bombeo gas lift

FUNCIONAMIENTO DEL GAS FUNCIONAMIENTO DEL GAS LIFTLIFT

EL GAS BAJO PRESIÓN ENTRA ALA COLUMNA DE PETRÓLEO, REDUCE SU DENSIDAD Y EJERCE PRESIÓN PARA ELEVARLA HASTA LA SUPERFICIE

CAUSAS DE PERDIDA DE FLUJO CAUSAS DE PERDIDA DE FLUJO NATURALNATURAL

•FALTA DE PRESIÓN EN EL YACIMIENTO

•AUMENTO DE LA CANTIDAD DE AGUA EN EL PETRÓLEO

EXTRACCION POR GASEXTRACCION POR GAS

•DEFINICION: USO DEL GAS BAJO PRESIÓN PARA AUMENTAR LA PRODUCCION DE UNPOZO

•ABASTECIMIENTO DE GAS

•SISTEMAS BASICOS DE EPG: FLUJO CONTINUO E INTERMITENTE

•VALVULAS DE EPG

•CONTROL DEL GAS DE INYECCION

•MEDICION DE PRESIÓN DE FLUJO

PRESIÓN DE PRESIÓN DE FUNCIONAMIENTOFUNCIONAMIENTO

DEBE SER SUFICIENTE PARA PRODUCIR UN VOLUMEN DESEADO DE FLUIDO CON UNA EFICIENCIA RAZONABLE.

SI EL GAS SE OBTIENE POR COMPRESION, LA P SELEECIONADA DEPENDE DE : PROFUNDIDAD DE OPERACIÓN, CANTIDAD DEFLUIDO QUE SE HA DE EXTRAER, TAMAÑO DEL COMPRESOR Y ASPECTOS ECONOMICOS DE LA COMPRESION.

EFICIENCIA (FACTORES EFICIENCIA (FACTORES IMPORTANTES)IMPORTANTES)

•ADAPTACION CORRECTA DEL EQUIPO EN SUPERFICIE Y EL CONTROL DEL GAS INYECTADO

•PERDIDA DE GAS QUE SE ESCAPA POR UN REVESTIMIENTO IMPERFECTO O CONDICIONES DE SUPERFICIE DEFECTUOSAS

•OBTURADORES SOLO COMO MEDIDAS DE SGURIDAD.

•VELOCIDAD INADECUADA DE LA COLUMNA DE PETRÓLEO

•INSUFICIENTE PRESIÓN DIFERENCIAL A TRAVES DE LA VALVULA DE EXTRACCION POR GAS

•ESCAPE DE GAS DE LA COLUMNA DE FLUIDO ANTES DE QUE ESTA SE DESCARGUE EN LA SUPERFICIE

RESBALAMIENTORESBALAMIENTO

FLUJO INTERMITENTEFLUJO INTERMITENTE

•PARA POZOS QUE NO PUEDEN HACERSE PRODUCIR ECONOMICAMENTE POR FLUJO CONTINUO.

•LA VALVULA INYECTA LA MAYOR CANTIDAD DE GAS DE LA MANERA MAS RAPIDA POSIBLE.

•EL MISMO VOLUMEN DE FLUIDO QUE ENTRA AL POZO DESDE EL YACIMIENTODURANTE EL CICLO SE OBTIENE EN LA SUPERFICIE DURANTE EL CICLO DE PRODUCCION.

FLUJO CONTINUOCONTINUO

•GENERALMENTE SE PREFIERE FLUJO CONTINUO PARA POZOS QU TENGAN LA CAPACIDAD DE AGUANTARLO.

•SE INYECTA GAS SIN CESAR DENTRO DEL ANULO, ACIENDOLO FLUIR DENTRO DE LA TUBERIA DE PRODUCCION.

•EL GAS AIREA EL FLUIDO EN LA TUBERIA DE PRODUCCION Y ESTE SE DESCARGA CONTINUAMENTE EN SUPERFICIE

• CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN DEL POZO.

– Conocer el potencial de productividad del pozo mediante el calculo del índice de productividad (IP)

• LUGAR DONDE DEBE INYECTARSE EL GAS DENTRO DE LA TUBERÍA.

– Profundidades a las cuales se se instalaran las válvulas que permitan realizar la inyección.

• PRESIÓN

– Cálculos de presión de inyección y presión de producción del yacimiento.

• TIPO DE FLUJO

– Selección del tipo de flujo, continuo o intermitente según la clasificación del pozo.

