manual pipesim básico v-2008
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PIPESIM Básico v-2008
Manual del Participante
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 5
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Tabla de contenidos
El contenido del presente manual ha sido dividido en los siguientes capítulos:
Información de control ......................................................................................................................................... 3
Tabla de contenidos............................................................................................................................................. 5
Sobre este manual............................................................................................................................................... 7
CAPÍTULO I: PIPESIM........................................................................................................................................ 9
Tema 1: Aspectos generales ............................................................................................................................. 11
Tema 2: Módulos que Integran la Suite ............................................................................................................. 12
CAPÍTULO II: MODELO FÍSICO....................................................................................................................... 15
Tema 1: Ejecutar PIPEPIM ................................................................................................................................ 17
Tema 2: Nuevo Modelo de Pozo........................................................................................................................ 19
Tema 3: Definir Datos del Proyecto y Sistema de Unidades ............................................................................. 20
Tema 4: Construir Pozo ..................................................................................................................................... 23
Tema 5: Guardar Modelo ................................................................................................................................... 56
CAPÍTULO III: MODELO DE FLUIDOS ............................................................................................................ 57
Tema 1: Black Oil............................................................................................................................................... 59
Tema 2: Compositional ...................................................................................................................................... 68
CAPÍTULO IV: CORRELACIONES DE FLUJO................................................................................................ 77
Tema 1: Definir Correlación de Flujo ................................................................................................................. 79
Tema 2: Carga de Pruebas Dinámicas (Flowing) .............................................................................................. 82
Tema 3: Cotejo de Correlaciones de Flujo......................................................................................................... 85
Tema 4: Motor de Cálculo (Engine Options)...................................................................................................... 90
CAPÍTULO V: OPERACIONES ESPECIALES................................................................................................. 97
Tema 1: Perfil de Presión y Temperatura .......................................................................................................... 99
Tema 2: Análisis Nodal .................................................................................................................................... 106
Tema 3: Curva de Rendimiento ....................................................................................................................... 112
Tema 4: Determinar IP con Vogel como Modelo de Afluencia......................................................................... 115
ANEXOS.......................................................................................................................................................... 117
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Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Sobre este manual
Objetivo Preparar al participante en el uso y manejo básico de la aplicación especializada PIPESIM.
Audiencia Dirigido al personal del área de optimización de producción y desarrollo de yacimientos.
Recomendaciones El siguiente manual debe ser leído en forma secuencial para mantener actualizado al personal y aclarar cualquier duda que se presente.
Convenciones tipográficas
Descripción de la iconografía que encontrará en este manual.
Este icono Le ayuda a identificar
Información de destacada importancia dentro del contenido.
Puntos de especial interés sobre el tema en desarrollo.
Puntos de especial interés dentro de un tópico específico del tema.
Información complementaria al tema en desarrollo.
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Gerencia Operaciones de Datos
Capítulo I: PIPESIM
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Tema 1: Aspectos generales
Descripción PIPESIM es un simulador de flujo multifásico en Flujo Continuo o Estacionario utilizado para el diseño, análisis y diagnóstico de los sistemas de producción de petróleo y gas. El software permite el modelado de flujo multifásico desde el yacimiento hasta el cabezal del pozo, examinando el comportamiento de las líneas de flujo y facilidades de superficie, diagnosticando así el sistema de producción.
PIPESIM permite efectuar análisis de sensibilidad sobre cualquier variable del sistema y representar gráficamente tanto el flujo de entrada como el de salida en cualquier nodo del mismo.
PIPESIM incluye todos los tipos de modelos de completación para pozos verticales, horizontales y fracturados, y posibilita el modelado de completaciones complejas de varias capas o lentes, utilizando diferentes parámetros de desempeño de yacimientos y descripciones de fluidos.
La aplicación incorpora todas las correlaciones de flujo multifásico actuales, tanto empíricas como mecanísticas para permitir a los ingenieros ajustar los datos medidos de pozos a estas correlaciones, con el fin de identificar la más apropiada para el análisis.
El modelado preciso del fluido producido también es crucial para comprender el comportamiento del sistema; por lo tanto, PIPESIM ofrece la posibilidad de elegir entre correlaciones de modelos de petróleo negro (Black Oil) o un rango de ecuaciones de estado para modelos composicionales.
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Tema 2: Módulos que Integran la Suite
PIPESIM
Análisis del comportamiento del pozo (Well Performance Analysis)
Este módulo permite el modelamiento conceptual y detallado de producción e inyección de gas. Los usuarios pueden definir un gran rango de tipos de completación de pozos incluyendo yacimientos de múltiples capas. Este módulo simula el flujo desde el yacimiento a través de la tubería de producción. La base de datos interna del PIPESIM incluye un rango de válvulas de gas lift y bombas (BES) las cuales pueden ser definidas dentro del tubing.
Para un análisis eficiente, hay una serie de operaciones disponibles para ser utilizados como por ejemplo: análisis nodal, diseño de gas lift, optimización del sistema de gas lift y bombas BES, diseño del tubing, entre otros.
Tuberías e instalaciones (Pipelines & Facilities Analysis)
Permite modelar líneas de flujo verticales y horizontales hasta el punto final. Al detallar los objetos en las líneas de flujo, se puede introducir la topografía del terreno y equipos tales como bombas, compresores, intercambiadores de calor y separadores. Para estudios detallados de tuberías, este módulo predice las características de taponamiento, formación de hidratos y muchas otras variables críticas. En resumen, se pueden ejecutar las siguientes actividades:
Flujo multifásico en líneas de flujo y tuberías.
Generación de perfiles de presión y temperatura punto a punto.
Calculo de coeficientes de transferencia de calor.
Modelado del comportamiento de las líneas de flujo y equipos (análisis del sistema).
Análisis de sensibilidad en el diseño de tuberías.
Comparaciones entre la data medida y la calculada.
Redes (Network Analysis)
Permite combinar los modelos de tubería y pozos en un simulador de red. Este modulo determina una solución algorítmica a redes complejas que incluyen: sistemas de recolección / distribución con intersecciones, líneas paralelas, etc.
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También permite combinar sistemas de producción e inyección dentro del mismo modelo. El análisis de red puede ser corrido tanto con petróleo negro (Black Oil) como para fluido composicional (gas) e incluye mezclas de fluidos en puntos de conexión. Algunas de las características del modulo de redes son:
Modelamiento de pozos de gas lift en redes complejas.
Modelos de equipos de tuberías.
Redes de recolección y distribución.
Pozos
Multilaterales
(HoSim)
Pozos Multilaterales (Multilateral Wells, HoSim), está diseñado para modelar en detalle flujo multifásico en pozos horizontales y multilaterales. El software utiliza algoritmos para simular los pozos, permitiendo identificar la contribución de flujo de cada una de las zonas laterales. HoSim incluye un modelo de influjo para determinar el comportamiento del fluido en las cercanías del pozo y la productividad del mismo. Este módulo también permite incluir equipos tales como válvulas, separadores, bombas, entre otros.
Planificación de Campo (FPT)
Planificación de campo (Field Planning Tool, FPT), integra los modelos de redes con los de yacimientos para simular el comportamiento del yacimiento a lo largo del tiempo. El FPT incluye un acoplamiento directo con ECLIPSE 100 (Black-Oil), ECLIPSE 300 (Composicional) y otros modelos de yacimientos.
El programa cuenta con una interfaz para simular los cambios producidos en las operaciones a través del tiempo como consecuencia del desarrollo de eventos. Se presentan gráficamente informes detallados de la vida productiva del campo para las variables calculadas relacionadas con la producción, ya sea en su propio formato especial o a través de un proceso de exportación a un programa de hojas de cálculo externo. El sistema contiene un módulo que controla el modelo combinado de producción y yacimientos. Este módulo permite configurar la activación de la compleja lógica de eventos condicionales y temporales, representando operaciones de desarrollo de campos petroleros habituales.
GOAL (Optimización de Producción)
Optimización del Sistema de Levantamiento Artificial por Gas (Production Optimization Provee soluciones de campo utilizando un algoritmo con el fin de identificar la mejor distribución del gas de inyección, para el proceso de levantamiento artificial por gas en todo el sistema de producción. Las restricciones complejas, tales como la capacidad de tratamiento del agua y el gas pueden incluirse en el modelo en cualquier etapa. El algoritmo de optimización está diseñado para ser utilizado en las operaciones diarias y para determinar las tasas de flujo óptimas del gas de inyección de varios pozos productores.
