Gran Resumen Produccion

eso de producción y de transporte

El petróleo disponible en el yacimiento se encuentra a una determinada condición de energía, la cual puede o no ser suficiente para vencer las pérdidas de presión por fricción, por velocidad y por desnivel a través de los diferentes componentes que forman parte de la arquitectura de la completación, del pozo, de la tubería de producción y la tubería de transporte. Si el yacimiento tiene suficiente energía, el método de producción se le conoce como flujo natural. En caso contrario, cuando el yacimiento no dispone de la energía suficiente para vencer las pérdidas entre el yacimiento y el separador, es necesario suministrarle energía adicional, para que el proceso de producción sea factible. Este tipo de proceso se le denomina levantamiento artificial, y se logra principalmente mediante el suministro de energía por un medio externo al sistema de producción, por ejemplo un sistema de bombeo

2.- Sistema de producción.

Cualquier pozo productor de hidrocarburos es perforado y completado con la finalidad de permitir que el petróleo o el gas fluyan desde su sitio original en el yacimiento hasta el patio de tanques o un cliente establecido. El transporte de esos fluidos requiere un nivel de energía suficiente para vencer las pérdidas por fricción en el sistema y levantar las corrientes de producción hasta la superficie. El fluido debe viajar a través del yacimiento y el sistema de tuberías, y al final entrar en el separador para hacer posible la separación entre las fases. La completación del pozo productor puede ser simple o contener una serie de accesorios, en los cuales se producen pérdidas de presión. Por ejemplo, un pozo productor puede contener un número determinado de componentes como se muestran en la figura 1.1

La caída de presión en el sistema total es la presión inicial en el fluido (presión en el yacimiento) menos la presión final del fluido (presión en el separador). Esta caída de presión es igual a la suma de las caídas de presión que ocurre en todos los componentes del sistema. En la figura 1.16 se muestra de manera esquematizada las posibles caídas de presión asociadas al proceso de producción de petróleo y sus corrientes de producción. Como la caída presión total es una función de la tasa de fluido, entonces la tasa de producción del pozo es controlada por los elementos que constituyen en sistema.

La selección y el dimensionamiento de los componentes individuales que forman el sistema de producción es una de las actividades de mayor importancia para los ingenieros de las diferentes disciplinas relacionadas con la producción, el transporte y el tratamiento de sistemas de hidrocarburos. Un cambio en la caída de presión en cualquiera de estos elementos alteraría el comportamiento de los otros elementos y su caída de presión. Todo esto es consecuencia del efecto de compresibilidad del fluido.

El diseño de la completación de un pozo productor no se debe realizar de manera independiente del comportamiento del yacimiento y del sistema de tuberías, que permiten el transporte del fluido. La cantidad de fluido que se maneja por el sistema total depende de la caída de presión total que produce su movimiento y, la caída de presión depende a su vez de la tasa de fluido que se transporta originando una función implícita entre la caída de presión y la tasa de flujo. Por lo tanto, el sistema de producción se debe diseñar de manera integral por los ingenieros asociados al proceso de producción. La producción de un pozo puede verse severamente afectada si uno o todos los elementos que forman al sistema de producción generan altas caídas de presión. Si el efecto de cada uno de los elementos que constituyen al sistema puede ser aislado, el funcionamiento del sistema se puede optimizar. Para ilustrar un ejemplo se ha demostrado que en algunos casos se ha incurrido en altos costos para estimular un yacimiento, cuando en verdad lo que origina la restricción del flujo de los fluidos en el sistema es una tubería pequeña.

3.- Análisis Nodal

El método de análisis NODAL se ha utilizado por muchos años para analizar el funcionamiento de todos los elementos que conforman el sistema de producción. El procedimiento consiste en dividir el sistema en dos secciones a partir de un nodo determinado. La curva de comportamiento de los elementos ubicados aguas arriba del nodo se denomina inflow y la curva de comportamiento de los elementos aguas abajo del nodo en estudio se denomina outflow. En el proceso de generación de estas curvas es necesario conocer una función que relacione la caída de presión con la tasa de flujo que circula por cada componente.

En un sistema de producción existen dos niveles de presión fijas, representadas por la presión promedio del yacimiento y la presión a la cual se realiza el proceso de separación. Bajo estas condiciones y con las ecuaciones que representan la relación entre la caída de presión y la tasa de flujo a través de todo el sistema, se determina el caudal que se produce desde el yacimiento y que a su vez circula por el pozo. La figura 1.17 representa de manera esquemática al sistema de producción, donde se conocen dos niveles de presión.

Una vez que se selecciona el nodo en estudio, la presión en el mismo se determina a partir del balance de energía entre los elementos ubicados aguas arriba y aguas debajo de dicho nodo. El balance de energía se expresa por medio de:

• Para los elementos aguas arriba: (1)

• Para los elementos aguas abajo: (2)

La caída de presión en cada elemento es función de la tasa de flujo que circula por el elemento. Una curva de presión en el nodo n se grafica a partir de las ecuaciones (1) y (2).

En la figura 1.17 se muestran los nodos que comúnmente se seleccionan en un sistema de producción. Por lo general, se selecciona el cabezal del pozo

Sobre un mismo gráfico, la intersección de las dos curvas representa la condición que satisface las dos ecuaciones, para los dos niveles de presión fija (ver figura 1.18).

El efecto de un cambio en cualquier componente puede ser analizado mediante el re-cálculo de la presión en el nodo, en función de la tasa de flujo. Si el cambio corresponde a un elemento ubicado aguas arriba del nodo en estudio afecta la curva inflow, en caso contrario afectaría la curva outflow, como se muestra en la figura 1.19.

Bajo este efecto se tiene una disminución de la producción del yacimiento como consecuencia de un incremento en la restricción de flujo, así entonces con una disminución de la restricción de flujo, se obtiene un aumento en la producción del pozo.

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