ANÁLISIS NODAL EN POZOS PRODUCTORES.docx

7/25/2019 ANLISIS NODAL EN POZOS PRODUCTORES.docx

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ANLISIS NODAL EN POZOS PRODUCTORESLos anlisis que se realizan de un sistema de rodu!!i"n en su !on#unto$ ermite rede!ir el!omortamiento a!tual % &uturo de un ozo rodu!tor de 'idro!ar(uros$ !omo resultado deeste anlisis$ se uede o(tener or lo )eneral una me#or*a en la e&i!ien!ia de &lu#o$ o (ien unin!remento en la rodu!!i"n+

El ro!edimiento de anlisis de sistemas o tam(i,n !ono!ido !omo anlisis nodal$ es uno delos medios aroiados ara el anlisis$ dise-o % e.alua!i"n$ tanto en ozos &lu%entes$intermitentes o !on sistemas arti&i!iales de rodu!!i"n+El anlisis nodal$ e.al/a un sistema derodu!!i"n di.idido en tres !omonentes (si!os0

1lu#o a tra.,s de medios orosos

1lu#o a tra.,s de tu(er*a .erti!al o de rodu!!i"n 2T+P+3

1lu#o a tra.,s de la tu(er*a 'orizontal o l*nea de des!ar)a 2L+D+3

Para la redi!!i"n del !omortamiento en !ada uno de los !omonentes$ se o(tiene la !a*dade resi"n en !ada uno de ellos+ Para la o(ten!i"n de las !a*das de resi"n$ se de(en deasi)nar nodos en di.ersos untos imortantes dentro del sistema de rodu!!i"n 21i)ura 43$or lo tanto$ se .ar*an los )astos de rodu!!i"n % emleando un m,todo de !l!ulo ade!uado$se !al!ula la !a*da de resi"n entre dos nodos+ Desu,s$ se sele!!iona un nodo de solu!i"n %las !a*das de resi"n son adi!ionadas o sustra*das al unto de resi"n ini!ial o nodo deartida$ 'asta al!anzar el nodo de solu!i"n o in!")nita+En un sistema de rodu!!i"n se!ono!en siemre dos resiones$ siendo estas la resi"n del searador 2PSe3 % la resi"nestti!a del %a!imiento 2P5s3+ Por lo tanto teniendo la resi"n en al)uno de estos dos nodos$se ueden determinar las !a*das de resi"n en al)/n unto intermedio+ La e.alua!i"n del

sistema de rodu!!i"n or medio del anlisis nodal$ uede a%udarnos a la solu!i"n dero(lemas6 en donde se in!lu%en !a*das de resi"n a tra.,s de0

Estran)uladores suer&i!iales % de &ondo

Dimetros de aare#os de rodu!!i"n

7l.ulas de se)uridad$ et!+

Los resultados del anlisis del sistema$ no solamente ermiten la de&ini!i"n de la !aa!idad derodu!!i"n de un ozo$ ara una determinada serie de !ondi!iones$ sino tam(i,n muestran

!omo los !am(ios en !ualquier armetro a&e!tan su !omortamiento+ Las !ur.as de!aa!idad de rodu!!i"n$ son una &un!i"n de los rin!iales !omonentes de un sistema$!omo son0 Datos del %a!imiento$ !ara!ter*sti!as del aare#o de rodu!!i"n$ de la l*nea dedes!ar)a$ resi"n en el nodo ini!ial % &inal$ rodu!!i"n de a!eite$ )as % a)ua$ rela!i"n )as8liquido$ temeratura$ !omosi!i"n del a!eite % )as$ too)ra&*a del terreno % &orma deer&ora!i"n del ozo$ %a sea .erti!al$ dire!!ional u 'orizontal+ 29arai!o!'ea :+ ;3+
http://yacimientos-de-gas.lacomunidadpetrolera.com/2008/01/anlisis-nodal-en-pozos-productores.htmlhttp://yacimientos-de-gas.lacomunidadpetrolera.com/2008/01/anlisis-nodal-en-pozos-productores.html


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ANLISIS NODAL EN LOSPOZOS PRODUCTORES DEL CA?PO PUERTO CEI:A

A!tualmente$ el !amo !uenta !on !uatro ozos rodu!tores$ !ada uno !on arre)los di&erentesen su &orma de rodu!ir$ estos ozos son0 Puerto Cei(a ;@$ ;;;8A$ ;;8: % ;;B+ A !ada unode ellos se les e&e!t/o el anlisis !orresondiente !on el simulador de nom(re PIPESI?S dela !oma-*a :aer ardine$ % a !ontinua!i"n se des!ri(e el ro!edimiento % los resultados quese o(tu.ieron ara !ada uno de ellos+Primero se e&e!tu" el a#uste !on las !ondi!iones a!tuales de rodu!!i"n del ozo$ en todos losozos la !orrela!i"n que se utiliz" &ue a)edornF:ro5n or ser la que me#or rerodu!e el!omortamiento de los ozos+ Los datos del dia)rama P7T que se utilizaron &ueron los delozo Citam ;@;+

Puerto Ceiba 103.

