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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE PANUCO INGENIERÍA PETROLERA MATERIA REDES DE RECOLECCION DOCENTE ING. LUCIA BERENICE NAVARRO RUIZ CARRERA ING PETROLERA ESCUELA ITSP TEMA UNIDAD 3 FECHA 20/05/2019

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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE PANUCO INGENIERÍA PETROLERA Contenido Introducción ............................................................................................................. 3 Necesidades tecnológicas innovadoras de simuladores en producción .................. 4 Aplicación de los Simuladores en Producción y otras Áreas ............................... 6 Ejemplos de Simuladores ........................................................................................ 8 Perform ................................................................................................................ 8 Optimice pozos nuevos y existentes .................................................................... 8 Pozos nuevos................................................................................................... 8 Pozos existentes .............................................................................................. 8 Escenarios avanzados de diseño..................................................................... 9 Pipesoft 2 ........................................................................................................... 10 Determine las necesidades para levantamientos artificiales o recuperación de campos maduros ............................................................................................ 10 Modelo un pozo, o una red............................................................................. 10 PPROSPER ....................................................................................................... 12 Análisis de Sistemas de Producción .............................................................. 13 Bueno Tipos ................................................................................................... 13 Levantamiento Artificial Análisis y Diseño de Sistemas ................................. 14 Conclusión............................................................................................................. 14 Bibliografías........................................................................................................... 15

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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE PANUCO INGENIERÍA PETROLERA Introducción El actual crecimiento de la economía mundial demanda el uso de cada vez mayor cantidad de energía, y el petróleo es la más importante de ellas. Esta fuente de energía es la más utilizada, ya que cubre alrededor del 70% del consumo mundial. Al correlacionar las reservas mundiales de hidrocarburos con el consumo anual, se obtienen reservas para 41 años, pero si se considera la declinación natural en la producción que exhiben los yacimientos petrolíferos, puede afirmarse que el periodo real durante el cual pudiese ser satisfecha la demanda sería mucho menor. En consecuencia, se requiere incrementar las reservas, ya sea mediante el descubrimiento de nuevos yacimientos y/o mejorando sustancialmente la recuperación de los campos existentes. Debido a las restricciones impuestas para la protección ambiental, la tendencia actual y futura será el uso de combustibles cada vez más limpios y fuentes alternas de energía. Sin embargo, actualmente los aspectos económicos relacionados con estas últimas restringen su pleno desarrollo

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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE PANUCO INGENIERÍA PETROLERA Necesidades tecnológicas innovadoras de simuladores en producción De acuerdo con la situación actual de los yacimientos en México, se tendrá que avanzar en técnicas de recuperación terciaria o mejorada con tecnologías no convencionales mediante el empleo de herramientas analíticas, numéricas y la aplicación de técnicas de interpretación interactiva. Con esto se busca desarrollar un mejor conocimiento de los modelos geológicopetrofísicos y de los procesos fisicoquímicos que controlan el flujo de fluidos en el medio poroso, para generar nuevas ideas que permitan extender la vida productiva de los yacimientos. Esto es válido para los que se encuentran en una etapa avanzada de explotación, así como para los de reciente desarrollo, los que se localizan en aguas profundas, y aquellos que por el tipo de fluido o volumen de hidrocarburos han quedado marginados. Uno de los objetivos fundamentales de esta actividad es optimar la explotación de los yacimientos antes mencionados, al aumentar los factores de recuperación. Otro aspecto de gran relevancia es acelerar de manera importante los tiempos de perforación de pozos, para alcanzar nuevos objetivos y penetrar las formaciones de interés sin causar daños irreversibles a las unidades y, en general, para abaratar el proceso y permitir el acceso a mayores profundidades. Las técnicas de perforación deben ser del tipo no convencional que favorezcan la recuperación de hidrocarburos al permitir un mejor enlace entre los yacimientos y las instalaciones de producción En los próximos años se esperan grandes cambios derivados de nuevas tecnologías de perforación, principalmente en el caso de aguas profundas y en sistemas de largo alcance. Algunas necesidades que se requiere cubrir para mantener o incrementar la producción y reservas de hidrocarburos, son: Aplicación de técnicas en yacimientos en una etapa de explotación avanzada Estas técnicas requieren un programa intensivo de monitoreo del comportamiento de yacimientos, que incluye avance de los contactos de los fluidos, comportamiento de fluidos, toma de registro de presiones, etcétera. Dichas técnicas deben ser aplicadas de acuerdo con la problemática del yacimiento en 4

