Sistemas artificiales BOMBEO NEUMÁTICO

7/25/2019 Sistemas artificiales BOMBEO NEUMTICO

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BOMBEO NEUMTICOBOMBEO NEUMTICO

SISTEMASSISTEMASARTIFICIALES DEARTIFICIALES DE

PRODUCCINPRODUCCIN


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INTRODUCCININTRODUCCIN

El bombeo neumtico es un medio de levantamientode fluidos desde el fondo del pozo hasta la superficie,el cual se hace por medio de inyeccin de gas a una

presin relativamente alta (250 [psi m!nimo" a trav#sdel espacio anular$ El gas pasa a la %& a trav#s devlvulas conectadas en uno o ms puntos deinyeccin$

El bombeo neumtico se lleva a cabo por uno de losm#todos siguientes'ombeo continuoombeo intermitente


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BOMBEO NEUMTICOBOMBEO NEUMTICOCONTNUOCONTNUO

En este m#todo se introduce un volumencontinuo de gas a alta presin por el

espacio anular a la %& para aerear oaligerar la columna de fluidos, hasta elpunto en )ue la reduccin de la presin de

fondo permita una diferencial suficiente atrav#s de la formacin, causando )ue elpozo produzca el gasto deseado$


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&ara realizar esto, se utiliza una vlvula en elpunto de inyeccin ms profundo con la presindisponible del gas de inyeccin, *unto con lavlvula reguladora en la superficie$ Este m#todose utiliza en pozos con alto +& (mayor a0$5 [bpdpsi" y presin de fondo fluyendo

relativamente alta (columna hidrosttica delorden de 50 - o ms en relacin a laprofundidad del pozo"$



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En pozos de este tipo la produccin de fluidospuede estar dentro de un rango de 200 a20,000 [bpd a trav#s de %& comunes$ .i see/plota por el espacio anular, es posible obtenerms de 0,000 [bpd$ El dimetro interior de la%& rige la cantidad de flu*o, siempre y cuando el

+&, la &1f, el volumen y la presin del gas deinyeccin, as! como las condiciones mecnicas,sean las ideales$



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os diversos fabricantes han dividido encategor!as a las vlvulas de 3 dependiendo de)u# tan sensible es una vlvula a una

determinada presin actuando en la %& (&t" o enla %4 (&c"$

eneralmente son clasificadas por el efecto )ue

la presin tiene sobre la apertura de la vlvula$Esta sensibilidad est determinada por laconstruccin del mecanismo )ue cierra o abre laentrada de gas$

MECANISMO DE LASMECANISMO DE LASVLVULASVLVULAS

SUBSUPERFICIALES DE BNSUBSUPERFICIALES DE BN


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3ormalmente la presin a la )ue se e/pone unavlvula la determina el rea del asiento de #sta$

6uando el rea del elemento de respuesta esgrande comparada con el asiento de la vlvula, #staes relativamente insensible a la presin en la %&7debido a esto, el efecto de la columna de l!)uido en

la %& para abrir la vlvula es pe)ue8o$

MECANISMO DE LASMECANISMO DE LASVLVULASVLVULAS

SUBSUPERFICIALES DE BNSUBSUPERFICIALES DE BN


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8

9na vlvula de 3 estcompuesta de'6uerpo de la vlvulaElemento de carga

(resorte, gas o unacombinacin de ambos"Elemento de respuestaa una presin ( fuelle demetal, pistn odiafragma de hule"

Elemento de transmisin(diafragma de hule ovstago de metal"Elemento medidor(orificio o asiento"

COMPONENTES DE LASCOMPONENTES DE LASVLVULAS DE BNVLVULAS DE BN

Pt

presin en TP

Ap

rea de asient

ESPACIO ANULARESPACIO ANULAR

P!" presin en TR

F#e$$e %e$e&ent deresp#esta'

D& %e$e&ent de !ar(a'

V)sta( %e$e&ent detrans&isin'

C#erp de $a *)$*#$a


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9

CLASIFICACIN DE LASCLASIFICACIN DE LASVLVULAS DE BNVLVULAS DE BN

as vlvulas de 3 se clasifican en'

a" :lvulas desbalanceadas

b" :lvulas balanceadasc" :lvulas para bombeo continuo

d" :lvulas para bombeo intermitente


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a' V)$*#$as des+a$an!eadas.on a)uellas )ue tienen un rango de presin limitado poruna presin de apertura y por una presin inferior de cierre,

el cual es determinado por las condiciones de traba*o delpozo7 es decir, este tipo de vlvulas abren con una presindeterminada y cierran con una presin ms ba*a$

