INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 1 ESTRUCTURA DE PETRLEOS MEXICANOS. Consejo de administracin Direccin general Dr. Juan J. Suarez Copel Abogado general rgano interno Direccin corporativa Pemex Exploracin y produccin Ing. Carlos Morales Gil. Direcciones subsidiarias Finanzas Ing. Carlos Trebio. Administracin Lic. Estaban Levin. Operaciones Ing. Carlos Murrieta. Tecnologa de informacin Ing- Mauricio Galn. Pemex Refinacin Ing. Miguel Tamed. Pemex Gas y petroqumica Bsica Ing. Jordy Herrera. Pemex petroqumica Ing. Rafael Benerido. Pemex Comercio Interacional Ing. Maria Cardenas. IMP INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 2 PERSONAL QUE PUEDE LABORAR EN LAS REAS DE EXPLORACIN Y PRODUCCIN: Exploracin: yGelogos. yGeofsicos. yPetrofsicos. yTopgrafos. Produccin: yPetroleros. yMecnicos - electricistas. yMecnico. yQumico. yQumico petrolero. yAdministracin. PEMEX EXPLORACIN Y PRODUCCIN REGION NORTE POZA RICA. REGION MARINA SUROESTE DOS BOCAS REGION MARINA NORESTE C. CARMEN REGION SUR Activos: yReynosa yBurgos yPoza rica yAltamira yveracruz Activos: yCantarell yKu-Maloob-Zaap Activos: ySamaria-jujo (Reforma) yMuspac (Reforma) yBellota (Comalcalco) y5 presidentes (A.dulce) yMacuspana (Cd. Pemex) Activos: yAbkatun-pol-Chuc yLitoral de Tabasco INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 3 CLASIFICACIN DE CRUDO PARA MXICO EN CUESTIN DE VENTA: Maya:21 API Istmo:35 API Olmeca: >35 API Gas Aceite Agua Pozo Batera de separacin Deshidratador Procesos: yQumicos yFsico yTrmico Agua de deshecho Tanque Refinacin compra el crudo solo si se cumplen con las siguientes especificaciones: Agua:< 0.5% Sal: < 50 Lb/1000 Bls INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 4 UNIDADES: Crudo= m3/ da X 6.29 Bls/ da Gas natural= m3/ da X 35.31 ft3/ daft3/ da * 1/1000000 MMPCD Qo= crudo o aceite (gasto). Qg= gas natural (gasto). QL= Qo + Qw WOR= relacin agua/aceite si WOR=0 no hay agua producida. RGA= son los m3 (mmpc) de gas producidos por cada barril de crudo producido medidos ambos a condiciones estndar. RGA= = RGA= X5.61 ft3/ BL RGL= relacin gas/liquido. RGL = RGL= X5.61 ft3/ BL CLASIFICACIN DE LOS YACIMIENTOS: 1.- POR EL TIPO DE TRAMPA: yEstructurales (anticlinal, fallas, domos salinos). yEstratigrficas (lente lenticular). yCombinadas. 2.- TIPO DE ROCA ALMACENADORA: yAreniscas. yCarbonatos (calizas, dolomas, combinadas). INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 5 3.- CONDICIONES DE PRESIN EN EL YACIMIENTO: yBajosaturado (Pwf > Pb). ySaturado (Pwf < Pb). 4.- MECANISMO (EMPUJE) DEL YACIMIENTO: yYacimientos con empuje por gas en solucin: En el empuje por gas en solucin, la saturacindeaguaenelyacimientoseencuentracercanaalvalorirreducible. Ademslapresininicialesigualalapresindelpuntodeburbuja.Encasoque seamayor,lapresindeclinarrpidamentealvalordeburbujacomo consecuenciadelaproduccin.Duranteestaetapatodoelgaspermaneceen solucin. Una vez que se ha conseguidola presin de burbuja en el yacimiento, la posterior produccin de los fluidos causa que la presin contine descendiendo, lo que produce la liberacin del gas disuelto en el yacimiento. Este gas libre alcanza la fasecontinuacuandolasaturacindegasexcedealasaturacincrtica, permitiendosumovilidad. yYacimientosconempujeporcapadegas:Paraestetipodeyacimientosse consideraquelapresininicialdelyacimientoesexactamenteigualalapresin delpuntodeburbuja.Estoocurredebidoaqueeneltranscursodeltiempo geolgico, debe existir el equilibrio entre el petrleo y el gas. Con la capa de gas, el petrleoestmanteniendolamximacantidaddegasensolucin.Amedidaque la presin del yacimiento se reduce (por efecto de la produccin), la capa de gas se expande causando un desplazamiento inmiscible del petrleo. yYacimientos con empuje por agua: En este tipo de yacimiento la presin inicial es mayorquelapresindelpuntodeburbuja,porlotanto,noexistecapadegas. Cuandolapresinsereducedebidoalaproduccindefluidos,secreaun diferencialdepresinatravsdelcontactoagua-petrleo.Deacuerdoconlas leyes bsicas de flujo de fluidos en medios porosos, el acufero reacciona haciendo queelaguainvadaalazonadepetrleooriginandointrusinoinflujo,locualno soloayudaamantenerlapresinsinoquepermiteundesplazamientoinmiscible del petrleo que se encuentra en la parte