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Lámina N° 1
TALLER BÁSICO DETALLER BÁSICO DE
ANÁLISIS NODALANÁLISIS NODAL
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Lámina N°2
Objetivos del Taller
Suministrar al Ingeniero los conocimientos mínimos necesarios para comprender y ejecutar un análisis nodal de un sistema pozo-yacimiento.
Desarrollar pericia suficiente para iniciar el trabajo empleando la herramienta de Análisis Nodal “WellFlo”, disponible en PDVSA.
Motivar al ingeniero al uso de la herramienta para soportar la optimización, perforación y reparación de pozos.
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Lámina N°3
Estructura del Taller
PARTE 1PARTE 1 Fundamentos teóricos
– Definiciones– Modelos de Influjo y Eflujo
PARTE 2PARTE 2 ¿Cómo realizar un análisis nodal?
– Desarrollo de una metodología de trabajo – Manejo del programa WELLFLO
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Lámina N°4
TALLER BÁSICO DE ANÁLISIS NODAL
PARTE 1PARTE 1Fundamentos TeóricosFundamentos Teóricos
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Lámina N°5
Definición
Psep
THP
ANÁLISIS QUE COMBINA LOS DISTINTOS COMPONENTES ASOCIADOS A UN POZO, CON EL OBJETIVO DE PREDECIR LAS TASAS DE FLUJO Y OPTIMAR LOS COMPONENTES DEL SISTEMA
MEDIO POROSO
FL
UJO
VE
RT
ICA
L FLUJO HORIZONTAL
PwfPyac
P1
P2
P3
Psep=Pyac-(P1+ P2+ P3)Psep=Pyac-(P1+ P2+ P3)
GAS
LIQ
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Lámina N°6
Curvas de Oferta-Demanda
0200400600800
100012001400
0 100 200 300 400 500TASA DE FLUJO (BPD)
PR
ES
ION
(LP
C)
Demanda
Oferta
Pr
Qmax
Tasa Real
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Lámina N°7
Ecuación de Darcy (Flujo Continuo)
srw
re
PwfPe
B
hkq
ln
)(
.
.
2
k: permeabilidad efectivah: espesor de arena neta: viscosidad de fluidore: radio exterior del yacimientorw: radio del pozo
Pe: presión de yacimientoPwf: presión de fondo fluyenteS: daño del pozoB: factor volumétrico
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Lámina N°8
Curvas de Afluencia, Oferta o Influjo
Ecuación de Flujo semi-continuo monofásico
ko: permeabilidad efectiva al petróleo
h: espesor de arena netao: viscosidad de fluidoX : factor de formare: radio exterior del yacimientorw: radio del pozo
Pr: presión promedio de yacimientoPwf: presión de fondo fluyenteS: daño del pozoBo: factor volumétrico del petróleoa’: factor de turbulencia
qasX
Pwf
Boo
hkoxqo
'ln
)(Pr
.
..
4
310087 3
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Lámina N°9
Fuentes de Información
•K: pruebas de presión, análisis especiales de núcleos, correlaciones.
•h: espesor vertical de la arena asociada al cañoneo, registros de pozos
: análisis PVT, correlaciones
•Pe: medición directa, niveles de fluidos, mapas de presión
•Pwf: medición directa, correlaciones de flujo multifásico
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Lámina N°10
•re: espaciamiento entre pozos, mapas de yacimientos.•La expresión ln (x) = ln (re/rw) para sistema radial perfecto
rw
re
rw
A5710.
rw
A5650.
rw
A8840.
rw
A6040.
4
1 rw
A3681.
4
1 rw
A596.
SISTEMA X SISTEMA X
Consultar Matthews & Russell
Fuentes de Información
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Lámina N°11
Fuentes de Información
re (pies) re/rw ln(re/rw)300 914,6 6,819400 1219,5 7,106500 1524,4 7,329600 1829,3 7,512700 2134,1 7,666800 2439,0 7,799900 2743,9 7,917
1000 3048,8 8,022
Impacto de ‘re’ el denominador de la ecuación de Darcy
Rw = 0.328 pies
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Lámina N°12
•rw: tamaño de la mecha de perforación, registro de calibración de hoyo
•B: análisis de fluidos, correlaciones
•S: pruebas de presiones, modelos teóricos, tanteo.
OTROS CASOSOTROS CASOS•W, xf: pruebas de presión, diseño y resultados del trabajo de fracturamiento•L: longitud horizontal del pozo, registro GR/Rt•kv: permeabilidad vertical, correlaciones, experiencia
Fuentes de Información
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Lámina N°13
Grado de Confianza otorgado por los grupos de trabajo
•Permeabilidad 50-90%•Espesor de la formación 80-100%•Factores volumétricos, viscosidades 60-95%•Presión estática 70-95%•Presión de fondo fluyente 60-95%•Radio externo 40-70%•Radio del pozo 80-100%•Daño 40-90%
Fuentes de Información
Conclusiones•La confiabilidad del análisis nodal es generalmente < 100%•Los parámetros con menor grado de confianza son SS y KK.
