• Author / Uploaded
• Gonzalo Benavides

• Categories
• Química Física
• Monedas de América del Norte
• Monedas de los Estados Unidos
• Economias
• Naturaleza

Citation preview

ETAPAS DE LA PRODUCCIÓN

FLUJO NATURAL Cuando la energía natural de un yacimiento es suficiente para impulsar los fluidos desde un punto del yacimiento hasta el fondo del pozo, y desde allí hasta la superficie y las estaciones de recolección, se dice entonces que el pozo produce por flujo natural.

Medición de la presión ???? El comportamiento de producción de un pozo que fluye naturalmente se puede dividir en tres etapas: 1.) Flujo en el medio poroso (Yacimiento). 2.) Flujo en la tubería vertical (Pozo). 3.) Flujo en la superficie.

PRESIÓN DE SALIDA: Pseparador (Psep) LINEA DE FLUJO

PROCESO DE PRODUCCION P O Z 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 cantidad de crudo y gas Exploració n y

Perforar en el menor tiempo y al menor costo Perforación Operacione s

Yacimiento

VALOR

Producir a la mayor tasa y menor costo Producción Operacione s

FLUJO EN EL MEDIO POROSO

Corresponde a un mecanismo de producción del Yacimiento y se refiere al flujo de fluidos (petróleo, agua y gas) en el medio poroso. El tipo de energía en esta etapa es natural fluyendo el crudo desde un punto del yacimiento hasta el fondo del pozo a esto es lo que se le denomina Comportamiento de flujo de entrada o comportamiento de afluencia, es decir, el flujo de fluidos desde la formación hacia el fondo del pozo, y se tipifica en cuanto a la formación de líquidos se refiere, por el índice de productividad del pozo o, en términos generales, por las curvas de comportamiento de afluencia (IPR).

FLUJO EN LA TUBERIA VERTICAL

Consiste en el flujo de fluidos (crudo-gas y agua), hasta la superficie o cabezal del pozo. La energía en esta fase puede ser suplida también por el yacimiento, en el caso de flujo natural; pero en otros casos, cuando la energía del yacimiento no es suficiente para que los fluidos alcancen la superficie, se necesita usar técnicas de levantamiento artificial de crudos: Bombeo Mecánico, levantamiento artificial por gas y otros, para que el petróleo salga a la superficie. En esta etapa implica el cálculo de las variaciones de presión a lo largo de la tubería de producción, mientras los fluidos se mueven desde el fondo del pozo hasta la superficie.

FLUJO EN LA SUPERFICIE

Hasta el momento que los fluidos han alcanzado el cabezal del pozo, todos los fluidos: petróleo, gas y agua fluyen simultáneamente, por consiguiente, es necesario procesarlo en la superficie. Esta etapa corresponde al proceso de campo el cual es divide en varios Procesos tales como: Recolección, Almacenamiento, Medición y Bombeo.

PRESIONES (un solo pozo) Pe

PET Pwf

Pth

Pth ≠ Plin Plin PSp Distancias

Plin

Pth Pe

Pwf

Yacimiento

PET Pwf ≠ PET

PSp

I) Flujo en medios porosos .

EL CAMINO

I

Pe

PET Pwf

III

II

Pth

III) Flujo monofásico o bifásico en Tuberías. (verticales y/o inclinadas).

IV

IV) Cabezal del pozo.

Plin V

Pth Pwf

Yacimiento

VI PSp

V) Flujo monofásico o bifásico en Tuberías. (horizontales y/o inclinadas) VI) Operación de Estaciones de Flujo

Distancias

Plin

Pe

II) Métodos de producción.

PET

A DONDE QUIEREMOS LLEGAR

PSp DONDE ESTAMOS 10

Pwf ≠ PET Pth ≠ Plin

FLUJO EN MEDIOS POROSOS

LEY DE DARCY INDICE DE PRODUCTIVIDAD IPR ,COMPORTAMIENTO DE ENTRADA

LEY DE DARCY

K dP q = −A µ dl MODELOS

SIMULADORES

Base de Datos

Modelos

Correlaciones

Ecuaciones Diferenciales.