Este tipo de vlvulas se divide en'

a$;" :lvula operada por presin del gas de inyeccina$2" :lvula reguladora de presin

a$


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a,-' V)$*#$a des+a$an!eada perada pr presin de$ (asde in.e!!in

eneralmente se conoce como vlvula de presin7 la vlvula

es del 50 al ;00 - sensible a la presin en la %4 en laposicin cerrada y el ;00 - sensible en la posicin deapertura$.e re)uiere un aumento de presin en el espacio anularpara abrir y una reduccin de presin en la %4 para cerrar la

vlvula$



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V)$*#$a des+a$an!eada perada pr presinde$ (as de in.e!!in

:lvula cerrada a punto de abriralance de fuerzas'

=

=

b

v

st

b

v

b

v

t

b

v

bt

vog

co

vtvbgo

vbstbbtc

A

ARSi

P

A

AA

A

P

A

APPP

FF

APAAPF

AAPAPF

--

'%

'%

st

tbt

vo PR

RPPP =

-



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V)$*#$a des+a$an!eada perada pr presinde$ (as de in.e!!in

:lvula abierta a punto de cerraralance de fuerzas'

'-%

'%

b

v

stbtvcg

co

bgo

vbstbbtc

A

APPPP

FF

APF

AAPAPF

=

=

";( RPPP stbtvc +=



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En cuanto a las vlvulas operadas por presindel gas de inyeccin, e/isten dos conceptosimportantes$

;$ &resin de apertura de la vlvula ba*ocondiciones de operacin

2$ &resin de cierre de la vlvula ba*ocondiciones de operacin



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Presin de apert#ra de $a*)$*#$a +a/ !ndi!ines de

pera!in=ado )ue la vlvula de presines en su mayor parte sensiblea la presin en el espacio

anular, la presin de aperturase define entonces como lapresin en la %4 re)ueridapara abrir la vlvula actuandoba*o condiciones de operacin$>aciendo un balance defuerzas cuando la vlvula esten la posicin cerrada, a unos

instantes antes de tener suapertura, se obtiene laecuacin )ue define la presinen la %4 re)uerida para abrir lavlvula '

b

ptdc

A

ARdonde

R

RPPP =

=

;



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&ara determinar el efecto )ue tiene la presin en la %& paraabrir la vlvula, se utiliza la ecuacin anterior de la siguienteforma'

3tese )ue la presin de la %& se resta de la presin en la%4, )ue es la presin necesaria para abrir la vlvula$ Estoes, a medida )ue la presin en la %& se incrementa, lapresin en la %4 re)uerida para abrir la vlvula decrece$

R

RP

R

PP td

c

=

11



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Presin de !ierre de $a*)$*#$a +a/ !ndi!ines de

pera!ina presin de cierre se definecomo la presin en la %4re)uerida para cerrar la

vlvula actuando ba*ocondiciones de operacin$>aciendo un balance defuerzas cuando la vlvula esten la posicin abierta a unosinstantes antes de tener sucierre, la ecuacin )ue definela presin en la %4 re)ueridapara cerrar la vlvula depresin ba*o condiciones deoperacin es'

&vc ? &d



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a,0' V)$*#$a re(#$adra de presin

%ambi#n es llamada vlvula proporcional o de flu*o continuo$as condiciones imperantes son las mismas a las de la

vlvula de presin en la posicin cerrada$4e)uiere un aumento de presin en el espacio anular paraabrir y una reduccin de presin en la %& o en la %4 paracerrar$



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a,1' V)$*#$a des+a$an!eada perada pr 2$#ids de $a2r&a!in %presin en $a TP'

a vlvula operada por fluidos de la formacin es50 a ;00 - sensible a la presin en la %& en la posicincerrada y ;00 - sensible a la presin en la %& en la posicinabierta$Esta vlvula re)uiere un incremento en la presin de la %&para abrir y una reduccin en la presin de la %& para lograr

el cierre$



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V)$*#$a des+a$an!eada perada pr 2$#idsde $a 2r&a!in

:lvula cerrada a punto de abrir

vgvbto

vbstbbtc

APAAPF

AAPAPF

+=

+=

"(

"(

st

gbt

vot PR

RPPPP +

==

;

:lvula abierta a punto de cerrar

bto

vbstbbtc

APF

AAPAPF

=

+= "(

";( RPPPP stbtvct +==



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+' V)$*#$as +a$an!eadas %perada pr presin en $a TR'

Este tipo de vlvula no est influenciada por la presin en la%& cuando est en la posicin cerrada o en la posicin

abierta$a presin en la %4 (&c" act@a en el rea del fuelle durantetodo el tiempo$ Esto significa )ue la vlvula cierra y abre a lamisma presin (presin de domo"$