PUNTOS BASICOSPUNTOS BASICOS

PRESIONES DEL PRESIONES DEL YACIMIENTOYACIMIENTO

ALTAS 70% o mas de la prof. del pozoINTERMEDIAS 40-70% de la prof. del pozoBAJAS menor que el 40% de la prof.

del pozo

ALTO En exceso de 1

INTERMEDIO De 0.30 a 1.00

BAJO Menor que 0.30

INDICES DE INDICES DE PRODUCTIVIDADPRODUCTIVIDAD

PRESION INDICE DE PROD. T. OPERACION

Alta Bajo Intermitente

Alta Intermedio *Cont. o Interm.

Alta Alto Continuo

Intermedia Bajo Intermitente

Intermedia Intermedio **Cont o Interm

Intermedia Alto Continuo

Baja Bajo Intermitente

Baja Intermedio Intermitente

Baja Alto Intermitente

*Depende del volumen deseado y la presión de funcionamiento

**F.continuo solo si la presión es suficiente para sostener la columna para el volumen de producción deseado.

TIPOS DE INSTALACIONTIPOS DE INSTALACION

SEMICERRADSEMICERRADAA

•SE INSTALA UN EMPAQUE SIN VALVULA FIJA.

•LAS CARACTERISTICAS DEL POZO DEBEN SER: PRESIÓN ESTATICA DE FONDO ALTA O MEDIA Y UN BAJO PI.

CERRADACERRADA

•EMPAQUE Y VALVULA FIJAS

•ES UNA NECESIDAD EN POZOS CON ALTO O MEDIO PI Y MEDIA O BAJA PRESIÓN DE FONDO.

•PRINCIPIOS BÁSICOS

– FUERZAS DE CERRADO• Domo cargado con la presión de un gas

comprimido• Resorte comprimido

– FUERZAS DE ABERTURA

• Presión del gas en el anulo del revestimiento• Presión hidrostática de la columna de fluido en

tubería

VALVULAS PARA EXTRACCION POR VALVULAS PARA EXTRACCION POR GASGAS

DISEÑO MECÁNICO DE VÁLVULASDISEÑO MECÁNICO DE VÁLVULAS

• GAS LIFT POR FLUJO CONTÍNUOVálvula de operación por presiónVálvula de presión diferencial

• GAS LIFT POR FLUJO INTERMITENTE

Control por presión (válvulas por presión)Control por presión (fluido en el tubing)

1. Flujo continuo pag. 5B-10

• 2. Flujo intermitente pag. 5B-37

FUERZAS SOBRE LA VÁLVULAFUERZAS SOBRE LA VÁLVULA

• Gráfica pag. 5B-12

Válvula cerrada

• Fuerza para cerrar la válvula:

F1 = Pd A1• Fuerza para abrir la

válvula:

F2 = Pc(A1-A2)+Pt·A2• En equilibrio:

PdA1=Pc(A1-A2)+PtA2



Válvula Abierta

• Fuerza que mantiene la válvula abierta:

F3 = Pc (A1-A2)+PtA2



Válvula montaje ensayo

• Fuerzas de cierre:

F1 = Pd·A1• Fuerza de apertura:

F4 = Ptr (A1-A2) + 0• Al abrirse hay

equilibrio:(F1=F4)

PdA1 = Ptr (A1-A2)


VALVULA VALVULA GRANDEGRANDE

• Area fuelle: 0.765 in2

• Area disco: (3/8”)

0.11 in2 (A2)• R1 = A1/A2 = 1.0• R2 = A2/A1 = 0.144• R1-R2 = 0.856

VALVULA VALVULA PEQUEÑAPEQUEÑA

• Area fuelle: 0.314 in2

• Area disco: (1/4”)

0.049 in2

• R1 = 1.0• R2 = 0.156• R1-R2 = 0.844

APLICACIÓNAPLICACIÓN• P = 600 psi

• T = 60ºF

• Depth = 3000’

• Gradiente promedio de flujo = 0.10 psi/ft

• Contrapresión = 50 psi

• T operación = 120ºF @ 3000’

• G.E. gas = 0.65

Se pide:

• Presión en el domo @ 60ºF

• Presión existente en el domo a @ 120 ºF

• Presión de flujo del tubing

• Presión de abertura de válvula @ 3000’

• Presión de abertura de válvula para GF= 0.09 y 0.11

ESPACIADO DE LAS VALVULASESPACIADO DE LAS VALVULAS

• Tipo de válvula de gas lift a ser utilizada

• Si el pozo va a ser o no descargado a una fosa.

