GAS LIFT_Cartagena_Muñoz_Senior

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LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR INYECCIÓN DE GAS (Gas Lift) César Ardila Rubber Cartagena Fabián Muñoz Rubén Senior Junio de 2014

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Presentación sobre la generalidades de el sistema de levantamiento artificial por gas lift

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  • LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL

    POR INYECCIN DE GAS

    (Gas Lift)Csar Ardila

    Rubber Cartagena

    Fabin Muoz

    Rubn Senior

    Junio de 2014

  • DEFINICIN

    LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL: Cualquier sistema que agrega energa a la columna

    de fluido con el objetivo de iniciar y mejorar la produccin por el uso de medios

    artificiales para incrementar el flujo de fluidos, desde pozos de produccin hacia

    la superficie.

    Los sistemas de levantamiento artificial utilizan una diversidad de principios de

    operacin, incluidos el bombeo mecnico, el levantamiento artificial por gas y

    las bombas electrosumergibles.

    El levantamiento artificial se necesita en aquellos pozos donde la presin del

    yacimiento no es suficiente para llevar los fluidos hasta la superficie y las

    facilidades de produccin.

    El fluido producido puede ser petrleo, agua o una mezcla de ambos,

    tpicamente incluyendo una cierta cantidad de gas.

  • LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR

    INYECCIN DE GAS

    Es un mtodo de levantamiento en el que se inyecta gas comprimido a alta

    presin en la tubera de produccin para reducir la presin hidrosttica de la

    columna de fluido. La reduccin resultante de la presin de fondo de pozo

    permite que los fluidos del yacimiento ingresen en el pozo con una tasa de

    flujo ms alta.

    El gas de inyeccin es transportado generalmente a travs del espacio anular

    existente entre la tubera de revestimiento y la tubera de produccin e

    ingresa en el tren de produccin a travs de una serie de vlvulas de

    levantamiento artificial por gas.

    La posicin de la vlvula de levantamiento artificial por gas, las presiones de

    operacin y la tasa de inyeccin de gas son determinadas por las condiciones

    especficas del pozo.

  • Ejemplificacin del sistema de levantamiento artificial Gas Lift.

  • LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR

    INYECCIN DE GAS

    VENTAJAS:

    Gran flexibilidad para producir con

    diferentes tasas

    Puede ser utilizado en pozos desviados

    usando mandriles especiales

    Ideal para pozos de alta relacin gas -

    lquido y con produccin de arena

    Se pueden producir varios pozos desde

    una sola planta o plataforma

    El equipo del subsuelo es sencillo y de

    bajo costo

    Bajo costo de operacin

    DESVENTAJAS:

    Se requiere una fuente de gas de alta

    presin

    No es recomendable en instalaciones

    con revestidores muy viejos y lneas de

    flujo muy largas y de pequeo

    dimetro

    El gas de inyeccin debe ser tratado

    No es aplicable en pozos de crudo

    viscoso y/o parafinoso

    Aplicable a pozos de hasta > 10.000

    pies

    Su diseo es laborioso

  • LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS

    CONTINUO

    Es un mtodo de levantamiento artificial en el que el sistema de levantamiento

    por gas es operado en forma continua para sustentar la produccin de lquidos

    con una tasa eficiente.

    Alta a mediana energa.

    Presiones estticas mayores a 150Ipc/1000pie.

    Alta a mediana produccin(Mayor a 0,5 bpd/lpc)

    Capaces de aportar altas taza de produccin mayores a 200bpd.

    La produccin de inyeccin depender de la presin de gas disponible al nivel

    del pozo.

  • LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS

    CONTINUO

    Se considera una extensin del mtodo de produccin por flujo natural, lo que

    consiste en suplir el gas de formacin mediante la inyeccin continua de gas en

    la columna de fluidos con la finalidad de aligerar su peso.