Discretización

Métodos Numéricos

LEY DE DARCY 1cm

PE – PS = 1Atmos. PE

PS

K dP q = −A µ dl

Grad. presiona d P/d l = Atmos/ cm

q= cm3 / seg

Un medio poroso tiene una permeabilidad de un DARCY (K=1 Darcy) cuando:  con un gradiente de presión de una atmósfera por centímetro  deja pasar, a través de un centímetro cuadrado  un flujo (q) de un centímetro cúbico por segundo de un fluido De un fluido con una viscosidad m de un centipoise.

INDICE DE PRODUCTIVIDAD El Índice de productividad ó IP es el potencial o habilidad de un pozo para producir fluido del yacimiento dependiendo de un diferencial de presión, además de ser un parámetro exclusivo del pozo y un indicador de la capacidad productiva del mismo.

q IP ≡ ( Pe − Pw )

INDICE DE PRODUCTIVIDAD

K dP hrK dP q = −A = −2π µ dr µ dr re

P

Ko

K

µBo Area

P

e dr Ko 7.07hK e K o / K qs ∫ = 7.07h ∫ dP = dP ∫ r Bo µ  re  Pwf Bo µ rw Pwf Ln   rw 

Pwf

P

Pe

Pe

Ko

7.07 hK K dP IP = ∫ Bo µ r   e P ( Pe − Pwf ) Ln rw  wf   15

Pseudo-estacionario con daño y con patrones de áreas de drenaje

IP =

qocs 7.08K o h = Pe − Pwf µ o Bo ( ln 0.472 X + S ′)

S’= S + qocs D  S = Efecto de Película (daño).  D = Efecto Turbulencia.  Ko= Permeabilidad en Darcys Para Gas

qgcs

703 × 10−6 hK g ( Pe2 − Pwf2 ) = µ g ZT ( ln 0.472 x + S ′)

Kg= Permeabilidad en milidarcys

16

qocs 7.08K o h IP = = Pe − Pwf µ o Bo ( ln 0.472 X + S ′)

Observando la Ecu. Anterior (la cual es un caso muy particular), se puede establecer que en general hay una relación entre qo y Pwf ; Pwf = f(qo), la cual: Si IP= Constante, es lineal, (crudo subsaturado).

IPR Pwf

qo Si IP=/ Constante, es no lineal ,(crudo saturado).

Pwf

IPR

qo

IPR

 Para qo= 0 , Pwf = Pe Pwf

Pe – Pwf2

Pe – Pwf1

Pwf1 Pwf2

 Para Pwf = 0, qo= qMax

Pe

 IP1= qo1 /(Pe – Pwf1 ) =Tang α  IP2 = qo2 /(Pe – Pwf2 ) =Tang β α >  Como β : IP1>IP2

α β

qMax qo1

qo2

qo18 WKP

VOGEL

19

Pwf /pe

VOGEL

 Pwf  Pwf  q = qMax 1 − 0,2 − 0,8  Pe  Pe 

  

2

   

q /qMax

20

IPR FETKOVICH

A)

qL = C ( P − P 2 R

2 wf

)

Pwf

n

PR qMax

B)

  Pwf qL = qMax 1 −    PR

  

2

  

n

qL

21

Simulador

IPR tipo Vogel

22 WKP

DETERMINACION DEL IPR A) Pruebas multitasa, luego de una restauración de presión (Build up), se abre el pozo en forma escalonada, alcanzando una presión de fondo Pwf para cada escalón. Pwf PR Pwf1 Pwf2 Pwf3

q

t Simulador

q3 q2 q1 t

23

DETERMINACION DEL IPR B) Pruebas Isócronas, luego de una restauración de presión (Build up), se abre el pozo durante un período prefijado ( entre 2 a 6 horas) se registran la presión de fondo Pwf y la q, luego se cierra el pozo hasta lograr la restauración de la presión; se repite el procedimiento a q incrementales.