invadida. yYacimientosconempujeporsegregacingravitacional:Enunyacimientode empujeporsegregacin,elgaslibreamedidaquesaledelpetrleo,semueve haciaeltopedelyacimientomientrasqueelpetrleohaciaabajodebidoala permeabilidad vertical. Paraque esto ocurra debe existir suficiente permeabilidad vertical para permitir que las fuerzas gravitacionales sean mayores que las fuerzas viscosasdentrodelyacimiento.Aunquealgunosdeestosyacimientosnotienen INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 6 unacapadegasinicial,larecuperacinsermayorsiestaexiste.Unmecanismo similardenominadodrenajegravitacionalocurresiesqueelyacimientotieneun granbuzamiento.Enestecasoelpetrleosemuevehaciaabajoyelgashacia arriba,peroelflujoesparaleloalngulodebuzamiento,envezdeser perpendicularaeste. yYacimientosconempujeporcompactacin:Laproduccindelosfluidosdeun yacimiento conduce a un incremento de la diferencia existente entra las presiones desobrecargaydeporopresentes,locualproduceunadisminucindelvolumen porosoyposiblementeelefectodesubsidenciadelasuperficie. Estemecanismodeempujeporcompactacinsolotendrunefectoconsiderable enlaproduccinsilacompresibilidaddelaformacineselevada,porlotantose presenta en yacimientos someros y poco consolidados que precisamente muestran dichascaractersticas. Sinembargo,estacompactacinnoesbeneficiosadeltodo,apesarquepuede contribuir conla produccin de los fluidos, tambin puede causar problemas tales comoladisminucindelapermeabilidadenlaformacinocolapsarel revestimiento. yYacimientos con empuje combinado: En la mayora de los yacimientos se presenta ms de un tipo de empuje durante su vida productiva, bien sea en forma alternada osimultnea.Enamboscasossedicequeelyacimientoestproduciendopor empuje combinado. 5.- POR EL TIPO DE FLUIDOS: yGas seco: (N2, CO2, H2O, vapor de agua)Impureza. Metano (95%) activo Macuspana (regin sur). INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 7 yGas hmedo: (metano 80.3, Etano 9.1, Propano 2.8, Butano 0.1, N-Butano 0.4, pentano 0.1). Contiene algunas impurezas. yGas y condensado: API > 44;RGA > 1426 m3/m3 > 8000 ft3/Bl. yAceite voltil: API: 33- 44;RGA: 300- 1426 m3/m3 = 1687- 8000 ft3/Bl. yAceite negro: API: 10- 33;RGA: 80- 300 m3/m3 = 449- 1687 ft3/Bl. yBitumen o extrapesado: < 10 APIpoco gas. 6.- GEOGRAFICAMENTE: yTerrestres. yMarinos (aguas someras, aguas profundas (tirantes mayores a 500 metros)). yLacustres (Concepcin, 5 presidentes, Usumacinta, Bitzal, Cobo, Cantemol). FUNCIONES PRINCIPALES DE LA BATERA SAMARIA II: ySeparacin. yEnfriamiento de gas. yRectificacin de gas. yCompresin de gas. yEstabilizacin de crudo. yDeshidratacin y desalado de crudo. yBalance de crudo. yBombeo de crudo. yAlmacenamiento de crudo. yMedicin de gas: *Gas *Crudo (general y pozos individuales). INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 8 ESQUEMA DE LA BATERA SAMARIA II: BOMBAS:

INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 9 Bombas: CAPACIDAD DE REFINACIN (12, 250, 000 BLS/DIA): ySalina Cruz. yMinatitln reconfigur 3 plantas ms de 200, 000 BLS/da. yCd. Madero. ySalamanca. yCadereyta. Duplex. Triplex. Cuadruplex. Quintuplex. Un paso. 2 pasos. 3 pasos. 5 pasos. RECIPROCANTES CENTRFUGAS De acuerdo al nmero de mbolos. De acuerdo al nmero de impulsores. Equipo de bombeo puede ser: yMotobombas. yTurbobombas. Motor yCombustin interna. yElctrico. Turbinas. INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 10 TANQUES DE ALMACENAMIENTO: 1.- Tanques cilndricos verticales de techo fijo. 2.- Tanques cilndricos verticales de techo flotante. 3.- Tanques esfricos. 4.- Tanques esferoidales. 5.- Tanques cilndricos horizontales. 6.- Tanques refrigerados. yTanque 1: almacena productos a la presin atmosfrica (crudo, diesel). yTanque 2: almacena productos con presiones de vapor ligeramente arriba de la atmosfrica. Prcticamente se reducen las perdidas por evaporacin (crudo, gasolina, turbosina). yTanques 3, 4, 5 y 6: almacenan propano, butano, butileno, pentanos, etc. CLASIFICACIN DEL GAS NATURAL: PEP Pemex Refinera o Petroqumica. Gas Natural Seco Hmedo DulceAmargo Marina Noroeste Marina Suroeste regin Sur. Endulzadoras Criognicas Terciario A ventas -Agua dulce. -El plan. -Comalcalco. -J. Colomo. -Vernet. 