    La eficiencia de levantamiento se mide por el consumo de gas requerido para

    producir cada barril normal de petrleo, la mxima eficiencia se obtiene

    inyectando por el punto mas profundo posible (60 a 120 pies por encima del

    empaque superior) la tasa de inyeccin adecuada.

    La tasa de inyeccin de gas depender de la tasa de produccin y del aporte

    de gas de la formacin

  • LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS

    CONTINUO

  • LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS

    CONTINUO

    TIPOS:

    TUBULAR: En este tipo de LAG continuo se inyecta gas por el espacio anular

    existente entre la tubera de produccin y la tubera de revestimiento, y se

    levanta conjuntamente con los fluidos aportados por el yacimiento a travs

    de la tubera de produccin.

    ANULAR: En este tipo de LAG continuo se inyecta gas por la tubera de

    produccin y se levanta conjuntamente con los fluidos aportados por el

    yacimiento a travs del espacio anular antes mencionado.

  • LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS

    CONTINUO

  • LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS

    CONTINUO

    CLCULO DE EFICIENCIA:

    Qiny = (RGLt - RGLf) * ql/1000

    Donde:

    Qiny: Tasa de inyeccin requerida de gas, (Mpcn/d)

    RGLt: Relacin Gas-Lquido total, (pcn/bn)

    RGLf: Relacin Gas-Lquido de formacin, (pcn/bn)

    ql: Tasa de produccin de lquido bruta (b/d)

  • LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS

    CONTINUO

    Es importante alcanzar la mxima profundidad de inyeccin con la presin

    disponible en superficie, de esa manera se aprovechar al mximo la energa del

    gas comprimido. Para obtener esto es necesario hacer un buen diseo de la

    instalacin.

    Cuando se conoce el comportamiento de afluencia de la formacin productora se

    puede cuantificar el efecto que tiene la RGL sobre la produccin del pozo

    aplicando anlisis nodal y asumiendo que se puede inyectar el gas en el fondo del

    pozo, de esta manera se obtendrn grficos de oferta y demanda de fluidos para

    diferentes RGL

  • LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS

    CONTINUO

    Grficos de oferta y demanda definidos segn la relacin gas lquido.

    RGL1RGL 2

    RGL 3

    RGL 4

    Q1 Q2 Q3 Q4

    Pwf

  • LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS

    CONTINUO

    RELACIN GAS LQUIDO:

    DONDE:

    w= Fraccin de agua y sedimento, adimensional

    ID= Dimetro Interno de la tubera de produccin, pulg

    Dv= Profundidad del punto de inyeccin, pies

    Ql= Tasa de produccin de lquido, bpd

    RGLgrad.min= RGL cercana a gradiente mnimo, pcn/bn

    Cotgh(x)= Cotangente hiperblica de x, equivalente a (e2x+1)/(e2x-1)

  • EJERCICIO

    Determine la RGL correspondiente a gradiente mnimo para un pozo de 800 bpd

    con 50 % de A y S y 422 pcn/bn de RGLf, completado con tubera de 2 7/8 (ID=2.441 pulg.) y que produce con LAG Continuo inyectando gas a travs de una

    vlvula de gas lift asentada a 7900 pies de profundidad.

    Cuntos Mpcn/d de gas le recomendara inyectar a este pozo?

    Respuesta:

    RGL grad.min = 1122 pcn/bn

    Qiny = 560 Mpcn/d

  • LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS

    INTERMITENTE

    Este mtodo de levantamiento artificial, es utilizado en pozos de productividad

    relativamente baja, en el que el sistema de levantamiento artificial por gas es

    operado en forma intermitente para permitir la acumulacin de fluidos en el

    pozo.

    Mediana a baja energa.

    Presiones estticas menores a 150Ipc/1000pie.

    Mediana a baja produccin(menor a 0,3 bpd/lpc)

    Incapaces de aportar altas taza de produccin menores a 100bpd.

  • LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS

    INTERMITENTE

    Cuando la presin esttica del yacimiento es tan baja de tal forma que no se

    puede obtener suficiente diferencial de presin en la arena productora para

    producir mediante LAG continuo, se debe utilizar el LAG Intermitente.