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Lámina N°14
Corrección de Vogel para flujo bifásico
2
80201
Pr.
Pr.
PwfPwf
qo
qo
max
SXoBo
PwfPwfhko
qo
432254
802012
/)ln(..
Pr.Pr.Pr..
Pr: presión promedio de yacimiento X: Factor de forma
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Lámina N°15
Curvas de Oferta (Corrección de Vogel)
0200400600
800100012001400
0 200 400 600 800
TASA
PR
ESIO
N
Corrección de VogelCorrección de Vogel
Modelo lineal de DarcyModelo lineal de Darcy
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Lámina N°16
Caracterización del Daño
COMPONENTES DEL DAÑO
S = Sd + Sc+ + Sp + Sseudo
Sd : daño de formaciónSc+ : daño por penetración parcial e inclinación
del pozoSp : daño por efecto de la perforaciónSseudo:seudo-daños (turbulencia y efectos de las
fases)
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Lámina N°17
Caracterización del Daño
rs
re
h rwkks
PeFÓRMULA DE HAWKINS
RADIO EFECTIVO DEL POZO
rw’ = rw . e-s
rw
rs
Ks
KSd ln1
'
ln'.
lnlnrw
reS
erw
reS
rw
res
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Lámina N°18
Mecanismos de daño de formación
Taponamiento de gargantas porales, migración de finos Precipitación química
– Ca2++2HCO3- <---> CaCO3 (s)+H2O+CO2 (g)
– Ceras, parafinas y asfaltenos Daño por fluidos
– Emulsiones– Permeabilidades relativas (bloqueo por agua)– Cambios de humectabilidad
Daño mecánico– Compactación de la roca– Pulverización durante el cañoneo y la perforación.
Daño biológico– Bacteria, especialmente en pozos inyectores
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Lámina N°19
Curvas de Demanda o Eflujo (TPR, VLP)
Cálculo de Gradientes Dinámicos
P1
P2P
h
P = Ph + Pk + Pf
HidrostáticoHidrostático CinemáticoCinemático FricciónFricción
hgc
g . Zd
u
gc
fm ..2
2
2
2v
gc
Z
fm: factor de fricción de Moody v: velocidad : densidad de fluido d: diametro de tubería
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Lámina N°20
Factores que afectan las curvas de gradiente vertical
•Diámetro de Tubería•Tasa de flujo•Relación gas-líquido•Densidad de líquido•Relación agua-petróleo•Viscosidad•Régimen o patrón de flujo•Deslizamiento entre fases
PRESIÓN
PR
OF
UN
DID
AD
•Diámetro de Tubería•Tasa de Líquido•Corte de Agua
RGL1
RG
Ln
RGL1<RGLn
0
Pro
f. E
qu
iv.
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Lámina N°21
Correlaciones de flujo multifásico vertical
•TIPO A: No consideran deslizamiento ni patrones de flujo•Poettmann & Carpenter•Baxendell & Thomas•Fancher & Brown
•TIPO B: Consideran sólo el deslizamiento entre fases•Hagedorn & Brown
•TIPO C: Consideran deslizamiento y régimen de flujo•Orkiszeski•Duns & Ros•Hagedorn & Brown modificada•Aziz y colaboradores.•Beggs & Brill•Ansari Mecanística
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Lámina N°22
Patrones de Flujo
Burbuja (bubble): burbujas de gas dispersas en el líquido
Slug: coalescencia de las burbujas de gas entre las cuales existe líquido disperso
Neblina (churn): las burbujas de gas se hacen inestables y colapsan, creando un patrón altamente turbulento con ambas fases dispersas
Anular: fase continua el gas. Líquido envuelve a la fase gaseosa, con existencia de gotas de líquido inmersas en él.
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Lámina N°23
TALLER BÁSICO DE ANÁLISIS NODAL
PARTE 2PARTE 2¿CÓMO REALIZAR UN¿CÓMO REALIZAR UN
ANÁLISIS NODAL?ANÁLISIS NODAL?
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Lámina N°24
Metodología General de Trabajo
INICIO
COTEJO DE TASA DE PRODUCCIÓN
SENSIBILIDADES -PRONÓSTICO
FIN
¿CONFORME?
NO
SI
INTROD. DATOS
CALCULA TASA DE PRODUCCIÓN
¿CONFORME?
