CORRELACIONESLa primera publicacin de flujo horizontal multifsico fue realizada por Lockhar y Martineli (1949).

ECUACION PARA FLUJO HORIZONTALSe usan Dukler, Eaton y Beggs and Brill.Los metodos de Lockhart y Martinelli, Baker y Andrews son limitados

ECUACION PARA FLUJO HORIZONTAL

GRADINTE TOTAL = GRAD. DE FRICCION + GRAD.ACELERACIONSI SE DESPRECIA LA ACELERACION

METODOSPARA FLUJO HORIZONTAL

BAKER

ANDREWSBEGGS AND BRILL

ESTO ES SOLAMENTE UN TITULO O CORRESPONDE A LA SIGUIENTE DIAPOSITIVA???

EFECTO DE LAS VARIABLES EN EL FLUJO HORIZONTALDimensiones de la tubera.Rata de flujo.Relacin Gas-Lquido.Relacin Agua-Aceite.Viscosidad.Otros factores.

EFECTO DEL DIAMETRO DE LA TUBERIA

EFECTO DE LA TASA DE FLUJO

EFECTO DE LA TASA DE FLUJO

QUE COMENTARIOS HAY PARA DIFERENCIAR ESTA DIAPOSITIVA CON LA ANTERIOR???

EFECTO DE LA RELACION GAS-LIQUIDO GLR Cada P200 116400 169 600 198800 231 1000 262 1500 330 3000 509 5000 722

EFECTO DE LA RELACION AGUA-ACEITE

EFECTO DE LA VISCOSIDADComo es de esperarse, para un liquido de mayor viscosidad, se requerir una mayor presin.Adems como a mayor densidad, mayor viscosidad, este comportamiento de las variables es lgico.

OTROS FACTORESTENSION SUPERFICIALSLIPPAGEENERGIA CINETICAACELERACION

ANALISIS NODAL

Esquema general del sistema de produccin

Flujo a travs del

Medio Poroso

Pr. K. IPR

Tubera Vertical

Tubera Inclinada

Presin Fluyente

de Cabezal

Para Ventas

Tanque

Separador

Flujo Inclinador

Flujo Horizontal

Posiciones Nodales Tpicas.

6

7

8

5

4

2

3

1

Nodo Localizacin

Observaciones

1 Separador

2 Entrangulador de de Sup.

Superfiicie

3 Cabezal

4 Valvula de Seg

5 Restriccin

6 Pwf Presin

7 Pwfs

8 Pr = Presin estatica

Principales Cadas de Presin Asociadas al Flujo en un Sistema de Produccin

Nodales Tpicas en un Sistema Simple

Anlisis Nodal con Nodo Solucin en la Presin Esttica de la Formacin

Anlisis Nodal en el Fondo de Pozo

Efecto Cualitativo de la Presin en el Cabezal sobre el Caudal de Equilibrio.

Efecto Cualitativo de la Relacin Gas-Lquido sobre el Caudal de Equilibrio

Efecto Cualitativo del Tamao de la Tubera sobre el Caudal de Equilibrio

Efecto Cualitativo de la Variacin de la Curva IPR sobre el Caudal de Equilibrio

Cualitativo de un Anlisis Nodal en la Cabeza del Pozo

Anlisis Nodal en el Separador

Anlisis Nodal para Encontrar el Tamao del Estrangulador

Comportamiento de la Presin - Caudal para el flujo a travs de un choke

EN EL GRAFICO, NO ESTA IDENTIFICADO QUE ES HL. LA DISTRIBUCION DEL GAS Y EL ACEITE EN UNA LINEA VERTICAL NO ES COMO SE MUESTRA EN EL DIBUJO, ESTA DISTRIBUCION LONGITUDINAL, SE EN UNA LINEA HORIZONTAL.ESTO SE LO EXPLICQUE AL SEOR LEGUIZAMON. EL RESPONDE.

SERIA CONVENIENTE, PRESENTAR ESTOS DATOS EN LETRA MAS GRANDE.

SERIA BUENO QUE INCLUYERAN LA MATACHA CORRESPONDIENTE PARA DETERMINAR EL GRADIENTE, ASI COMO LO HICIERON EN LA DIAPOSITIVA N 34

ESTA PENDIENTE LA LLEGADA DE UN ARCHIVO EN DONDE TENGO LAS MATACHAS DE CADA UNO DE ESTOS TIPOS DE FLUJO.POR CUENTA DE USTEDES QUEDA RECORDARMELO PARA ANEXARLO A ESTE ARCHIVO.

ESTO ES SOLAMENTE UN TITULO O CORRESPONDE A LA SIGUIENTE DIAPOSITIVA???

QUE COMENTARIOS HAY PARA DIFERENCIAR ESTA DIAPOSITIVA CON LA ANTERIOR???