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Capítulo II: Modelo Físico
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Tema 1: Ejecutar PIPEPIM
Procedimiento Iniciar PIPESIM 2008 desde el menú de inicio (Inicio
Programas
Schlumberger PIPESIM).
O a través del icono de acceso directo ubicado en el escritorio
Aparece la ventana emergente Tip of the Day donde se muestran ayudas o consejos sobre el uso de la aplicación.
Desactivar la ventana para que
no se despliegue al ejecutar PIPESIM
Proximoconsejo o tip
Cerrar
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Gerencia Operaciones de Datos
Esta ventana puede ser desactivada (Show Tips on StartUp) para que no se
muestre al inicio de cada sesión.
Click en Close. Luego se despliega la ventana emergente Select a PIPESIM option.
Asistente para la construcción de modelos de pozos
productores, inyectores o de instalaciones de superficies
Modelo de pozo nuevo
Red nueva
Abrir una red existente
Abrir un modelo de pozo existente
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Tema 2: Nuevo Modelo de Pozo
Procedimiento En la ventana Select a Pipesim Option escoger NEW Single Branch Model o desde la aplicación File New Well Performance Analysis.
Las opciones disponibles son:
Network: Para modelar sistemas de producción o inyección desde el yacimiento hasta punto final de entrega (red).
Well Performance: Modelar o analizar pozos productores o inyectores con sistema de gas lift.
Pipeline & Facilities: Modela tuberías y facilidades de superficie, así como equipos asociados a estas.
Single Branch Wizard: Asistente para la construcción de modelos de pozos productores, inyectores o de instalaciones de superficies. Se presentan varias pantallas donde se incluye la información necesaria para la creación de modelos.
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Tema 3: Definir Datos del Proyecto y Sistema de Unidades
Project Data Se usa para definir la información general del proyecto o modelo a generar. Ir a Setup
Project Data. En la ventana emergente Global Data se ingresa la
información de interés. Estos datos se visualizan en los reportes y gráficos.
Units Se dan 2 sistemas de unidades, el inglés y el internacional, adicionalmente se puede personalizar un sistema de unidades propio, que puede exportarse como una plantilla e importarse para aplicarlo a cada pozo. Ir a Setup Units
Exportar y editar el
sistema de unidades
Restaurar a los valores por
defecto
Definir como valores por defecto
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Preferences
Choose path: en esta ventana se define la ruta de los directorios de los programas externos que utiliza PIPESIM para visualizar los archivos que genera o para ejecutar algunas acciones. Asimismo, permite editar la ruta de localización de la base de datos. (Psim2000.mdb). Ir a Setup Preferences
Choose Paths.
Se despliega la ventana emergente Program Paths.
Programas Externos
Base deDatos
El archivo Psim2000.mdb (Data Source) debe estar ubicado en el disco D para que pueda cargar información en la base de datos. Para ello se busca este archivo en el directorio C:\Archivos de programa\Schlumberger\common\data. Copiar la carpeta data y pegarla en la ruta siguiente: D:\Archivos de programa\Schlumberger\common. Luego seleccionar a través del botón Browse el nuevo archivo .mdb
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Base deDatos
Language: Ir a Setup
Preferences
Language Para editar el idioma del Inglés, ruso, español, portugués y chino.
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Tema 4: Construir Pozo
Elementos En el menú Tools se encuentran todos los elementos que permiten la construcción del modelo físico del pozo. Estos también se encuentran en la barra de herramientas.
Icono Description Descripción
Node Nodo
Boundary Node Nodo Frontera
Source Fuente
Vertical Completion Completación Vertical
Horizontal Completion Completación Horizontal
Pump Bomba
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Multiphase Booster Booster Multifásico
Separator Separador
Compressor Compresor
Expander Extensor
Heat Exchanger Intercambiador de Calor
Choke Choke o estrangulador
Injection Point Punto de Inyección
Equipment Equipo
Multiplier/Adder Multiplicador Adicional
Report Reporte
Engine Keyword Tool Herramienta Engine Keyword
Analysis Nodal Point Punto de Análisis Nodal
Connector Conector
Flowline Línea de Flujo
Tubing Tuberías
Riser Riser
Construcción del pozo
Para ello, se comienza a añadir cada uno de los componentes que este contiene: (yacimiento, tuberías, choke, línea de flujo). En la parte superior de la aplicación se encuentran todos los elementos necesarios para la construcción del modelo físico. Por ejemplo, con el mouse, se hace click en el icono de yacimiento vertical (Vertical Completion) y luego sobre la pantalla en blanco click nuevamente para posicionar el yacimiento.
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Igualmente para añadir los demás componentes del pozo, como por ejemplo las tuberías (Tubing), en este caso, es necesario que antes de colocarlo, se añada un punto a donde éste se conecta, dicho punto es un nodo (Node). Con el botón izquierdo del mouse se selecciona el tubing en los iconos superiores y se une el yacimiento con el nodo dejando presionado el botón del mouse hasta llegar al nodo.
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Luego se agrega el choke el cual va conectado al nodo por medio de un
conector (Connector). Se coloca un nodo frontera (Boundary Node). Se une el choke con el nodo frontera a través de una Flowline que representa la línea de flujo. El recuadro en rojo sobre las figuras significa que a éstas le falta información, por lo que es necesario darle doble click en cada una de ellas y comenzar a introducir los datos.
Propiedades del Yacimiento (Modelo de Afluencia)
Se procede entonces a introducir los datos del yacimiento haciendo doble click para que aparezca la ventana Vertical Completion; los recuadros en rojo indican los datos obligatorios que se deben introducir. Esta ventana presenta las pestañas Properties, Fluid Model y General
Properties
Reservoir Data
Campo Descripción Unidades
Static Pressure Presión Estática del Yacimiento
psia, psig, bara, barg, atma, atmg, kPa a, kPa g, MPa a, MPa g, kg/cm2 a,
kg/cm2 g, Pa a, Pa g, inH2O
Temperature Temperatura del Yacimiento F, C, K, R
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Completion Model
Campo Descripción Opciones
Model Type Tipo de Modelo de Afluencia
Well PI, Seudo Stady State, Vogel, Fetkovich´s Equation,
Jones´s Equation, Back Pressure Equation,
Forchheirmer s Equation
Flow Control Valve
Válvulas de control de flujo en el fondo
del pozo (pozos inteligentes)
FCV Properties
Propiedades de la válvula (ventana emergente Flow Control Valve)
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Tipos de Modelo de Afluencia:
Well PI: Este se utiliza cuando la presión del yacimiento es
mayor que la presión de burbujeo (yacimientos subsaturados). Esta relacionado con el índice de productividad (I):
Q = J(Pws - Pwf) (yacimientos de liquido)
Q = J(Pws 2 - Pwf 2) (yacimientos de gas)
J= Índice de Productividad
Campo Descripción Unidades
Liq PI Índice de Productividad
para yacimientos de liquido
STB/d/psi, STB/d/kPa, entre otros otras
Gas PI Índice de Productividad para yacimientos de gas
mmscf/d/psi2,
mmscf/d/ kPa 2, entre otras
Use Vogel below bubble
point
Corrección por debajo del punto de burbuja usando
la ecuación de Vogel
Calcule/Graph Para construir la curva de afluencia
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Para efectos del curso se utilizaran los datos del ejercicio 1
Seudo Steady State: Para yacimientos de petróleo o gas (yacimientos subsaturados). La ecuación del estado semi-estable (Darcy) viene dada por:
Q = kh(Pws - Pwf)/(141.2m oB o((ln(Re/Rw)) - 0.75 + S + + DQ))) (yacimientos de petróleo)
Q = kh(Pws 2 - Pwf 2)/(1422mTz o(ln(Re/Rw)) - 0.75 + + DQ))) (yacimientos de gas)
Donde: S = daño DQ = daño asociado a la tasa K = permeabilidad de la formación h = espesor de la formación m = Viscosidad B = factor volumétrico Re = Radio de drenaje del pozo Rw = Radio del pozo T = Temperatura Z = Factor Z
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Campo Descripción Opciones
Basis of IPR Calculation
Sirve para indicar que los cálculos se realizarán para liquido o gas Liquid, Gas
Al seleccionar la opción Liquid o Gas en Basis of IPR Calculation, la ventana anterior presenta campos adicionales en cada caso
Liquid
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Gas
Campo Descripción Unidades
Reservoir Thickness Espesor del yacimiento ft, miles
Wellbore Diameter Diámetro del hoyo inches; ft; miles
Permeability
Campo Descripción Unidades
Reservoir Perm Permeabilidad del Yacimiento Md; darcy
Oil/Water Relative Permeability table
Tabla de permeabilidad relativas al petróleo y al agua
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Reservoir Size/Shape
Campo Descripción Unidades
Drainage Radius Radio de Drenaje ft; miles; m
Shape Factor Factor de la Geometría del Yacimiento Adimensional
Reservoir Area Área del Yacimiento ft2 , m2, acres, km2
Shape Factor: Identifica la ubicación física del pozo con respecto a los límites del
yacimiento. Ver anexos o ayuda (help ) de PIPESIM.