AJUSTADATOS
ACEPTA DATOS MODIFICADOS
NO
SI
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Lámina N°25
PANTALLA BÁSICA DE WELLFLO
TEXTO
ICONOS
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Lámina N°26
Introducción de datos
1
35
6
4
Secuencia de introducción de datos
2
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Lámina N°27
Formularios de Introducción de Datos
1
2
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Lámina N°28
Formularios de Introducción de Datos
3
5
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Lámina N°29
Formularios de Introducción de Datos
6
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Lámina N°30
Propiedades PVT de los Fluidos
PERMITE USO DE CORRELACIONES
ASIGNA RGP Y %AYSPOR LENTE
PERMITE VERIFICAR YAJUSTAR CORRELACIONES
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Lámina N°31
Propiedades PVT de los Fluidos
PERMITE VERIFICAR YAJUSTAR CORRELACIONES
PERMITE AJUSTARDIFERENTES PROPIEDADES
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Lámina N°32
Metodología para Cotejo
NIVEL 1– Modo ‘Manual’ Determina IP
NIVEL 2– Modo ‘Control de Yacimiento’– Determina K, S a partir de IP
NIVEL 3– Descompone S– Soporta los resultados del NIVEL 2
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Lámina N°33
PARÁMETRODE TANTEO
CONTROL DE YACIMIENTOMODO MANUAL
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Lámina N°34
2
80201
Pr.
Pr.
PwfPwf
qo
qo
max
CORRECCIÓN DE VOGEL
=1-0.2
CONTROL DE YACIMIENTOMODO MANUAL
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Lámina N°35
CONTROL DE YACIMIENTO MODO PARÁMETROS DE CAPA
PARÁMETRODE TANTEO
SE OTORGA MÁSCONFIANZA A ‘K’
QUE A ‘S’
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Lámina N°36
CONTROL DE YACIMIENTO MODO PARÁMETROS DE CAPA
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Sw(%)
Kr
Kro
Krw
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Lámina N°37
Configuración del Área de Drenaje
LETRAS AZULES INDICANDEPENDENCIA DE LOS
CÁLCULOS
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Lámina N°38
Estimación del Daño
PARÁMETRODE TANTEO
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Lámina N°39
Estimación del DañoModelo pozo entubado
Hp=20’
20
10’
10
60’
YAC
POZO
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Lámina N°40
Permeabilidades típicas de la grava importada
TIPO DE GRAVA PERMEABILIDAD, Md
10-20 500000
16-30 250000
20-40 120000
40-60 45000
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Lámina N°41
Estimación del DañoModelo pozo fracturado
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Lámina N°42
Estimación del DañoModelo pozo fracturado
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Lámina N°43
Cálculo de la Tasa de Producción
PERMITE ESTIMAR LA PRESION Y LATASA EN EL NODO
SOLUCIÓN
PERMITE ESTIMARLOS GRADIENTES
VERTICALES PARAUNA TASA DADA
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Lámina N°44
Cálculo de la Tasa de Producción
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Lámina N°45
Selección de la Correlación de FlujoMultifásico - vertical/horizontal
DISPONE DE 16CORRELACIONES
DE FLUJO
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Lámina N°46
Sensibilidades
PERMITE REALIZARHASTA DOS
SENSIBILIDADESEN SIMULTÁNEO
CADA SENSIBILIDADPERMITE HASTA
10 VALORES
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Lámina N°47
Cálculo de la Tasa de Producción
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Lámina N°48
Presentación gráfica de resultados
1
2
3
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Lámina N°49
Carga de Información de Registros de Presión y Temperatura Dinámicos
FORMATO DEL ARCHIVO‘nombrepozo.dvp’
TVD Pres (Temp)
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Lámina N°50
Cotejo de registros de Presión y Temperatura dinámicos
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Lámina N°51
AJUSTE DE CORRELACIONES
DATOS MEDIDOS
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Lámina N°52
Metodología para el Cotejo
INICIO
TANTEA CON IP(MODO MANUAL)
ACEPTA IP (J)COMO VÁLIDO
¿CONFORME?NO
SI
DESCOMPONE ‘S’
¿CONFORME?
ACEPTA DATOS MODIFICADOS
NO
SI
SI
TANTEA CON ‘S’ y ‘K’(LAYER PARAMETERS)
¿CONFORME?NO
AJUSTADATOS
PARÁMETROS DE CONFORMIDAD:
IP, TASA Y DATOS RAZONABLES
PARÁMETROS DE CONFORMIDAD:IP, TASA Y DATOS RAZONABLES
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Lámina N°53
Ejercicios
Caso 1: Cotejo– Pozo vert. empacado
– Qo: 150 BPPD
– AyS: 1.0%
– RGP: 800 PCN/BNP
– ºAPI: 22º
– h: 15 pies
– ko: 200-200 mD
– hp: 10 pies hoyo: 6-1/8” rev: 5-1/2”
– Prof: 3100’
– Presion: 650 lpc @ 3500’ yac: 0.35 lpc/pie
– Tyac: 140°F
Caso 2: Pronóstico– Suponga que el pozo anterior es
una recompletación y los datos de tasa de producción no se conocen
– Sensibilizar con distintos parámetros para evaluar impacto
– Emitir conclusiones