ESCUELA DE PETROLEO DE LUZ Análisis y Diagnóstico de pozos con Gas-Lift Maracaibo, Marzo 2002

CONTENIDO-DESARROLLO CONTENIDO DE LA CHARLA OBJETIVOS ANTECEDENTES CONTENIDO-DESARROLLO CONCLUSIONES

OBJETIVOS PRESENTAR UNA METODOLOGIA PARA EL ANÁLISIS Y DIAGNÓSTICO DE POZOS CON LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS DESCRIBIR ALGUNOS CRITERIOS DE OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS DE LAG.

CONTENIDO-DESARROLLO CONTENIDO DE LA CHARLA OBJETIVOS ANTECEDENTES CONTENIDO-DESARROLLO CONCLUSIONES

CURVA DE COMPORTAMIENTO DISEÑO DE INSTALACIONES ANTECEDENTES FMT y GRADIENTE MÍNIMO ANÁLISIS NODAL CURVA DE COMPORTAMIENTO DISEÑO DE INSTALACIONES FLUJO DE GAS A TRAVÉS DE ORIFICIOS

GRADIENTE MINIMO 1 Ecuación general de la energía DP/DH RGL TOTAL GRAVEDAD RGLgrad.min FRICCIÓN

GRADIENTE MINIMO 2 Para RGL’s mayores a RGLgrad.min. la presión fluyente en el fondo del pozo aumenta a medida que aumenta la RGL. Presión Prof. ID tub. % AyS qliq RGL RGL grad.min.

Ecuación de Walter Zimmerman RGLgrad.min.= [ a + (b.Dv/1000) ] . cotgh (c.ql/1000)   Donde : a = (25.81+13.92 w) . ID2 -145 b = 139.2 - (2.7766 +7.4257 w) . ID2 c = [(1-0.3 w). (3 –0.7 ID) + [ (0.06 – 0.015 w – 0.03 w ID) . Dov/1000] Con w= Fracción de agua y sedimento, adimensional. (w < 0.65) ID= Diámetro interno de la tubería de producción, pulg. (2, 2 ½ y 3) Dov= Profundidad del punto de inyección, pies. (2000< Dv <10000) ql= Tasa de producción de líquido, bn/d. (ql > 50) cotgh (x)= Cotangente hiperbólica de x = (e2x + 1) / (e2x - 1) Ejemplo: Para un pozo que produce 800 bpd de líquido con 50 % de AyS inyectando gas a una profundidad de 7900 pies en una tubería de 2-7/8” (ID= 2.441”) la RGLgrad.min. es de 1122pcn/bn.

Ecuación de Walter Zimmerman HOJA DE EXCEL: “RGLgrad-min”

CURVA DE COMPORTAMIENTO DISEÑO DE INSTALACIONES ANTECEDENTES GRADIENTE MÍNIMO ANÁLISIS NODAL CURVA DE COMPORTAMIENTO DISEÑO DE INSTALACIONES FLUJO DE GAS A TRAVÉS DE ORIFICIOS

ANÁLISIS NODAL Qliq. Pwf q2 q1 q3 DISMINUYENDO DEMANDA LA DEMANDA OFERTA AUMENTANDO OFERTA q2 q1 q3

CURVA DE COMPORTAMIENTO DISEÑO DE INSTALACIONES ANTECEDENTES GRADIENTE MÍNIMO ANÁLISIS NODAL CURVA DE COMPORTAMIENTO DISEÑO DE INSTALACIONES FLUJO DE GAS A TRAVÉS DE ORIFICIOS

CURVA DE COMPORTAMIENTO Qliq. Pwf AUMENTANDO RGL q2 q1 q3 q4

CURVA DE COMPORTAMIENTO AUMENTANDO QINY Q_DISEÑO QL, Qo, Bs/d Qiny_DISPONIBLE Qiny de gas

CURVA DE COMPORTAMIENTO DISEÑO DE INSTALACIONES ANTECEDENTES GRADIENTE MÍNIMO ANÁLISIS NODAL CURVA DE COMPORTAMIENTO DISEÑO DE INSTALACIONES FLUJO DE GAS A TRAVÉS DE ORIFICIOS