Skin Mechanical Skin / Rate Dependent Skin
Campo Descripción Unidades
Enter Skin Adimensional
Calculate Adimensional
Campo Descripción Opciones
Completion Options
Caracterización del Daño de formación
None, Open Hole, Open Hole Gravel Pack, Perforated, Gravel
Packed and Perforated, Frac Pack
Opciones de completación para la caracterización del daño de formación:
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Gerencia Operaciones de Datos
Para efectos del curso utilizar datos del ejercicio 3
Agregar print scream ejecicio 3
Vogel: Esta ecuación fue desarrollada para yacimientos saturados (Presión de Yacimiento menor que la presión de Burbuja) y está definida como sigue:
Q = Qmax(1 - (1 - C)(Pwf/Pws) - C(Pwf/Pws) 2),
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Gerencia Operaciones de Datos
Donde: Qmax es la máxima tasa que puede tener el pozo, C = coeficiente usado por Vogel (0.8) Pwf = presión de yacimiento Pws = presión de fondo fluyente
Campo Descripción Unidades
Abs. Open Flow Potential
Máxima tasa de liquido que el pozo podría aportar si la presión
de fondo fluyente es igual a 0 STB/d, sm3/d
Vogel Coefficient Coeficiente de Vogel (0.8) Adimensional
Q Tasa actual del pozo STB/d, sm3/d
Pwf Presión de Fondo Fluyente psia, psig, bara, barg, entre otras
Pws Presión Estática del Yacimiento psia, psig, bara, barg, entre otras
Calculate AOFP Para calcular el AOFP con los datos de Q, Vogel Coefficient,
Pwf y Pws
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Gerencia Operaciones de Datos
Para efectos de curso, los datos a utilizar son los del ejercicio 2:
Fetkovich́ s Equation: Es un desarrollo de la Ec. de Vogel (ecuación alternativa) para tomar en cuenta los efectos de altas velocidades.
Qo = Qmax (1 (Pwf / Pws)2)n
Donde: Qmax es la tasa máxima de pozo. n = exponente de la ecuación de Fetkovich
Campo Descripción Unidades
Open Flow Potential
Máxima tasa de liquido que el pozo podría aportar si la presión
de fondo fluyente es igual a 0 STB/d, sm3/d, sm3/s
n exponent exponente (un valor entre 0.5 y 1.0) Adimensional
Calculate/Graph Para construir la curva de afluencia
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Gerencia Operaciones de Datos
Jones´s Equation: Para yacimientos de gas y petróleo saturado. La ecuación de Jones viene dada por:
Pws - Pwf = AQ 2 + BQ (yacimientos de petróleo saturado)
Pws 2 - Pwf 2 = AQ 2 + BQ (yacimientos de gas)
Donde: A es el coeficiente de turbulencia (debe ser mayor o igual a 0) B es el coeficiente laminar (debe ser mayor o igual a 0)
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Gerencia Operaciones de Datos
Campo Descripción Opciones
Fluid Type Tipo de fluido Liquid, Gas
Campo Descripción Unidades
A (turb) Coeficiente de turbulencia psi/(STB/d)^2,
bar/(sm3/d) ^2, Pa/(sm3/s) ^2
B (lam) Coeficiente laminar psi/STBd),
bar/sm3/d, Pa/sm3/s
Calculate/Graph Para construir la curva de afluencia
Back Pressure Equation
Desarrollada por Rawlins y Schellhardt en 1935. Esta diseñada para yacimientos de Gas Condensado, y viene dada por la ecuación:
Q = C (Pws 2 - Pwf 2n)
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Gerencia Operaciones de Datos
Donde: C = Constante (Intercepción en un grafico log-log para una tasa de flujo = 1) n = valor de la pendiente (para flujo laminar n=1 y 0.5 para flujo completamente turbulento. n es limitado a 0.5<n<1)
Campo Descripción Unidades
Constant C Constante mmscf/d/psia^2n
Slope n Coeficiente laminar Adimensional
Calculate/Graph Para construir la curva de afluencia
Forchheimer s Equation: La ecuación de Forchheimer viene dada por:
Pws2 - Pwf2 = FQ2 + AQ
Donde: F = Coeficiente de turbulencia (=> a 0) A = Coeficiente laminar (=>a 0)
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Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Campo Descripción Unidades
F (turb) Coeficiente de turbulencia (psi/mmscf/d/)^2
A (lam) Coeficiente laminar psi2/mmscf/d/
Calculate/Graph Para construir la curva de afluencia
Fluid Model y General
En Fluid Model se indica el fluido a usar y en General se edita el nombre de cada componente, formato de la caja de texto, activar o desactivar el elemento, asi como su ubicación en la pagina.
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Gerencia Operaciones de Datos
Pestaña
Fluid Model
Pestaña General
La pestaña General aparece en todos los elementos de PIPESIM.
Propiedades de la tubería de producción
Una vez completados los datos correspondientes al yacimiento, se introduce la información de tuberías de producción. Para ello, doble click sobre el Tubing. En la ventana emergente Tubing se selecciona la opción Simple Model, se introducen los datos correspondientes a la tubería: número de tubos, diámetros internos/externos, tipo de método de producción (Gas Lift, ESP), entre otros. Es recomendable contar con un grafico del diagrama mecánico del pozo para así definir bien todas las tuberías y detalles de las mismas.
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 41
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Campo Descripción Opciones
Preferred Tubing Model
Modelo del diseño de tuberías
Detailed Model, Simple Model
Simple Model
Datos de Superficie
Campo Descripción Unidades
Datum MD Profundidad medida del Datum ft, miles, m, km
Ambient Temperature Temperatura ambiente F, C, K, R
Válvula de Seguridad (SSV (Optional))
MD Profundidad de la válvula de seguridad en la tubería ft, miles, m, km
ID Diámetro interno de la válvula de seguridad
Inches, ft, miles, mm, cm, m, km, 1/64in
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 42
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Gerencia Operaciones de Datos
Datos de desvío
Campo Descripción Unidades
Kick Off MD Profundidad en la cual comienza a desviarse la tubería ft, miles, m, km
Método de Levantamiento
Campo Descripción Opciones
Artificial Lift (Optional) Método de levantamiento Gas Lift, ESP
Campo Descripción Unidades
Artificial Lift - MD
Profundidad del equipo de levantamiento artificial ft, miles, m, km
Properties
Propiedades del sistema de levantamiento (la ventana
emergente varia si es Gas Lift o ESP)
Para efectos de este manual solo se explicará con detalle la ventana Gas Lift Properties.
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 43
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Gerencia Operaciones de Datos
Gas Lift Properties
Campo Descripción Unidades
Injection Gas Rate Tasa de Inyección de gas
mmscf/d, mscf/d, scf/d, mmsm3/d, msm3/d, sm3/d, 1.E3sm3/d, 1.E4m3/d, sm3s
Ste GLR to
Establecer GLR a
scf/STB, sm3/sm3
Increase GLR by
Aumentar GLR por ... scf/STB, sm3/sm3
Surface Injection Gas Temperature
Temperatura en superficie del Gas de
Inyección F, C, K, R
Gas Specific Gravity
Gravedad Especifica del gas Adimensional
Alhanati Stability Data (Optional): Data opcional
Campo Descripción Unidades
Valve Port Diameter
Diámetro del puerto de la válvula (orificio)
inches, ft, miles, mm, cm, m, km, 1/64
Surface Inyection Gas Pressure
Presión en superficie del Gas de Inyección
psia, psig, bara, barg, atma, atmg, kPa a, kPa g, MPa a, MPa g, kg/cm2 a, kg/cm2 g,
Pa a, Pa g, inH2O
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 44
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Configuración de las tuberías (Tubing Sections)
Campo Descripción Unidades
Inner Diameter Diámetro interno inches, ft, miles, mm, cm, m, km, 1/64
Wall Tickness Espesor de pared inches, ft, miles, mm, cm, m, km, 1/64
Roughness Rugosidad inches, ft, miles, mm, cm, m, km, 1/64
Casing ID Diámetro interno del revestidor scf/STB, sm3/sm3
Campo Descripción Opciones
Flow Type Tipo de flujo Tubing, Annulus, Tubing+Annulus
La información de tuberías se obtiene a través de la opción de ayuda (Help
) de PIPESIM, dentro del tópico Tubing and Pipeline tables ; allí se consiguen todos los diámetros internos y externos de las tuberías. Para valores tipicos de riugosidad, ver anexos
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 45
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Detailed Model
Este modelo se utiliza si:
El pozo está muy desviado.
