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ETAPAS DE LA PRODUCCIÓN
FLUJO NA NATURAL TURAL
Cuando la energía natural de un yacimiento es suiciente !ara im!ulsar los luidos desde un !unto del yacimiento "asta el ondo del !o#o$ y desde allí "asta la su!ericie y las estaciones de recolecci%n$ se dice entonces &ue el !o#o !roduce !or lu'o natural(
)edici%n de la !resi%n **** El com!ortamiento de !roducci%n de un !o#o &ue luye naturalmente se !uede di+idir en tres eta!as, -(. /lu'o en el medio !oroso 01acimiento.( 2(. /lu'o en la tu3ería +ertical 0Po#o.( 4(. /lu'o en la su!ericie(
PRESIÓN DE SALIDA Pseparador (Psep) LINEA DE !L"#O
PROCESO DE PRODUCCION P O $ O
TRANSPORTE DE LOS FLUIDOS DESDE EL RADIO EXTERNO DE DRENAJE EN EL YACIMIENTO HASTA EL SEPARADOR
PRESIÓN DE ENTRADA Pestática promedio (Pws) COMPLETACIÓN
YACIMIENTO
VALORES
Recuperar la mayor can!"a" "e cru"o y #a$
Per%orar en el menor !empo y al menor co$o
Exploració n y
Perforaci%n Operacione s
Yacimiento
&ALOR
Pro"uc!r a la mayor a$a y menor co$o
Producción Operacione s
FLUJO EN EL MEDIO POROSO
Corres!onde a un mecanismo de !roducci%n del 1acimiento y se reiere al lu'o de luidos 0!etr%leo$ agua y gas. en el medio !oroso( El ti!o de energía en esta eta!a es natural luyendo el crudo desde un !unto del yacimiento "asta el ondo del !o#o a esto es lo &ue se le denomina Com!ortamiento de lu'o de entrada o com!ortamiento de aluencia$ es decir$ el lu'o de luidos desde la ormaci%n "acia el ondo del !o#o$ y se ti!iica en cuanto a la ormaci%n de lí&uidos se reiere$ !or el índice de !roducti+idad del !o#o o$ en t5rminos generales$ !or las cur+as de com!ortamiento de aluencia 0 IPR).
FLUJO EN LA TUBERIA VERTICAL
Consiste en el lu'o de luidos 0crudo6gas y agua.$ "asta la
su!ericie o ca3e#al del !o#o( La energía en esta ase !uede ser su!lida tam3i5n !or el yacimiento$ en el caso de lu'o natural7 !ero en otros casos$ cuando la energía del yacimiento no es suiciente !ara &ue los luidos alcancen la su!ericie$ se necesita usar t5cnicas de le+antamiento artiicial de crudos, 8om3eo )ec9nico$ le+antamiento artiicial !or gas y otros$ !ara &ue el !etr%leo salga a la su!ericie( En esta eta!a im!lica el c9lculo de las +ariaciones de !resi%n a lo largo de la tu3ería de !roducci%n$ mientras los luidos se mue+en desde el ondo del !o#o "asta la su!ericie(
FLUJO EN LA SUPERFICIE
:asta el momento &ue los luidos "an alcan#ado el ca3e#al del !o#o$ todos los luidos, !etr%leo$ gas y agua luyen simult9neamente$ !or consiguiente$ es necesario !rocesarlo en la su!ericie( Esta eta!a corres!onde al !roceso de cam!o el cual es di+ide en +arios Procesos tales como, Recolecci%n$ Almacenamiento$ )edici%n y 8om3eo(
PRESIONES (un solo pozo)
Pe
PET P;
Pt"
Pt" Plin Plin PS! Distancias
Plin
Pt" Pe
P;
1acimiento
PS!
PET P
P
I. /lu'o en medios !orosos (
I
Pe
PET P;
III
II
Pt"
EL CA)INO
II. )5todos de !roducci%n(
I>
III. /lu'o mono9sico o 3i9sico en Tu3erías( 0+erticales y?o inclinadas.( I>. Ca3e#al del !o#o(
Plin >
Pt" P;
1acimiento
>I. O!eraci%n de Estaciones de /lu'o
Distancias
Plin
Pe
>I >. /lu'o mono ásico o 3i9sico en PS! Tu3erías( 0"ori#ontales y?o inclinadas.