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE PANUCO INGENIERÍA PETROLERA particular. Activación de campos marginales Para satisfacer esta necesidad se requiere jerarquizar la prioridad de los campos que presenten esta problemática, con el fin de generar estudios de caracterización y simulación numérica de yacimientos que nos permitan evaluar la potencialidad de estos campos y aplicar un proceso de reingeniería total en las actividades de explotación. Evaluación de yacimientos con complejidad geológica Para estos yacimientos es recomendable un monitoreo tecnológico en perforación, terminación y reparaciones de pozos, para adaptar técnicas que permitan incrementar la productividad de los pozos en este tipo de yacimientos. Para alcanzar lo anterior es indispensable contar con un modelo geológico y petrofísico detallado de las formaciones de interés. Sistemas inteligentes (geomática) Es necesario conocer el estado actual que guardan las bases de datos del sistema petrolero nacional con el propósito de disponer de manera precisa y oportuna del conocimiento generado a través del tiempo en los yacimientos petroleros. Explotación de campos en aguas profundas Definir la batimetría en la que se puedan ubicar los yacimientos e identificar el contenido probable de sus fluidos, con el fin de adaptar sistemas de explotación en aguas profundas. Evaluación de volumen de CO2 en el país para su uso en proyectos de recuperación mejorada Se deberá definir primero la fuente de CO2 y evaluar el volumen de este gas para ser utilizado en yacimientos que, por sus características particulares, sean susceptibles de la implantación de un proceso de recuperación mejorada por inyección de CO2 , basándose en estudios geológicos, de simulación numérica y evaluación económica. Explotación de gas en yacimientos de carbón y en depósitos de hidratos de metano Se tendrá que recurrir a la aplicación de técnicas para la explotación rentable de otro tipo de yacimientos, y así satisfacer la creciente demanda de gas que se tendrá en plazos mediano y largo, considerando que se tienen detectadas fuentes que no han sido explotadas.

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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE PANUCO INGENIERÍA PETROLERA Aplicación de los Simuladores en Producción y otras Áreas Sísmica, procesado e interpretación • Análisis de señales. • Petrofísica y física de rocas (geología y geofísica). • Opimación (no lineal) e inversión. • Electrónica (diseño de herramientas para medir propiedades físicas de las rocas). • Sistemas y programación (modelación y simulación dinámica). • Sensores. • Telemetría. Diseño automático • Química del petróleo. • Ingeniería mecánica. • Materiales y corrosión. • Ingeniería petrolera. • Modelación y simulación. • Análisis de riesgo. Productividad de pozos • Ingeniería petrolera. • Química y física del sistema roca-fluido. • Ingeniería mecánica. • Modelación y simulación. Instalaciones automatizadas • Sistemas inteligentes. • Inteligencia artificial. • Ingeniería petrolera. • Ingeniería civil. • Ingeniería de sistemas de control. Tratamiento de crudo y gas in situ • Biotecnología. • Ingeniería molecular. • Química del petróleo. • Modelación y simulación.

