analisis nodal para pozos verticales de gas y condensado

Preparado por. Maria Elva Garcia Copana

Pwh(psi)

Universidad Mayor de San AndrésFacultad de IngenieríaIngeniería Petrolera

Postulante : Maria Elva García Copana

Asesor : Ing. Raúl Maldonado


Pwh(psi) OBJETIVOS

General

• Optimizar la producción de un pozo de gas y condensado a través de un estudio analítico de caídas de presión en el sistema de producción

Específicos

• Estudiar las caídas de presión mediante el Análisis Nodal• Determinar el caudal a flujo abierto del pozo para obtener una

relación que indique el rendimiento del pozo• Modificar variables en el sistema de producción para encontrar un

caudal óptimo productivo


Pwh(psi) SISTEMA DE PRODUCCIÓN

• Un sistema de producción incluye Reservorio Completacion Tubería de Pozo Facilidades de superficie

• El movimiento de los fluidos del reservorio desde el reservorio hasta la superficie requiere de energía que pueda vencer las fuerzas de fricción o caídas de presión existentes en los diferentes componentes

• La caída de presión de los fluidos desde el reservorio hasta la superficie es la presión inicial menos la presión final del fluido


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• El caudal de fluido desde el reservorio hasta la superficie depende de la caída de presión en el sistema de tubería, que a la vez depende de la cantidad de fluido que atraviesa la misma.

• La entrega de un pozo puede ser severamente restringida por el rendimiento de uno de los componentes del sistema de producción.

• Aislando el efecto de cada componente en el sistema producción, es que se logra optimizar el rendimiento del sistema de una manera mas económica

SISTEMA DE PRODUCCIÓN


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• El análisis Nodal considera al sistema de producción como una unidad, en la cual se selecciona un punto o nodo dentro de la misma donde se establece que la presión de entrada y salida al punto es la misma

• Un nodo es cualquier punto donde:

Caudal de ingreso = Caudal de salida La presión en el nodo es única



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• Las presiones de Nodo son:

• La caída de presión varia con el caudal de producción

Ec. (2. 1 )



Pwh(psi) SISTEMA DE PRODUCCIÓN


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Nodo Fondo Pozo

INFLOW (flujo de entrada)

OUTFLOW (flujo de salida)

wfresR PPP =∆−

wftubingckhorizlineasep PPPPP =∆+∆+∆+



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Nodo Cabeza de Pozo

INFLOW (flujo de entrada)

OUTFLOW (flujo de salida)

whtubingresR PPPP =∆−∆−

whckhorizlineasep PPPP =∆+∆+



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Procedimiento Básico

El procedimiento básico para efectuar un análisis nodal se resume en los siguientes puntos: Determinar cuál de los componentes de un sistema de producción

pueden ser reemplazados para la optimización Elegir uno de los componentes a ser analizado Elegir la ubicación del nodo en el cual se efectuará los efectos del

cambio del componente seleccionado Escribir las expresiones para la entrada de flujo al nodo (INFLOW) y

salida del flujo del nodo (OUTFLOW) Medir los efectos del cambio en la capacidad de producción sobre

todo el sistema desarrollando las graficas INFLOW vs OUTFLOW Repetir el procedimiento para cada componente



Pwh(psi) ANÁLISIS DEL RESERVORIO

• Se define a un reservorio como una acumulación subterránea, comúnmente llamada trampa, donde se encuentra alojado el petróleo, gas o una mezcla de ambos como un solo sistema hidráulico y entrampado entre zonas impermeables


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Clasificación de Reservorios Gasiferos

ANÁLISIS DEL RESERVORIO


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• Propiedades de la roca reservorio Porosidad Permeabilidad Saturación

• Propiedades de los fluidos Peso Molecular Densidad Factor de Compresibilidad Viscosidad Relación Gas Petróleo



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Flujo Lineal Flujo Radial

dx

dpAkAvq

⋅⋅⋅−=⋅=

µ

L

PPAkCq

⋅−

⋅⋅⋅=µ

21

hrA ⋅⋅⋅= π2 dr

dpkhrq

⋅⋅⋅⋅⋅=

µπ2

scqAK

LTzPP ⋅

⋅⋅⋅⋅⋅×=− µ32

22

1 1093.8

scg

w

escgsc

WfR Thk

rrPTzq

PP⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅⋅=−

π

µ

2

ln22

Ley de Darcy



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Pruebas de Producción

• Pruebas Especiales Flujo Tras Flujo Isocronales

• Pruebas Convencionales Build Up DrawDown



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Máximo Potencial de un Pozo

• Método Fetkovich

• Método Blount & Glaze

nwfR PPCq )( 22 −⋅=

222 QAQBPP wfR ⋅+⋅=−

201.1

10

2

12

1033.2

4

3ln

1424

1016.3

kBe

Sr

r

hk

zTB

rh

zTSGBeA

W

eRg

WP

Rg

×=

+−

⋅

⋅⋅⋅⋅

=

⋅⋅⋅⋅⋅×

=−

µ



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Factores que afectan la curva del comportamiento del pozo con el tiempo

• Coeficiente C y exponente n

• Permeabilidad del gas

• Espesor de la formación

• Factor de Daño



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DETERMINACIÓN DE LAS CAÍDAS DE PRESIÓN

• En el Reservorio

• A través de los Baleos

n

RRreservorio C

QPPP

1

2

−−=∆

BqAqpp wfwfs +=− 22

( )

−=

−

2

12 111016.3

p

cpg

L

rrTZxB

γβ

( )