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V)$*#$as +a$an!eadas

POSICIN POSICIN

CERRADA ABIERTA

&vo ? &bt

&vc ? &bt



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V)$*#$a di2eren!ia$:lvula a punto de abrir

vtvsto

vgc

APAPF

APF

+=

=

tstvcg PPPP +==

:lvula a punto de cerrar

vtvsto

vgc

APAPF

APF

+=

=

tstvog PPPP +==



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!' V)$*#$as para +&+e!ntin#

Este tipo de vlvulas debe sersensible a la presin en la %&cuando est en la posicin deapertura, es decir, responder

proporcionalmente al incrementoy decremento de la presin en la%&$ 6uando la presin decrezca,la vlvula debe empezar aregular el cierre para disminuir elpaso del gas$ 6uando la presinen la %& se incrementa, lavlvula debe regular la apertura

en la cual se incrementa el flu*ode gas a trav#s de la misma$Estas respuestas de la vlvulamantienen estabilizada la presinen la %& o tienden a manteneruna presin constante$

RAN3O

DE

FLU 4

O"5

-,PRESIN DE APERTURA

0, PVC" PRESIN DE CIERRE %INICIA EL CONTROL DE FLU4O'

1, LMITE DEL RAN3O DE CONTROL

6, M7IMO FLU4O

8, P!" PRESIN DE CIERRE

PRESIN EN LA TUBERA" Pt

88

11

00

--

66



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05/07/1625

A&p$it#d de $as *)$*#$as %Spread'

a diferencia entre las presiones de apertura y de cierre de unavlvula es llamada ABmplitud de la vlvulaC$ &ara determinar estaamplitud, la presin de cierre se resta de la de apertura, es decir'

=onde el t#rmino es llamado ADactor de efecto de tuber!ade produccinC

R

RTEFdondePPTEFPEntonces

R

RP

R

RPPP

R

RPPPAmplitd

td

dtd

vc

td

==

=

==

;",(

;

";(

;;


R

R

-


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05/07/1626

El tipo de instalacin est condicionada por la decisin dehacer producir un pozo con bombeo neumtico continuo ointermitente$ as vlvulas estn dise8adas de modo )uefuncionen como un orificio de apertura variable para el caso

de 36, dependiendo de la presin de la %&7 o bien, puedentener un asiento amplio y suministrar un volumen de gasrpidamente a la %& para desplazar el bache de l!)uido parael caso de 3+$

as caracter!sticas del pozo, el tipo de terminacin, as! comola posible produccin de arena y la conificacin de agua yogas son condiciones de vital importancia )ue influyen en eldise8o de una instalacin$



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PROBADORPROBADOR

DEDEVLVULASVLVULAS

Pst

VLVULA DE

PUR3A MANMETRO

3AS A ALTA PRESIN

PRESIN

ATMOSF9RICA


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REPRESENTACINREPRESENTACIN3RFICA DE LA3RFICA DE LAPRESIN DEPRESIN DE

FONDO FLU:ENDOFONDO FLU:ENDO

MECANISMO DELMECANISMO DELBOMBEOBOMBEONEUMTICO ENNEUMTICO ENFLU4O CONTINUOFLU4O CONTINUO

A SEPARADOR

ESTRAN3ULADOR


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TERMINACINTERMINACINTERICA DELTERICA DEL

SISTEMA DESISTEMA DEBNC DE DOSBNC DE DOSETAPAS CONETAPAS CONLAS CURVASLAS CURVAS

DEDE3RADIENTE3RADIENTEDE PRESINDE PRESIN

DIA3RAMA DEL CURVAS DE PRESIN PARA

FONDO DEL PO;O FLU4O VERTICAL


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&ara determinar el tipo de instalacin inicial autilizar, se debe decidir en funcin delcomportamiento futuro del pozo, incluyendo eldecremento de la &1fy del +&$

E/isten tres tipos de instalaciones de 3'

Bbierta

.emicerrada

6errada

CLASIFICACIN DE LASCLASIFICACIN DE LASINSTALACIONESINSTALACIONESDE BNDE BN


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El apare*o de produccin)ueda suspendido dentro delpozo sin empacador$ El gas seinyecta en el espacio anularformado entre la %& y la %4 y

los fluidos contenidos en la %&son desplazados$ Estopermite la comunicacin entrela %& y la %4, de modo )ueesta instalacin )uedarestringida a pozos conbuenas caracter!sticas y )ue

presenten un nivel alto defluido )ue forme un sello otapn$ 3ormalmente estopuede involucrare/clusivamente a pozos )uese e/ploten con 36$