DISEÑO DE INSTALACIONES LAG CONTINUO LAG INTERMITENTE DISEÑO ESPACIAMIENTO DE MANDRILES SELECCIÓN Y CALIBRACIÓN DE VÁLVULAS

LAG CONTINUO Pwh Presión Pwf, ql Dov D Py Pws Profundidad

LAG CONTINUO fasiento a ( qgi / D P ) qgi = RGLi . ql / 1000 Pio Pwh Presión Pio Pwf RGLi = RGLt - RGLf (pcn/bn) qgi = RGLi . ql / 1000 (Mpcn/d) gg Sustituyendo RGLi RGLt qgi = ( RGLt - RGLf ) . ql / 1000 fasiento a ( qgi / D P ) DP Dov Piod Ppd Piod RGLf Pws Profundidad

CICLO DE LAG INTERMITENTE CERRADA ABRE CIERRA ABRE CIERRA CERRADA t i : TIEMPO DE INFLUJO t v : TIEMPO DE VIAJE t e : TIEMPO DE ESTABILIZACIÓN Tc (min) = TIEMPO DE CICLO = t i + t v + t e N = 1440 / Tc

ESPACIAMIENTO DE MANDRILES LAG - CONT. Pwh RGLt , qL Pko Presión AREA LIMITADA PARA EL ESPACIAMIENTO DE MANDRILES Prof Dpack - 60´

Válvula cerrada. Presión de apertura (Pod) Pb . Ab = Pg (Ab - Ap) + Ppd. Ap si R= Ap/Ab Pb Pb = Pg (1 - R) + Ppd. R Pb . Ab (Ab - Ap) Despejando Pg ... Pod = Pg = (Pbt - Ppd.R) / (1-R) Pg Ap Pg . (Ab - Ap) Ppd Ppd . Ap

Válvula abierta. Presión de cierre (Pvcd) Pb . Ab = Pg (Ab - Ap) + Pg. Ap si R= Ap/Ab Pb Pb = Pg (1 - R) + Pg. R Pb . Ab (Ab - Ap) Pvcd = Pg = Pb SPREAD = Pod - Pvcd Pg Ap Pg . (Ab - Ap) Pg Pg . Ap

ESPACIAMIENTO DE MANDRILES Prof Presión Pwh Pon D Ps = 50 lpc Po1 Pko= Psist – 100 lpc D Po

SELECCIÓN Y CALIBRACIÓN DE VALVULAS Prof Presión Pwh Pon Po1 Pb = Pod . (1-R) + Ppd . R En el pozo qiny=RGLi . ql RGL1 Ppd Pod1 Tv, Ct Pvo = -------------- Pb . Ct 1 - R En el taller Asiento R Presión de calibración (PTR)

CURVA DE COMPORTAMIENTO DISEÑO DE INSTALACIONES ANTECEDENTES GRADIENTE MÍNIMO ANÁLISIS NODAL CURVA DE COMPORTAMIENTO DISEÑO DE INSTALACIONES FLUJO DE GAS A TRAVÉS DE ORIFICIOS

FLUJO DE GAS A TRAVES DE ORIFICIOS Ecuación de Thornhill-Craver Qgas: Flujo de gas, Mpcnd. Cd: Coeficiente de descarga, adimensional. (empíricamente Cd= 0.865) A: Área expuesta a flujo, pulg2. Piod: Presión de gas (aguas arriba), lpca g: Aceleración de la gravedad, 32.17 pie/seg2 k: Relación del calor específico del gas a presión constante al calor especifico a volumen constante. ( Cp/Cv= k= 1.27) Ppd: Presión de producción (aguas abajo), lpca gg: Gravedad específica del gas inyectado, adimensional. Tv: Temperatura de flujo, º F. Si (Ppd/Pg) < [ 2 / (k+1)] k/(k-1) = Ro existe flujo crítico y se debe hacer (Ppd/Pg) = Ro (aprox. 0.55)

FLUJO DE GAS A TRAVÉS DE ORIFICIOS HOJA DE EXCEL: “THORNHILL”

Válvula parcialmente abierta Area del cono < Area del asiento V á l v u l a S e m i a b i e r t a (T h r o t t l i n g F l o w ) Stem Travel Area del cono > Area del asiento Válvula Completamente Abierta (O r i f i c e F l o w ) Load Rate= 400 psi/pulg. Valv.1 1/2” Load Rate= 1200 psi/pulg. Valv.1”

CONTENIDO-DESARROLLO CONTENIDO DE LA CHARLA OBJETIVOS ANTECEDENTES CONTENIDO-DESARROLLO CONCLUSIONES

CONTENIDO-DESARROLLO Análisis y Diagnóstico de pozos con "Gas-lift" Información del pozo en evaluación Metodología de Diagnóstico de pozos Optimización de Sistemas de "Gas-lift" Criterios de Optimización de Sistemas de LAG.