    El LAG intermitente consiste en inyectar cclica e instantneamente un alto

    volumen de gas comprimido en la tubera de produccin con el propsito de

    desplazar, hasta la superficie, la columna de tapn de fluido que aporta la arena

    por encima del punto de inyeccin.

  • LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS

    INTERMITENTE

  • LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS

    INTERMITENTE

    Eficiencia: Al igual que en el continuo se mide por el consumo de gas

    requerido para producir cada barril normal de petrleo, la eficiencia aumenta

    en la medida que se elige una frecuencia de ciclos que maximice la

    produccin diaria de petrleo y se utilice la cantidad de gas por ciclo

    necesaria para un levantamiento eficiente del tapn de lquido.

    Ciclo de levantamiento intermitente: Es el lapso de tiempo transcurrido entre

    dos arribos consecutivos del tapn de lquido a la superficie.

  • LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS

    INTERMITENTE

    Influjo: Inicialmente la vlvula operadora est cerrada, la vlvula de

    retencin en el fondo del pozo se encuentra abierta permitiendo al

    yacimiento aportar fluido hacia la tubera de produccin. El tiempo requerido

    para que se restaure en la tubera de produccin el tamao de tapn

    adecuado depende fuertemente del ndice de productividad del pozo, de la

    energa de la formacin productora y del dimetro de la tubera.

    Levantamiento: Una vez restaurado el tapn de lquido, la presin del gas en

    el anular debe alcanzar a nivel de la vlvula operadora, el valor de la presin

    de apertura (Pod) inicindose el ciclo de inyeccin de gas en la tubera de

    produccin para desplazar al tapn de lquido en contra de la gravedad, parte

    del lquido se queda rezagado en las paredes de la tubera (liquid fallback)y cuando el tapn llega a la superficie, la alta velocidad del mismo provoca

    un aumento brusco de la Pwh.

  • LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS

    INTERMITENTE

    Estabilizacin: Al cerrar la vlvula operadora por la disminucin de presin en

    el anular el gas remanente en la tubera se descomprime progresivamente

    permitiendo la entrada de los fluidos del yacimiento hacia el pozo

    nuevamente.

  • LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS

    INTERMITENTE

    TIPOS:

    INTERMITENTE CONVENCIONAL: En este tipo de LAG intermitente se utiliza el

    espacio interno de la tubera de produccin para el almacenamiento de los

    fluidos aportados por la formacin y el gas desplaza directamente al tapn de

    liquido en contra de la gravedad. Normalmente se utiliza cuando la presin

    esttica del yacimiento y/o el ndice de productividad alcanza valores bajos

    (aproximadamente Pws menores de las 150 lpc por cada 1000 pies e ndices

    menores de 0.3 bpd/lpc).

  • LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS

    INTERMITENTE

    TIPOS:

    LAG INTERMITENTE CON CMARA DE ACUMULACIN (CHAMBER LIFT): En este

    tipo de LAG intermitente se utiliza el espacio anular entre el revestidor de

    produccin y la tubera de produccin para el almacenamiento de los fluidos

    aportados por la formacin y el gas desplaza directamente al tapn de liquido

    inicialmente a favor de la gravedad y posteriormente en contra de dicha

    fuerza. Normalmente se utiliza cuando la presin esttica del yacimiento

    alcanza valores muy bajos, de tal magnitud (aproximadamente menores de

    las 100 lpc por cada 1000 pies) que con el intermitente convencional el tapn

    formado seria muy pequeo y por lo tanto la produccin seria casi nula.

  • LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS

    INTERMITENTE

    TIPOS:

    LAG INTERMITENTE CON PISTN METLICO (PLUNGER LIFT): SE utiliza el

    espacio interno de la tubera de produccin para el almacenamiento de los

    fluidos aportados por la formacin y el gas desplaza directamente un pistn

    metlico que sirve de interface slida entre el gas inyectado y el tapn de

    lquido a levantar. Se utiliza para minimizar el resbalamiento de lquido

    durante el levantamiento del tapn.