Tiene más de 4 cambios en el tamaño de las tuberías.
El gradiente geotérmico es conocido.
El coeficiente de transferencia de calor global no es el mismo que el valor por defecto (0,2 Btu/hr/ft2) o varia a través de la profundidad total de la tubería.
Si se necesita modelar más de una pieza de los equipos de tuberías, por ejemplo, múltiples puntos o válvulas de inyección.
Si se quiere transformar el modelo simple en uno detallado, usar la opción Convert to Detailed Model
Se despliega una ventana de advertencia. En esta se explica que si en la opción Detailed Model ya existe data cargada previamente, esta se perderá.
Si se ingresan datos diferentes en el modelo de tubería simple y en el modelo detallado, PIPESIM utilizará los datos del modelo de tubería seleccionado cuando se cierre la ventana de dialogo Tubing.
Cuando se selecciona Detailed Model en la sección Preferred Tubing Model, la ventana Tubing presenta varias pestañas.
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 46
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Desviation Survey
Se carga la información correspondiente al desvío del pozo. En el caso de ser un pozo vertical solo aparecen 2 puntos
Geothermal Survey
Para cargar la información correspondiente al gradiente geotérmico y coeficiente de transferencia de calor.
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 47
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Tubing Configurations
Configuración de las tuberías. En esta pestaña están los mismos campos de las ventanas de Tubing Sections.
Downhole Equipment
Equipo de subsuelo. En esta sección se puede definir por ejemplo, las válvulas del sistema de gas lift (G/L Valve System) o el punto de inyección y propiedades del gas de inyección (ventana Gas Lift Properties)
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 48
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Para efectos de este curso no se discutirá en detalle la ventana Gas Lift Valve System (botón G/L Valve System).
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 49
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Propiedades del Choke (Estrangulador)
Un choke es un dispositivo que limita la velocidad de flujo a través del sistema.
La ventana emergente Choke tiene tres pestañas: Properties, Advanced Choke Data (Optional) y General.
Properties
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 50
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Campo Descripción Opciones
Sub-critical correlation
Correlación usada cuando el flujo en el choke es sub-critico
Mechanistic, API-14B, Ashford.
Critical correlation
Correlación usada cuando el flujo en el choke critica
Mechanistic, Gilbert, Ros, Achong,
Baxendale , Ashford, Poetbeck., Omana,
Pilehvari
Campo Descripción Unidades
Bean Size Diámetro del Choke inches, ft, miles, mm, cm, m, km, 1/64
Campo Descripción Opciones
Critical Pressure Ratio
Relación de presión, en la que el flujo a través del estrangulador
se vuelve crítico
Valor o
Calculate
Tolerance Tolerancia de presión, para la identificación del caudal crítico %, fract.
Advanced Choke Data
Estos valores los calcula la aplicación, sin embargo, se pueden usar otros valores.
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 51
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Gerencia Operaciones de Datos
Flow Coefficients (coeficientes de flujo)
Campo Descripción
Both phases Rangos válidos de 0 a 1,3, por lo general 0,6. Se utiliza para calcular la caída de presión
Liquid phase Coeficiente de la fase líquida de flujo. Normalmente se establece el valor de ambas fases. Para API14B
esta establecido en 0.9.
Gas phase Coeficiente de la fase de flujo de gas. Normalmente se establece el valor de ambas fases. Para API14B
esta establecido en 0,85.
Campo Descripción
Discharge Coeff. Coeficiente de descarga. Por defecto = 0,6. Se utiliza para calcular el coeficiente de caudal.
Cp/Cv
Relación de calor específico del fluido, normalmente se calcula, pero se puede
establecer. Rangos válidos son 0,7 a 2,0, por lo general 1.26 para un gas natural y gas
diatómico. Se utiliza para calcular la relación de presión crítica.
Y at critical point
Factor de expansión de gas en el flujo crítico. Se calcula normalmente, pero se puede establecer. Rangos válidos son de 0.5 a 1.0. Se utiliza para
modificar la ecuación de la caída de presión para permitir la compresibilidad del gas.
Identification of Critical and Supercritical flow
Definición de los parámetros que sirven identificar el flujo crítico y supercrítico
Campo Descripción
Flow rate Caudal de flujo crítico
Pressure ratio Relación de presión
Upstream velocity > sonic Velocidad aguas arriba > sonica
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 52
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Gerencia Operaciones de Datos
Downstream velocity <
sonic Velocidad aguas abajo < sónica
Adjust subcritical corr. to match flowrate predicted
by critical corr.
Ajustar la correlación sub-critica para que coincida con el caudal previsto por la
correlación crítica
Propiedades de la Línea de Flujo
Una vez completados los datos correspondientes al yacimiento y tuberías, se introduce los datos correspondientes a la línea de flujo, que conecta el cabezal del pozo con el múltiple de producción o separador. Para ello, doble click sobre el Flowline. En la ventana emergente Flowline se indica la longitud de la línea, así como su diámetro, espesor, rugosidad, entre otros. Esta ventana emergente tiene tres pestañas las cuales son: Properties, Heat Transfer y General.
Properties
Campo Descripción Opciones
Preferred Pipe description Descripción de la tubería Simple, View,
Detailed View
Campo Descripción Unidades
Rate of Ondulations
Este es un factor artificial que puede ser utilizado para introducir automáticamente algunas ondulaciones en la línea de flujo. El valor introducido es el cambio total en
la elevación por cada 1.000 unidades (pies, metros, etc.) Así, una tasa de
ondulaciones de 10 en una línea de flujo que es de 1.000 m de longitud tendría un máximo de 5 metros en 500 metros a lo
largo de la línea de flujo.
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 53
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Gerencia Operaciones de Datos
Horizontal Distance
La distancia horizontal cubierta por la línea de flujo completa, NO la longitud de la tubería
ft, miles, m, km
Elevation Difference
El cambio en la elevación entre el comienzo y el extremo de la
línea de flujo. Introduzca un valor negativo para una línea de flujo hacia abajo y positivo cuando
esta hacia arriba.
ft, miles, m, km
Inner Diameter Diámetro interno. inches, ft, miles, mm, cm, m, km, 1/64
Wall Thickness Espesor de pared inches, ft, miles, mm, cm, m, km, 1/64
Roughness Rugosidad inches, ft, miles, mm, cm, m, km, 1/64
Ambient Temperature
Temperatura del ambiente que rodea la tubería F, C, K, R
Schematic Grafico que muestra la distancia y elevaciones de la línea de flujo
Para efectos del curso, se trabajara con la opción Simple View.
Heat Transfer
Mode
Campo Descripción
Imput U value El coeficiente global de transferencia de calor
Calculate U value
El coeficiente de transferencia de calor se calcula con los datos de la tubería y de conductividad.
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 54
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Gerencia Operaciones de Datos
U Value (ONLY aplicable in simple description): valor de coeficiente de transferencia de calor
Campo Descripción
Insulated Aislado
Coated Revestido
Bare (in air) Descubierto (en aire)
Bare (in water) Descubierto (en agua)
User Specified Especificada por el usuario (unidades: Btu/hrft2/F, W/m2//K)
Inside Film Coefficient: coeficiente de película interior
Campo Descripción
Incluye in U value Incluido en el valor total de U
Calculate separately and add to U value Calculado por separado y añadido al valor de U.
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 55
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Gerencia Operaciones de Datos
El pozo se ve así finalmente:
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 56
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Gerencia Operaciones de Datos
Tema 5: Guardar Modelo
Procedimiento Ir al menú File
Save / Save As. Los modelos PIPESIM se almacenan en
archivos de datos binarios con las siguientes extensiones (el nombre del archivo de base puede ser cualquier nombre de archivo válido);
. bps - modelos de pozos
. bpn - modelo de red.
Ver anexos (Tipos de archivos)
En el menú File existen otras opciones para abrir y cerrar archivos, imprimir, salir de la aplicación, entre otros.
Archivo nuevo
Cerrar archivo
Abrir archivo existentes
Guardar
Guardar como
Guardar todo
Salir
Imprimir
Cuando se guarda los modelos, se muestra la siguiente ventana. Solo cambia el tipo de archivo a guardar de acuerdo al modelo (de pozo o de red).