• El nivel de fuído estático en el pozo

• Si se dispone o no de un suministro ilimitado de gas para propósitos de descarga

PROFUNDIDADES DE LAS VALVULAS PROFUNDIDADES DE LAS VALVULAS EN FLUJO CONTINUOEN FLUJO CONTINUO

Primera Válvula

Segunda Válvula

Válvula Final

Gs

PPL whko 1

Gs

PPLL tc 11

12

fa

ocabezalpozfinal G

PPPoL

DISEÑO DE GAS LIFTDATOS DEL POZO

• Tamaño del tubing 2.5”

• Caudal deseado 600 bpd

• Profundidad de las perforaciones 5500 ft

• Profundidad del empaque 5000´

• Pwh 50 psig

• Presión de inyección en superficie 800 psig

• Presión de inyección en el fondo 903 psig

• Presión de kickoff (Pko) 850 psig

• BSW 60%

• G.E.w 1.074

• G.E.g 0.65

• Gravedad del petróleo 35o API

• Gs 0.465 psi/ft

• Temperatura en superficie 80 oF

• Temperatura en el fondo 130 oF

• GLR 500 SCF/BBL

PROCEDIMIENTOPROCEDIMIENTO1. Se dibuja la línea de inyección, desde superficie hasta las perforaciones.

2. Seleccionar el gradiente de presión de flujo y dibujarlo. Fig. C-108.

3. Calcular y graficar la línea de profundidad de la primera válvula:

LL11 = (Pko - Pwh) / Gs = (Pko - Pwh) / Gs

LL11 = (850 - 50) / 0.465 = (850 - 50) / 0.465

LL11 = 1720.43 = 1720.43

Registrar PtRegistrar Ptmínmín @ L @ L11 y P y Pii @ L @ L11

PtPtmínmín @ L @ L11 = 215 Psig = 215 Psig

PPii @ L @ L11 = 830 Psig = 830 Psig

4. Hallar la temperatura @ L1

T @ LT @ L11 = Ts + (L = Ts + (L11 * (T * (Tbfhbfh - Ts)/L) - Ts)/L)

T @ LT @ L11 = 80 + (1720.43 * (130 - 50)/5500) = 80 + (1720.43 * (130 - 50)/5500)

T@ LT@ L11 = 95.6 ºF = 95.6 ºF

• Hallar el mínimo GLR requerido, con la Fig. C - 108

Con Ptmín @ L1 y L1 + hequiv

GLRGLRREQREQ = 250 SCF / BBL = 250 SCF / BBL

• Hallar Cgt

Cgt = 0.0544 * G.E.Cgt = 0.0544 * G.E.g g * (T @ L* (T @ L11 + 460) + 460)

Cgt = 0.0544 * 0.65 * (95.6 + 460)Cgt = 0.0544 * 0.65 * (95.6 + 460)Cgt = 1.033Cgt = 1.033

• Calcular el volumen de gas que se debe inyectar

Q = Cgt * BPD * GLRQ = Cgt * BPD * GLRREQREQ

Q = 1.033 * 600 * 250Q = 1.033 * 600 * 250Q = 154.95 MCFDQ = 154.95 MCFD

5. Determinar el puerto de la válvula

PPdowndown / P / Pupstreamupstream = Pt = Ptmínmín @ L @ L11 / P / Pii @ L@ L11

215 / 830 = 0.26215 / 830 = 0.26Q = P * C * K

Donde P Pi @ L1

C Cte. Que depende del puerto de la válvula, Tabla K Cte. Gráfica Nº4

Puerto escogido 3/32Q = 830 * 0.405 * 0.468Q = 830 * 0.405 * 0.468

Q = 157.31Q = 157.31

Si Q de 5 > Q de 4 el puerto sirve; sino se cambia.