Las !ondi!iones a!tuales de rodu!!i"n son6 a!eite ;=> :PD$ de )as ;+@ ??PCD$ de a)ua@+@ :PD$ el estran)ulador de GH$ aare#o de rodu!!i"n de J=H !om(inado !on >J=H % GH+Dentro de las di&erentes alternati.as de !al!ulo$ se de&ini" el !am(io de aare#o de rodu!!i"na un dimetro en su totalidad de >J=H !om(inado !on GH$ as* !omo la sensi(iliza!i"n !onlos dimetros de estran)uladores si)uientes0 J=H$ GH$ BJ=H$J4H$ >J=H % ;+@H+ De los resultadoso(tenidos en la simula!i"n se ueden o(ser.ar en la ta(la No+;$ % el !omortamiento de lasresiones en la 1i)ura B+


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Desu,s de 'a(er realizado los rese!ti.os anlisis$ se lle)o a las si)uientes !on!lusiones %re!omenda!iones0

Con un aare#o de este tio se o(tienen (uenos )astos de rodu!!i"n en a!eite % )as$

adems !uenta !on .enta#as de adi!ionales al &luirlo or esa!io anular+

Se !ontar !on un aare#o equi.alente a una TP 4 GH 8 GH$ !er!a del inter.alo

rodu!tor+

Se !ontar !on un !ondu!to or donde se odr in%e!tar in'i(idores de as&ltenos %

ara&inas !er!a del inter.alo rodu!tor % e.itar que se o(ture el esa!io anular+

En el &uturo se odr in%e!tar )as a tra.,s de la TP ara imlementar el (om(eo

neumti!o sin restri!!i"n en el .olumen de )as de in%e!!i"n+

anlisis NODALKEnglish| Espaol

[Terminacin de pozos]

Una herramienta analtica utilizada para el pronstico del desempeo de los diversoselementos que integran el sistema de terminacin y produccin. El anlisis NO!"# se

utiliza para optimizar el diseo de la terminacin con el $in de que se adecue a la

capacidad de produccin del yacimiento y para identi$icar las restricciones o lmitespresentes en el sistema de produccin y cualquier mecanismo de me%oramiento de la
http://www.glossary.oilfield.slb.com/en/Terms/n/nodal_analysis.aspxhttp://www.glossary.oilfield.slb.com/en/Terms/n/nodal_analysis.aspxhttp://www.glossary.oilfield.slb.com/en/Terms/n/nodal_analysis.aspx


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e$iciencia de la produccin. #NO!" &anlisis del sistema de produccin' es una marcade (chlum)erger

Los anlisis que se realizan de un sistema de produccin en su

conjunto permiten predecir el comportamiento actual y futuro de unpozo productor de hidrocarburos. Como resultado de este anlisis se

puede obtener, por lo general, una mejora en la eciencia de ujo o

bien un incremento en la produccin. !l anlisis nodal es una t"cnica

basada en procedimientos de anlisis de sistemas que consiste en

combinar los distintos componentes de un pozo de gas o petrleo,

con el propsito de predecir las tasas de ujo y optimizar los distintos

componentes en el sistema, para as tomar decisiones que conlle#en

al aumento en la produccin de los hidrocarburos del yacimiento. !ste

m"todo tiene la particularidad de combinar la habilidad del pozo paraproducir uidos $%&', %no( &erformance 'elationship) con la

habilidad del sistema de tuberas para manejarlos $*L&, *ertical Lift

&erformance), tomando en cuenta la manera como se interrelacionan

las distintas p"rdidas de presin.

