08 flujo vertical
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UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERESCUELA DE INGENIERÍA DE PETRÓLEOS
BUCARAMANGA, ENERO DE 2015
MÉTODOS DE PRODUCCIÓN:FLUJO VERTICAL
Erik Giovany Montes Páez
Ingeniero de Petróleos UISEspecialista en Producción de Hidrocarburos UIS
Candidato a Magíster en Ingeniería de [email protected]
SISTEMA DE PRODUCCIÓN
MÉTODOS DE PRODUCCIÓN: FLUJO VERTICAL
FLUJO EN TUBERÍAS VERTICALES
MÉTODOS DE PRODUCCIÓN: FLUJO VERTICAL
Flujo Burbujeante
Flujo BalaFlujo
AgitadoFlujo Anular
El gas es la fase continua que
viaja arrastrando gotitas de aceite que
flotan en él.
El gas forma una fase
continua que viaja en el
centro de la tubería
arrastrando gotitas de
aceite.La fase aceite viaja pegada a la pared de la
tubería.
Las burbujas se unen formando burbujas más
grandes que se deslizan más rápidamente que la fase
aceite.Estas burbujas se hacen tan
anchas como la tubería y
“cortan” la fase líquida.
Hay flujo de aceite y se
forman burbujas en el
interior.
Flujo de líquido
FLUJO EN TUBERÍAS VERTICALES
MÉTODOS DE PRODUCCIÓN: FLUJO VERTICAL
Flujo de burbujas
Flujo a baches
Flujo anular
Flujo tipo niebla
PRESIÓN
FLUJO EN TUBERÍAS VERTICALES
MÉTODOS DE PRODUCCIÓN: FLUJO VERTICAL
Para el cálculo exacto de las pérdidas depresión es necesario tener en cuenta elrégimen de flujo e implementar lasecuaciones correspondientes.
• Nind: Fundamentos
• Kermit Brown: Algoritmos de cálculo
• Brill: Procedimientos
• Software: Implementación práctica
Es necesario entender que:∆𝑃𝑡𝑏𝑔 = 𝑓(ℎ) ⇒ 𝛻𝑃𝑡𝑏𝑔
Además del software, el método másusado es el de las curvas de gradiente(Gilbert, 1950).
MÉTODO DE GILBERT: CURVAS DE GRADIENTE
MÉTODOS DE PRODUCCIÓN: FLUJO VERTICAL
Base empírica: valores medidos deDP que permitieron encontrarfamilias de curvas que se puedeninterpolar o extrapolar.
Las caídas de presión dependen dediversos factores como:
• Diámetro de la tubería
• Caudal de líquido
• Longitud de la tubería
• Relación gas-líquido
• Gravedad API del crudo
• Presión de fondo fluyente (Pwf)
• Presión en cabeza (Pwh)
Presión (P)
Pro
fun
did
ad (
h)
Diámetro tubing (pulgadas)
Caudal (Bls/día)
Gravedad API del crudo
MÉTODO DE GILBERT: CURVAS DE GRADIENTE
MÉTODOS DE PRODUCCIÓN: FLUJO VERTICAL
Presión (P)
Pro
fun
did
ad (
h)
Diámetro tubing (pulgadas)
Caudal (Bls/día)
Gravedad API del crudo
EJEMPLO:
Un pozo tiene instalada un tubingde 2 3 8” (OD), desde superficiehasta una profundidad de 4000’.
La producción actual del pozo esde 180BOPD (35ºAPI), 120BWPD y60.000scfd.
La presión en cabeza de pozo es de400psi.
¿Cuál es la presión de fondofluyente del pozo?
Diámetro: 1,995”
Caudal: 300 Bls/día
Gravedad API: 35º
400
h1
h2
Lon
g. d
el t
ub
ing
ℎ2 = ℎ1 + 𝐿
Pwf
VERTICAL LIFT PERFORMANCE (VLP)
MÉTODOS DE PRODUCCIÓN: FLUJO VERTICAL
Pre
sió
n d
e f
on
do
flu
yen
te (
psi
)
Producción de líquido del pozo (Bls/día)
Q1
Pwf1
Q2
Pwf2
Q3 Q4 Q5 Q6 …… Qn
Pyac
AOF
METODOLOGÍA:1. Construir el IPR (inflow)2. Construir la curva de outflow3. Hallar el punto de operación
EJERCICIO
MÉTODOS DE PRODUCCIÓN: FLUJO VERTICAL
Un pozo productor fue completado con una tubería de producción de 2 7/8”colgada justo sobre las perforaciones superiores de un estrato productor(5000’-5052’).
El yacimiento tiene un fluido subsaturado a una presión Pe=2000psi.
El pozo puede producir con un J=0,3Bls/día/psi.
Se estima que la relación gas-líquido del pozo será de 300scf/STB y un cortede agua del 50%.
Asumiendo que se requiere una presión en cabeza de pozo de 400psi,determine el caudal de aceite que puede producir el pozo.