  • PARTES DEL EQUIPO

    se divide entre equipos de superficie y equipos de subsuelo.

    EQUIPOS DE SUPERFICIE: El equipo de superficie se encuentra constituido por

    la planta compresora, el sistema de distribucin del gas de alta presin y el

    sistema de recoleccin de fluidos.

    EQUIPOS DE SUBSUELO: Los componentes del equipo de subsuelo, en este tipo

    de levantamiento, son los mandriles y las vlvulas de inyeccin. La cantidad o

    nmero de mandriles y vlvulas requeridas depender fuertemente de la

    presin de inyeccin disponible.

  • EQUIPO DE SUPERFICIE

    PLANTA COMPRESORA: Es donde se realiza el procesos de comprimir el gas de

    baja a alta presin. Puede ser Centrfuga (turbina) o Reciprocante (moto

    compresor). Recibe el gas de baja, el cual puede provenir de los pozos, lo

    comprime a su capacidad, lo enva como gas de alta presin a la red de

    distribucin y, de all, a cada pozo.

  • EQUIPO DE SUPERFICIE

    SISTEMA DE DISTRIBUCIN DE GAS: La red de distribucin (la cual puede ser

    del tipo ramificado o poseer un mltiple de distribucin), es la encargada de

    transportar el gas y distribuirlo a cada pozo. La presin y el volumen de gas

    que llega al pozo depender de la presin y el volumen disponibles en la

    planta compresora, menos la prdida que se origina en el sistema de

    distribucin.

    El equipo utilizado para la medicin y el control est conformado por el

    registrador de dos plumas, a travs del cual se miden las presiones de

    inyeccin y produccin; el estrangulador ajustable, la placa orificio donde se

    regula y controla el gas de inyeccin, las vlvulas de bloqueo mediante las

    cuales se controla el contraflujo que se pueda generar.

  • EQUIPO DE SUPERFICIE

    SISTEMA DE RECOLECCIN DE FLUIDOS: Est formado por las lneas de flujo,

    encargadas de transportar el fluido haca el separador, donde se separan la

    fase lquida, la cual es transportada a los tanques, y la fase gaseosa, que es

    enviada a la planta compresora.

    EQUIPO DE MEDICIN Y CONTROL: Registradores y reguladores de flujo,

    vlvulas de bloqueo, etc.

  • EQUIPO DE SUPERFICIE

    DIRECTORES DE SUPERFICIE: Estos se disean para operar pozos bajo varias

    condiciones. Estas unidades contienen software de tiempo real con formatos

    men-manejados asegurar funcionamiento a tiempo, fuera de tiempo y

    tiempo de las ventas. Esta serie tambin incluye sensores de voltaje de

    batera y obligatorio cierre en rasgos.

  • EQUIPO DE SUBSUELO

    MANDRILES: En el pozo las vlvulas van instaladas en tuberas que poseen diseos

    especiales entre sus conexiones para sujetarlas a la profundidad deseada

    mandriles.

    TIPOS DE MANDRILES:

    MANDRIL CONVENCIONAL

    MANDRIL CONCNTRICO

    MANDRIL DE BOLSILLO

  • EQUIPO DE SUBSUELO

    TIPOS:

    MANDRIL CONVENCIONAL: Es el primer tipo usado en la industria. Consta de

    un tubo con una conexin externa, en la cual se enrosca la vlvula, con

    protector por encima de la vlvula y otro por debajo. Para cambiar la vlvula,

    se debe sacar la tubera.

    MANDRIL CONCNTRICO: La vlvula se coloca en el centro del mandril y toda

    la produccin del pozo tiene que pasar a travs de ella. No es posible

    correr bombas de presin ni herramientas por debajo del primer mandril

    colocado, debido a la limitacin del rea (1 3/8 pulgadas de dimetro).