!n un sistema de produccin se conocen siempre dos presiones,

presin del separador y presin esttica del yacimiento, a partir de

las cuales se puede determinar la presin en alg+n nodo intermedio,

de esto se trata el anlisis nodal. Los resultados del anlisis no solopermiten denir la capacidad de produccin de un pozo, para una

determinada serie de condiciones, sino tambi"n muestran como los

cambios en cualquier parmetro afectan su comportamiento. &ara la

prediccin de su comportamiento, el sistema de produccin debe ser

di#idido en tres componentes bsicos, y obtener la cada de presin

en cada uno de ellos, a saber

a.- lujo a tra#"s de un medio poroso $yacimiento), donde se toma en

cuenta el da/o ocasionado por el lodo de perforacin, la cementacin,

el ca/oneo, etc.

b.- lujo a tra#"s de la tubera #ertical $tubera de produccin),

considerando todas las restricciones de los posibles aparejos

colocados en la tubera, por ejemplo empacaduras, reductores de

fondo y #l#ulas de seguridad, entre otros.


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c.- lujo a tra#"s de la tubera horizontal $lnea de descarga),

tomando en cuenta los estranguladores de supercie, medidores de

oricio, bombas y el resto de facilidades colocadas antes de que el

uido llegue al separador. 0sualmente se di#ide en dos partes, la

tubera horizontal antes del estrangulador y la tubera horizontaldespu"s del estrangulador.

!ste efecto de los distintos componentes se trata mediante el uso del

concepto nodal. &ara la obtencin de las cadas de presin se deben

asignar nodos en di#ersos puntos del sistema de produccin, tal como

se muestra en la igura 1, y empleando un m"todo de clculo

adecuado se determina la cada de presin entre dos nodos. 2espu"s

se selecciona un nodo solucin y las cadas de presin son

adicionadas o sustradas al punto de presin inicial o nodo de partida,

hasta alcanzar el nodo solucin o incgnita. 0n nodo se clasica comofuncional cuando e3iste una presin diferencial a tra#"s de "l y la

respuesta de presin o tasa de ujo puede representarse mediante

alguna funcin matemtica o fsica.


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Fig. N 1.

Localizacin de diversos nodos.

Cada uno de los componentes del sistema puede ser e#aluado por

separado, considerndolo como un punto de inter"s o nodo. La

disposicin del punto de inter"s o nodo solucin, depende de las

necesidades del estudio y por razones prcticas se hace referencia a

cualquiera de las siguientes localizaciones

a.- Solucin en el fondo del pozo &robablemente la posicin

solucin ms com+n es el fondo del pozo, es decir en el centro del

inter#alo perforado $4odo 5 de la igura 1). &ara encontrar la tasa de

ujo en esta posicin el sistema completo se di#ide en dos

componentes !l yacimiento y el sistema total de tubera. !n este

caso se debe construir la cur#a de oferta, a partir de las presiones de

fondo y las tasas de ujo $Cur#a %&'), y la cur#a de demanda, a partir

de las tasas asumidas, y sus correspondientes presiones de cabezal, y


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las presiones de fondo requeridas a partir de las correlaciones de ujo

multifsico $Cur#a *L&). La interseccin de ambas cur#as muestra la

tasa de ujo posible para el sistema, que no es la mnima ni la

m3ima, y mucho menos la ptima, sino la tasa a la cual el pozo

producir para el sistema de tubera instalado, mientras no se realicening+n cambio en el sistema, es decir, el tama/o en las tuberas, el

estrangulador, la presin de separador o el cambio en la cur#a de %&'

a tra#"s de una estimulacin.

La solucin en el fondo del pozo permite aislar el componente

yacimiento a partir del sistema de tubera. &or lo tanto, si se estima

un cambio en la presin promedio del yacimiento, se puede obser#ar

el cambio que ocurrir en las tasas de ujo mediante la construccin

de la cur#a %&' a las diferentes presiones de yacimiento $igura 6).

!ste comportamiento es terico, pues se ha demostrado en campoque la '7& cambia a medida que se agota la presin del yacimiento,

por lo que ser necesario construir una nue#a cur#a de demanda

para cada caso.

Fig. N 2. Prediccin de comportamiento futuro.

!3isten otros casos en donde la solucin en el fondo del pozo es la

mejor para ilustrar el efecto de ciertas #ariables. 0no de estos es

mostrar el cambio esperado en la tasa de ujo al estimular o remo#er

el da/o del pozo. !n la igura 8 se muestra como la cur#a de oferta


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cambia al aumentar la eciencia de ujo, aumentando la tasa de

produccin del pozo.