Análisis y Diagnóstico de pozos con "Gas-lift" Información del pozo en evaluación 1. PRODUCCIÓN : Tasas de producción de fluidos, comportamiento histórico del pozo, Presiones THP,CHP,Psep, etc., Tasa de inyección de gas, Registros fluyentes de P y T, etc. 2. YACIMIENTO : Profundidad, Presión estática, Temperatura, Detalles de la completación, Pruebas de Restauración de presión bien interpretadas, etc. 3. INFRAESTRUCTURA : Diagrama final de Terminación del pozo, Longitud y tamaño de las tuberías de producción, revestimiento y línea de flujo superficial, equipo de Levantamiento, mandriles y válvulas, asiento y calibración.

METODOLOGÍA DE DIAGNÓSTICO Prof. Presión Temp THP CHP Twh Pod Ppd R, Pvo, Ct, Pb Pgas Tv Cerrada Ppd Tv Pod Pgas Cerrada Ppd Tv Pod Pgas Pwf Cerrada Ppd Tv Pod Piod Abierta Pwf qiny Tfon Punto medio de las perforaciones

COTEJO DEL COMPORTAMIENTO ACTUAL Qliq. Pwf Pws DEMANDA OFERTA AOF q1 Pwf

ANÁLISIS NODAL Qliq. Pwf Variando la RGL q1 q2 q4 q3

DIAGNÓSTICO SOBRE LA INYECCIÓN SOBRE-INYECTADO “ OPTIMIZADO ” QL, Qo, Bs/d SUB-INYECTADO Qiny de gas

RECOMENDACIONES PARA OBTENER CURVAS DE RENDIMIENTO CONFIABLES PVT Seleccionar y ajustar correlaciones para calcular propiedades de los fluidos. Flowings Seleccionar y ajustar correlaciones de FMT para calcular las curvas de gradiente de presión. Build-Up's Disponer de valores de K.h, EF, S para calcular curvas IPR’s representativas.

CONTENIDO-DESARROLLO Análisis y Diagnóstico de pozos con "Gas-lift" Información del pozo en evaluación Metodología de Diagnóstico de pozos Optimización de Sistemas de "Gas-lift" Metodología de Optimización de Sistemas de LAG.

OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS METODOLOGIA DE OPTIMIZACION RECOLECTAR INFORMACION A nivel de pozo - Producción. - Yacimiento. - Infraestructura. A nivel de Sistema - Presión y Capacidad de Compresión. - Sistema de distribución. - Sistema de recolección. - Balance de gas.

OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS METODOLOGIA DE OPTIMIZACION (CONT…) DIAGNOSTICAR EL L.A.G. A CADA POZO Profundidad de Inyección: - Múltiple punto de inyección ? - Mandril más profundo? Consumo de Gas: - Subinyectado. - Sobreinyectado. - Optimizado. Detectar cuellos de botella con Análisis Nodal EJECUTAR ACCIONES A NIVEL DE POZO Diseño de nueva instalación: tipo de L.A.G. Rediseño de la instalacion ó Ajuste del consumo de gas Eliminar restricciones detectadas/Cambio de método de L.A.

OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS METODOLOGIA DE OPTIMIZACION (CONT…) OBTENER CURVAS DE RENDIMIENTO A CADA POZO Tasa de Producción Neta vs. Tasa de Inyección de gas. Ganancia Neta (Bs./día) vs. Tasa de Inyección de gas. OPTIMIZAR LA DISTRIBUCION DEL GAS DE LEVANTAMIENTO Criterio 1 Maximizar la producción de petróleo. Criterio 2 Maximizar ganancias. Abrir OPTISIS

Análisis y Diagnóstico de pozos con Gas-Lift Fin Gracias