    MANDRIL DE BOLSILLO: La vlvula se encuentra instalada en el interior del

    mandril, en un receptculo llamado bolsillo. Puede ser fijada y recuperada

    con una guaya fina, sin necesidad de sacar la tubera.

  • EQUIPO DE SUBSUELO

    TAMAO DE LOS MANDRILES:

    El tamao de los mandriles por utilizar depender del dimetro de la tubera de

    produccin. Los tamaos ms utilizados son:

    2 3/8",

    2 7/8"

    3 "

    Dependiendo del tamao de la vlvula que cada mandril es capaz de alojar, estos

    se clasifican en mandriles de:

    Serie K para vlvulas de 1

    Serie M para vlvulas de 1.5

  • EQUIPO DE SUBSUELO

    VLVULAS:

    La vlvulas de levantamiento artificial por gas son bsicamente, reguladores de

    presin. Deben ser diseadas para operar en condiciones de fondo y ser capaces

    de inyectar el gas a la presin y volumen requeridos.

    El propsito de una vlvula LAG es permitir la descarga de los fluidos del pozo

    para lograr inyectar el gas a la profundidad determinada en el diseo, para evitar

    que el fluido se regrese de la tubera al espacio anular, las vlvulas poseen una

    vlvula de retencin en su parte inferior.

  • EQUIPO DE SUBSUELO

    TIPOS:

    VLVULA OPERADAS POR PRESIN DE GAS (Pg): sta acta sobre el rea del

    fuelle (mayor rea), por lo que esas vlvulas abren principalmente por esa

    presin (presin de gas)

    VLVULAS OPERADAS POR PRESIN DE FLUIDO (Pp):Donde la presin del fluido

    del pozo acta sobre el rea del fuelle, por lo que esa presin gobierna su

    apertura.

    En ambos tipos de vlvulas, el gas ms utilizado para cargar el fuelle es el

    nitrgeno, ya que es econmico, abundante, no corrosivo y de propiedades

    predecibles.

  • EQUIPO DE SUBSUELO

    VLVULAS:

  • EQUIPO DE SUBSUELO

    VLVULAS

    FUERZAS QUE ACTAN SOBRE LAS VLVULAS DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL

    POR GAS:

  • EQUIPO DE SUBSUELO

    FUERZAS DE APERTURA Y CIERRE DE UNA VLVULA EN EL POZO: Para una

    vlvula operada por presin de gas en posicin cerrada, tal como se muestra

    en la figura anterior, se puede establecer el siguiente balance de fuerzas en

    un instante antes de que abra.

    Con: Fuerza de cierre = Pb*Ab

    Fuerzas de apertura = Pg*(Ab-Ap) + Pp*Ap

    Fuerza de Cierre = Fuerzas de Apertura

    Donde:

    Pb: Presin del N2 en el fuelle o simplemente presin de fuelle, psi

    Pg: Presin de Gas, psi

    Pp: Presin del fluido o presin de produccin, psi

    Ab: rea efectiva del fuelle, pulg2 (aprx: 0.77 para vlvulas de 1 y 0.31 para vlvulas de 1).Ap: rea de la puerta o asiento, pulg2

  • EQUIPO DE SUBSUELO

    FUERZAS DE APERTURA Y CIERRE DE UNA VLVULA EN EL POZO:

    Entonces, Si:

    En vista de que los valores de Ap y Ab son pequeos se ha simplificado la

    expresin anterior dividindola entre Ab, por lo que la expresin quedara:

    Donde:

    R= Ap/Ab y se denomina relacin de reas entre la puerta y el fuelle, su valor debe ser suministrado por

    el fabricante de vlvulas.