PET
A DONDE IDAD IPR $CO)PORTA)IENTO DE ENTRADA
LEY DE DARCY
q = − A
K dP µ
dl
)ODELOS
SI)ULADORES
8ase de Datos
)odelos
Correlaciones
Ecuaciones Dierenciales(
Discreti#aci%n
)5todos Num5ricos
LEY DE DARCY -cm
q = − A
PE B PS -Atmos( PS
PE
K dP µ
=rad( !resiona % P ?% l Atmos? cm
& cm4 ? seg
Un medio !oroso tiene una pe!e"#$l$%"% de un DARCY (&' D"*) cuando, con un gradiente de
!resi%n de una atm%sera !or
centímetro de'a !asar$ a tra+5s de
un centímetro cuadrado
un
lu'o 0&. de un centímetro c@3ico !or segundo de un luido De
un luido con una +iscosidad m de un centi!oise(
dl
INDICE DE PRODUCTIVIDAD El ndice de !roducti+idad % IP es el po+en$"l o ,"#$l$%"% %e un pozo p"" !roducir luido del yacimiento de!endiendo de un dierencial de !resi%n$ adem9s de ser un !ar9metro eclusi+o del !o#o y un indicador de la ca!acidad !roducti+a del mismo(
IP ≡
q
( P e − P w )
INDICE DE PRODUCTIVIDAD
q = − A
r e
q s
dr
K dP µ
dr
P e
K o
∫ r = 7.07h ∫ B
r w
P wf
= −2π
o µ
dP =
hrK dP K o
dr
µ
7.07hK
P e
µ Bo
K o / K
r ∫ B
Ln
r w e
P wf
K
Ae"
dP
o µ
P;
IP =
7.07 hK
P
Pe P e
K o
K dP
r e P ∫ Bo µ ( P e − P wf ) Ln r w 15 wf
P$eu"o'e$ac!onar!o con "a(o y con parone$ "e )rea$ "e "rena*e IP =
qocs P e − P wf
=
7.08 K o h µ o Bo ( ln 0.472 X
+ S ′)
S S F &ocs D S Eecto de Película 0daGo.(
D Eecto Tur3ulencia(
H o Permea3ilidad en Darcys Para =as
q gcs
=
×
703 10
−6
2 ) hK g ( P e 2 − P wf
µ g ZT ( ln 0.472 x
+ S ′)
H Permea3ilidad en milidarcys
16
IP =
qocs P e − P wf
=
7.08 K o h µ o Bo ( ln 0.472 X
+ S ′)
O3ser+ando la Ecu( Anterior 0la cual es un caso !u* p"+$ul")$ se !uede esta3lecer &ue en -ene"l ,"* un" el"$n en+e &o y P; 7 P; 0&o.$ la cual, Si
IP Constante$ es l$ne"l /
( u%o su#s"+u"%o ).
IPR P;
&o Si
? IP Constante$ es no
P;
IPR
l$ne"l /( u%o s"+u"%o ).
&
IPR
P;
Pe B P;-
P B e P
2 ;
P;P;2
Pe
Para &o J $ P; Pe
Para P; J$ &o &)a
IP- &o- ?0Pe B P;- . Tang Tang IP & ?0P B P .
2
o2
e
Como
;2
, IP-KIP2
&)a &18
&O+EL
19
&O+EL
e
!?
P
;
2 P P wf wf − 0,8 q = q Max 1 − 0,2 P e P e
& ?&)a 20
IPR FET&OVIC0
A.
q L
C ( P R
2
=
P wf ) 2
−
P;
n
PR &)a
8.