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 57
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Gerencia Operaciones de Datos
Capítulo III: Modelo de Fluidos
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 59
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Gerencia Operaciones de Datos
Tema 1: Black Oil
Descripción Las propiedades de los fluidos se puede predecir por las correlaciones de petróleo negro (Black-Oil), que se han desarrollado correlacionando relaciones gas/petróleo de crudos vivos con diversas propiedades, tales como gravedad del crudo o del gas. La correlación seleccionada se utiliza para predecir la cantidad de gas disuelto en el petróleo a una presión y temperatura dada.
Las correlaciones black oil se han desarrollado específicamente en sistemas de petróleo, gas y agua; por lo tanto son útiles para predecir el comportamiento del fluido a través de la tubería. Cuando se utiliza junto con las opciones de calibración, las correlaciones de black oil pueden predecir datos precisos sobre el comportamiento de las fases con un mínimo de datos de entrada. Son convenientes en los estudios de levantamiento de gas artificial (gas lift) donde los efectos de la variable RGL (relación gas-liquido) y el corte de agua están bajo estudio. Sin embargo, si se desea una predicción más exacta del comportamiento de fases en los sistemas de hidrocarburos livianos, se recomienda utilizar el modelo composicional, el cual es mas preciso.
El black oil se utiliza en los siguientes tipos de fluidos: Agua, Gas Seco, Condensado y Petróleo Volátil
Carga de datos
Al activar la opción Black Oil as través de Setup
Black Oil se despliega la ventana DEFAULT
Black Oil Properties.
Para efectos del curso se utilizan los datos del ejercicio 1
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 60
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Gerencia Operaciones de Datos
Esta ventana presenta varias pestañas, las cuales son:
Black Oil Properties
En esta pestaña se agrega la información del fluido. Las propiedades básicas a condiciones de tanque son:
Campo Descripción
Fluid Name Nombre del Fluido
Optional Comment Comentario adicional
Import Importar modelo de fluido
Export Exportar modelo de fluido
Stock Tank Properties:
Campo Description Descripción Unidades
WCut Watercut Corte de agua %, fract.
GWR Gas Water Ratio Relación gas-agua scf/sbbl o sm3/sm3
WGR Water Gas Ratio Relación agua-gas sbbl/mmscf o sm3/mmsm3
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 61
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Gerencia Operaciones de Datos
GLR Gas Liquid
Ratio Relación gas-liquido scf/STB, sm3/sm3
GOR Gas Oil Ratio Relación gas-petróleo (RGP)
scf/sbbl o sm3/sm3
LGR Liquid Gas Ratio Relación liquido-gas
OGR Oil Gas Ratio Relación petróleo-gas
Gas S.G. Gas Specific Gravity
Gravedad especifica del gas adimensional
Water S.G.
Water specific gravity
Gravedad especifica del agua adimensional
API American Petroleum Institute
medida de densidad que describe cuán pesado o
liviano es el petróleo comparándolo con el
agua
API
DOD Dead oil density Densidad del fluido muerto lb/ft3
Calibration Data at Bubble Point (Optional but Recommended): datos de calibración al punto de burbujeo.
Campo Descripción Unidades
Pressure presión psia, psig, bara, barg, atma, atmg, kPa
a, kPa g, MPa a, MPa g, kg/cm2 a, kg/cm2 g, Pa a, Pa g, inH2O
Temperature temperatura F, C, K, R
Sat. Gas Saturación de gas scf/ STB, sm3/sm3
Solution Gas Correlation:
Campo Descripción
Rs and Pb Lasater, Standing, Vasquez and Beggs, Kartoatmodjo, Glasø, De Ghetto, Petrosky.
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 62
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Gerencia Operaciones de Datos
No se explicará con detalle las pestaña Viscosity Data, Advanced
Calibración Data (Multi Point Calibration), Contaminants y Termal Data
Viscosity Data
Datos de viscosidad del fluido muerto obtenidas del laboratorio así como las correlaciones que se ajustan estos datos. También presenta correlaciones que determinan el efecto del agua en la viscosidad (formación de emulsiones).
Advanced Calibración Data
En esta pestaña se introduce data proveniente de pruebas PVT. Esto permite calibrar el modelo de black oil y así predecir con mayor exactitud las propiedades del fluido. Si no se cuenta con esta información el simulador solo considerara los datos de gravedad el gas y crudo para calibrar la correlación, pero con menor precisión. Se tienen tres opciones:
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Gerencia Operaciones de Datos
No Calibration: calibra con un mínimo de datos, los cuales son introducidos en la pestaña de Black Oil Properties (Calibration Data al Bubble Point).
Single Point Calibration: se introducen datos en 3 puntos; por arriba, en el punto y por debajo del punto de burbujeo. (Bubble Point). Los datos son:
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 64
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Gerencia Operaciones de Datos
Correlation
Campo Description Unidades
Pressure Definir unidades de presión
psia, psig, bara, barg, atma, atmg, kPa a, kPa g, MPa a,
MPa g, kg/cm2 a, kg/cm2 g, Pa a, Pa g, inH2O
Temperature Definir unidades de temperatura F, C, K, R
Above Bubble Point: Por arriba del punto de burbujeo
Campo Description Descripción
OFVF Oil formation volume factor
Factor Volumétrico del Petróleo (Bo ó FVF)
Density Density Densidad
Compress Gas Z (compressibility) Compresibilidad del gas
Pressure Presión
Temperature Temperatura
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 65
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Gerencia Operaciones de Datos
At Bubble Point: al punto de burbuja
Campo Descripción
Sat. Gas Saturación de gas
Campo Opciones
Correlaciones Lasater, Standing, Vasquez and Beggs, Kartoatmodjo, Glasø, De Ghetto, Petrosky.
At or Below the Bubble Point: Al o por debajo del punto de burbujeo
Campo Description Descripción
OFVF Oil formation volume factor
Factor Volumétrico del Petróleo (Bo ó FVF)
Live oil viscosity
Viscosidad del crudo a condiciones de yacimiento
Gas viscosity Viscosidad del gas
Gas Z Compressibility Compresibilidad del gas
Correlaciones
Campo Opciones
OFVF Standing, Vasquez and Beggs, Kartoatmodjo.
Live oil viscosity
Chew and Connally, Kartoatmodjo, Khan, De Ghetto, Hossain, Petrosky, Elsharkawy, Beggs and Robinson.
Gas Z Standing, Hall and Yarborough, or Robinson et al.
Generate Table: generar tablas
Campo Descripción
Plot PVT Data (Laboratory conditions - GOR = GSAT)
Generar tabla de datos y gráficos PVT a condiciones de Laboratorio. Relación Gas-
Petróleo igual a la saturación de gas
Plot PVT Data (Reservoir conditions)
Generar tabla de datos y gráficos PVT a condiciones de yacimiento
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 66
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Gerencia Operaciones de Datos
Multi Point Calibration: Con esta opción se puede incluir data de múltiples puntos por arriba y por debajo del punto de burbujeo, así como en el punto de burbujeo.
Contaminants: Permite agregar los diferentes contaminantes del gas (CO2, H2S, N2, H2 y CO) para realizar un seguimiento a través del sistema. Se Introduce la fracción molar de cada contaminante (<1) de la fase gaseosa en condiciones de tanque.
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 67
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Gerencia Operaciones de Datos
Thermal Data: Permite al usuario introducir las siguientes propiedades térmicas: Capacidad calorífica, Conductividad para las 3 fases (gas, petróleo y agua).
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 68
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Gerencia Operaciones de Datos
Tema 2: Compositional
Descripción Permite modelar el fluido utilizando paquetes de diseño de PVT, a través de una interfaz composicional como una alternativa al modelo Black Oil
El modelado composicional del fluido es generalmente considerado el más preciso, pero también el más costoso en términos de tiempo y recursos informáticos. Se justifica por los problemas que afectan los fluidos volátiles que necesitan rigurosos cálculos de transferencia de calor. Sin embargo, a veces el modelo Black oil (no composicional) también puede dar resultados satisfactorios con los fluidos volátiles.
Carga de Datos Para ingresar a la opción Compositional ir a Setup Compositional
Se despliega la ventana Compositional Properties. Esta consta de varias pestañas.
Para efectos del curso ir al ejercicio 4.
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 69
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Gerencia Operaciones de Datos
Component Selection
Para agregar la información, se selecciona el nombre del componente de la lista del lado izquierdo (Component database), clic en Add. Al estar los componentes requeridos la tabla del lado derecho, indicar el número de moles que correspondan a cada componente.
