Captulo 3 Flujo multifsico en tuberas verticales

Captulo 3 Flujo multifsico en tuberas verticales

Captulo 3 Flujo multifsico en tuberas verticales

3.2 Correlaciones

3.2.1 Poettman y CarpenterPoettmann y Carpenter desarrollaron un mtodo semi emprico utilizando dimetros de tubera de produccin de 2, 2 , 3 pulgadas en el que incorporaron la ecuacin general de energa y datos de 34 pozos fluyentes de aceite y 15 con bombeo neumtico. El aceite, gas y agua fueron considerados para estar en una sola fase, y no se trato de determinar la correlacin de colgamiento. Toda la prdida de energa incluyendo el resbalamiento y lquidos de emergencia se introdujeron en un factor de prdida de energa la cual se tom como constante en toda la longitud de la tubera. Tambin se asumi el flujo vertical de aceite, gas y agua como turbulento, adems de no tomar en cuenta los patrones de flujo.

La correlacin de Poettmann y Carpenter sigue siendo usada extensamente en los campos bajo las siguientes condiciones:

Tuberas de 2, 2 y 3 pg.

Viscosidades menores a 5 cp.

RGL menores a 1,500 pies3/bl.

Gastos mayores a 400 bpd.

Fancher y Brown obtuvieron una correlacin para tuberas de 2 pulgadas de dimetro interno, y se ajusta con mayor precisin que la correlacin de Poettmann y Carpenter para gastos bajos y altas RGL.

1. Se debe tener u obtener p1, p2, T1, T2, R, g, o, w, qo, qw, h, d as como Bo y Rs a p1 y p2.

2. Graficar h vs p.

3. Determinar la masa de aceite, gas y agua por barril de aceite.

(3.2)

4. Calcular el gasto msico de la mezcla wm en lbm/da.

5. Suponer una presin inicial en la TP.

6. Calcular el volumen de la mezcla VT a la presin y temperatura establecida:

(3.3)

7. Determinar la densidad a la presin supuesta:

(3.4)

8. De la figura 3.1, determinar el gradiente de presin fluyendo para el gasto msico y la densidad, calculadas en los pasos 4 y 7 respectivamente.

9. Suponer una segunda presin en la TP para una mayor profundidad y repetir los pasos 6, 7 y 8.

10. De los dos gradientes obtenidos, determinar un gradiente de presin promedio:

11. De la diferencia de presiones entre p1 y p2, determinar la distancia entre estas dos presiones con:

(3.5)

12. Repetir el procedimiento hasta completar la profundidad del pozo.

13. Para obtener el gradiente de presin incluyendo las prdidas por friccin tenemos:

(3.6)

Donde wm es el calculado en el paso 4, en lbm/da14. De la figura 3.2 determinar el valor del factor de friccin f, con el valor obtenido en el paso 13.

15. Calcular el gradiente de presin total con:

(3.7)

Donde:

(3.8)

16. Por ltimo calculamos la profundidad total con:

(3.9)

Figura 3.1. Correlacin de la densidad del fluido (Poettmann).

Figura 3.2. Correlacin de datos de campo en pozos fluyentes y de Bombeo Neumtico. (Poettmann)

3.3 Ejemplo de Tarea

3.3.1 Mtodo Poettman y Carpenter.

1. Dados los siguientes datos:

d = 1.995 pg.

T1 = 120 oF

T2 = 150 oF

Presin en la cabeza = p1 = 500 lbf/pg2

Presin de fondo = p2 = 1,000 lbf/pg2

Presin atmosfrica = 14.7 lbf/pg2 abs.

qo = 400 bpd

qw = 600 bpd

R = 500 pies3/bl

= 22 oAPI

g = 0.65

w = 1.07

w = 70 dinas/cm. (cte)

o = 30 dinas/cm. (cte)

g = 0.018 cp. (cte)

2. Para este ejemplo no se realiza grfica.

3. Determina la masa en barriles de aceite a condiciones estndar.

4. El gasto total de masa por da (wm) es:

5. Comienza los clculos con p1 = 500 lbf/pg2.

6. Calcula el volumen del aceite, gas y agua a 500 psig. (Bo y Rs calculados con ecuaciones captulo 1)

7. Densidad a 500 lbf/pg2.

8. El gradiente de presin, de la figura 3.1

9. Determinar el gradiente de presin a 1000 lbf/pg2.

De la figura 3.1 se obtuvo:

10. Gradiente de presin promedio.

11. La distancia entre 500 y 1000 psi es:

12. La profundidad del pozo sin incluir las prdidas por friccin es de 2,425 pies.

13. De la figura 3.2 se obtuvo el valor de f = 0.0080.

8384

5

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