INSTALACIN ABIERTAINSTALACIN ABIERTA


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Es similar a la instalacinabierta e/cepto )ue seadiciona un empacador)ue sirve de aislante entrela %& y la %4$ Este tipo de

instalacin puede utilizarsetanto para bombeoneumtico continuo comopara intermitente$ &ara elcaso del @ltimo, elempacador aisla a laformacin de la presin

)ue se tenga en la %4$ .inembargo, esta instalacinpermite )ue la presin delgas en la %& act@e contrala formacin$

INSTALACIN SEMICERRADAINSTALACIN SEMICERRADA


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Es similar a lainstalacin semicerradae/cepto )ue se colocauna vlvula de pie enla %&$ Bun)ue la vlvula

de pie se colocanormalmente en elfondo del pozo, sepuede colocarinmediatamente deba*ode la vlvula operante$

a vlvula de pie evita)ue la presin del gasde inyeccin act@econtra la formacin$

INSTALACIN CERRADAINSTALACIN CERRADA


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05/07/1638ABIERTAABIERTA SEMICERRADASEMICERRADA CERRADACERRADA

ENTRADAENTRADA

DEDE

3AS3AS

PRODUCCINPRODUCCIN PRODUCCINPRODUCCIN PRODUCCINPRODUCCIN

ENTRADAENTRADA

DEDE

3AS3AS

ENTRADAENTRADA

DEDE

3AS3AS

APLICACIN PARAAPLICACIN PARA

FLU4O CONTINUOFLU4O CONTINUO APLICACIN PARAAPLICACIN PARA

FLU4O INTERMITENTEFLU4O INTERMITENTE

OPERACIN DE SISTEMASOPERACIN DE SISTEMAS


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OPERACIN DE SISTEMASOPERACIN DE SISTEMASDE BNCDE BNC

El #/ito o fracaso de cual)uier instalacin de 3radica casi e/clusivamente en el personal )ue lamane*a$

Bun)ue las vlvulas de 3 se han perfeccionadoal grado de )ue son por lo menos parcialmenteautomticas, las instalaciones re)uierenestrecha vigilancia tanto en la etapa de descargacomo durante el periodo de a*ustes, hasta )ue lainyeccin del gas se haya reguladodebidamente$



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Des!ar(a9na vez instaladas las vlvulas de 3, el pasosiguiente es la descarga de los fluidos del pozo$ a

finalidad de la operacin es la de permitir )ue el gastollegue a la vlvula neumtica de traba*o sin e/cesivaspresiones iniciales, para conseguir la estabilizacin delr#gimen de produccin$

6uando en un pozo se instalan vlvulas neumticas porprimera vez, el espacio anular se encuentre tal vez llenode fluido (generalmente lodo" )ue se ha usado paracontrolarlo, por lo cual es necesario descargarlo$




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El m#todo de descarga continua debeser de operacin ininterrumpida$ asvlvulas se espacian de modo )ue elpozo se descarga por s! mismo,controlndose el gas en la superficie$

B continuacin, se describe unaoperacin de descarga continua$ .eobserva )ue el apare*o de produccintiene cuatro vlvulas de 3 y suscorrespondientes presiones deoperacin son de S25, S00 5T5 y

550 [psi$.uponiendo )ue al empezar el pozoest lleno de fluido de control hasta lasuperficie, para descargarlo se siguenlos pasos )ue se indican acontinuacin$

VLVULA SUPERIORABIERTA" @08 PSI

SE3UNDA VLVULAABIERTA" @


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PASO -$ El gas se inyecta lentamente en elespacio anular a trav#s de una vlvula deagu*a (estrangulador"$ +nmediatamente elfluido de control empieza a salir por la %&$a prctica com@n es descargar el fluido enuna presa, hasta )ue empiece a salir gas a

trav#s de la primera vlvula o hasta )ue en lacorriente aparezca gas$ Es importanteefectuar la operacin lentamente para )ue losfluidos )ue pasen por las vlvulas no lasda8en$PASO 0$ B medida )ue al espacio anular se leaplica gas continuamente, la presin en la %4debe subir gradualmente para )ue el fluido

siga ascendiendo por la %&$PASO 1$ a vlvula n@mero ; (S25 [psi" notarda en )uedar al descubierto, ya )ue el gaspasa a la %&$ Esto se observa en la superficiepor el aumento instantneo de la velocidaddel flu*o )ue sale por el e/tremo de la %&$