Base de datos de
componentes
Nombre del Fluido
Comentarios adicionales
Normalizar, Agregar, Borrar,
Borrar todo, Buscar-ordenar
Componentes acuosos
Hidrocarburos (nombre y
moles)
Envolvente de fases, importar,
exportar
Moles totales
Para efectos del curso:
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 70
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Gerencia Operaciones de Datos
Options:
PIPESIM actualmente tiene acceso a los siguientes paquetes de composicional.
Package
SIS Flash (por defecto). Esta opcion no genera envolvente
Multiflash
SIEP SPPTS (usuarios de Shell)
El paquete SIS Flash es proporcionado por Schlumberger. Este es el mismo paquete PVT que se utiliza en otros productos tales como Schlumberger Eclipse composición, PVTI, VFPi, entre otros.
Options
Campo Package Opciones
SIS Flash 2 Parameter Peng-Robinson, 3 Parameter Peng-Robinson, 2 Parameter PR Standard,
3 Parameter PR Standard Equation of State
(Ecuaciones de estado) Multiflash
Standard Peng-Robinson, Standard SRK, SRK (Soave-Redlich-Kwong), Peng-
Robinson, BWRS (Benedict-Webb-Rubin-Starling)
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 71
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Gerencia Operaciones de Datos
Campo Package Opciones
Viscosity (Viscosidad)
SIS Flash Multiflash Pedersen, LBC (Lohrenz-Bray-Clark)
Campo Descripción Package Opciones
SIS Flash SIS Flash Default, User BIPs
Bip Set
Parámetros de interacción binaria (BIP). Son factores de
ajuste, que se utilizan para alterar las predicciones de un
modelo hasta que las predicciones coincidan en la
mayor medida posible con los datos experimentales.
Multiflash
OILGAS1, OILGAS2, OILGAS3,
OILGAS4, User BIPs
Campo Package Opciones
Emulsión (Emulsiones) Multiflash None, Set to oil viscosity, Volume ratio,
Woelflin
Petroleum Fractions:
En esta ventana se agregan las fracciones pesadas del hidrocarburo que no aparecen en la base de datos (C7+ en adelante). Por defecto, para caracterizar estos componentes se requiere del punto de ebullición (BP), gravedad específica (SG) y el peso molecular (MW). Existen campos con información adicional tales como de temperatura crítica (TC), la presión crítica (PC) y el factor acéntrico.
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 72
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Para Multiflash o SPPTS Generalmente BP, MW, SG, y otros. Los datos mínimos requeridos son:
M.W. y S.G.
M.W. y B.P.
B.P. y S.G.
T.C., P.C. y Accentric Factor
Para SIS Flash Generalmente BP, MW, SG, y otros. Los datos mínimos requeridos son:
M.W. y S.G.
M.W. y B.P.
Propiedades adicionales Estas dependen del paquete para generar el composicional
Para Multiflash o SPPTS:
LV: Viscosidad del liquido. Valor de referencia utilizado para las operaciones de ajuste de viscosidad. Las unidades por defecto son Pa.s o N.s/m2.
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 73
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Para SIS Flash:
VC: Critical Volume: Volumen Crítico
Volume Shift : cambio de volumen
Reference Density and Temperature: Referencia de densidad y temperatura
Watson K factor: factor Watson K
Omega A & B coefficients: coeficientes Omega A y B.
Se indica el nombre del componente, se agregar los datos requeridos según el paquete PVT. Para adicionar esta información composición total se debe seleccionar la data y luego click en el botón Add to composition.
Flash/Separation:
Permite determinar las condiciones de la muestra a una presión y temperatura determinada (PT) o en varias etapas de separación (Separation).
El botón Perform Flash ejecuta las operaciones para determinar las propiedades del fluido.
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 74
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Create PVT File:
Genera una tabla de datos PVT de la cromatografía. Estos datos pueden ser exportados (botón Create PVT File).
Se debe tener cuidado al crear (y usar archivos PVT) para garantizar que los puntos seleccionados de P y T abarcan todo el rango de valores de funcionamiento y están correctamente espaciados dentro de los límites de la fase.
GLR:
Permite ajustar la composición a unas condiciones dadas de corte de agua (water cut) y GLR/GOR/LGR/OGR.
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 75
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Las pestañas Quality Lines, Experimental Matching y Salinity Analysis no
serán explicadas en este manual.
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 77
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Capítulo IV: Correlaciones de Flujo
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 79
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Tema 1: Definir Correlación de Flujo
Procedimiento Las correlaciones de flujo multifásico en tuberías permiten estimar la presión requerida en el fondo del pozo para transportar un determinado caudal de producción hasta la estación de flujo en la superficie.
En PIPESIM, para definir las correlaciones de flujo vertical y horizontal ir a Setup
Flow Correlations.
Se despliega la ventana Global Data
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 80
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Vertical y Horizontal Flow (Multiphase): correlaciones multifásicas para flujo vertical y horizontal
Campo Descripción Opciones
Source
Fuente de la correlación, ya sea para la correlación
vertical u horizontal.
Bja, Tulsa, Shell Flow Correlations, Shell SRTCA,
OLGA-S 2000 2-phase, OLGA-S 2000 3-phase, Shell SIEP,
Segregated Flow GRE
Correlation Correlación de flujo
(dependen de la Source)
Duns & Ros, Orkiszewski, Hagedorn & Brown, Beggs & Brill Revised, Beggs & Brill Original, Mukherjee & Brill, Govier, Aziz y Forgasi, NoSlip, OLGAS, Ansari,
BJA for Condensates, AGA & Flanigan, Oliemans, Gray, Gray
Modified, Xiao, entre otras.
Friction Factor Factor de fricción
Holdup Factor Factor de colgamiento o resbalamiento
Los factores de fricción y colgamiento son usados generalmente como factores de calibración cuando no se puede obtener un buen ajuste de datos de campo por otros métodos. Ya que cambiar dichos factores afectan los resultados, esto debe hacerse con cuidado
Vertical - Horizontal Flow Correlation Swap Angle
Las correlaciones de flujo multifásico para predecir la pérdida de presión colgamiento se dividen en dos categorías: vertical y horizontal. Cada categoría muestra las correlaciones que son apropiados para ese tipo de flujo.
Por defecto, la correlación vertical seleccionada se utiliza en la situación donde la línea / tubería esta entre los 45 grados del eje vertical. Fuera de este rango, es utilizada la correlación de flujo horizontal. Este ángulo se puede cambiar.
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 81
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Pozo Línea de Flujo
Correlación Vertical
Correlación Vertical
Correlación VerticalCorrelación Vertical
Correlación Horizontal
Correlación Horizontal
Correlación Horizontal
Correlación Horizontal
Single Phase: correlaciones para una sola fase
Campo Opciones
Correlation Moody (para liquido o gas), AGA (para gas), Panhandle 'A' (para gas), Panhandle 'B' (para gas), Hazen-Williams (para agua liquida), Weymouth (para gas), Cullender and Smith
Ver anexos o la ayuda (Help
) de PIPESIM para información adicional acerca de las correlaciones de flujo.
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 82
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Tema 2: Carga de Pruebas Dinámicas (Flowing)
Procedimiento Las pruebas dinámicas nos permiten evaluar la eficiencia del método de levantamiento, diagnosticar cambios inesperados de producción así como determinar la presión de fondo fluyente.
Estos datos también nos ayudan a determinar la correlación de flujo que mejor simula el comportamiento del pozo.
En PIPESIM ir a Data
Load/Add Measured Data
En la ventana emergente Survey Data cargar los datos de la prueba. Para ello click en el botón New. Si los datos están ya cargados, click en el botón Edit (después de seleccionar el pozo y fecha de la prueba a modificar).
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 83
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Well Name: nombre del pozo
Survey Date: fecha de la prueba
Campo Descripción Unidades
Liquid Rate Tase de liquido STB/d, sm37d, sm3/s,
Water Cut Corte de agua %, fract.
GOR Relación gas-petróleo scf/sbbl o sm3/sm3
Production Pressure Presión de producción
psia, psig, bara, barg, atma, atmg, kPa a, kPa g, MPa a, MPa g,
kg/cm2 a, kg/cm2 g, Pa a, Pa g, inH2O
MD Profundidad medida ft, miles, m, km
Pressure Presión
psia, psig, bara, barg, atma, atmg, kPa a, kPa g, MPa a, MPa g,
kg/cm2 a, kg/cm2 g, Pa a, Pa g, inH2O
Temperature
Temperatura F, C, K, R
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 84
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Los campos Liquid Rate, Water Cut, GOR y Production Test no son
obligatorios.