Pwf

Períodos de cierre

PR

Pwf1 Pwf2 Pwf3

PwfEstab. ∆t

Pwf1 =

q1=

Pwf2 =

q2=

Pwf3 =

q3=

PwfEst. =

qEst. =

∆t t SIMULADOR

Períodos de producción

24

DETERMINACION DEL IPR C) Pruebas Isócronas Modificadas, luego de una restauración de presión (Build up), el pozo se abre y cierra durante periodos iguales prefijado ( entre 2 a 6 horas) se registran las presiónes de fondo Pwf y sus correspondiente q, luego se cierra el pozo hasta lograr la restauración de la presión. Período de cierre Pwf

Pwf1 =

q1=

Pwf2 =

q2=

Pwf3 =

q3=

PwfEst. =

qEst. =

PR

∆t

∆t

∆t

∆t

∆t

t SIMULADOR

Periodo de produccion

25

Ejercicio Con el objeto de incrementar la producción se decidió evaluar la efectividad de dos tratamientos de estimulación ( X e Y), en dos pozos (A y B). Antes del tratamiento los pozos producían por flujo natural con las siguientes características: Pozo

q

Pwf

Pth

RGP

HPerf =HTub

Ps

IPR

A

400

1950

120

600

9713

4500

Vogel

B

560

1000

95

300

4844

3400 Fetkovich, con n=0,85 ; c=0.0006

El pozo A se sometió al tratamiento X, el B al tratamiento Y. Ambos se completaron con LAGC y se registraron las siguientes pruebas de producción: Pozo

q

Pwf

Pth

RGP

Ps

A

350

2901

110

800

4500

B

563

700

60

3000

3400

541

1000

223

3500

Evalué CUANTITATIVAMENTE cada tratamiento y las completaciones (FN, LAGC) y presente sus comentarios o recomendaciones para cada pozo. El Gradiente de presión multifasico vertical viene dado por : P=0.00022xH1,5 x q 1.2 /Log(RGP+10).

26

Antes

Pozo

q

Pwf

Pth

RGP

HPerf =HTub

Ps

IPR

A

400

1950

120

600

9713

4500

Vogel

B

560

1000

95

300

4844

3400

Despues

POZO A

Pozo

q

Pwf

Pth

RGP

Ps

A

350

2901

110

800

4500

B

563

700

60

3000

3400

541

1000

223

3500

Antes del tratamiento

Fetkovich, con n=0,85 ; c=0.0006

Después del tratamiento X

Con q = 400, Pwf =1950 y PS = 4500, se calcula: Con q = 350, Pwf =2901 y PS = 4500, se calcula: QMax = 524,1 ( Vogel) QMax = 650 ( Vogel) El tratamiento X fue bueno POZO B

Antes del tratamiento

Con q = 560, Pwf = 0, PS = 3400, n= 0,85, c= 0,0006, se calcula: QMax = 604,9 Fetkovich)

Despues del tratamiento X Con q =563, Pwf =700 : q =541, Pwf =1000 ( y Ps= 3400, se calculan n=0,8451 y c=0,000637 y por ultimo se calcula: QMax = 583,7

El tratamiento Y NO fue bueno

METODO DE VOGEL ( IPR FUTURO, PROCEDIMIENTO )

Objetivo: Calcular q Vs pwf para :

•Pprom futuro IP*

pwf Partiendo de ecuación empírica: qmax 2 q/qmax = 1- 0.2(pwf/pprom) -0.8(pwf/pprom)

q 28

METODO DE VOGEL ( IPR FUTURO, PROCEDIMIENTO )

q = qmax (1-0.2(pwf/pprom) - 0.8(pwf/pprom ) ) 2 •Hallar relación entre IP* y qmax •Calcular IP* (para una pprom actual y/o futura), a partir de IP medido o ecuación de flujo en medios porosos •Con IP* calcular qmax. •Calcular q Vs. pwf 29

pwf

IP*

METODO DE VOGEL

( IPR FUTURO, PROCEDIMIENTO )

? qMax

(

q = qmax 1-.2(pwf/pprom) - 0.8(pwf/pprom )2

)

q/qmax = (1-pwf/pprom)(1+0.8pwf/pprom) = [(pprom – pwf ) /pprom ](1+0.8pwf /pprom )