ABIERTA

ABIERTA

ABIERTA

ABIERTA




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05/07/1643

PASO 6$ a descarga del pozo es unamezcla de gas y l!)uidos, y la presin enla %4 se estabiliza a S25 [psi, )ue es lapresin de operacin de la vlvula ;$ &arano desperdiciar gas, el flu*o puededireccionarse a los separadores$

PASO 8$ a inyeccin de gas en elespacio anular hace )ue el nivel de l!)uidosiga ba*ando hasta )ue la vlvula 2(S00 [psi" )ueda al descubierto debido a)ue el gradiente es aligeradoconsiderablemente por el gas$

&or e*emplo, si el fluido de control tiene ungradiente de 0$5 [psipie, con la inyeccinde gas puede ba*ar a 0$; [psipie en la %&,con el consecuente cambio en elgradiente de presin, dependiendo a )u#profundidad est# la vlvula ;$

ABIERTA

ABIERTA

ABIERTA

ABIERTA




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05/07/1644

.i la presin del gas al pasar por la vlvula ; esde 50 [psi, y suponiendo )ue est# a unaprofundidad de ;250 [pie, la presin del gas enla superficie es de 50 U (;250V0$;" ? ;T5 [psi$Juedan entonces S25 W ;T5 ? O50 [psi paratraba*ar el pozo hasta la vlvula 2$ Bs!, sedetermina tambi#n el espaciamiento de dicha

vlvula, el cual es de (O500$5" ? P00 [pie$Entonces, la vlvula 2 se instala a;250 U P00 ? 2;50 [pie$PASO @$ %an pronto la vlvula 2 )uedadescubierta, el gas entra en ella a laprofundidad de ;250 [pie$ Bdems, la presinen la %4 ba*a a S00 [psi, ya )ue la vlvula 2funciona con 25 [psi menos )ue la vlvula;$

El gradiente de presin en la %& ba*a a0$; [psipie de la vlvula 2 a la superficie7 lapresin de la %& a la altura de esta vlvula esde 50 U (2;50V0$;" ? 2S5 [psi$ Jueda as! unadiferencia de S00 W 2S5 ?


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PASO ?$ El gas se inyectacontinuamente hasta llegar a la terceravlvula y la operacin se repite hastallegar a la cuarta$ =urante la descargadel pozo, la presin de fondo ba*a alpunto en el )ue los fluidos de laformacin empiezan a entrar en elfondo de la %&$En este momento, la composicin delos fluidos en la %& empieza a cambiar,transformndose en una mezcla de losfluidos )ue se estn desplazando delespacio anular y los )ue salen de laformacin$ 6uando esto ocurre, laproduccin de descarga del pozotiende a ba*ar, hasta )ue se llega a la

vlvula de operacin (cuarta vlvula"$PASO >$ %an pronto se llega a lavlvula O (a


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DISEHO DEDISEHO DEINSTALACIONES DE BNINSTALACIONES DE BN

=iversos factores intervienen en el dise8o deinstalaciones de 37 uno de los primeros es )ue elpozo est# produciendo el flu*o de manera continua

o intermitente$ Gtro factor )ue influye es elconocimiento de cul tipo de flu*o es me*or$

Blgunas de la vlvulas de 3 pueden emplearse enambos flu*os, sin embargo, otras vlvulas puedenser usadas @nicamente para uno u otro caso$

DISEHO DEDISEHO DE


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as razones de emplear vlvulas de 3 son'

;$ =escargar los fluidos del pozo e inyectar

el gas en un punto ptimo de la %&$2$ 6rear la &1f necesaria para )ue el pozo

pueda producir el gasto deseado

controlando tanto el gas de inyeccin enla superficie como el gas producido$


DISEHO DEDISEHO DE


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a localizacin de las vlvulas de 3 en el punto ptimo estinfluenciada por'

a" a presin del gas disponible para descargar el pozo$

b" a densidad del fluido o gradiente de los fluidos en elpozo a un determinado tiempo de descarga$

c" El comportamiento de afluencia al pozo durante el tiempode descarga$

d" a presin a boca del pozo (contrapresin entre el pozo yla central de recoleccin" )ue hace posible )ue los fluidospuedan ser producidos y descargados$


DISEHO DEDISEHO DE


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e" El nivel de fluido en la %& (espacio anular", ya sea )ue elpozo haya sido cargado con fluido de control o se hayaprescindido de #ste$

f" a &1f y las caracter!sticas de los fluidos producidos del

pozo$

as instalaciones de 3 pueden a*ustarse de tal manera )uese obtenga la m/ima produccin en ptimas condiciones,

para lo cual debe considerarse el abatimiento de la &1f$Bl hacer esta consideracin, es necesario instalar dos o tresvlvulas de 3 adicionales por aba*o del punto de inyeccin$