5P H2S CO2 N2 H2S CO2 N2 H2S CO2 CH4 > 95% Hormiguero Chilapilla Bitzal INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 11 PLATAFORMAS: yTrpodes (3 patas). yTetrapodos (4 patas). yExapodos (6 patas). yOctapodos (8patas). yDe 12 patas. COMPLEJO DE PRODUCCIN AKAL C: ENDULZADORAS: yCd. Pemex + planta para eliminar CO2. yCactus. yNvo. Pemex. CRIOGNICAS: yCd. Pemex. yCactus. yNvo. Pemex. yLa Venta. RB= Rebombeo. 1= plataforma de compresin. 2, 3, 6= plataformas de produccin. 4= plataforma de enlace. 5= plataforma de perforacin. 7= plataforma habitacional. INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 12 Akal D, E, F, G, I = plataformas perifricas o plataformas satlites o de perforacin. yPlataforma de enlace: conjunto de arboles, vlvulas donde se reciben todas las corrientes de crudo que vienen de las plataformas satlites. La operacin de mezclado se lleva a cabo en la unidad flotante de produccin, almacenamiento y descarga (FPSOS) Floating, Production, Storage and Offloading System. No. De pozos. Akal D:10 E:3 F: 11 G:10 I:8 C:1 COMPLEJO Ku-Maloob-Zaap Aprox. 1 X 106 BPD Gravedad 13 API MEZCLA KMZ + ABK-POL-CHUC 13 API de KMZ + 31 API de ABK-POL-CHUC = aceite maya (alrededor de 21 API) INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 13 CD. CARMEN INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 14 En 2008, inici el mezclado de crudo de 32 API con el aceite del activo KMZ de 13 API para dar y mantener la calidad de 21 API. La operacin de mezclado se lleva a cabo en la unidad flotante de produccin, almacenamiento y descarga (FPSOS) Floating, Production, Storage and offloading System. DIAGRAMA DE MANEJO DE CRUDO DE REGIONES SUR Y MARINAS: INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 15 DIAGRAMA DE MANEJO DEL GAS NATURAL(REGIONES SUR Y MARINAS): GAS NATURAL: El Gas Naturalse define como un fluido homogneo de baja viscosidad y densidad que tiene un volumen definido, pero que se expande completamente para llenar el recipiente que lo contiene. Las propiedades Fsicas y Qumicas del Gas Natural en el Yacimiento estn relacionadas con tres variables importantes (Presin, Volumen, Temperatura). Estas propiedades se pueden obtener experimentalmente usando expresiones matemticas o correlaciones numricas. a)Peso Molecular (Ma) b)Volumen a condiciones Estandar (Vsa) c)Densidad () INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 16 d)Volumen Especifico (v) e)Gravedad Especifica (g) f)Factor deCompresibilidad (z) g)Coeficiente Isotermico de Compresibilidad (Cg) h)Factor de Volumen (Bg) i)Factor de Expansin (Eg) j)Viscosidad (g) PESO MOLECULAR APARENTE Si yi, representa la fraccin molar del componente 1 en una mezcla de gases y se defuene matemticamente por: VOLUMEN A CONDICIONES ESTANDAR (Vsc) Es el Volumen ocupado por 1lb/mol de gas a una Presin y Temperatura de referencia generalmente a condiciones son 14.7 lb/pulg2 y 60 F. Entonces el Volumen Estandar, se refiere al: T en R (60+460) DENSIDAD (g) GRAVEDAD ESPECFICA (g) De acuerdo a la Ley de los Gases Ideales INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 17 FACTOR DE COMPRESIBILIDAD DEL GAS (Z) Gases Reales: el volumen de un gas real es usualmente menor que el volumen de un gas ideal a la misma temperatura y presin Gas Ideal: La prediccin del comportamiento real de los gases y sobre todo de una mezcla de ellos, como lo es el gas natural, resulta sumamente compleja en la prctica cuando se trata de considerar cada caso en particular, es por esto que se ha acudido al concepto de un fluido imaginario y perfecto el cual se le ha denominado Gas Ideal. El factor de compresibilidad es por definicin la relacin entre volumen actual ocupado por el gas a unas condiciones dadas de presin y temperatura y el volumen que ocupara si tuviera un comportamiento ideal a las mismas condiciones de presin y temperatura. De acuerdo a la informacin disponible, a partir de la composicin del gas se puede determinar con suficiente exactitud para la mayora de los propsitos ingenieriles cuando se pueden expresar en trminos de las siguientes dos propiedades adimensionales: Dnde: P= Presin del sistema Ppr= Presin Pseudo-reducida, adimensional T= Temperatura del sistema Tpr= Temperatura Pseudo-reducida, adimensional La viscosidad de un fluido es la medida de la friccin interna (resistencia) que tiene un fluido al flujo. Si la friccin