P wf q L = q Max 1 − P R 2
n
&L
21
Simulado
IPR +$po Vo-el
22
DETERMINACION DEL IPR
A. Prue3as multitasa$ luego de una restauraci%n de !resi%n 08uild u!.$ se a3re el !o#o en orma escalonada$ alcan#ando una !resi%n de ondo P ; !ara cada escal%n( P; PR P;P;2 P;4
&
t Simulador
&4 &2 &t
23
DETERMINACION DEL IPR
8. Prue3as Is%cronas$ luego de una restauraci%n de !resi%n 08uild u!.$ se a3re el !o#o durante un !eríodo !rei'ado 0 entre 2 a "oras. se registran la !resi%n de ondo P ; y la &$ luego se cierra el !o#o "asta lograr la restauraci%n de la !resi%n7 se re!ite el !rocedimiento a & incrementales(
P;
Períodos de cierre
PR
P;P;2 P;4
P;Esta3( Mt
Pwf1 =
q1=
Pwf2 =
q2=
Pwf3 =
q3=
PwfEst. =
qEst. =
Mt t SI)ULADOR
Períodos de !roducci%n
24
DETERMINACION DEL IPR
C. Prue3as Is%cronas )odiicadas$ luego de una restauraci%n de !resi%n 08uild u!.$ el !o#o se a3re y cierra durante !eriodos iguales !rei'ado 0 entre 2 a "oras. se registran las !resi%nes de ondo P ; y sus corres!ondiente &$ luego se cierra el !o#o "asta lograr la restauraci%n de la !resi%n( Período de cierre P;
Pwf1 =
q1=
Pwf2 =
q2=
Pwf3 =
q3=
PwfEst. =
qEst. =
PR
Mt
Mt
Mt
Mt
Mt
t SI)ULADOR
Periodo de !roduccion
25
E1e$$o Con el o3'eto de incrementar la !roducci%n se decidi% e+aluar la eecti+idad de dos tratamientos de estimulaci%n 0 e 1.$ en dos !o#os 0A y 8.( Antes del tratamiento los !o#os !roducían !or lu'o natural con las siguientes características, Pozo
q
Pwf
Pth
RGP
HPerf H!u"
Ps
#PR
$
%&&
'()&
'*&
+&&
(,'-
%)&&
.o/el
0
)+&
'&&&
()
-&&
%1%%
-%&& 2et3o4ich5 con n&51) 6 c&7&&&+
El !o#o A se someti% al tratamiento $ el 8 al tratamiento 1( Am3os se com!letaron con LA=C y se registraron las siguientes !rue3as de !roducci%n, Pozo
q
Pwf
Pth
RGP
Ps
$ 0
-)& )+)%'
*(&' ,&& '&&&
''& +& **-
1&& -&&& -)&&
%)&& -%&&
E+alu5 CUANTITATI>A)ENTE cada tratamiento y las com!letaciones 0/N$ LA=C. y !resente sus comentarios o recomendaciones !ara cada !o#o( El =radiente de !resi%n multiasico +ertical +iene dado !or , 26
Antes
Pozo
q
Pwf
Pth
RGP
HPerf H!u"
Ps
#PR
$
%&&
'()&
'*&
+&&
(,'-
%)&&
.o/el
0
)+&
'&&&
()
-&&
%1%%
-%&&
Des!ues
POO A
Pozo
q
Pwf
Pth
RGP
Ps
$
-)&
*(&'
''&
1&&
%)&&
0
)+-
,&&
+&
-&&&
-%&&
)%'
'&&&
**-
-)&&
Antes del tratamiento
2et3o4ich5 con n&51) 6 c&7&&&+
Des!u5s del tratamiento
Con & QJJ$ P; -J y PS QJJ$ se calcula, Con & 4J$ P; 2J- y PS QJJ$ se calcula, ogel. ogel. El tratamiento ue ue 3ueno POO 8
Antes del tratamiento
Con & J$ P ; J$ PS 4QJJ$ n J$$ c J$JJJ$ se calcula, s( Prom($ SO y !rue3as de la3oratorio o correlaciones de cam!o o em!íricas de So >s( Ho(31(
IPR POOS ESTI)ULADOS O DANADOS V
Procedimiento, I(
Deinici%n de E/$ Eiciencia de /lu'o(
II(
Relaci%n de !resi%n de ondo luyendo medida 0 o real. P;Real con !resi%n de ondo luyendo ideal 0 sin daGo o estimulaci%n. P;Ideal ( En unci%n de E/ y S(
III( Calculo del &)a( sin daGo y luego el IPR s$n daGo o on estimulaci%n( 32
Eiciencia del /lu'o 0 Con daGo o estimulaci%n.
P"" un" !$s!" 2 33
E/ \ MPIdeal ?MPReal
0PR 6 P;Ideal . ? 0PR 6 P;Real .
W PR 6 0 P;Real F MPS .?0PR B P;Real . Para lu'o cuasi estacionario tenemos 0seg@n el arreglo se i'a ., IP =
P;Ideal
qocs
P e − P wf
MPS P;Real Con daGo S
Ln0 r.
Para sim!liicar las Ecu( Redeinimos, P;Real \ P;
IP ' =
EF =
=
qocs P e − P 'wf
7.08 K o h
µ o Bo ( ln 0.472 X
=
+ S ′)
7.08 K o h µ o Bo ( ln 0.472 X )
Ln( 0.472 X ) .472 Xe Ln( 033
s
)
)ETODO DE >O=EL 8 0 IPR POOS ESTI)ULADOS O DANADOS . V
E/ \ 0PR 6 P;Ideal . ? 0PR 6 P;Real . 0PR 6 P; . ? 0PR 6 P; . P; ? PR - B E/ F E/ 0 P; ?PR .
0 -.
& &ma W-6J(20P; ?PR . 6 J(0P; ?P .
2 R
, q Max
=
q 2
P wf P wf 2 1,8( EF ) 1 − 0 , 8 ( ) 1 EF − − P R P R
X
02.
