Optimizacion de la Produccion.

Capítulo I Análisis de sistemas de Producción

Introducción:

Cualquier pozo de producción es perforado y terminado para producir gas o aceite de su ubicación original en el yacimiento al tanque de almacenamiento o líneas de venta, el movimiento o transportes de estos fluidos requiere energía para vencer las pérdidas por fricción en el sistema y llevar a la superficie estos productos.

Los fluidos deben viajar a través del yacimiento y el sistema de tuberías y fluir por ultimo dentro del separador para realizar el proceso de separación gas-liquido. El sistema de producción puede ser relativamente fácil o puede incluir diversos componentes en que la energía o pérdidas de presión existan por ejemplo: un diagrama de sistema de producción complejo puede ilustrar un número de componentes en que la presión exista figura 1-1.

La caída de presión en el sistema completo en cualquier momento puede ser la presión inicial del fluido menos la presión final del fluido Py-Psep está perdida de presión es la suma de la perdida de presiones que existe en todos los componentes del sistema. Desde la perdida de presión a través de cualquier componente con el rango de producción este mismo va a ser controlado por los componentes seleccionados. La selección y el tamaño de los componentes individuales son muy importantes, por la interacción en los componentes a cambio de la perdida de presión en un posible cambio de la perdida de presión en el yacimiento y en todas las demás perdidas de presión. Esto ocurre debido a que el fluido que viaja a través es compresible y por lo tanto la caída de presión en un componente en particular depende no solamente del tipo de flujo a través del componente, pero a pesar de la presión promedio que existe en dicho componente. El diseño final de un sistema de producción no puede estar separado del comportamiento del yacimiento y del comportamiento en el sistema de producción y manejado independientemente. La cantidad de gas y aceite fluyendo a través del pozo desde el yacimiento depende de la caída de presión en el sistema de producción y de la perdida de presión en el sistema de tuberías depende de la cantidad de fluido fluyendo a través de él, por lo tanto el sistema de producción debe de ser analizado como una sola unidad. El tipo de producción o capacidad de entrega de un pozo puede ser a menudo restringido severamente por el comportamiento de un solo componente en el sistema. Si el efecto de cada componente en el comportamiento del sistema puede ser aislado, el comportamiento del sistema puede ser optimizado de la manera más económica. En pasadas experiencias nos han mostrado que las cantidades tan grandes de dinero han sido derrochadas en la simulación de la formación cuando el pozo se encuentra produciendo y ha sido restringido por la tubería de producción o una línea de producción fue muy pequeña, otro ejemplo de los errores de diseño de terminación es instalar una tubería de producción que sea muy larga esto pasa seguido en pozos que se espera un rango de producción alto. Esto será visto en estas prácticas que no solo gastan mucho dinero en sobredimensionar los equipos, pero si la tubería de producción es demasiado extensa puede reducir los ritmos de producción esperados en dicho pozo. Esto puede causar que el pozo cargue líquidos y deje de fluir y esto necesitaría una temprana instalación de un equipo de sistema artificial o compresión.

Un método para analizar un pozo, que permitirá determinar la capacidad de producción de cualquier combinación de componentes es descrito en la siguiente sección. Este método puede ser usado para determinar ubicaciones de excesiva resistencia al flujo o pérdidas de presión en cualquier parte del sistema. El efecto del cambio en cualquier componente en todo el comportamiento del pozo puede ser fácilmente determinado mediante las siguientes formulaciones: 1-1.

[pic 1]

∆p1: Py-Pws  perdidas de presión a través del medio poroso (presión del yacimiento- presión de fondo estatica).

∆p2: Psw-Pwf perdidas de presión a través de la terminación del pozo (presión de fondo estática- presión de fondo fluyendo).

∆p3: Pur-Pdr perdidas de presión a través de la restricción (presión antes de la restricción- presión después de la restricción).

∆p4: Pusv-Psuv perdidas a través de la válvula de seguridad (presión antes de la válvula de seguridad – presión después de la válvula de seguridad).

∆p5: Pwh-Pdsc perdidas a través del estrangulador de superficie (presión en la cabeza del pozo – presión después del estrangulador).

∆p6: Pdsc-Psep perdidas en la línea de producción (presión después del estrangulador – presión de separación).

∆p7: Pwf-Pwh total de perdidas en la tubería de producción (presión de fondo fluyendo – presión en cabeza de pozo).

∆p8: Pwh-Psep total de pérdidas en línea de producción (presión de cabeza de pozo – presión de separación).

Análisis de Sistema

El análisis del sistema es a menudo llamado Análisis Nodal ha sido aplicado durante muchos años para analizar el comportamiento de la composición del sistema y de la interacción de los componentes. Circuitos eléctricos, redes complejas en la tubería de producción trabajan en sistemas de bombeo centrifugo y han sido analizados para utilizar este método. Esta aplicación para sistemas de producción de pozos fue primeramente propuesta por Gilbert en 1954 y debatida por Nind en 1964 y Brown en 1978. El procedimiento consiste en seleccionar un punto de división o nodo en el pozo y dividir el sistema en este punto. Las ubicaciones más comunes usadas para los nodos se muestran en la figura 1-2.

[pic 2]

Todos los componentes antes del nodo comprenden la sección de entrada mientras que la sección de salida consiste en todos los componentes después del nodo. La relación entre el tipo de flujo y la pérdida de presión debe estar disponible para cada componente del sistema. El tipo de flujo a través del sistema puede ser determinado una vez que los siguientes requerimientos sean cumplidos:

        1.- El flujo a la entrada del nodo es igual al flujo de salida del mismo.

        2.- Solo una presión puede existir en cada nodo.

En un tiempo particular en la vida del pozo siempre hay 2 presiones que permanecen fijas y no son función del tipo de flujo. Una de estas presiones es la presión promedio del yacimiento y la otra es la presión a la salida del sistema. La presión a la salida es usualmente la presión de separación, pero si el pozo es controlado por un estrangulador de superficie la presión a la salida del sistema puede ser la presión en la cabeza.

Una vez que el nodo es seleccionado la presión del nodo es calculada por ambas direcciones empezando por la presión fija.

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