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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE PANUCO INGENIERÍA PETROLERA Exploración de nuevas cuencas • Gravimetría y magnetometría. • Geología-geofísica. • Geoquímica. • Electrónica (percepción remota). • Sensores. • Administración y minería de datos. • Ingeniería de comunicaciones. Movilidad en yacimientos • Análisis de señales. • Petrofísica y física de rocas (geología y geofísica). • Optimación (no lineal) e inversión. • Electrónica (diseño de herramientas para medir propiedades físicas de las rocas). • Sistemas y programación (modelación y simulación dinámica). • Sensores. • Telemetría. • Geofísica de explotación. Es necesario hacer notar que además de las capacidades que deberá tener el personal, será necesario desarrollar otras en infraestructura informática y de laboratorio con el fin de que sea congruente el desarrollo de la competencia. De tal manera los simuladores nos ayudan a perfeccionar el diseño de los pozos para una óptima producción y a menores gastos económicos, minimizando igual, los daños a la formación.

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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE PANUCO INGENIERÍA PETROLERA Ejemplos de Simuladores Perform Permite simular pozos y líneas de flujo para prácticamente cualquier situación. Usted puede modelar redes de fondo (múltiples capas) y pozos de inyección, verticales, desviados, con flujo natural o levantamiento artificial. O, realizar un análisis de gradiente, cálculos con tubería enrollada, diseño y optimización de gaslift, y predicción de hidratos y escamas. Usted puede incluso simular estrangulaciones, bombas ESP (Electric Submersible Pump) y PCP (progressing Cavity Pump) y perdidas de calor en el sistema.

Optimice pozos nuevos y existentes Pozos nuevos  Dimensionamiento de Tubería y líneas de flujo  Dimensionamiento de tubería enrollada y restricciones  Diseño de pozos costa afuera y las líneas de flujo  Diseño de completamientos (perforaciones, empaques de grava) Pozos existentes         

Mejorar el funcionamiento del pozo Evalúe los cambios futuros (corte de agua, presión de yacimiento) Estimar parámetros desconocidos del yacimiento Diseño y optimización de Gaslift Evaluar la eficiencia de estimulaciones Predecir depositación de hidratos y escamas Modelar transferencia de calor Analizar la información sobre datos PVT, patrones de flujo, la producción por capas, etc. Responder preguntas relacionadas con trabajos de workover

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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE PANUCO INGENIERÍA PETROLERA Escenarios avanzados de diseño A pesar de su simplicidad, PERFORM permite modelar redes de subsuelo, esto es, pozos de múltiples capas (hasta 10capas) y multilaterales con nueve configuraciones diferentes. Otras capacidades incluyen: Análisis composicional (con PVTLIB) Análisis de elevadores (risers), incluyendo nodo al final del elevador Importa datos de desviación en pozos y líneas de flujo, modela tuberías delgadas (sartas de velocidad) y la inyección de N2 a través de tubería enrollada PERFORM se acopla con otro software de IHS Inc. como SubPUMP® para diseño de bombas BES y con Pipesoft-2™ para el análisis de redes. 

Levantamiento artificial



Modelos de afluencia (inflow)



Múltiples correlaciones para el flujo de una fase y multifásico  Calcule las curvas de presión (outflow) con 14 correlaciones para el petróleo y ocho correlaciones para el gas, eligiendo entre modelos empíricos y mecanísticos  Utilice dos correlaciones distintas para la caída de presión en pozos y líneas de flujo en diversas secciones de la tubería  Calibre las correlaciones con datos de campo  Cuatro técnicas para el cálculo de la temperatura, y siete correlaciones de flujo para estranguladores (flujo crítico y subcrítico)  Genere tablas hidráulicas de salida (VLP) para muchos simuladores comerciales, incluyendo el VIP, el Eclipse y OilWat/GasWat de IHS Inc.

