cap 3-analisis nodal 01

CLASIFICACION DE LOS CAMPOS

PETROLEROS

TIPO RESERVAS

PETRLEO GAS

MM Bls Gft3

Pequeo 25 - 100 150 - 600

Mediano 100 - 300 600 - 1800

Grande 300 - 700 1800 - 4200

Gigante 700 - 1000 4200 - 6000

Super Gigante Ms de 1000 Ms de 6000

YACIMIENTO

Cabeza de Pozo Choke Lnea de Flujo Manifold

Separador

TK-

Pozo Productor

El yacimiento aporta la energa (potencia)

para que los fluidos salgan del fondo,

asciendan hasta superficie y lleguen hasta

la estacin de produccin.

SISTEMA DE PRODUCCION DE FLUIDOS

Flujo burbuja

Flujo tapn

Flujo anular

Flujo tipo niebla

TIPOS DE FLUJOS EN TUBERIAS

VERTICALES

TIPOS DE FLUJO EN TUBERIAS

TIPOS DE FLUJOS EN TUBERIAS

VERTICALES

Una 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.

)1()( LgLLm HH

VARIABLES QUE AFECTAN EL

FLUJO VERTICAL

El efecto de la elevacin

El efecto de la friccin

El efecto de la aceleracin

VARIABLES PARA FLUJO MULTIFASICO

VERTICAL

La ecuacin general.

Se resuelve

Totalh

p

h

p

elevacinh

p

m

cg

g

friccinh

p

aceleracnh

p

dg

Vf

c

mmm

2

2

dhg

V

c

mm

2

2

FLUJO A TRAVS DE TUBERIAS

PwfPPPPPP restssvtubingchokelineasep ..

FLUJO MONOFSICO

FLUJO BIFSICO

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 MONOFSICO

acfel L

P

L

P

L

P

L

P

elL

P

fL

P

acL

P

=

=

=

PERDIDAS POR FRICCIN

CAMBIO EN LA ENERGA

POTENCIAL

CAMBIO EN LA ENERGA

CINTICA

FLUJO BIFSICO

El clculo de gradientes de presin

requiere evaluar condiciones de flujo

tales como: velocidad y propiedades de

fluido densidad, viscosidad, tensin

superficial.

ECUACIN:

rstsssvtubingchokeflsepwf PPPPPPP

Donde:

Psep = Presin de separador

Pfl = Cada de presin en la lnea de flujo

Pchoke = Cada de presin en los chokes de superficie

Ptubing = Cada de presin en la tubera de produccin

Psssv = Cada de presin en la vlvula de seguridad en

el subsuelo

Prst = Cada de presin en cualquier otra restriccin

FLUJO BIFSICO

Holdup Lquido: Es definido como la

fraccin de un elemento de tubera que es

ocupado por lquido en algn instante.

segmentodelVolumen

liquidoporocupadoVolumenH liq

Es una relacin que modela el

comportamiento del influjo del pozo, es

decir, la capacidad que posee un pozo

para aportar fluidos

J = Qo + Qw

Pr - Pwf

Qo: Tasa de Produccin de aceite (BPD)

Qw: Tasa de Produccin de agua (BPD)

Pr: Presin esttica del Yacimiento (PSI)

Pwf: Presin de fondo fluyendo (PSI)

INDICE DE PRODUCTIVIDAD

El comportamiento del Indice de Productividad de un

pozo, esta dado a cambiar con el tiempo y la

produccin acumulada.

Pwf

Q

J = -dQ

dPwf



Una medida muy importante en la produccin de

petrleo es el denominado Indice de productividad (IP), que es la cantidad de barriles producidos por diferencial de presin.

IP = Caudal (Q) / P. yac. P. Flujo.)

Caudal (Q) = IP x (P.yac. P. flujo)

Siendo: IP = ndice de productividad.

Q = Caudal de fluido producido

P. yac. = presin del yacimiento en psi.

P. flujo = presin de flujo fluyente.

En yacimientos con empuje activo de agua, se

presenta un IP constante, pero en algunos casos

cambia debido a cambios en la permeabilidad del

aceite y del agua y cuando la presin de flujo est

por debajo del punto de burbuja.

La mayora de los cambios en el IP son causados

por un incremento en la saturacin de gas libre

alrededor de la cara del pozo, lo cual incrementa la

permeabilidad del gas y disminuye la permeabilidad

del aceite.


Pwf/Pr

Q/Qmax

1

0

1 0

.8

.6

.4

.2

.2 .4 .8 .6

IPR de Vogel

2

8002001

Pr.

Pr.

PwfPwf

q

q

max

Sobre la base de experimentos de campo Fetkovitch sugiri que el IPR para un pozo

petrolero es :

Qo = J(Pr2 - Pwf2)n

n es un componente emprico en el rango de 0.568 < n < 1.0

La no linealidad del IPR se puede deber al flujo no Darcy (turbulencia) o a los efectos del flujo en dos

fases ( permeabilidades relativas)

Existen dos factores que predicen las condiciones de

la tasa de flujo y las condiciones de cabeza de pozo en

un tiempo dado:

La ecuacin ipr para produccin estabilizada

Rendimiento para flujo vertical

Permiten la determinacin de:

1.La disminucin de la presin de cabeza de pozo.

