Principios de Ingenieria de Produccion Petroleo.

PRINCIPIOS DE PRODUCCION: CAIDAS DE PRESION IPR

SISTEMAS DE PRODUCCION El yacimiento aporta la energía (potencia) para que los fluidos salgan del fondo, asciendan hasta superficie y lleguen hasta la estación de producción. Cabeza de Pozo Choke Línea de Flujo Pozo Productor

YACIMIENTO

Manifold

Separador

TK-101

SISTEMAS DE PRODUCCION Qg P8 Pwh

P6

P5

PSEP

QLiq

Tanque de Almacenamiento

ChokePDSC Separador

P1 Pérdida en el medio poroso

PDsv P4 PDsv

P2 Pérdida a través del completamiento P3 Pérdida a través de restricción

P7

= PR-Pwf = Pwfs-Pwf

= PUR- PDR

P4 Pérdida a través de válvula de seguridad = PUSV - PDSV PDR

Restricción en el pozo

PUR

Pwf P2

P3

P5 Pérdida a través de choke de superficie

= Pwh- PDSC

P6 Pérdida en la línea de flujo

= PDSC- PSEP

P7 Pérdida total en el tubing

= PWF- PWH

P8 Pérdida total en la línea de flujo

= PWH- PSEP

PR

Pwfs P1

P*

FUENTES DE ENERGIA DE UN YACIMIENTO S Compresibilidad de roca y

fluidos.

S Empuje de gas en solución. S Empuje por expansión de capa de gas. S Empuje activo de agua

T

Punto de Burbuja 3 Lugar del punto donde, a temperatura constante, una reducción en la presión producirá una burbuja de gas saliendo de la solución.

S

Punto de Rocío 3 Punto en que, a temperatura constante, un incremento de la presión causará condensación de vapor formando la primera gota de líquido.

INDICE DE PRODUCTIVIDAD Es una relación que modela el comportamiento del influjo del pozo, es decir la capacidad que posee un pozo para aportar fluidos Qo + Qw J=

Pr - Pwf

Qo: Tasa de Producción de aceite (BPD) Qw: Tasa de Producción de agua (BPD) Pr: Presión estática del Yacimiento (PSI) Pwf: Presión de fondo fluyendo (PSI)

INDICE DE PRODUCTIVIDAD Para realizar un adecuado diseño de levantamiento artificial, es necesario conocer el mecanismo de producción del yacimiento El tipo de yacimiento influye directamente en la tasa de producción y en el tipo de instalación de levantamiento artificial TIPOS DE YACIMIENTOS

•Empuje por gas en solución •Empuje activo de agua •Empuje por capa de gas

INDICE DE PRODUCTIVIDAD EMPUJE POR GAS EN SOLUCION

í

í

Este es el caso de un yacimiento saturado en el cual la presión del yacimiento se encuentra a un valor igual o menor a la presión de burbuja del fluido, de forma que al producirlo continuamente se libera y expande gas. El factor de recobro de este tipo de empuje es de aproximadamente 20%.

INDICE DE PRODUCTIVIDAD EMPUJE POR GAS EN SOLUCION

í

í í í

Volumen constante: No hay cambio en el tamaño inicial del yacimiento. Flujo bifásico. El gas liberado permanece en la fase de Aceite. La producción de aceite es el resultado de la expansión volumétrica del gas en solución y la expulsión volumétrica del aceite.

INDICE DE PRODUCTIVIDAD EMPUJE ACTIVO DE AGUA

El volumen del yacimiento para el aceite no permanece constante. í El aceite es desplazado por el agua. í Este yacimiento puede tener una fase de gas, teniendo como resultado un mecanismo de empuje combinado. í La declinación de la presión es muy pequeña. í

INDICE DE PRODUCTIVIDAD EMPUJE POR EXPANSION DE CAPA DE GAS

Segregación o drenaje gravitacional Gas fluyendo hacia la capa de gas A medida que se produce, la capa de gas se expande í La permeabilidad de la formación determina si puede o no haber contraflujo (K>100 md) í í í

INDICE DE PRODUCTIVIDAD El comportamiento del Índice de Productividad de un pozo, esta dado a cambiar con el tiempo y la producción acumulada.

J=

-dQ dPwf

Pwf

Q

INDICE DE PRODUCTIVIDAD En yacimientos con empuje activo de agua, se presenta un IP constante, pero en algunos casos cambia debido a cambios en la permeabilidad del aceite y del agua y cuando la presión de flujo está por debajo del punto de burbuja. La mayoría de los cambios en el IP son causados por un incremento en la saturación de gas libre alrededor de la cara del pozo, lo cual incrementa la permeabilidad del gas y disminuye la permeabilidad del aceite.

INDICE DE PRODUCTIVIDAD

Método empírico para determinar el IPR. Se basó en datos de 21 condiciones de yacimientos: S Variación de permeabilidades relativas. S Variación de datos PVT del petróleo. S Variación del GOR y viscosidades del aceite. S Desarrollado para yacimientos de crudo saturados, empuje de gas en solución o producción por debajo del punto de burbuja. S No es aplicable para situaciones de crudos pesados y alto valor de daño (skin).

INDICE DE PRODUCTIVIDAD

Otras suposiciones: S Yacimiento Circular S Flujo radial uniforme S Saturación de agua constante S Segregación gravitacional despreciable S Flujo bifásico dentro del yacimiento

INDICE DE PRODUCTIVIDAD

q

 Pwf  1  0.20  Pr

qmax

  Pwf    0.80    Pr 

2

1 .8 .6

Pwf/Pr

.4 .2 0 0

.2

.4

.6

Q/Qmax

.8

1

INDICE DE PRODUCTIVIDAD

S Vogel asumió una Eficiencia de Flujo de 1.0 (Pozos sin Daño o Mejora). S La Eficiencia de Flujo se define como:

FE  Donde: P’wf=Pwf - Pskin Sustituyendo:

Drawdown _ Ideal Pr  P ' wf  Drawdown _ Re al Pr  Pwf

Pr  Pwf  Pskin FE  Pr  Pwf

K Se

define como una diferencia de presión adicional causada por desviaciones del comportamiento ideal del flujo radial.

Factor de Daño: SKIN Pozo

Yacimiento Pr

P’wf

dP Skin Pwf

CAIDA DE PRESION ADICIONAL GENERADA POR LOS EFECTOS DEL DAÑO DE FORMACION

 Daño

de formación.  Perforaciones.  Completamiento parcial.  Empaquetamientos con grava.  Flujo no Darcy.  Flujo Multifásico.  Fracturas naturales.  Fracturas hidráulicas.  Pozos desviados u horizontales.

METODO DE FETKOVICH K Muestra que no hay linealidad en los IPR de los pozos productores de petróleo. K Se postula que el flujo no Darcy es la razón para este comportamiento. K Fetkovitch concluyó que esto es válido inclusive cuando Pwf > Pb.

METODO DE FETKOVICH F Sobre la base de experimentos de campo Fetkovitch sugirió que el IPR para un pozo petrolero es : Qo = J’(Pr2 - Pwf2)n * n es un componente empírico en el rango de 0.568 < n < 1.0 * La no linealidad del IPR se puede deber al flujo no Darcy (turbulencia) o a los efectos del flujo en dos fases ( permeabilidades relativas)