Luego de copiar los datos de la prueba en los respectivos campos, clic en el botón Save Change.
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 85
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Tema 3: Cotejo de Correlaciones de Flujo
Definición Esta opción permite al usuario cotejar los datos de prueba contra los de las correlaciones de flujo de flujo multifásico para un sistema en particular, permitiendo así determinar la correlación más adecuada del sistema.
Procedimiento Ir a Operations
Flow Correlation Matching
Se despliega la ventana Flow Correlation Matching
Calculated Variable
En la ventana se selecciona la propiedad a calcular.
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 86
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Variable a calcular Campo Unidades
Presión de entrada. Inlet Pressure
psia, psig, bara, barg, atma, atmg, kPa a, kPa g, MPa a, MPa g, kg/cm2
a, kg/cm2 g, Pa a, Pa g, inH2O
Presión de salida Outlet Pressure
psia, psig, bara, barg, atma, atmg, kPa a, kPa g, MPa a, MPa g, kg/cm2
a, kg/cm2 g, Pa a, Pa g, inH2O
Liquid Rate STB/d, sm37d, sm3/s,
Gas Rate mmscf/d, mscf/d, scf/d, mmsm3/d,
msm3/d, sm3/d, 1.E3sm3/d, 1.E4m3/d, sm3s
Caudal
Mass Rate lb/s, lb/h, kg/s, kg/h
Otras variables Other variable
Flow Correlation Type
Se selecciona el tipo de correlación para examinar - horizontal o vertical.
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 87
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Measured Data
A través de esta opción, se visualizan los datos con los cuales se comparará las correlaciones de flujo
La ventana Measured Data es de solo lectura. Para seleccionar, agregar o editar un perfil cargado ir a Data
Load/Add Measured Field Data
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 88
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Default Profile Plot
Se selecciona el tipo de grafico a generar:
Elevation vs Pressure: elevación versus presión.
Elevation vs Temperatura: elevación versus temperatura.
Pressure vs Total Distance: presión versus distancia total.
Temperature vs Total Distance: temperatura versus distancia total.
Para generar los gráficos click en el botón Run Model
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 89
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Al generar el grafico se verifica cual correlación de flujo se ajusta mejor a los
datos medidos (ventana Ps Plot pestaña Graphs).
Finalmente click en el botón OK (ventana Flow Correlation Matching)
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 90
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Tema 4: Motor de Cálculo (Engine Options)
Definición El Engine es un motor de calculo de PIPESIM permite la entrada de comandos. Este permite:
Acceder a algunas funciones avanzadas
Acceder a algunas funciones nuevas que todavía no tienen un mecanismo de entrada a través de la interfaz gráfica del usuario.
Procedimiento Para acceder al Engine ir a Setup
Engine Options
En la ventana emergente Global Data for Pipesim Model escribir los comandos requeridos para ejecutar la operación deseada.
multicase ?beta = (ANSARI,DR,HBR, ORK, BBO, BBR)
optimize ?opt01=(0.2,5) ?opt02=(0.2,5) ?opt03=(0.01, 100) pmatch=1 tmatch=1
vcorr type=?beta ffactor=?opt01 hfactor=?opt02
options ufactor=?opt03
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 91
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
multicase = correlaciones de flujo (se definen como beta y se colocan entre paréntesis las correlaciones a cotejar)
optimize = limites de los factores de fricción, colgamiento y coeficiente de trasferencia de calor. Se correlacionan con P y T (pmatch=1 tmatch=1).
opt01= ffactor entre 0.2 y 5
opt02 = hfactor entre 0.2 y 5
opt03 = ufactor entre 0.01 y 100
vcorr = parámetros a calcular de las correlaciones verticales (opt01, opt02) para cada una de las correlaciones (beta)
options = determinar opt03.
Click en Aceptar (ventana Global Data for Pipesim Model).
Ir a nuevamente a Flow Correlation Matching y correr la operación (botón Run Model)
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 92
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Revisar en el grafico (ventana Ps Plot pestaña Graphs) cual correlación se acerca mejor a los datos del flowing.
Para ver mas detalladamente los perfiles generados, seleccionar el área del grafico a examinar con un click izquierdo sostenido del Mouse. Para volver al tamaño original Edit
Refresh.
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 93
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
En Edit Advanced Plot Setup se editan las propiedades del grafico (ventana emergente Editing).
A través del botón Output File se muestra los resultados de las operaciones ejecutadas y los valores calculados de los factores de fricción, colgamiento, y coeficiente de transferencia de calor.
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 94
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
El reporte de salida es el siguiente:
En la parte final del reporte aparecen las operaciones ejecutadas. La que esta de primera en la lista es la que mejor se ajusta numéricamente a los datos medidos.
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 95
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Para visualizar los valores de los factores y coeficiente, con el numero del caso a revisar y se ubica dentro del reporte.
Se cambian la correlación de flujo y los valores de, FF, FH y U en las ventanas Global Data y Tubing (Pestaña Geothermal Survey).
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 96
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Desactivar el Engine Option borrando los comandos en la ventana. Luego click
en Aceptar
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 97
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Capítulo V: Operaciones Especiales
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 99
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Tema 1: Perfil de Presión y Temperatura
Descripción En PIPESIM se pueden generar perfiles de presión y temperatura en función de la distancia a lo largo del sistema. Ambos perfiles son generados nodo a nodo. Usando estos perfiles, se puede calcular:
Presión de entrada, dada la presión de salida y el caudal
Presión de salida, dada la presión de entrada y caudal
Caudal, dada presión de entrada y de salida
Valor de otras variables, dada presión de entrada, de salida y caudal
Procedimiento Ir a Operations
Pressure/Temperature Profile.
Se despliega la ventana emergente Pressure/Temperatura Profiles
.
PIPESIM Básico v-2008 Pág. 100
Manual del Participante
Gerencia Operaciones de Datos
Calculated Variables
Variable a calcular Campo Unidades
Presión de entrada. Inlet Pressure
psia, psig, bara, barg, atma, atmg, kPa a, kPa g, MPa a, MPa g, kg/cm2
a, kg/cm2 g, Pa a, Pa g, inH2O
Presión de salida Outlet Pressure
psia, psig, bara, barg, atma, atmg, kPa a, kPa g, MPa a, MPa g, kg/cm2
a, kg/cm2 g, Pa a, Pa g, inH2O
Liquid Rate STB/d, sm37d, sm3/s,
Gas Rate mmscf/d, mscf/d, scf/d, mmsm3/d,
msm3/d, sm3/d, 1.E3sm3/d, 1.E4m3/d, sm3s
Caudal
Mass Rate lb/s, lb/h, kg/s, kg/h
Otras variables Other variable
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Gerencia Operaciones de Datos
Default Profile Plot
Se selecciona el tipo de grafico a generar:
Elevation vs Pressure: elevación versus presión.
Elevation vs Temperatura: elevación versus temperatura.
Pressure vs Total Distance: presión versus distancia total.
Temperature vs Total Distance: temperatura versus distancia total.
Sensitivite Data
Campo Descripción
Object Componentes del modelo físico
Variable Parámetros del componente
Values Valores con los cuales se ejecutará la sensibilidad
Range Definir rango de valores de la sensibilidad
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Gerencia Operaciones de Datos
Measured Data
A través de esta opción, se visualizan los datos con los cuales se comparará las correlaciones de flujo.
Luego de agregar los datos requeridos, click en el botón Run Model para ejecutar la operación.
Visualizar resultados
En la ventana Pressure/Temperatura Profiles se pueden visualizar otros archivos de salida resultados de la operación ejecutada.
Correr Modelo
Ver grafico generado
Reporte de las operaciones Resumen)
Reporte de salida
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Gerencia Operaciones de Datos
Summary File: resumen de las operaciones
Output File: reporte de salida.
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Gerencia Operaciones de Datos
En el grafico (ventana Ps Plot) se puede ver el perfil generado gráficamente (pestaña Graphs) y los valores nodo a nodo (pestaña Data).
Ventana Ps Plot (pestaña Graphs):
Ventana Ps Plot (pestaña Data):
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Gerencia Operaciones de Datos
Para editar las variables visualizadas en el grafico así como las unidades de salida ir a Series.
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Tema 2: Análisis Nodal
Definición El análisis nodal de un sistema de producción, realizado en forma sistemática, permite determinar el comportamiento actual y futuro de un pozo productor de hidrocarburos. Consiste en dividir este sistema de producción en nodos de solución para calcular caídas de presión, así como gasto de los fluidos producidos, y de esta manera, poder determinar las curvas de comportamiento de afluencia y el potencial de producción de un yacimiento.
