Analisis Nodal (c)

TALLER BÁSICO DE ANÁLISIS NODAL

Lámina

Objetivos del Taller  



Suministrar al Ingeniero los conocimientos mínimos necesarios para comprender y ejecutar  un análisis nodal de un sistema pozo-yacimiento. Desarrollar pericia suficiente para iniciar el trabajo empleando la herramienta de Análisis Nodal “WellFlo”, disponible en PDVSA.



Motivar al ingeniero al uso de la herramienta para soportar la optimización, perforación y reparación de pozos.

Estructura del Taller 

PARTE 1  Fundamentos teóricos  – Definiciones  – Modelos de Influjo y Eflujo

PARTE 2  ¿Cómo realizar un análisis nodal?  – Desarrollo de una metodología de trabajo  – Manejo del programa WELLFLO

TALLER BÁSICO DE ANÁLISIS NODAL

PARTE 1 Fundamentos Fundamentos Teóricos

Definición P3

THP

GAS    L    A    C    I    T    R    E    V    O    J    U    L    F

FLUJO HORIZONTAL

P2

Psep

Psep= Psep=Pyac-( Pyac-( P1+ P2+ P3) MEDIO POROSO

Pyac

Pwf 

P1

LIQ

ANÁLISIS QUE COMBINA LOS DISTINTOS COMPONENTES ASOCIADOS A UN POZO, CON EL OBJETIVO DE PREDECIR LAS TASAS DE FLUJO Y OPTIMAR LOS COMPONENTES DEL SISTEMA

Curvas de Oferta-Demanda

1400    )1200    C    P 1000    L    (    N800    O    I 600    S    E400    R    P200

Tasa Real Demanda

Oferta

0 0

100

200

300

400

TASA DE FLUJO (BPD)

500

Ecuación de Darcy (Flujo Continuo) q  2 

k .h ( Pe  Pwf  )  . B    re    ln rw   s       

k: permeabilidad efectiva h: espesor asociado al cañoneo : viscosidad de fluido re: radio exterior del yacimiento rw: radio del pozo

Pe: presión de yacimiento Pwf: presión de fondo fluyente S: daño del pozo B: factor volumétrico

Curvas de Afluencia, Oferta o Influjo Ecuación de Flujo semi-continuo monofásico qo  7.08 x10

3

(Pr   Pwf  )

ko.h

 o. Bo  ln X  



ko: permeabilidad efectiva al petróleo h: espesor asociado al cañoneo o: viscosidad de fluido X : factor de forma re: radio exterior del yacimiento rw: radio del pozo

   s  a' q 4  3

Pr: presión promedio de yacimiento Pwf: presión de fondo fluyente S: daño del pozo Bo: factor volumétrico del petróleo a’: factor de turbulencia

Fuentes de Información

•K: pruebas de presión, análisis especiales de núcleos, correlaciones. •h: espesor vertical de la arena asociada al cañoneo, registros de  pozos •: análisis PVT, correlaciones •Pe: medición directa, niveles de fluidos, mapas de presión •Pwf: medición directa, correlaciones de flujo multifásico

Fuentes de Información •re: espaciamiento entre pozos, mapas de yacimientos. •La expresión ln (x) = ln (re/rw) para sistema radial perfecto

SISTEMA

X

SISTEMA

X

re

0.604

rw

0.571

0.565

0.884

4

 A rw

1 4

 A rw  A rw

1

1.368

6.59

 A rw

 A rw  A rw

Consultar Matthews & Russell

Fuentes de Información Impacto de ‘re’ el denominador de la ecuación de Darcy

re (pies)

re/rw

300 400 500 600 700 800 900 1000

914,6 1219,5 1524,4 1829,3 2134,1 2439,0 2743,9 3048,8

Rw = 0.328 pies

ln(re/rw) 6,819 7,106 7,329 7,512 7,666 7,799 7,917 8,022

Fuentes de Información

•rw: tamaño de la mecha de perforación, registro de calibración de hoyo •B: análisis de fluidos, correlaciones •S: pruebas de presiones, modelos teóricos, tanteo. OTROS CASOS •W, xf: pruebas de presión, diseño y resultados del trabajo de fracturamiento •L: longitud horizontal del pozo, registro GR/Rt •kv: permeabilidad vertical, correlaciones, experiencia

Fuentes de Información Grado de Confianza otorgado por los grupos de trabajo •Permeabilidad •Espesor de la formación •Factores volumétricos, viscosidades •Presión estática •Presión de fondo fluyente •Radio externo •Radio del pozo •Daño

50-90% 80-100% 60-95% 70-95% 60-95% 40-70% 80-100%

40-90%

Conclusiones •La confiabilidad del análisis nodal es generalmente < 100% •Los parámetros con menor grado de confianza son S y K 

Corrección de Vogel para flujo bifásico

qo qomax

  Pwf      Pwf     1  0.2   0.8    Pr     Pr  

2

2   Pwf      Pwf           0.8 ko.h. Pr 1  0.2    Pr Pr           qo  254.2 Bo. oln( X )  3 / 4  S 

Pr: presión promedio de yacimiento

X: Factor de forma

Curvas de Oferta (Corrección de Vogel)

1400 1200

Modelo lineal de Darcy

     N1000      O      I 800      S      E 600      R      P 400

200 0 0

200

Corrección de Vogel

400

TASA

600

800

Caracterización del Daño COMPONENTES DEL DAÑO S = S d  + S c+  + S  p +   S  seudo S d  : daño de formación S c+  : daño por penetración parcial e inclinación del pozo S  p : daño por efecto de la perforación S  seudo:seudo-daños (turbulencia y efectos de las fases)

Caracterización del Daño rs

FÓRMULA DE HAWKINS Pe

   K      rs   Sd     1 l n    Ks     rw   h

rw

RADIO EFECTIVO DEL POZO ks

k

re

rw’ = rw . e-s

  re     re     re    ln   S   ln   ln S       s  rw   rw'.e    rw' 

Mecanismos de daño de formación

 

Taponamiento de gargantas porales, migración de finos Precipitación química  – Ca2++2HCO3- CaCO3 (s)+H2O+CO2 (g)  – Ceras, parafinas y asfaltenos



Daño por fluidos  – Emulsiones  – Permeabilidades relativas (bloqueo por agua)  – Cambios de humectabilidad



Daño mecánico  – Compactación de la roca  – Pulverización durante el cañoneo y la perforación.



Daño biológico  – Bacteria, especialmente en pozos inyectores

Curvas de Demanda o Eflujo (TPR, VLP) Cálculo de Gradientes Dinámicos

P2

P

P1

h Z

P=

Ph +

Hidrostático  g   gc

Pf 

Cinemático   

  .h

fm: factor de fricción de Moody

Pk +

2 gc velocidad

v

2

Fricción  fm 2 gc

densidad de fluido

  .

u2 d 

. Z 

d: diametro de tubería

Factores que afectan las curvas de gradiente vertical 0

•Diámetro de Tubería •Tasa de flujo •Relación gas-líquido •Densidad de líquido •Relación agua-petróleo •Viscosidad •Régimen o patrón de flujo •Deslizamiento entre fases

PRESIÓN •Diámetro de Tubería •Tasa de Líquido •Corte de Agua

 .   v    i    D   u    A   q    D    I    E  .    D   f   o    N   r    U   P

   F    O    R    P

RGL1