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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE PANUCO INGENIERÍA PETROLERA Pipesoft 2 PipeSoft-2® es la herramienta de punta para los ingenieros de producción y de instalaciones, la cual ostenta una gran variedad de capacidades que permiten una modelación efectiva de los sistemas de recolección y una optimización de la producción. Usted puede diseñar y analizar un pozo, un sistema de recolección o cualquier combinación de equipos dentro de una red de producción. PipeSoft-2® puede manejar cualquier configuración de redes, característica que generalmente no se encuentra disponible en el software de la competencia. Puede ser una combinación de pozos y tuberías de producción con ciclos, ciclos anidados y/o ambos, o un solo pozo con configuración multilateral de fondo compleja. Usted puede modelar flujos monofásicos y multifásicos para prácticamente cualquier fluido, todo en una sola herramienta. Determine las necesidades para levantamientos artificiales o recuperación de campos maduros PipeSoft-2 le permite modelar los cambios en un pozo para determinar la manera en que éstos afectan la producción de un campo entero. Teniendo en cuenta el comportamiento potencial del pozo, se puede modelar con mayor confianza las necesidades para levantamientos artificiales, lo cual redunda en decisiones costos efectivos más acertados. Se puede modelar la recuperación de petróleo en campos maduros por inyección de agua o CO2 con el fin de optimizar la producción. El volumen o la presión de agua o CO2 necesarios se calculan teniendo en cuenta el impacto de la caída de presión en las tuberías de producción, las propiedades de los fluidos, las condiciones del depósito, etc., las cuales están asociadas con el sistema de inyección (o producción). Modelo un pozo, o una red PipeSoft-2 es la última herramienta para los ingenieros de producción y de instalaciones, con una variedad de cálculos que permiten modelar eficientemente un sistema y optimizarla producción. Usted puede diseñar y analizar un pozo, línea de flujo o cualquier combinación que exista como red. Las redes pueden tener lazos o anillos complejos. 10

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE PANUCO INGENIERÍA PETROLERA PipeSoft-2 se construye sobre una fundación sólida, preservando la funcionalidad original del programa Pipeflow2, de Chevron, que representó décadas de investigación, desarrollo y uso en el campo. IHS ha agregado una interface altamente visual, así como mejoras continuas en la funcionalidad de la simulación. Algunas capacidades no encontradas en otros sistemas de simulación incluyen: “Visualización dinámica” — PipeSoft-2 exhibe resultados a nivel de sistema con codificación en color, que proporciona una comprensión visual inmediata de las redes que son estudiadas. La codificación se aplica a parámetros tales como presión, temperatura, corte de agua y caudales. El sistema de flujo completo se puede observar en una pantalla en un modo de animación dinámico, incluyendo el sentido de flujo. La exhibición única de presiones, caudales y demás con codificación en color hace de Pipesoft-2 una herramienta en para localización de problemas de flujo en el sistema

Tres métodos de solución de la red — Muchos productos de simulación no pueden solucionar redes con anillos complejos, u ofrecen solamente un método de solución. Pipesoft-2 ofrece tres métodos de solución de redes: PBAL, QBAL y DYNER.Los tres métodos ahorran tiempo significativo a los ingenieros, permitiendo que modelen rápida y fácilmente una variedad de configuraciones de red. Interfase Gráfica intuitiva — Pipesoft-2 ofrece una interfase fácil de utilizar que permite a los usuarios aprender el programa rápidamente, asegurando que los ingenieros encuentren el programa inclusive divertido para utilizar, maximizando así la inversión de la compañía. Modelado de flujo simultáneo — Pipesoft-2 permite modelar el flujo simultáneo en tuberías de pozo y anular de tubería-revestimiento. Amplia gama de los tipos de fluidos — Pipesoft-2 simula virtualmente cualquier tipo de fluido que usted encuentre, incluyendo el vapor, los fluidos no newtonianos, el gas condensado, black-oil, fluido composicional y una sola fase (crudo/gas/agua). Lista completa de equipos — El software incluye tuberías, bombas, válvulas de control, estrangulaciones, válvulas de gaslift, separadores, las unidades de amina, 11

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE PANUCO INGENIERÍA PETROLERA compresores, reguladores y más, así que usted puede modelar prácticamente cualquier sistema de producción común. Tablas de flujo ligadas a los simuladores de yacimiento —Permite la creación de tablas hidráulicas que representan caudales de flujo en los nodos límite (pozos, fuentes y sumideros).Se pueden importar directamente desde simuladores de yacimiento comerciales para una simulación más rigurosa. Aseguramiento del flujo (escamas, hidratos, análisis de slugs, descarga de pozos de gas) — Prediciendo la composición del fluido, Pipesoft-2 ayuda en la toma de decisiones con respecto a la remoción de líquidos o inyección de inhibidores. Acoplamiento con análisis de curvas de declinamiento —Permite que usted importe datos de producción para crear una curva de declinamiento global y realizar pronósticos de producción a presiones definidas.