Como resultado de este análisis se obtiene generalmente un incremento en la producción y el mejoramiento de la eficiencia de flujo cuando se trata de un pozo productor, pero cuando se trata de un pozo nuevo, permite definir el diámetro óptimo de las tuberías de producción, del estrangulador, y línea de descarga por el cual debe fluir dicho pozo, así como predecir su comportamiento de flujo (aporte de hidrocarburos) y presión para diferentes condiciones de operación.
El análisis nodal esta conformado por el comportamiento o aporte de fluidos desde el yacimiento (curva de oferta o inflow) y la curva de levantamientos de fluidos (llamada generalmente, curva de demanda, VLP u outflow). Las ecuaciones matemáticas para el cálculo del inflow se basan generalmente en modelos de índice de productividad, la ecuación de Darcy, Vogel, Jones y Forchheimer, mientras que la curva de levantamiento puede ser calculada con las correlaciones de Hagedorn & Brown, Beggs & Brill, Duns & Ros, entre otras. La intersección de estas dos en la gráfica de pwf (presión de fondo fluyente) vs. q (caudal) es la condición actual de operación del pozo en estudio. En este punto el diferencial de presión aguas arriba (entrada) y aguas abajo (salida) del nodo es cero.
Para este análisis de sensibilidad la selección de la posición del nodo es importante ya que a pesar de que la misma no modifica, obviamente, la capacidad de producción del sistema, si interviene tanto en el tiempo de ejecución del simulador como en la visualización gráfica de los resultados. El nodo debe colocarse justamente antes (extremo aguas arriba) o después (extremo aguas abajo) del componente donde se modifica la variable. Por ejemplo, si se desea estudiar el efecto que tiene el diámetro de la línea de flujo sobre la producción del pozo, es más conveniente colocar el nodo en el cabezal o en el separador que en el fondo del pozo. La técnica puede usarse para optimizar pozos que producen por flujo natural o por Levantamiento Artificial.
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Procedimiento Se agrega el icono Nodal Analysis en el punto donde se va a ejecutar el análisis nodal.
Ir a Operations
Nodal Analysis. En la ventana emergente Nodal Analysis
Click en Limits para establecer los parámetros de límite del grafico.
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Campo Opciones Descripción Unidades
Liquid Rate Tasa de Liquido STB/d, sm37d, sm3/s,
Gas Rate Tasa de Gas
mmscf/d, mscf/d, scf/d, mmsm3/d, msm3/d, sm3/d, 1.E3sm3/d, 1.E4m3/d, sm3s
Max Rate
Mass Rate Tasa másica lb/s, lb/h, kg/s, kg/h
Campo Descripción
Number of points on each inflow curves (10 100) Numero de nodos de la curva de oferta
Number of points on each outflow curves (20 100) Numero de nodos de la curva de demanda
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Gerencia Operaciones de Datos
Campo Descripción
Limit the inflow curves to lie within the flowrate range of
the outflow curves
Limitar la curva de oferta dentro de los limites del rango de caudal de la curva de
demanda
Allow the inflow curves to extend to the AOFP
Permitir a la curva de oferta llegar hasta la tasa máxima (AOFP)
Limit the outflow curves to lie the pressure range of the
inflow curves
Limitar a la curva de demanda dentro del rango de presión de la curva de oferta
Allow the outflow curves to extend to the supplied
maximum flowrate
Permitir a la curva de demanda llegar hasta el caudal máximo dado
Campo Descripción Unidades
Max pressure for outflow
curves
Máxima presión de la curva de
demanda
psia, psig, bara, barg, atma, atmg, kPa a, kPa g, MPa a, MPa g, kg/cm2
a, kg/cm2 g, Pa a, Pa g, inH2O
Para generar el análisis, click en el botón Run Model.
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Para realizar sensibilidades de los diversos elementos que conforman el
sistema, ir al área Inflow Sensitivity (sensibilidades de la curva de oferta) y Outflow Sensitivity (sensibilidades de la curva de demanda).
Para visualizar el análisis nodal en forma de reporte ir a Reports
User Report (Nodal análisis).
En la ventana emergente User Report se activa la información a visualizar en el reporte.
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Se despliega el reporte. Este tiene varias páginas. Cuando se hacen
sensibilidades este reporte contiene menos información.
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Tema 3: Curva de Rendimiento
Descripción Esta opción permite al usuario analizar los efectos del levantamiento artificial por gas en el pozo. las curvas rendimiento de la tasa de inyección de gas / velocidad de la bomba versus caudal bruto se pueden crear a partir de los datos del modelo. Las curvas de rendimiento también se pueden generar con diversas sensibilidades sobre diversos parámetros, como la presión en el cabezal del pozo, corte de agua, diámetro interno de tubería y de la línea de flujo.
Procedimiento Ir a Operations
Artificial Lift Performance.
En la ventana emergente Artificial Lift Performance se define la presión de salida. En el botón Run Model se corre la operación.
Campo Descripción Unidades
Oulet Pressure
Presión de salida
psia, psig, bara, barg, atma, atmg, kPa a, kPa g, MPa a, MPa g, kg/cm2 a, kg/cm2 g, Pa a, Pa
g, inH2O
Sensibility Data: Para hacer sensibilidades
Campo Descripción
Object Componentes del modelo físico
Variable Parámetros del componente
Values Valores con los cuales se ejecutará la sensibilidad
Range Definir rango de valores de la sensibilidad
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Artificial Lift: Rango de los valores de caudal de inyección o velocidad de la bomba.
Campo Descripción
Gas Injection Rate Tasa de Inyección de gas
ESP Speed Velocidad de la bomba electrosumergible
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Las curvas generadas al hacer sensibilidades son:
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Tema 4: Determinar IP con Vogel como Modelo de Afluencia
Procedimiento Para determinar el valor del Índice de Productividad (IP) de requiere ejecutar un análisis de presión / temperatura.
Al efectuar esta operación, se genera un archivo .plt. Este tipo de archivos
se abre con la opción System Plot (icono en la barra de herramientas ).
Se despliega la ventana Ps Plot con el grafico System Outlet Pressure vs Stock-tank Liquid Flowrate at Outlet.
Ir a Series y seleccionar en el eje X (Select X Axis) el parámetro Average Liquid PI (a este parámetro lo antecede el nombre del icono que representa el yacimiento, por ejemplo Completion VertWell_1 )
Para efectos de curso ir al ejercicio 2
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En la pestaña Data de la ventana Ps Plot se puede ver el valor del Índice de Productividad.
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Anexos
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Tipos de Archivos
Archivos de Entrada
xxx.bps Modelo de pozo o línea
xxx.bpn Modelo de Red
xxx.pvt Propiedades de fluido
Archivos de Salida
xxx.out Archivo de Salida
xxx.sum Archivo de Resumen
xxx.plt Grafico de trabajo (1 para cada trabajo)
xxx.plc Grafico de Caso (1 para cada nodo)
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Shape Factors
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Valores Típicos de Rugosidad
Rugosidad -Factores dependientes:
(a) Tipo de material
(b) Fluidos
Corrosivos
Hidratos
Depositos de parafinas o asfaltenos
Solidos presentes
Velocidades erosivas
(c) Cubrimientos
(d) Años en servicio
Tipo de tuberías Rugosidad
Plásticos, vidrios, entre otros 0.0
Tuberías o líneas nuevas 0.0006
Acero comercial 0.0018
Tuberías sucias (> 10 años) 0.009
Tuberías flexibles Diam/250
PIPESIM (por defecto) 0.001
Pozo Nuevo 0.001
Pozo Viejo 0.003
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Gerencia Operaciones de Datos
Correlaciones de Flujo
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Gerencia Operaciones de Datos
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Gerencia Operaciones de Datos
Teclas de Accesos Rápidos
Crear modelo de pozo CTRL+W
Crear modelo de tubería CTRL+B
Crear modelo de red CTRL+N
Abrir modelo CTRL+O
Guardar modelo CTRL+S
Cerrar PIPESIM ALT+F4
Correr Modelo CTRL+G
Restaurar modelo (solo para modelos de red)) CTRL+R
Nueva ventana de modelo CTRL+W
Cerrar ventana activa CTRL+F4
Ir a la próxima ventana CTRL+F6 o CTRL+TAB
Ir a la ventana previa CTRL+SHIFT+F6 o CTRL+SHIFT+ TAB
Imprimir CTRL+P
Acceso a la ayuda F1
Acceso a menús desplegables ALT o F10
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