(

IP=q/(pprom - pwf) = qmax/pprom

)(1+0.8p /p ) wf

prom

y para

q

Pwf → Pprom

Constante

IP* = 1.8qmax/ppron Pe

Ko

7.07 hK K dP IP = ∫ Bo µ r   e P ( Pe − Pwf ) Ln r  wf  w

Pwf → Pe

  K   o  7 . 07 hK  K  IP * =   ( P − P ) Ln  re   Bo µ   r    e wf  Eval . Pe  w 

IPF*=IPP*(Kro/Bo µO )F/(Kro/Bo µO qMaxF =qMaxP

(K

ro

)

P

/Bo µO )F/(Kro/Bo µO )P 30

METODO DE VOGEL IPR FUTURO

Para calcular el IPR a una presión promedio futura, se requiere además de la Inf. Histórica, los valores de Bo, ko y µ para dichas presión. Se requieren:

qMaxF =qMaxP (Kro/Bo µO )F/(Kro/Bo µO )P •Bo, Análisis de laboratorio •µ Análisis de laboratorio ` •Ko A partir de Np Vs. Prom., SO y pruebas de laboratorio o correlaciones de campo o empíricas de So Vs. Ko.31.

IPR POZOS ESTIMULADOS O DANADOS *

Procedimiento:

I.

Definición de EF, Eficiencia de Flujo.

II.

Relación de presión de fondo fluyendo medida ( o real) PwfReal con presión de fondo fluyendo ideal ( sin daño o estimulación) PwfIdeal . En función de EF y S.

III. Calculo del q’Max. sin daño y luego el IPR sin daño o con estimulación. * Método de Standing

32

Eficiencia del Flujo ( Con daño o estimulación)

Para una misma q ;

EF ≡ ∆PIdeal /∆PReal

= (PR - PwfIdeal ) / (PR - PwfReal )

= [ PR - ( PwfReal + ∆PS )/(PR – PwfReal ) Para flujo cuasi estacionario tenemos (según el arreglo se fija X): PwfIdeal ∆PS PwfReal Con daño S

Ln( r)

Para simplificar las Ecu. Redefinimos: PwfReal ≡ Pwf PwfIdeal ≡ P’wf

IP =

qocs 7.08K o h = Pe − Pwf µ o Bo ( ln 0.472X + S ′ )

IP' =

qocs 7.08 K o h = Pe − P 'wf µ o Bo ( ln 0.472 X )

Ln( 0.472 X ) EF = s Ln 033 .472 Xe

(

)

METODO DE VOGEL ~ ( IPR POZOS ESTIMULADOS O DANADOS ) *

EF ≡ (PR - PwfIdeal ) / (PR - PwfReal )

= (PR - P’wf ) / (PR - Pwf )

P’wf / PR = 1 – EF + EF ( Pwf /PR)

( 1)

[

q = q’max 1-0.2(P’wf/PR) - 0.8(P’wf/PR ) , qMax =

q  P 1,8( EF ) 1 − wf PR 

  P  − 0,8( EF ) 2 1 − wf PR  

  

2

2

]

(2)

Sustituyendo (1) en (2) y con EF < 1.0

Para EF>1.0 ( Estimulación ) qMax = q’Max (0,624 + 0,376 EF)

Luego con Pwf y q (reales ) se puede calcular q’Max y a continuacion el IPR’ Nota: las ecuaciones fueron basadas Para una misma q

* Método de Standing

34

Como estimar la Capacidad de Producción del Sistema ? ql = ? Pwh

LINEA DE FLUJO

Psep

1.- Dado un valor de ql 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 ql, y se construye la curva de Oferta de energía del Sistema. P O Z O

3.- Similarmente para cada valor de ql en superficie se determina Pwh y Pwf a partir de la Psep y se construye la curva de Demanda.

ql Pwfs Pwf Pwh Pwf

Pwf Demanda

Pwf

Oferta Pwf

Pwfs

COMPLETACIÓN

Pws YACIMIENTO

ql

ql

Capacidad de Producción del Sistema.

BALANCE DE ENERGÍA EN EL FONDO DEL POZO -----> NODO

Pws

DEMANDA

Pwf Pwf OFERTA

CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN

q1

AOF

Qliq.

∆ P2