PPROSPER PROSPER está diseñado para permitir la construcción de modelos así fiables y coherentes, con la capacidad para hacer frente a cada aspecto de bien a saber modelado de taladro; PVT (caracterización de líquidos), correlaciones VLP (para el cálculo de la línea de flujo y pérdida de presión de la tubería) y derechos de propiedad intelectual (influjo del reservorio). Al modelar cada componente del sistema, así produciendo, el Usuario puede verificar cada subsistema modelo coincidente rendimiento. Una vez que un modelo de sistema bien se ha ajustado a los datos de campo reales, PROSPER se puede utilizar con confianza para modelar el bien en diferentes escenarios y para hacer avanzar las predicciones de la presión del yacimiento en base a los datos de producción de superficie. Con la garantía de flujo detallado PROSPER se puede estudiar en el pozo y el nivel de la tubería de superficie. PROSPER proporciona características únicas a juego que PVT melodía, correlaciones de flujo multifásico y derechos de propiedad intelectual para que coincida con los datos medidos sobre el terreno, lo que 12

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE PANUCO INGENIERÍA PETROLERA permite un modelo coherente que se construyó antes de su uso en la predicción (sensibilidad o diseño de levantamiento artificial).

Análisis de Sistemas de Producción  Modelos de flujo de entrada de desempeño (IPR) s  Bien horizontal con una caída de presión en el pozo  Multicapa con una caída de presión en el pozo  Fractura hidráulica  Tiempo de IPR dependiente  Multi-laterales  Porosidad dual  Caudal de salida  Cálculos de estabilidad Pipe  Presión así patentada cae modelo  PVT - Petróleo, Gas Condensado - Negro Aceite o composicional  Revise el tubo y tubería de calidad  El análisis de sensibilidad

totalmente

Bueno Tipos  Gas, petróleo, agua, condensado, vapor, pozos de inyección  Fluye naturalmente  Artificialmente levantado  Multicapa  Multilateral  En ángulo y horizontal

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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE PANUCO INGENIERÍA PETROLERA Levantamiento Artificial Análisis y Diseño de Sistemas  Bomba eléctrica sumergible - ESP  Gas Lift  Bombas Hidráulicas - HSP  Bombas de Cavidad Progresiva - PCP  Bombas de Jet  Viga Bombas - Vara  Diseño de nuevos sistemas de levantamiento artificial  Verifique que la eficiencia del sistema existente.

Conclusión Las herramientas de computación aplicada a la exploración petrolera son importantes porque ayudan a la interpretación y visualización de manera rápida y precisa del sistema petrolero, por ejemplo, permiten visualizar las trampas petroleras y la acumulación de hidrocarburos en diferentes secuencias estratigráficas, al diseño del pozo de producción y a la selección adecuada de un sistemas de producción artificial, para la mejora en el recobro de hidrocarburo y reduciendo los gastos económicos, elevando las ganancias.

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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE PANUCO INGENIERÍA PETROLERA Bibliografías https://www.academia.edu/8435976/3_Simulaci%C3%B3n_de_sistemas_de_prod ucci%C3%B3n

PERFORM http://www.oilproduction.net/cms/index.php?option=com_content&view=artic le&id=1354&Itemid=237 PIPESOFT2 http://www.oilproduction.net/cms/index.php?option=com_content&view=artic le&id=1356&Itemid=239 PIPESIM DE Shlumberger http://www.software.slb.com/products/foundation/pages/pipesim-wellperformance-modeling.aspx PROSPER GAP DE Petroleum experts. http://www.petex.com/Manual de PIPESIM Fundamentals Training and Exercise Guide versión 2006.1

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