2.La declinacin de tasa de produccin.

CURVAS DE DECLINACIN

Es una serie de curvas caractersticas referidas como

Curvas Tipo, desarrolladas por Fetkovich (1980).

Dos periodos distintos de la tasa de declinacin son:

1. Transient decline: es la declinacin natural causada

por la expansin del aceite, gas, agua en una regin de

drenaje con un continuo incremento del radio.

2. Depletion decline: es la declinacin natural seguida al

transient decline; ocurre despus que el radio de

drenaje ha alcanzado los limites externos y el pozo

est drenando a volumen constante del yacimiento.

CURVAS DE DECLINACIN

RATA DE DECLINACION TRANSIENTE

La apertura de un pozo a produccin crea un

disturbio del equilibrio estable del yacimiento

y las respuestas de presin en el wellbore.

Cuando las disturbancias alcanzan los limites

del yacimiento y toda el rea de drenaje

comienza a contribuir a la produccin, las

condiciones del wellbore comienzan a estabilizarse en un estado seudoestable.

INFLOW PERFORMANCE CURVE

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

Production rate, STB/D

Flo

win

g b

ott

om

ho

le p

ressu

re, p

si

Inflow (Reservoir) Curve

OUTFLOW PERFORMANCE CURVE

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500


Flo

win

g b

ott

om

hole

pre

ssu

re, p

si

Outflow (Tubing) Curve

0500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500


Flo

win

g b

ott

om

hole

pre

ssu

re, p

si

Inflow (Reservoir) Curve

Outflow (Tubing) Curve

2111 STB/D

1957.1 psi

INFLOW - OUTFLOW CURVE

0200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 500 1000 1500 2000 2500 3000


Flo

win

g w

ellh

ead

pre

ssu

re, p

si

Inflow Curve

Outflow Curve

2050 STB/D

500 psi

SISTEMA GRAFICO CABEZA DEL POZO

Dos modelos de produccin transiente son normalmente

considerados y tratados matemticamente:

Produccin a tasa constante Presin de fondo fluyente constante

ANALISIS NODAL

USOS DEL ANLISIS NODAL

Estimacin de parmetros del Yacimiento:

Skin (dao)

Permeabilidad de las rocas

Presin del Yacimiento

Evaluacin de los tratamientos:

Resultados de los tratamientos de daos.

Parmetros de sensibilidad para estudios.

SISTEMA DE PRODUCCION

Qliq.

Pwf AUMENTANDO OFERTA

DEMANDA

OFERTA

DISMINUYENDO LA DEMANDA

q3 q1 q2

Pws

Psep

Pwf crit.

Ing. de Yacimiento

Ing. de Produccin qL = J ( Pws - Pwf ) sinergia

Pwf

ANALISIS NODAL

COMPONENTES

Inflow Performance Curve/Relationship (IPR) Oil or Gas Flowrate vs Bottomhole Flowing Pressure

Abscissa Intercept = Absolute Open Flow Potential

(Dp = pr q = Max)

Outflow Curve (Tubing Intake) Function of Hydrostatic, Friction & Acceleration

Components

Curves Shifted by Wellhead Pressure & Artificial Lift

La intercepcion de estas curvas da la FBHP (psi) & la rata optima de flujo

Qliq.

Pwf

VLP

AOF

Pws

BALANCE DE ENERGA EN EL FONDO DEL POZO

q1

Pwf

CAPACIDAD DE

PRODUCCIN

IPR

ANALISIS NODAL

Inflow Operating Point

Outflow Pressure PWF

Operating Flowrate

Flowrate (stb/d)

Pre

ssu

re a

t N

od

e

Reservoir Pressure

OPTIMIZACION DE LA PRODUCCION

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

Anlisis Nodal con Nodo Solucin en la

Presin Esttica de la Formacin

Anlisis Nodal en el Fondo de Pozo

Cualitativo de un Anlisis Nodal

en la Cabeza del 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

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

EFECTO DE DAO

Pozo

Pwf

Pr

dP Skin

Yacimiento

Pwf

EFECTO DEL DAO EN IPR

Outflow

Flowrate

Pre

ssu

re a

t N

od

e

5 0 -1 -3

SKIN

Inflow

(IPR)

10

PRINCIPALES ORGENES DEL DAO

Dao de formacin.

Perforaciones.

Completamiento parcial.

Empaquetamientos con grava.

Flujo no Darcy.

Flujo multifsico.

Fracturas naturales.

Fracturas hidrulicas.

Pozos desviados u horizontales.

EFECTO DEL TAMAO DEL TUBING

Inflow

(IPR)

Outflow

Flowrate (stb/d)

Pre

ssu

re a

t N

od

e

For a Tubing Restricted Well

2 3/8

2 7/8 4 1/2

3 1/2

SUGERENCIAS ?

PREGUNTAS ?

INQUIETUDES ?

cap 3-analisis nodal 01

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