    Fuerza de Cierre = Fuerzas de Apertura

    Pb*Ab = Pg*(Ab-Ap) + Pp*Ap

    Pb = Pg*(1-R) + Pp*R

  • EQUIPO DE SUBSUELO

    FUERZAS DE APERTURA Y CIERRE DE UNA VLVULA EN EL POZO:

    La presin de gas requerida para abrir la vlvula (Pvo) bajo condiciones de

    operacin se obtiene resolviendo la ecuacin anterior para Pg, es decir

    Asumiendo que la presin por debajo del vstago es la presin Pg, se puede

    establecer el siguiente balance un instante antes de que cierre:

    El valor de Pg para que la vlvula cierre (Pvc) se obtiene resolviendo la

    ecuacin anterior, es decir:

    Pvo = Pg = (Pb Pp*R) / (1 R)

    Pb*Ab = Pg*(Ab-Ap) + Pg*Ap

    Pg = Pb

  • DISEO

    El objetivo que se persigue con el diseo de una instalacin de Levantamiento

    Artificial por Inyeccin de Gas es inyectar gas lo ms profundo posible, con el

    volumen y la presin de gas disponibles en la superficie y en las condiciones

    de produccin en el pozo.

  • DISEO

    La situacin ms desfavorable se tiene cuando el pozo se encuentra lleno de

    fluido de Completamiento. Si se dispone de suficiente presin para transferir

    el fluido de completamiento del anular hacia la tubera de produccin, en

    forma de vaso comunicante (descarga del pozo), a travs de un hueco

    imaginario situado a 60 pies por encima de la empacadura (Demp-60"), solo se

    requerir la instalacin de un mandril con su vlvula a la mencionada

    profundidad, para lograr inyectar el gas lo ms profundo posible. Si esto no es

    posible, se deben usar vlvulas adicionales (vlvulas de descarga) por encima

    de la operadora.

  • DISEO

    PROCESO DE DESCARGA: Inicialmente todas las vlvulas (operadas por presin

    de gas) estn abiertas y cubiertas de fluido de carga. La inyeccin del gas se

    comienza en forma lenta para transferir gradualmente la presin del sistema

    en el nivel del pozo (presin de arranque) hacia el anular. De lo contrario, la

    accin abrasiva del fluido de completamiento podra erosionar el asiento de

    las vlvulas, por alta velocidad con la que circula a travs de los mismos.

    PRESIN DE OPERACIN DEL SISTEMA: En la medida en que se incrementa la

    presin en el anular, el nivel de fluido en l va descendiendo hasta descubrir

    la vlvula tope. Esta regular la presin en el anular a un valor ligeramente

    menor que la presin de operacin del sistema.

  • DISEO

    REDUCCIN DE PRESIN:

    La reduccin de presin en la tubera, producida por el gas que entra a travs de

    la vlvula tope, permite que la descarga del pozo contine hasta descubrir la

    segunda vlvula. Al descubrirse esta, la tasa de gas que sale del anular hacia la

    tubera de produccin es mayor a la que entra por la superficie, originando una

    reduccin de presin del gas en el anular, que trae como consecuencia el cierre

    de la vlvula tope, siempre y cuando su presin de cierre en la superficie sea

    mayor que la presin de cierre de la segunda. El gas contina pasando por medio

    de la segunda vlvula hasta que se descubre la tercera y, as, sucesivamente,

    hasta llegar a la que quedar como operadora.

  • DISEO

    REDUCCIN DE PRESIN (Cont.):

    En este proceso es importante destacar que las presiones de apertura y cierre de

    las vlvulas deben ir disminuyendo a medida que van colocadas ms profundas

    en la sarta de produccin. Por otro lado, el asiento de cada vlvula debe permitir

    el paso del gas requerido para reducir la presin en la tubera, lo suficiente para

    lograr descubrir la vlvula ms profunda.

    En el diseo de este tipo de instalaciones para flujo continuo, la cada de presin

    entre dos vlvulas consecutivas pozo abajo debe ser lo suficientemente alta para

    evitar la interferencia entre ellas.