DISEHO DEDISEHO DEINSTALACIONES DE BNCINSTALACIONES DE BNC

DETERMINACIN DEL PUNTO DEDETERMINACIN DEL PUNTO DE


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DETERMINACIN DEL PUNTO DEDETERMINACIN DEL PUNTO DEIN:ECCIN PTIMO EN UNAIN:ECCIN PTIMO EN UNA

INSTALACIN DE BNINSTALACIN DE BNCC

En el dise8o de una instalacin de 36, primero debe localizarseel punto ptimo de inyeccin de la vlvula operante$

B continuacin, se describe un procedimiento general para losdiferentes tipos de vlvulas'

;$ raficar en papel con coordenadas rectangulares, laprofundidad en el e*e de las ordenadas, siendo igual a cero enla parte superior y presentando su valor m/imo en el punto dereferencia (empacador, intervalo medio productor"$

2$ En el e*e de las abscisas graficar la presin, con cero en el

origen hasta una presin m/ima$


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O$ B partir del +&, calcular la &1fcorrespondiente al gasto deseado eindicar este valor a la profundidad de referencia$

5$ &artiendo de la &1sprolongar la l!nea de gradiente esttico hastaintersectar el e*e de las ordenadas7 este punto corresponde al

ni*e$ est)ti!ni*e$ est)ti!dentro del pozo$S$ =esde el punto de la &1f, graficar el perfil de presin %$nea de$%$nea de$

(radiente 2$#.end'(radiente 2$#.end' aba*o del punto de inyeccin$ El punto enel cual el gradiente intersecta al e*e de las ordenadas es el ni*e$ni*e$din)&i!,din)&i!,

T$ .e8alar en el e*e de las abscisas la presin m/ima del gas deinyeccin %presin de arran#e'"%presin de arran#e'" la presin dispni+$epresin dispni+$e y lapresin de pera!in,presin de pera!in, a presin de operacin generalmentese fi*a ;00 [psi deba*o de la presin disponible, y #sta, 50 [psideba*o de la presin de arran)ue$





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$ %razar la l!nea de (radiente de (as(radiente de (as correspondiente a $aa $apresin de pera!in . a $a presin dispni+$epresin de pera!in . a $a presin dispni+$e hastaintersectar la l!nea del gradiente fluyendo establecido en elpaso S$

P$ Iarcar el punto donde la presin de operacin intersecta lal!nea de gradiente fluyendo como el p#nt de +a$an!ep#nt de +a$an!eentre lapresin en el espacio anular y la presin en la %&$

;0$ &artiendo del punto de balance y sobre la l!nea de gradientefluyendo, determinar el PUNTO DE IN:ECCIN DEL 3ASPUNTO DE IN:ECCIN DEL 3AS

restando ;00 [psi del punto de balance$;;$ Iarcar la presin de flu*o en la %& (&1h" a la profundidad de

cero$ Esta presin es igual a cero si el pozo descarga al)uemador y tiene un valor positivo si descarga al separador$





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;2$ 9nir el punto de inyeccin y la presin de flu*o en la cabeza delpozo, seleccionando la curva de gradiente de presin o bien lacorrelacin de flu*o multifsico correspondiente7 esta curva serla del (radiente de presin de 2$#/ arri+a de$ p#nt de(radiente de presin de 2$#/ arri+a de$ p#nt de

in.e!!in,in.e!!in, =icha curva proporciona la 4B total )ue sere)uiere para producir el pozo al gasto deseado$ a 4Binyectada es igual a la diferencia entre la 4B total y la de losfluidos de la formacin$

.i no se dispone de curvas de gradiente o de correlaciones deflu*o multifasico, el punto de inyeccin y la &1hpueden unirsecon una recta para propsitos de Aespaciamiento de vlvulasC$



PROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELPROCEDIMIENTO 3RFICO PARA EL


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=espu#s de determinar el punto de inyeccin, el espaciamiento de lasvlvulas balanceadas en una instalacin de 3 se determina de lasiguiente manera'

a" %razar la l!nea del (radiente de 2$#id de !ntr$"(radiente de 2$#id de !ntr$"partiendo de la &1h$

b" E/tender la l!nea anterior hasta intersectar la l!nea de presin disponibledel gas de inyeccin7 esta profundidad corresponde a la posicin de lapri&era *)$*#$a,pri&era *)$*#$a,

c" =esde el punto anterior, trazar una l!nea horizontal hasta intersectar lal!nea de gradiente de presin de flu*o arriba del punto de inyeccin$

d" =el punto de interseccin anterior, trazar una paralela a la l!nea degradiente del fluido de control hasta intersectar la l!nea de gradiente depresin disponible menos 25 [psi$ Esta profundidad corresponde a lase(#nda *)$*#$a,se(#nda *)$*#$a,

PROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELPROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELESPACIAMIENTO DE LAS VLVULASESPACIAMIENTO DE LAS VLVULAS

BALANCEADAS DEBALANCEADAS DEBNCBNC



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e" 4educir la presin en 25 [psi del punto de interseccindeterminado en el paso anterior y trazar hacia aba*o la l!nea degradiente de presin del gas de inyeccin$

f" %razar una l!nea horizontal a la iz)uierda desde la posicin de la

vlvula 2 hasta intersectar la l!nea de gradiente de flu*o arribadel punto de inyeccin$

g" =esde este punto, trazar una l!nea paralela al gradiente defluido de control, hasta intersectar la nueva l!nea de gradiente

de gas determinado en el paso (e"7 esta profundidadcorresponde a la ter!era *)$*#$a,ter!era *)$*#$a,

h" 4epetir el procedimiento descrito en los pasos e, f y g, hasta alcanzar elp#nt de in.e!!in de$ (as,p#nt de in.e!!in de$ (as,





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i'i' C$!ar #na ds *)$*#$as a+a/ de$ p#nt deC$!ar #na ds *)$*#$as a+a/ de$ p#nt dein.e!!in"in.e!!in" previendo posibles reducciones en la presinmedia del yacimiento as! como cambios en laproductividad del pozo$

*" =eterminar eldi)&etr de$ ri2i!i"di)&etr de$ ri2i!i"empleando grficas ola frmula propuesta por el +ng$ Drancisco araicochea$

X" %razar la l!nea de (radiente (etJr&i!(radiente (etJr&i! desde latemperatura de flu*o en la superficie hasta hasta latemperatura de flu*o en el fondo del pozo$

l" =eterminar la temperatura correspondiente a laprofundidad de colocacin de cada vlvula $





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m" =eterminar la PPss de !ada *)$*#$a"de !ada *)$*#$a" disminuyendo en 25 [psi lapresin entre vlvula y vlvula, iniciando para la primera con un valorigual a 25 [psi aba*o de la presin disponible del gas de inyeccin$

n" =eterminar la presin de !a$i+ra!inpresin de !a$i+ra!indel domo a S0 [YD$

o" &reparar una tabla final indicando'NK&er de *)$*#$a

Pr2#ndidad

Te&perat#ra

Ps%presin s#per2i!ia$'P*%presin de apert#ra de $a *)$*#$a'

Presin de$ d&" Pd





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=espu#s de determinar el punto de inyeccin, el espaciamiento de lasvlvulas desbalanceadas en una instalacin de 3 se determina de lasiguiente manera'

a" Bdicionar 200 [psi a la presin en la %& fluyendo en la cabeza del

pozo y marcar este punto a la profundidad de cero$ %razar una l!nearecta desde este punto, al correspondiente punto de inyeccin de gas7esta l!nea representa la presin en $a TP de dise,presin en $a TP de dise,

b" %razar la l!nea de gradiente de fluido de control, partiendo de unapresin de cero o de la presin fluyendo en la boca del pozo, ya sea

)ue #ste descargue al )uemador o al separador, hasta intersectar lal!nea de gradiente )ue corresponde a la presin disponible del gas deinyeccin7 este punto determina la profundidad de la pri&era *)$*#$a,pri&era *)$*#$a,


DESBALANCEADAS DEDESBALANCEADAS DEBNCBNC



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c" %razar una l!nea horizontal, desde el punto determinado en el pasoanterior, hasta intersectar la l!nea )ue corresponde a la presin en la%& de dise8o$

d" =esde la interseccin anterior, trazar una paralela a la l!nea degradiente del fluido de control hasta intersectar la l!neacorrespondiente a la presin de operacin del gas de inyeccin$ Estepunto determina la profundidad de la se(#nda *)$*#$a,se(#nda *)$*#$a,

e" 4epetir el procedimiento anterior entre la presin en %& de dise8o y lapresin de operacin del gas de inyeccin, hasta alcanzar el p#ntp#ntde in.e!!in,de in.e!!in,

f" %razar el (radiente (etJr&i!(radiente (etJr&i!entre la temperatura en la boca delpozo y la temperatura del fondo$g" =eterminar la presin en TPpresin en TP de cada vlvula a la profundidad

correspondiente$





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h" %abular la presin en %& de dise8o y la presin fluyendo en %& realpara cada vlvula a la profundidad correspondiente$

i" Di*ar la presin s#per2i!ia$presin s#per2i!ia$de apertura de la primera vlvula 50 [psideba*o de la presin disponible del gas de inyeccin$

