Maracaibo, Marzo 2002

ESCUELA DE PETROLEO DE LUZ

PRESENTAR UNA METODOLOGIA PARA EL ANÁLISIS Y DIAGNÓSTICO DE POZOS CON LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS

DESCRIBIR ALGUNOS CRITERIOS DE OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS DE LAG.

RGL

P/HGRAVEDAD

FRICCIÓN

TOTAL

Ecuación general de la energía

Hg

V

dg

V..fm

g

.SENg

H

P

c

mm

c

mm

c

m

.2

.

2144

122

RGLgrad.min

Presión

Prof.

ID tub.

% AyS

qliq

Prof.

RGL

Para RGL’s mayores a RGLgrad.min. la presión fluyente en el fondo del pozoaumenta a medida que aumenta la RGL.

RG

L

gra

d.m

in

.

RGLgrad.min.= [ a + (b.Dv/1000) ] . cotgh (c.ql/1000)

 Donde :a = (25.81+13.92 w) . ID2 -145b = 139.2 - (2.7766 +7.4257 w) . ID2 c = [(1-0.3 w). (3 –0.7 ID) + [ (0.06 – 0.015 w – 0.03 w ID) . Dov/1000] Con w= Fracción de agua y sedimento, adimensional. (w < 0.65)ID= Diámetro interno de la tubería de producción, pulg. (2, 2 ½ y 3)Dov= Profundidad del punto de inyección, pies. (2000< Dv <10000)ql= Tasa de producción de líquido, bn/d. (ql > 50)cotgh (x)= Cotangente hiperbólica de x = (e2x + 1) / (e2x - 1) Ejemplo: Para un pozo que produce 800 bpd de líquido con 50 % de AyS inyectando gas a una profundidad de 7900 pies en una tubería de 2-7/8” (ID= 2.441”) la RGLgrad.min. es de 1122pcn/bn.

Calculo de RGL para gradiente mínimo (W. Zimmerman)

ID (plg)

FW (frac)

DV (pies)

QL (bpd)

RGLf (pcn/bn)

a b cC*QL/ 1000

RGLmin (pcn/bn)

2.441 0.5 7900 800 422 50.3 100.5 1.22 0.98 1122

QINY = 560 Mpcnd

R.Maggiolo , Sept.1996

HOJA DE EXCEL: “RGLgrad-min”

Qliq.

Pwf AUMENTANDO OFERTA

DEMANDA

OFERTA

DISMINUYENDO

LA DEMANDA

q2 q3q1

Qliq.

Pwf

q1

AUMENTANDO

RGL

q2q3q4

Qiny de gas

QL,Qo,Bs/d

AUMENTANDO

QINY

Qiny_DISPONIBLE

Q_DISEÑO

DISEÑO

ESPACIAMIENTO DE MANDRILES

SELECCIÓN Y CALIBRACIÓN

DE VÁLVULAS

PwhPresión

Profundidad

Py

PwsPwf, ql

Dov

Pws

Dov

gg

RGLf

Pio

P

Piod

RG

Lt

Pwf

Presión

Profundidad

Pwh

Pio

PiodPpd

RGLi = RGLt - RGLf (pcn/bn)

qgi = RGLi . ql / 1000

qgi = ( RGLt - RGLf ) . ql / 1000

(Mpcn/d)

Sustituyendo RGLi

asiento ( qgi / P )

CERRADA

t i : TIEMPO DE INFLUJO t v : TIEMPO DE VIAJE t e : TIEMPO DE ESTABILIZACIÓN

Tc (min) = TIEMPO DE CICLO = t i + t v + t e

CIERRA

ABRE CIERRA CERRADA

ABRE

N = 1440 / Tc

AREA LIMITADA PARA

EL ESPACIAMIENTO

DE MANDRILES

Prof

Presión PkoPwh

RG

Lt , qL

Dpack - 60´

Válvula cerrada. Presión de apertura (Pod)

(Ab - Ap)

si R= Ap/Ab

Pg . (Ab - Ap)

Ppd . Ap

Ap

Pb . Ab = Pg (Ab - Ap) + Ppd. Ap

Pod = Pg = (Pbt - Ppd.R) / (1-R)Pg

Ppd

Pb

Pb . AbPb = Pg (1 - R) + Ppd. R

Despejando Pg ...

Válvula abierta. Presión de cierre (Pvcd)

si R= Ap/Ab

Pg . Ap

Ap

Pb . Ab = Pg (Ab - Ap) + Pg. Ap

Pvcd = Pg = Pb

SPREAD = Pod - Pvcd

(Ab - Ap)

Pg . (Ab - Ap)

Pg

Pg

Pb

Pb . AbPb = Pg (1 - R) + Pg. R

Pon

Prof

Presión Pko= Psist – 100 lpc

Ps = 50 lpc

Po1

Po

Pwh

Pon

Prof

Presión Po1Pwh

Ppd Pod1

RG

L1

AsientoR

Tv, Ct

Pb = Pod . (1-R) + Ppd . REn el pozo

Pvo = --------------Pb . Ct

1 - R

En el taller

Presión de calibración

(PTR)

qiny=RGLi . ql

460

12*5,155

12

Vg

kk

iod

pdk

iod

pdiodd

gasT

P

P

P

P

kk

gPC

Q

• Qgas: Flujo de gas, Mpcnd.