  • EJERCICIO

    Disee una instalacin de Levantamiento Artificial por Gas para flujo

    continuo con vlvulas operadas por presin de gas para el siguiente

    pozo:

    Prof.yac.=10000 pies

    %AyS =50

    Pko =1500 lpc

    Gfm = 0.45 lpc/pie

    Dpack.=9960 pies

    RGLf.= 245 pcn/bn

    Pk =50 lpc qdesc = 200 bpd

    O.D tub.= 3 Pwh = 100 lpc

    Ps =50 lpc Mandril = MMA

    Tyac.=236 F

    qdiseo= 975 bpd

    Pvos =30 lpc

    Fabric.= Camco

    Pws = 3000 lpc

    giny =0.7 Dvmn.= 500 pies

    RGLtotal = 1300 pcn/bn

  • EJERCICIO

    PROCEDIMIENTO DE DISEO DE LAG CONTINUO.

    El procedimiento se presentar en dos etapas:

    1.- Espaciamiento de mandriles

    2.- Seleccin y calibracin de vlvulas.

    Es necesario establecer para cuantos bpd se va a realizar el diseo, y esto est en funcin

    de la Curva de Comportamiento o Rendimiento y la disponibilidad de gas de levantamiento

    para el pozo en particular.

  • EJERCICIO

    1.- ESPACIAMIENTO DE MANDRILES

    Fije la presin de diseo de la instalacin, tambin conocida como la presin de arranque

    (Pko), esta presin es la mxima presin del gas disponible en el cabezal del pozo antes de

    arrancar la instalacin (Dato de campo).

    Pko = 1500 lpc (Dato)

    Con el valor de la Pko determine el gradiente de gas correspondiente a dicha presin:

    Pg@Pko.

    Utilizando la Grafica del peso de gas en la columna de fluidos se tiene que : Con

    GE del Gas =0,7 y Pko = 1500 lpc Gradiente de Gas = 40 lpc/1000 ft

    Determine la profundidad de la vlvula superior o tope, Dv1

    Dv1 = (1500 lpc 100lpc 50 lpc) / (0,45 lpc/ft 0,04 lpc /ft) = 3293 ft

    Fije la presin de apertura en superficie de la vlvula 1 (Pvos1), sustrayndole un

    diferencial de presin a la Pko

    Pvos1 = Pko - Pk => Pvos1 = 1500 lpc 50 lpc => Pvos 1 = 1450 lpc

  • EJERCICIO

    Determine el gradiente de gas correspondiente a dicha presin Gg@Pvos1.

    Gg @ Pvos1 = 0,039 lpc /ft

    Dibuje un grfico presin vs profundidad: la curva de gradiente de gas (en el anular) con

    Pvos1 en superficie, la curva de gradiente dinmico del fluido en el pozo para las

    condiciones de produccin esperadas ( Pwh, ql, RGLtotal, %AyS, etc.), la profundidad de la

    empacadura superior menos 60 pies, y la profundidad Dv1.

    Dv1 = 3293 ft

  • EJERCICIO

    Determine y registre la presin del gas en el anular (Pod) y del fluido del pozo (Ppd) a nivel

    de la vlvula a Dv1. La Ppd1 es necesario leerla del grfico mientras que para obtener la

    Pod1 es mejor usar la ecuacin:

    Pvo = Pvos1 + Gg@ Pvos1 * Dv1

    Pvo = 1450 lpc + 0,039 lpc/ft * 3293 ft

    Pvo 1 = 1578 lpc

    Fije las presiones de apertura del resto de las vlvulas en superficie:

    Pvos2 = Pvos1 - Pvos Pvos2 = 1450 30 lpc = 1420 lpc

    Pvos3 = Pvos2 - Pvos Pvos2 = 1420 30 lpc = 1390 lpc

    Pvos4 = Pvos3 - Pvos Pvos2 = 1390 30 lpc = 1360 lpc

  • EJERCICIO

    Determine el gradiente de gas correspondiente a dicha presin Gg@Pvos1.