entre capas de un fluido es pequea, es decir, baja viscosidad, VISCOSIDAD DEL GAS Una fuerza de corte aplicada resultar en un gradiente de velocidad grande. Conforme la viscosidad incrementa, cada capa del fluido ejerce una mayor resistencia al arrastre a las capas adyacentes y el gradiente de velocidad decrece. La viscosidad del fluido es generalmente definida como la relacin de la fuerza de corte o cizalla por unidad de rea a un gradiente de velocidad. Las viscosidades son expresadas en trminos de poises, centipoises o micropoises. La viscosidad del gas no es comnmente medida en el laboratorio porque puede ser estimada por correlaciones empricas. Como todas las propiedades intensivas la viscosidad del gas natural es funcin de la presin, temperatura y de la composicin del gas. INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 18 PROPIEDADES DE LOS HIDROCARBUROS LOQUIDOS (PVT) 1.Gravedad Especfica (o) 2.Gravedad Especifica del gas en solucin (g) 3.Densidad (o) 4.Solubilidad (Rs) 5.Presin de saturacin (Pb) 6.Coeficiente isotrmico de compresibilidad del crudo (Co) 7.Viscosidad del crudo (o) 8.Tensin Superficial () GRAVEDAD ESPECFICA SOLUBILIDAD DEL GAS (RS) La solubilidad del gas, Rs, est definida como el nmero de pies3 de gas que se disuelven en un barril de superficie, es decir un barril de crudo en el tanque de almacenamiento, a cierta presin y temperatura. La solubilidad del gas en el crudo est en funcin de la presin, la temperatura, la gravedad API y la gravedad del gas. Para una partcula de gas y un crudo que existen a presin constante, la solubilidad incrementa con la presin hasta que la presin de saturacin es alcanzada. En la presin de saturacin, todo el gas disponible esta disuelto en el aceite y la solubilidad del gas alcanza su valor mximo. En un yacimiento bajosaturado inicialmente, el valor de Rs es el valor del Rs en la presin de saturacin, por lo tanto en el decremento de presin de Pwf hasta Ps, el Rs se mantiene constante, pero cuando Pwf20Muy buena 15-20Buena 10-15Moderada 5-10Pobre Se quita con agua dulce Arena En pozo donde hay arenas, esta arena nos puede tapar la TP; para quitar esa arena de la TP se utilizan instrumentos para quitar esa arena dentro de la TP. Cedazos: Son como mallitas que se le ponen a los pozos parta que el aceite pase pero la arena no. SISTEMAS ARTIFICIALES DE PRODUCCIN (SAP): Sistema artificial de produccin: Es la explotacin de un pozo a travs de medios no fluyentes. 1.Bombeo neumtico (BN) => Regin Sur Marina Flujo continuo Flujo intermitente 2.Bombeo mecnico (BM)3.Bombeo electrocentrfugo (BEC) => Regin Sur Marina INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 40 4.Bombeo hidrulico (BH) Tipo jet Tipo pistn 5.Bombeo de Cavidades Progresivas (CP) 6.Embolo Viajero (EV) SAPUSA %Mxico % BN5370.3 BM2727 BEC101.0 BH9-------- Otros sistema11 Las Bimbas como es correcto Unidad de bombeo mecnico se usan para bombeo mecnico. BOMBEO NEUMATICO: yBombeo Neumtico (BN) Continuo: Consiste en inyectar gas a alta presin por el espacio anular para levantar los fluidos de la formacin por medio de vlvulas. Lo ideal es que sea gas seco. Gas alta presin (Gas seco) 70 Kg/cm2 35 Kg/cm2 INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 41 Al pozo, en lugar de vlvulas tambin se le pueden poner insertos. Inserto: Es como un casquillo que se le pone al hueco disparado para que no se haga mas grande por el paso del gas a alta presin. Nota: Este tipo de bombeo lo usamos en la regin marina. yBombeo Neumtico (BN) Intermitente: se le llama as porque la inyeccin de gas a alta presin no es continua como en el caso del BN Continuo, sino que se inyecta por tiempos. Puedes ser calculado matemticamente o por medio de la prctica. Registrados de presiones INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 42 RGIL: Relacin gas inyectado liquido. (Parmetro importante en el BN) RF (Registrador de flujo): Indica cuanto gas se inyecta en 24 Hrs RP: Registrador de Presiones Nota: Este tipo de bombeo se utiliza en Terciario Altamira Limitaciones del BN: Geometra del pozo (No se usa en direccionales) Gas disponible Red de bombeo neumtico INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 43 Profundidad (A mayor profundidad mayor presin en la cabeza, agrandes profundidades