• Cd: Coeficiente de descarga, adimensional. (empíricamente Cd= 0.865)

• A: Área expuesta a flujo, pulg2.

• Piod: Presión de gas (aguas arriba), lpca

• g: Aceleración de la gravedad, 32.17 pie/seg2

• k: Relación del calor específico del gas a presión constante al calor especifico

a volumen constante. ( Cp/Cv= k= 1.27)

• Ppd: Presión de producción (aguas abajo), lpca g: Gravedad específica del gas inyectado, adimensional.

• Tv: Temperatura de flujo, º F.

Si (Ppd/Pg) < [ 2 / (k+1)] k/(k-1) = Ro existe flujo crítico y se debe hacer (Ppd/Pg) = Ro (aprox. 0.55)

FLUJO DE GAS A TRAVES DE ORIFICIOS Ecuación de Thornhill-Craver

Ecuación de THORNHILL-CRAVERPARA CALCULAR ASIENTO - DISEÑO

Grav.Gas Pgas Ppd Tv qiny (Mpcnd) Cd K (Cp/Cv)0.7 1150 1050 145 800 0.865 1.27

RESULTADOS PARCIALES

FC 1.120 RESULTADOSqinyc 896

Ppd/Pgas 0.91 Area pulg2= 0.0477

raiz 2.230 Asiento (1/64")= 15.78

HOJA DE EXCEL: “THORNHILL”

Válvula parcialmente abierta

Area del cono < Area del asiento

V á l v u l a S e m i a b i e r t a

(T h r o t t l i n g F l o w )

Area del cono > Area del asiento

Válvula Completamente Abierta

(O r i f i c e F l o w )

Stem Travel

Load Rate= 400 psi/pulg. Valv.1 1/2”

Load Rate= 1200 psi/pulg. Valv.1”

• Información del pozo en evaluación

• Metodología de Diagnóstico de pozos

• Criterios de Optimización de Sistemas de LAG.

• Información del pozo en evaluación

1. PRODUCCIÓN : Tasas de producción de fluidos, comportamiento histórico del pozo, Presiones THP,CHP,Psep, etc., Tasa de inyección de gas, Registros fluyentes de P y T, etc.

2. YACIMIENTO : Profundidad, Presión estática, Temperatura, Detalles de la completación, Pruebas de Restauración de presión bien interpretadas, etc.

3. INFRAESTRUCTURA : Diagrama final de Terminación del pozo, Longitud y tamaño de las tuberías de producción, revestimiento y línea de flujo superficial, equipo de Levantamiento, mandriles y válvulas, asiento y calibración.

Prof.

Presión

Temp

Tv Pod

Cerrada

Cerrada

Cerrada

THP CHP

Ppd TvPod

Ppd

Ppd TvPod

AbiertaqinyPwf

Pgas

Pgas

Pgas

Piod

R, Pvo, Ct, Pb

Ppd TvPod

Twh

TfonPunto medio de las perforacionesPwf

Qliq.

Pwf

DEMANDA

OFERTA

AOFq1

Pwf

Pws

Qliq.

Pwf

Variando la

RGL

q1 q2q3q4

Qiny de gas

QL,Qo,Bs/d

SUB-INYECTADO

SOBRE-INYECTADO“ OPTIMIZADO ”

Seleccionar y ajustar correlaciones para calcular propiedades de los fluidos.

Seleccionar y ajustar correlaciones de FMT para calcular las curvas de gradiente de presión.

Disponer de valores de K.h, EF, S para calcular curvas IPR’s representativas.

• Información del pozo en evaluación

• Metodología de Diagnóstico de pozos

• Metodología de Optimización de Sistemas de LAG.

METODOLOGIA DE OPTIMIZACIONMETODOLOGIA DE OPTIMIZACION

RECOLECTAR INFORMACION

A nivel de pozo - Producción. - Yacimiento.

- Infraestructura.

A nivel de Sistema - Presión y Capacidad de Compresión.- Sistema de distribución.- Sistema de recolección.- Balance de gas.

METODOLOGIA DE OPTIMIZACIONMETODOLOGIA DE OPTIMIZACION (CONT…)

DIAGNOSTICAR EL L.A.G. A CADA POZO Profundidad de Inyección: - Múltiple punto de inyección ?

- Mandril más profundo?

Consumo de Gas:- Subinyectado.- Sobreinyectado.

- Optimizado. Detectar cuellos de botella con Análisis Nodal

EJECUTAR ACCIONES A NIVEL DE POZO Diseño de nueva instalación: tipo de L.A.G. Rediseño de la instalacion ó Ajuste del consumo de gas Eliminar restricciones detectadas/Cambio de método de L.A.

OBTENER CURVAS DE RENDIMIENTO A CADA POZO

Tasa de Producción Neta vs. Tasa de Inyección de gas. Ganancia Neta (Bs./día) vs. Tasa de Inyección de gas.

OPTIMIZAR LA DISTRIBUCION DEL GAS DE LEVANTAMIENTO

Criterio 1 Maximizar la producción de petróleo. Criterio 2 Maximizar ganancias. Abrir OPTISIS

METODOLOGIA DE OPTIMIZACIONMETODOLOGIA DE OPTIMIZACION (CONT…)

Gracias