=

pp

pc

Lk

rrTZxA

ln10424.1 3 µ


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• En la tubería Vertical

• A través del Choke

ZT

TVDSGgS g

⋅⋅⋅

=0375.0 2

9.0Re

25.21244.1

1

+⋅−

=

Nde

Log

f

d

SGgQN

⋅⋅⋅=

µ20

Re

( )

−

−⋅

⋅⋅⋅⋅=

+k

k

wh

sep

k

wh

sepCKwh P

P

P

P

k

k

TsurgSGgdPCdQsc

12

2

1

197461.0



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• En la Tubería Horizontal

Ecuación a1 a2 a3 a4 a5

Panhandle A 435,87 10,788 0.5394 0,4604 2,618

Panhandle B 737,00 10,200 0,5100 0,4900 2,530

IGT 337,90 11,110 0,5560 0,4000 2,667

Weymouth 433,50 10,000 0,5000 0,5000 2,667



Pwh(psi) APLICACIÓN INFORMATICA

ToleranciaX

XXX

≤∆−=∆ 1

Método Numérico Newton RaphsonMétodo iterativo, para la solución de ecuaciones algebraicas o trascendentes de cualquier orden grado y tipo.

Método IterativoMétodo que consiste en conseguir un valor iterando un primer valor asumido X se encuentra un segundo valor X1 ,



Diagramas de Flujo de la Aplicación



Calculo del AOF


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APLICACIÓN PRÁCTICA AL POZO VGR-X2

El pozo Vuelta Grande (VGR X-2) se encuentra ubicado muy cerca del eje de la estructura, ligeramente hacia el oeste a 1953.68 metros en dirección 01° 53’ 39” W del pozo VGR-X1 en la provincia Luis Calvo del departamento de Chuquisaca.


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NODO FONDO POZO


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NODO CABEZA POZO


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ANALISIS DE RESULTADOSNODO FONDO POZO

NODO CABEZA DE POZO

Pwh


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CONSIDERACIONES ECONOMICAS


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El proyecto se lo realiza en un pozo existente, por ende la inversión considerada es solo de perforación y terminación de un pozo con planchada existente.


Pwh(psi) CONCLUSIONES

• La metodología desarrollada para el cálculo de las caídas de presión en un sistema de producción permite desarrollar los datos óptimos para un mejor rendimiento de la producción en los yacimientos de gas.

• El análisis nodal refleja las locaciones discretas o nodos en los cuales pueden utilizarse ecuaciones independientes para describir la entrada y salida del fluido a través del mismo

• En el presente proyecto se evalúa los incrementos en la producción de gas del pozo VGR-X2, para sostener recomendaciones previas, de incremento en la producción considerando el comportamiento del reservorio a través de su curva de potencial absoluto

• Con el objeto de evaluar un incremento en la producción a través de un adecuado cambio de restricción superficial, se analiza el comportamiento de la presión de fondo fluyente y la presión de cabeza de pozo, para 4 tipos de diferentes chokes, logrando así determinar el conveniente diámetro de apertura de choke para obtener un optimo rendimiento del pozo, que al mismo tiempo reduciría la caída de presión a través de la tubería de producción

• La declinación en la producción de los yacimientos de gas, con el pasar del tiempo se ve afectada por la reducción de la permeabilidad del gas y la disminución de su capacidad de arrastre, razón por la cual el condensado se va acumulando en fondo pozo disminuyendo así la producción, con este proyecto buscamos dar alternativas de solución que nos permita minimizar la pérdida de producción a través de cambio en los componentes.

• El desarrollo de la aplicación informática del presente proyecto reduce gastos de lo que implicaría la necesidad de pagar una licencia por el uso de un software desarrollado por las diferentes empresas en el campo.


Pwh(psi) RECOMENDACIONES

• Es importante considerar o investigar la influencia que otras variables podrían afectar a la entrega de producción en los yacimientos de gas, ante la falta de datos mas específicos del reservorio no se puede evaluar la caída de presión en las perforaciones, llegándose a estimar una caída de presión mínima que se la puede despreciar para el correspondiente análisis

• A pesar de ser una campo en declinación, existen reservas recuperables las cuales podrían proyectarse hacia una recuperación secundaria, cuyo objetivo llegaría a ser el incremento en la presión del reservorio a través de estimulaciones

• Se recomienda un análisis global como ser el rendimiento actual de cada pozo, historial de producción y sensibilidad de dichos pozos a diferentes acciones para el mejoramiento de la producción, y así determinar la capacidad de recuperación del campo y estudiar a través del enfoque de análisis nodal, futuras intervenciones a fin de lograr producir la reserva remanente como también recuperar en un buen porcentaje el gas inyectado hacia el yacimiento

• Para este estudio es importante el uso de buenas herramientas de software para el análisis de datos, en la actualidad se tienen excelentes aplicaciones para el análisis nodal, la limitante llega a ser el costo de tales programas y las licencias para su manejo, por lo que es recomendable para el ingeniero de reservorios o de producción tener a la mano correlaciones que representen el comportamiento de un tipo de fluido y como en el país generalmente tenemos más producción de gas y condensado es de mucha ayuda realizar un pequeño estudio como el que se hizo en este proyecto a fin de lograr conformar una pequeña aplicaciones que se adecue a este tipo de fluido, obteniendo así a bajo costo una manera más rápida y eficiente de poder analizar el estado de un pozo, para una futura optimización

• El enfoque del análisis nodal no va dirigido solo a pozos o campos en declinación, algunas de las ganancias más grandes en producción pueden lograrse con pozos relativamente nuevos que dan buenos resultados, pero que aun no han alcanzado un grado optimo, todos estos factores con la habilidad de saber reconocer los problemas de producción, analizar las causas y sus posibles soluciones le permiten al análisis nodal lograr su objetivo de mejorar la producción de un modo económicamente atractivo


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