no funciona) Red de bombeo neumtico: yBombeo neumtico Autoabastecido: Consiste en usar el mismo gas del pozo para inyectrselo, y de esta forma hacerlo que fluya. INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 44 Bombeo mecnico: Dimetro de las Varillas para BN: , 5/8, 7/8, 1 y 1 1/8 INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 45 ANLISIS NODAL DE UN POZO FLUYENTE: a)Comportamiento de la formacin: P1= Pws Pwf b)Comportamiento de la T.P. : P2= Pwf Pth c)Comportamiento del estrangulador: P3= Pth PLD d)Comportamiento de la lnea de descarga: P4= PLD - Psep ) b) c) d) INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 46 COMPORTAMIENTO DE AFLUENCIA O NDICE DE PRODUCTIVIDAD: La importancia de conocer el potencial de un pozo, es fundamental, pues basados en esto, es posible establecer un plan para explotar adecuadamente y tcnicamente un pozo o un yacimiento.Antesdeefectuaruncambioenlascondicionesdeoperacindeunpozoes importante conocer su ndice de productividad. La diferencia entre la presin esttica y la presin de fondo fluyendo es el abatimiento de presin. ABATIMIENTO= P= PWF-PWS Larelacindelgastodeproduccindeunpozoyelabatimientoeselndicede productividad IP =J En bls / dia* psi A menos que se especifique otra cosa el valor de q es la productividad bruta o ql=qo +qw J= es el nmero total de lquidos producidos por cada psi de cada de presin INDICE DE PRODUCTIVIDAD ESPECFICO (JS) En bls / dia* psi * ft Eseltotaldebarrilesdelquidosproducidospordaporcadapsideabatimientoypor cada ft de espesor de la formacin productora. INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 47 De la ecuacin de flujo radial Y sustituyendo en la ecuacin (2)

Para flujo radial, a partir de un yacimiento horizontal, homogneo fase liquida y pequea compresibilidad. i i Cuando tenemos un yacimiento bajosaturado (Pwf>Pb) la ecuacin 2 puede escribirse: q = JP Donde P = abatimiento, por lo que la relacin entre q y P es una lnea recta que pasa por el origen y tiene una pendiente J. INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 48 La ecuacin 2 tambin puede escribirse: De la grafica o de la ecuacin 2: Si q = 0 => Pwf = Pws Si Pwf = 0 => qo max (gasto maximo o potencial del pozo) De lo anterior, si Pwf = 0 Qo max = JPws Qo max Pws J =Pwf = Pws [q/J] Pws = ordenada al origen 1/J = Pendiente INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 49 Tang = J Ejemplo: Un pozo fluye de un yacimiento bajosaturado y su Pws = 1100 Psi, qo max = 100 BPD Determinar: a)J b)qo cuando Pwf = 328 Psi c)Pwf Cuando qo = 42 BPD a)Si qo max = JPws J= 0.0909 Bls/da(psi) b) Qo= J(Pws- Pwf) = 0.0909(1100-328) = 70.09 BPD c) Pwf = 637.9537 Psi 42 .09 Pwf = - - 1100 Qo J Pwf = -- Pws Qo Pws- Pwf J =100 1100 J =INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 50 Ejercicio Grfico Ejemplo: Pwf > Pb Datos: Pws = 70 Kg/cm2 x 14.2 = 994 Psi Pwf = 35 Kg/cm2 x 14.2 = 497 Psi Qo = 24 m3/dia x 6.24 = 151 bls/dia h = 50 ft Determinar: J, qo max, Js J = .3038 Bls/da(psi) Qo max = JPws Qo max = (.3038 x 994) = 301.97 bls/da Qo h(Pws- Pwf) Js =151 994-497 J =Qo Pws- Pwf J =INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 51 Js = 6.0764 x 10-3 bls/dia(pie)(psi) YACIMIENTO SATURADO: En este caso, el ndice de productividad no tiene un comportamiento de lnea recta. Cuandoelaceitedeunaformacinproductorasemuevehaciaelpozo,seprovocauna cadadepresin(P),amedidaqueseacercaaeste,originndoselaliberacindelgas disueltoenelaceite.Alaumentarlasaturacindegaslibreenlavecindaddelpozo, aumentalapermeabilidadrelativaalgas(Krg)ydisminuyelapermeabilidadrelativaal aceite, como en la figura: Siseincrementaaunmselgasto,entoncesPesmayorysereduceelndicede productividad,elcualdependedelapermeabilidadefectivadelaceite(Ko), incrementndoselarelacingas/aceite,lacualdependedelapermeabilidadefectivadel gas (Kg). Aceite Curva del IPR= comportamiento de afluencia del pozo. Entonces J= Tang= - = IPR Segn esto, el IP disminuye al aumentar el gasto. INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 52 Gilbert defini como el comportamiento de afluencia del pozo igual al IPR (Inflow Performance Relationship). MTODO DE VOGEL: Vogel supone: flujo radial, saturacin de agua constante, en un medio poroso uniforme e isotrpico, en donde los efectos gravitacionales y de compresibilidad de la formacin y el agua no son significativos. Vogel defini la siguiente ecuacin: 2 Donde: Qo= produccin de aceite (BPD). Qomax= potencial del pozo (BPD). Pws= presin estatica (psi). Pwf= presin de fondo fluyendo (psi). MTODO DE VOGEL: GRFICO Y ANALTICO. yMTODO GRFICO: 1.