Sustituyendo 0-. en 02. y con E/ ] -(J
Para E/K-(J 0 Estimulaci%n . &)a &)a 0J$2Q F J$4 E/.
Luego con P; y & 0reales . se !uede calcular &)a y a continuacion el IPR Nota, las ecuaciones ueron 3asadas P"" un" !$s!" 2 34
Como estimar la Capacidad de Producción del Sistema ?
%& - . Pw
LINEA DE !L"#O
Psep
1.- Dado un valor de %& en superficie se determina Pwfs y Pwf a partir de la Pws , luego se tabula y grafica Pwf vs. ql. 2.- Se repite el paso anterior para otros valores asumidos de %& , y se construye la curva de O'erta de energía del Sistema. P O $ O
3.- Similarmente para cada valor de %& en superficie se determina Pwh y Pwf a partir de la Psep y se construye la curva de Demanda. ql Pwfs Pwf Pw Pwf
Pw'
Pwf Demanda Oferta
Pw'
Pw's
COMPLETACIÓN
Pws YACIMIENTO
ql
%& Capacidad de Prodcci*+ de& Sistema,
BALANCE DE ENERGÍA EN EL FONDO DEL POZO -----> NODO
Pws
DEMANDA
Pwf Pwf OE!"A
CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN
q1
AOF
P2< P1 MINIMIZA PROBLEMAS DE PRODUCCIÓN DEMANDA 2: CON REDUCTOR
Pws P2
Pwf 2
DEMANDA 1: LINEA ABIERTA
P1
Pwf 1 Pwf
OFERTA
q2
q1
AOF
LA DEMANDA DE ENERGÍA
Pws
50 %
ES MAYOR QUE LA OFERTA 30 % NO FLUYE
20 % 0%
AyS Pwf
AOF
Pwf
LA OFERTA DE ENERGÍA ES MENOR QUE LA DEMANDA
Pws1
L 1 R G L 2 R G L R G ! L R G
Pws2 Pws Pws!
NO FLUYE
DISMIN"YENDO DEMANDA
LAG
NO FLU"O qL
A"MENTANDO O!ERTA
BOMBEO
E9 :$ ;!#:#? @E ;?$ 2;E?!E EA!ER?$ @E E?ERGB$ E? :$ =O:;C?$ @E 2:;#@O @E?!RO @E: PO? @E9@E E: 2O?@O H$9!$ :$ 9;PER2#=#E7
I+/, de Yacimie+to I+/, de Prodcci*+
si+er/ia
Pws
DEMANDA
% L - # ( Pws 0 Pw' ) DISMINUYENDO LA DEMANDA
AUMENTANDO OFERTA
Pw' crit,
OFERTA Psep
q1
q2
q
HP
Presion en -JJ !si
Se re&uiere una PET -JJ !si P r o u n
Pro( JJJ d id a d e
R = P P
C N ? 8 N
n J J J ! ie s
J
Pro( JJJ
2 O
Para le+antar una columna l@yete de crudo de JJJ !ies$ con 0R=P4JJ(. 4 J J 4 J J J
- O J J
2 J J
Q J J 43
Se !uede le+antar una columna de QJJ 8?D de agua $ con una R=A2JJ desde una !roundidad de QJJ !ies
Pt" 2JJ!si
Con una PET -2JJ !si HP
Regimen de li'o en la Tu3( del Po#o ( 4JJ !ies
R=A2JJ Un !o#o !roduce QJJ8?D de agua$ con una R=A2JJPCN?8A y una PET -2JJ !si $0 se tiene los !ar9metros de com!letacion $ 44 Cual es la : 4JJ !ies.(
Ca3e#al del !o#o
Pt" 2JJ!si
PET -2JJ !si
Pt" 2JJ!si HP
4JJ !ies
4JJ !ies
/ondo de la tu3eria
SI)ULADOR Datos
del !o#o
Correlacion
!ro!iedades del
crudo Correlacion lu'o
R=A2JJ Para &ue !o#o !rodu#ca QJJ8?D de agua$ con una R=A2JJPCN?8A una Pt" 2JJ !si $0 se tiene los !ar9metros de com!letacion $ :Tu3 4JJ !ies.( Cual de3e ser la !resi%n en45 la entrada a la tu3eria
Dada la !resi%n en el ca3e#al "allar cuanto !roducir9 el !o#o* Pt" dada
Pt" &-
Cuando la !roundidad de la tu3ería es la misma &ue la de las !eroraciones y no "ay sistema de 3om3eo artiicio$ P; PET
&2
PET2
PET4
&4
PET&&2 &4
PET P ;
46
47
48
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