    Gg @ Pvos2 = 0,038 lpc /ft P @9900 = P sup + Gg * 9900 lpc = 1826 lpc

    Gg @ Pvos3 = 0,037 lpc /ft P @9900 = P sup + Gg * 9900 lpc = 1756 lpc

    Gg @ Pvos4 = 0,036 lpc /ft P @9900 = P sup + Gg * 9900 lpc = 1716 lpc

  • EJERCICIO

    Determine la profundidad del resto de las vlvulas. Por ejemplo, para la vlvula 2, Dv2,

    trace una recta a partir de Pp1 con gradiente igual a Gfm y extindala hasta cortar la curva

    de gradiente de gas correspondiente a Pvos2 (Pvos1- Ps) y repita el procedimiento con elresto de las vlvulas hasta alcanzar la profundidad de la empacadura menos 60 pies,

    obsrvese que para la vlvula 3 se debe extender la recta de Gfm hasta Pvos3 y as

    sucesivamente.

    Dv1 = 3293 ft

    Dv2 = 6000 ft

    Dv3 = 8200 ft

    Dv4 = 9900 ft

  • EJERCICIO

    Determine y registre la presin del gas en el anular y del fluido del pozo a nivel de cada

    mandril espaciado

    Ppd1 = 430 lpc Pvo1 = Pvos1 + Gg@ Pvos1 . Dv1 = 1631 lpc

    Ppd2 = 700 lpc Pvo2 = Pvos2 + Gg@ Pvos2 . Dv2 = 1648 lpc

    Ppd3 = 1020 lpc Pvo3 = Pvos3 + Gg@ Pvos3 . Dv3 = 1693 lpc

    Ppd4 = 1300 lpc Pvo4 = Pvos4 + Gg@ Pvos4 . Dv4 = 1716 lpc

  • EJERCICIO

    2. SELECCIN Y CALIBRACIN DE VLVULAS

    Qgas (Mpcnd) = (RGL - RGLf) . ql / 1000

    A continuacin se detalla paso a paso la seleccin y calibracin de vlvulas.

    Determine para cada vlvula la presin que se genera en el fondo del pozo (Pf) y

    establezca si el yacimiento aporta o no aporta fluido, es decir, si Pf o igual a

    Pws. Para ello es necesario extender las rectas paralelas de Gfm hasta la profundidad del

    punto medio de las perforaciones y registrar las Pfi y compararlas con la Pws del

    yacimiento. En la figura anexa se observa que a partir de vlvula 3 comienza el yacimiento

    a aportar fluidos.

  • EJERCICIO

    Calcule a cada profundidad Dvi la RGL correspondiente al gradiente mnimo utilizando la

    tasa de produccin de descarga (100-200 bpd) mas la del yacimiento segn la Pf

    (ql=qdesc+qyac). Utilice un %AyS ponderado por volumen entre el fluido de descarga y el

    que aporta el yacimiento.

    Pf1 = 3520 lpc

    Pf2 = 2540 lpc

    Pf3 = 1850 lpc

    Pf4 = 1250 lpc

    A partir de la vlvula nmero 3 empieza a

    producir el pozo.

  • EJERCICIO

    Calcule los requerimientos de gas para cada vlvula. Para las vlvulas de descarga se utiliza

    la siguiente formula:

    Qiny= (RGLgrad.min. x ql) / 1000

    a = 25,53 c1 = 0,795 c3 = 0,832

    b = 81,10 c2 = 0,816 c4 = 0,845

    Rgl grad min 1 = 494 pcn /bn

    Rgl grad min 2 = 988 pcn /bn

    Rgl grad min 3 = 1547 pcn /bn

    Rgl grad min 4 = 2333 pcn/bn

    Qiny1 = (494 x 1175) / 1000 = 580 Mpcn

    Qiny2 = (988 x 1175) / 1000 = 1160 Mpcn

    Qiny3 = (1547 x 1175) / 1000 = 1817 Mpcn

    Qiny operadora= (RGLtotal - RGLform) x ql diseo) / 1000

    Qiny operadora= (1300 - 245) x 975) / 1000 = 1028 Mpcn

  • GRACIAS!