- calcular Xi 2.- con Xi, entrar en la grafica de Vogel al eje vertical. Se traza una recta hasta interpretar la curva. Verticalmente leer en el eje de las abcisas: INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 53 3.- calcular qomax, cuando 4.- suponer diferentes valores de Pwf, con la condicin Pwf < Pws. 5.- hacer tabulacin y graficar IPR. Pwf (psi)Pwf1Pwf2Pwf3 Q (BPD)Qo1Qo2Qo3 Ejemplo: De una prueba de produccin de un pozo (Pwf < Pb) se obtienen los siguientes datos: Pwf= 2200 psi. Pws= 3000 psi. Qo= 200 BPD. Calcular: a)Qomax. b)Dibujar el IPR. c)Calcular qo para Pwf= 1500 1.- calculo de Xi: = = 0.733 2.- calculo de qo max: 3.- calculo de qo para Pwf= 1500 psi. = = 0.5 = 0.7 qo = 0.7 X qomax = 0.7 X 487.2= 341 BPD Pwf (psi)300025002000150010005000 INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 54 Por ltimo se traza el IPR. yMTODO ANALTICO: 1.- Calcular el factor A. 2.- Obtener el gasto mximo. 3.- Suponer valores de pwf, que cumplan con pwf < pws. 4.- Sustituir pwf y qo max en la ecuacin de voguel para obtener (qo). Qo (BPD) 0128245341409457487 Qomax = 487.2 BPD Qo (BPD) Pwf (psi) Pws = 3000 psi INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 55 5.- Elaborar tabulacin y graficar Pwf (psi)Pwf1Pwf2Pwf3Pwf4 Qo (bls/dia)Qo1Qo2Qo3Qo4 6.- Graficar IPR. Donde el ultimo valor de pwf ser 0 y el ultimo de qo= qo max ,lo mismo para l, mtodo anterior Ejemplo: Un pozo fluyente cuando Pwf < Pb, se obtuvieron los siguientes datos de una prueba de produccin: Qo= 650 BPD. Pws= 2500 psi. Pwf= 2000 psi. 1.- calcular A. 2.- obtener qomax. 3.- suponer valores de Pwf, que cumplan con Pwf < Pws Pwf= 2500, 2000. 1500, 1000, 500, 0. 4.- sustituir Pwf y qomax en la ec. De Vogel para obtener qo. INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 56 Pwf (psi)25002000150010005000 Qo (BPD)06501174157018401982 5.- se grafica el IPR. Pwf (psi) Qo (BPD) Qomax = 1982 BPD Pws = 2500 psi INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 57 MTODO DE STANDING: VOGUEL: En su trabajo no toma en cuenta que los pozos pudieran estar daados, es decir, que l considera unaeficiencia de flujo de 1.0 STANDING: Complementa el trabajo de VOGUEL y mediante un anlisis de ms de 100 pozos en el estado de California, desarrolla una grfica para eficiencias de flujo diferentes de 1.0, por lo que se considera pozos daados y estimulados. rs= Radio de dao Ps= Cada de presin por dao o o CONDICIONES ESTTICAS INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 58 Ejemplo: De un yacimiento saturado y de una prueba de produccin se obtienen los siguientes datos: Pws = 3000 psi Pwf = 2130 psi qo = 130 BPD FE = 0.6 Calcular: a)qomax FE = 0.6 b)Pwf y Ps c)IPR ycalculo de qomax FE = 0.6 PwfPws psi psi Para hacer el clculo de qomax nos apoyamos en una tabla como la mostrada a continuacin: Si: qo / qomax (cuando FE=1) = 0.282 Entonces: qomax ( FE = 1) = 130/0.282 = 461 BPD Pwf/Pws = 0.71 INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 59 A continuacin, se calculacuando Pwf= 0. Entonces: qomax (FE=0.6) = 0.79 * 461 = 364 BPD Pwf= Pws EF(Pws-Pwf) Pwf= 3000-0.6(3000-2130)= 2478 psi Ps= Pwf-Pwf Ps= 2478-2130= 348 psi yCalculamos valores para dibujar IPR, cuando qomax (FE= 0.6) Cuando pwf= 3000 Cuando Pwf= 2500 101 BPD Qo/qomax = 0.282 INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 60 Cuando Pwf= 2000 Cuando Pwf= 1500 Cuando Pwf= 1000 Cuando Pwf= 500 Cuando Pwf= 0 yCalculamos valores para dibujar IPR, cuando qomax (FE= 1) Cuando pwf= 3000 Cuando Pwf= 2500 128 BPD Cuando Pwf= 2000 INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 61 Cuando Pwf= 1500 Cuando Pwf= 1000 Cuando Pwf= 500 Cuando Pwf= 0 Por ltimo se grafican los IPRs: Pwf (Psi)Qo cuando FE= 0.6Qo cuando FE= 1 300000 2500101128 2000186236 1500255323 1000307389 500344435 0364461 Pwf (psi) Qomax= 461 BPD Pws = 3000 psi INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 62 NODO 2 CADAS DE PRESIN EN LA T.P.: Flujo multifsico: yTuberas verticales (T.P.) yTuberas