*" .eleccionar las presiones superficiales de apertura del resto de lasvlvulas, de*ando una diferencia de ;0 [psi entre vlvula y vlvula, enforma decreciente y partiendo de la presin superficial de apertura dela primera vlvula$

X" =eterminar la presin de apert#ra de !ada *)$*#$a %Ppresin de apert#ra de !ada *)$*#$a %P**'' a laprofundidad correspondiente, sumndole el peso de la columna de gas

a cada vlvulal" 9tilizando la presin en la %& de dise8o, la presin de apertura de cadavlvula y el dimetro del orificio seleccionado, calcular la presin depresin de!ierre 2rente a $a *)$*#$a %P!ierre 2rente a $a *)$*#$a %P*!*!'"'"la cual es tambi#n la presin del domo$





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m" =eterminar la presin de$ d& de !ada *)$*#$a a @< # >< F,presin de$ d& de !ada *)$*#$a a @< # >< F,n" 6alcular la presin de apert#ra en e$ pr+adr %ta$$er'presin de apert#ra en e$ pr+adr %ta$$er'para cada vlvula de

S0 [ZD utilizando la siguiente e/presin'

o" =eterminar la presin de apert#ra %Ppresin de apert#ra %P**'' de cada vlvula a la profundidadcorrespondiente, utilizando la e/presin de flu*o real en la %&'

p" =eterminar la presin s#per2i!ia$ de apert#rapresin s#per2i!ia$ de apert#ra de cada vlvula ba*ocondiciones reales de operacin, previendo )ue no habr interferencia entrevlvulas$



R

RPPP

td

vo

-

[ ]

R

FPP

d

tro

-

@


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)" >acer cual)uier a*uste necesario$

r" &resentar en una tabla los siguientes resultados'



NK&er de *)$*#$a

NK&er de *)$*#$a

Pr2#ndidad

Presin en TP dise %Pt dise'

Presin en TP 2$#.end %Pt rea$'

Ps%dise'

P*%dise'

Pd T*Ps!Pd @< F

Ptr

Ps%rea$'P*%rea$'



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E4EMPLO DE CLCULO

6alcular el espaciamiento de vlvulas y mostrar una tabla de resultados para unainstalacin de 36 con vlvulas balanceadas, dados los siguientes datos$

)o?

&1s?

+& ?

%&?

&rofundidad media del intervalo disparado ?

=ensidad del gas de inyeccin ?

&th?&resin superficial del gas de inyeccin ?

%emperatura superficial ?

%emperatura en el fondo del pozo ?

radiente del fludo de control ?

=ensidad del aceite ?

00 [bpd

2500 [psi

2 [bpdpsi

2 [pg d$e$

000 [pie

0$S5

;00 [psi

00 [psi

;00 [ZD

200 [ZD

0$O5 [psipie


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S$#!in

a" &resin de fondo fluyente'

[ ]psiP

IP

qPP

PP

qIP

wf

o

wswf

wfws

o

0-,00=11@>,< +pd+pd

E4EMPLOS DE CLCULOE4EMPLOS DE CLCULO

[ ]

[ ]

[ ]bpdq

entoncesPqSiq

psibpdPPqSi

psibpddevalorunconteconspermaneceIP"l

wfo

wfwso

@


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+' \6ul es la &1sa la )ue el pozo de*ar de fluir con la %& de 2 R [pg]

a &1s a la cual el pozo de*ar de fluir ba*o condiciones estables corresponde al punto depresin m!nima de la curva de capacidad de transporte$

&ara determinar la &1s, se traza una recta paralela a la del !ndice de productividad y )ue pasepor el punto de presin m!nima$ a prolongacin de esta recta al e*e de las presiones nos da la&1sa la )ue el pozo de*ar de fluir$ El resultado es'

PPss 0->< psi, 0->< psi,

!' \Ju# produccin aporta el pozo con una %& de 2 ^ [pg]

&ara determinar la produccin )ue aporta el pozo se sigue el mismo procedimiento )ue con la%& de 2 R [pg para encontrar la &1fsuponiendo diferentes gastos$



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os resultados son (para d$i$ ? ;$PP;[pg"'


+pd P2psi

50 25S0

;00 2


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d' \6ul es la produccin si se emplea una %& de < _ [pg]

3uevamente, se sigue el mismo procedimiento )ue en el inciso anterior

os resultados son (para d$i$ ? 2$PP;[pg"'


+pd P2psi;00 200

200 2


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Sistemas artificiales BOMBEO NEUMÁTICO

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