Fig. N 3. Efecto de la eciencia de u!o en la produccin del pozo.

b.- Solucin en el tope del pozo:9tra posicin solucin muy

com+n es el tope del pozo, es decir el cabezal o rbol de na#idad,

ubicado en el nodo 8 de la ig. 1. !l sistema completo es de nue#odi#idido en dos componentes con el propsito de hallar la tasa de

ujo posible. !l separador y la lnea de ujo se consideran como un

solo componente: se comienza con la presin de separador,

determinando la presin de cabezal necesaria para mo#er las tasas

de ujo asumidas, a tra#"s de la lnea de ujo hasta el separador. !l

yacimiento y la sarta de tubera de produccin se consideran como el

otro componente: se comienza con la presin del yacimiento y se

prosigue hasta el medio de las perforaciones para obtener &(f,

utilizando la cur#a apropiada o ecuacin %&': luego se utiliza estapresin y se prosigue hasta el tope de la tubera a n de hallar la

presin necesaria en el cabezal para la tasa de ujo establecida.

;l considerar la solucin en el cabezal del pozo, la lnea de ujo es

aislada y por lo tanto es fcil mostrar el efecto de cambiar el tama/o

de dicha lnea. !n la igura


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nodo solucin en el tope del pozo. =e obser#a que la nue#a cur#a de

demanda es lo sucientemente plana para todas las tasas, lo cual

indica que la friccin no es e3cesi#a y que no es necesario e#aluar

grandes dimetros de lneas de ujo.

Fig. N ". Efecto del cam#io de di$metro de tu#er%a en la produccin

del pozo.

c.- Solucin en el separador:La seleccin de la presin deseparador es crtica cuando se dise/an sistemas rotati#os de

le#antamiento articial por gas, o cuando la presin del gas debe ser

incrementada en el separador para que uya a una presin mas alta

dentro del sistema, tal como en una lnea de distribucin de gas de

#enta o en otro sistema de recoleccin. La presin del separador

controla la presin de succin del compresor y est directamente

relacionada con los requerimientos de potencia del compresor. &or

consiguiente, la presin del separador no debera disminuir o

incrementarse indiscriminadamente, sin haber lle#ado a cabo elanlisis sobre el sistema completo de bombeo, y en particular sobre

la lnea de ujo. ;+n cuando se intuya que una disminucin en la

presin del separador incrementar enormemente la tasa de ujo,

esto puede no ser del todo cierto. >ay muchsimos casos donde una

disminucin en la presin del separador fracasa en el cambio de la

tasa de producti#idad. La razn por la cual esto sucede es que la lnea


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de ujo o la tubera puede estar sir#iendo como restriccin. !n pozos

de baja producti#idad, el yacimiento por si mismo puede ser la

restriccin y un cambio en la presin del separador tendr muy poco

efecto sobre la tasa de produccin, ya que una adicional cada de

presin ofrece un peque/o incremento en la producti#idad.;l tomar posicin en el separador es absolutamente fcil #isualizar el

efecto de la presin del separador en la tasa de ujo $igura ?). !ste

cambio en la tasa, si e3iste alguno, est inuenciado por el sistema

total, incluyendo la capacidad producti#a del pozo $Cur#a %&') y los

tama/os y longitud de la tubera y la lnea de ujo. Como una especie

de precaucin, el tama/o de la lnea de ujo debe analizarse siempre,

antes de realizar la seleccin nal de la presin del separador. !3isten

casos de campo donde los cambios en la lnea de ujo muestran

#ariaciones ms grandes en la tasa, que cuando se cambia la presindel separador.

Fig. N &. Efecto de la presin del separador.!l mismo procedimiento que se aplica para pozos de petrleo puede

aplicarse a los pozos de gas. !s recomendable incluir el t"rmino de

turbulencia en el anlisis de pozos de gas, aunque su efecto es

despreciable en yacimientos con bajas permeabilidades. !l sistema

de produccin para un pozo de gas puede di#idirse internamente en

los mismos componentes que un pozo de petrleo, es decir, el


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yacimiento, la tubera #ertical o direccional, la lnea de ujo en

supercie y el separador de presin. La presin en el separador para

un pozo de gas tiene especial importancia ya que el gas es

normalmente transportado mediante algunas lneas surtidoras para la

#enta de apro3imadamente 1.@@@ lpca en la salida. !l operador seenfrenta con la disyunti#a de determinar a que presin se desea

mantener la presin del separador, de tal forma que sea lo

sucientemente alta para colocar el gas directamente en el interior

de la tubera con salida al mercado, o instalar un compresor $que

trata de bajar la presin del separador e incrementar la tasa) para

ele#ar la presin a n de colocar el gas dentro de la lnea de salida al

mercado. !ste problema en#uel#e ciertas condiciones econmicas y

el costo de la compresin debe ser ponderado contra el incremento

de la produccin obtenido.

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