horizontales (lneas de descarga u oleogasoductos) La utilizacin de las curvas de gradiente de presin nos permitir: yDisear las tuberas de produccin. yProyectar aparejos de produccin artificial (BN, BM, BEC, BH). yObtener la Pwf sin intervenir el pozo. yCalcular el efecto de los estranguladores sobre el gasto (qo). yDeterminar la vida fluyente de un pozo. yCalcular el gasto optimo de los pozos. yPredecir el fin de la etapa fluyente del pozo. Correlaciones ms importantes: yPoetman y Carpenter. yKermit Brown. yVaxendel and Thomas. yDuns and Ros. yOrkiszewsky. yBegs and Brill. yGilbert. yMokherker y Brill. INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 63 Mtodo Pwf (Conociendo Pth) 1.Fijar el valor de Pth en el eje de las presiones. 2.Leer la profundidad equivalente de Pth=B en fts. 3.Calcular profundidad equivalente de Pwf= B+L. 4.Interceptar RGL. Mtodo de Pth (Conociendo Pwf) 1.Leer la profundidad equivalente Pwf=C. 2.Calcular la profundidad equivalente de Pth= C-L. 3.Determinar Pth. Ejemplo: Pwf = 1250 PSI. Pth= 100 psi Prof. Eq. Pth= 500 pies Pwf= 1250 psi Prof. Eq. Pwf= 5500 pies Pth= 100 Psi. Q= 50 BLS/Da T.P.= 2.875 pulgadas. L= 5000 pies. RGL= 270 ft3/BL Calcular: Pwf INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 64 FUNDAMENTO DE FLUJO A TRAVS DE TUBERAS: Ecuacin General de Energa. 1.- Oleoducto (Aceite) 2.- Gasoducto (Gas) 3.- Acueducto (Agua) 4.- Gasolinoductos (Condensados) 5.- Oleogasoductos (Gas, Aceite)

H1 H2 H1 p1 P1 V1 p2 P2 V2 INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 65 Diagrama de flujo de un conducto aislado. De acuerdo con la ley de conservacin de Energa: E1 + wf+ ws=E2 1 Donde: wf = Perdidas de energa por friccin, estas prdidas corresponden a la friccin internadelfluido(viscosidad)yalafriccindelfluidoconlasparedesrugosasdelas tuberas.ws = Perdidas de energa por trabajo externo E1 = Energa por unidad de masa en posicin 1 (lb-pie/lbm) E2 = Energia por unidad de masa, en la posicin 2 (lb-pie/lbm) Energa de expansin (E)E (lb-pie/lbm) = P (lbf/pie2 ) V (pie3/lbm) = PV ..2 Donde V = Volumen Especifico (pie3/lbm) Energa Potencial (Ep) Ep (lbf-pie/lbm) = g (pie/seg2) (lbf-seg2/lbm-pie) h (pie) = h .3 Energia Cinetica (Ec) Ec (lbf-pie/lbm)= (pie2/seg2) (lbf-seg2/lbm-pie) = ..4 g = Aceleracion de la gravedad gc = Factor de conversin en la segunda Ley de Newton (lbm-pie/lbf-seg2) v = Velocidad de flujo (pie/seg) INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 66 Al sustituir las energas correspondientes a las posiciones 1 y 2 en la Ec1 se obtiene: ..5 .6 Donde V = 1/ (densidad del fluido) Multiplicando la ecuacin 6 por (/L) y considerando .7 .8 La ecuacin 8 se escribe en la forma siguiente: .9 = Gradiente de Presin Total. = Gradiente de Presin debido a la elevacin. = Gradiente de Presin debido a la Aceleracin. = Gradiente de Presin debido a la Friccin. = ..10(Ecuacion de Darcy y Weisbach 1857). INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 67 f = Factor de friccion f = (f/NRE, )NRE= Numero de Reynolds = Rugosidad de la tubera. El nmero de Reynolds (A dimensional) se define: NRE = .11 Rugosidad (): Es una caracterstica dela superficie de la tubera,la cual esta constituida porplieguesocrestasunidasformandounasuperficiehomogneamentedistribuiday dependedeltipodematerialqueseempleeensucontruccion.Losvaloresmas comnmente usados en la industria son: Tipo de Tuberia (Pulg) Estriada0.00006 Produccion o Perforacion0.0006 Escurrimiento0.0007 Galvanizadas0.006 Paracalcularelvalordefesnecesariodeterminarelrgimendeflujo.Enconductoslos fluidos se mueven de acuerdo a los siguientes regmenes de flujo: Laminar y Turbulento Laminar: Ocurre cuando las partculas de fluido se mueven en lneas rectas paralelas al eje de la tubera. Turbulento:Ocurreavelocidadesmayores,laspartculassemuevendemaneracatica, formando vrtices y remolinos. OsborneReynolds:Estableciexperimentalmenteunparmetroparadeterminarel rgimen de flujo en tuberas, a este parmetro la ecuacin 11 se le conoce como numero de Reynolds. El flujo laminar se presenta cuando NRE < 2300 y el flujo turbulento cuando NRE >3100-FlujoLaminar:Deunasolafaseelfactordefriccion(f)dependeexclusivamentedel numero de Reynolds f = ..12 INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 68 -FlujoTurbulento:(NRE>3100),elfactordefriccinestadadoporlaecuacinde Colebrook y White. log 13 Como se observa para calcular (f) se requiere de un proceso Iterativo. -Zona de Flujo Critico: 2300 Pb Pwf < Pb. 2.- con un Pwf conocido, calcular para cada gasto supuesto la profundidad equivalente a Pwf. 3.- con la profundidad del T.P. y la prof. Equivalente calculada en el punto 2 determinar: prof. Equivalente de Pth. 4.- con la prof. Equivalente de Pth calcular la Pth para cada gasto. Qo (BPD)Pwf (psi)Prof. Eq. Pwf (psi) Prof. Eq. Pth (psi) Pth (psi) 50183373002300450 100166775002500400 200133367001700250 400667420000 6000000 Para calcular Pwf se usa :Pwf= Pws - Ejemplo: Qo (BPD)Prof. Eq. Pth= 100 psiProf. Eq. Pwf (pies)Pwf (psi) 5050055001275 10070057001150 20080058001050 4008005800975 6008005800910 INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 72 Un pozo fluyente se encuentra produciendo de un yacimiento bajosaturado con una T.P. de 2 7/8 a 5000 pies, con una Pws= 2000 psi, con J= 0.3 BPD/psi y con una RGA= 300 ft3/BL con un porcentaje de agua de 10%. Para una Pth= 100 psi. yDeterminar qL ptimo por mtodos 1 y 2. Para ambos casos, se inicia calculando RGL y qo max. RGL= RGA (1- porcentaje de agua) Si RGA= 300 ft3/BL y porcentaje de agua de 10%, entonces: RGL= 300 (1-0.1)= 270 ft3/BL= 0.27 Mft3/BL qo max= J * Pws Si J= 0.3 BPD/psi y Pws= 2000 psi, entonces: qo max= (0.3) * (2000)= 600 BPD yMtodo 1: 1.- Se procede a graficar IPR (este grafico se presenta en hojas posteriores). 2.- Con un Pth conocido, procedemos a calcular Pwf para los gastos propuestos de la siguiente manera:

Pth= 100 psi Pwf= 1250 psi RGL= 0.27 Mft3/BL INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 73 yMtodo 2. 1.- Se calculan Pwf para los diferentes gastos propuestos: Qo (BPD)Prof. Eq. Pth= 100 psiProf. Eq. Pwf (pies)Pwf (psi) 5050055001275 10070057001150 20080058001050 4008005800975 6008005800910 Prof. Eq. Pth= 500 pies Prof. Eq. Pwf= 5500 pies Entramos en la grafica con un pth conocido (100 psi)yconnuestroRGL(0.27Mft3/BL)y procedemosacalcularprofundidadequivalente de Pth (500 pies). A la profundidadpreviamente calculadagrficamente,lesumamosla profundidad a la cual tenemos la T.P (5000 pies), estonosdacomoresultadolaprofundidad equivalentedePwf(5500pies).Conestaltima profundidad equivalente entramos de nuevo a la grafica,buscamoslalneadenuestroRGL(0.27 Mft3/BL) y procedemos a calcular Pwf. En este caso, para un gasto de 50 BPD, tenemos unPwfde1275psi;estemismoprocedimiento lorealizamosparalossiguientesgastos(100, 200, 400 y 600 BPD). Los datos obtenidos se tabulan a continuacin: INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 74 Pwf= Pws - Si Pws= 2000 psi y J= 0.3 BPD/psi Cuando qo= 50 BPD Pwf= 2000 - = 1833 psi Cuando qo= 100 BPD Pwf= 2000 - = 1667 psi Cuando qo= 200 BPD Pwf= 2000 - = 1333 psi Cuando qo= 400 BPD Pwf= 2000 - = 667 psi Cuando qo= 600 BPD Pwf= 2000 - = 0 psi 2.- Se procede a calcular Pth como se muestra a continuacin: Pth= 450 psi Prof. Eq. Pth= 2300 pies Pwf= 1833 psi RGL= 0.27 Mft3/BL INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 75 Qo (BPD)Pwf (psi)Prof. Eq. Pwf (psi) Prof. Eq. Pth (psi) Pth (psi) 50183373002300450 100166775002500400 200133367001700250 400667420000 6000000 La RGL que suministra la presin mnima de entrada a cualquier gasto en particular, se denomina relacinGasLquidoptima,yelvalorptimoqueGilbertdetermin,semuestraporlaflecha frentealosvaloresdeRGLdecadaunodelosjuegosdecurvas,delafigura4.11ala4.20.Esta RGL ptima es la razn de que haya 2 profundidades en el grupo de grficas. Ya que el gradiente EntramosenlagrficaconunPwfpreviamente calculado(enestecasoparaqo=50BPD tenemos un Pwf de 1833 psi) y connuestro RGL (0.27 Mft3/BL) y calculamos nuestra profundidad equivalente de Pwf (en este caso 7300 pies). AlaprofundidadequivalentedePwf previamentecalculada,lerestamosla profundidadalacualseencuentranuestraT.P. (5000pies)ycalculamoslaprofundidad equivalente de Pth (2300 pies). Con esta profundidad equivalente, y con nuestro RGL,volvemosaentrarenlagraficayse procedeacalcularelPthcomoseindicaenla grafica. Estemismoprocedimientoserealizaconlos otros gastos (100, 200, 400 y 600 BPD). Los datos obtenidos se tabulan a continuacin: INGENIERA DE PRODUCCIN I ALAN DANIEL BERTRUY ARGAEZPgina 76 S1