6. Graficar la línea de P a 50 psig de la línea de presión de inyección

7. Trazar la línea de gradiente estático Gs.

8. Localizar la válvula 2. Trazando una paralela al gradiente estático, desde

Ptmín @ L1 hasta la línea de P. Y se registra L2, Ptmín @ L2

LL22 = 3050 ft = 3050 ft


PPii @ L @ L22 = 855 Psig = 855 Psig

9. Hallar GLRREQ, T @ L2, Cgt y Q


T @ LT @ L22 = 107.7 ºF = 107.7 ºF

Cgt = 1.044Cgt = 1.044

Q = 313.2 MCFDQ = 313.2 MCFD

10. Hallar Ptmáx @ L1. Corte de línea desde Pwh hasta P en L2 con la línea de

L1

PtPtmáxmáx @ L @ L11 = 480 Psig = 480 Psig

11. Hallar el efecto adicional del tubingATE @ LATE @ L11 = (Pt = (Ptmáxmáx @ L @ L11 - Pt - Ptmínmín @ L @ L11) * TEF) * TEF

Donde TEF Factor efecto del tubing con puerto 3/32 = 0.07Donde TEF Factor efecto del tubing con puerto 3/32 = 0.07

ATE @ LATE @ L11 = (480 - 215) * 0.07 = (480 - 215) * 0.07

ATE @ LATE @ L11 = 18.55 = 18.55

12. Calcular la presión de operación de la válvula 2Po @ LPo @ L22 = P = Pii @ L @ L22 - ATE @ L - ATE @ L11

Po @ LPo @ L22 = 855 - 18.55 = 855 - 18.55

Po @ LPo @ L22 = 836.45 = 836.45

13. Hallar el puerto óptimo de la válvula 2

PtPtmínmín @ L @ L22 / Po @ L / Po @ L22

360 / 836.45 = 0.43360 / 836.45 = 0.43

Q = P * C * KQ = 836.45 * 1.125 * 0.468Q = 836.45 * 1.125 * 0.468

Q = 440.4 MCFDQ = 440.4 MCFD

Puerto de 5/32

14. Graficar la línea P - ATE @ L1

15. Localizar la válvula 3 trazando una paralela a Gs desde Ptmín @ L2 hasta

P - ATE @ L1 y registrar L3, Ptmín @ L3, Pi @ L3

LL33 = 4020 ft = 4020 ft


Pi @ LPi @ L33 = 875 Psig = 875 Psig

16. Estimar GLR, T@ L3, Cgt y Q


T @ LT @ L33 = 116.5 ºF = 116.5 ºF

Cgt = 1.053Cgt = 1.053

Q = 347.5 MCFDQ = 347.5 MCFD

17. Determinar Ptmáx @ L2 hallando el corte con la línea de la válvula 2

PtPtmáxmáx @ L @ L22 = 620 Psig = 620 Psig

18. Hallar el efecto del tubing en L2

ATE @ LATE @ L22 = 54.6 = 54.6

ATE @ LATE @ L22 = 73.15 = 73.15

19. Hallar la presión de operación de la válvula 3

Po @ LPo @ L33 = P = Pii @ L @ L33 - - ATE @ LATE @ L22

Po @ LPo @ L33 = 801.85 = 801.85

20. Determinar el puerto de la válvula 3

PtPtmín mín @ L@ L33 / Po @ L / Po @ L33

490 / 801.85 = 0.61490 / 801.85 = 0.61Q = P * C * KQ = P * C * K

Q = 801.85 * 1.125 * 0.46Q = 801.85 * 1.125 * 0.46Q = 414.95 MCFDQ = 414.95 MCFD

Puerto de 5/32

21. Siguiendo los mismos pasos para la válvula anterior, se hallan los datos de la válvula 4

LL44 = 4600 ft = 4600 ft PtPtmáxmáx @ L @ L33 = 680 Psig = 680 Psig

PtPtmín mín @ L@ L44 = 580 psig = 580 psig ATE @ LATE @ L33 = 39.9 = 39.9

PPii @ L @ L44 = 890 Psig = 890 Psig ATE @ LATE @ L33 = 113.05 = 113.05

GLRGLRREQREQ = 500 SCF /BBL= 500 SCF /BBL Po @ LPo @ L44 = 776.95 = 776.95

T @ LT @ L44 = 121.8 ºF = 121.8 ºF Q = 358.4 MCFDQ = 358.4 MCFDCgt = 1.05Cgt = 1.05 Puerto 5/32Puerto 5/32Q = 315 MCFDQ = 315 MCFD

VÁLVULA PROFUNDIDAD Pt mín Pt máx Pi TEMP. Q Po PUERTO

(pies) (psig) (psig) (psig) (ºF) (MCFD) (psig) (pulgadas)

1 1720 215 480 830 95.6 155 3/322 3050 360 620 855 107.7 313.2 836 5/323 4020 490 680 875 116.5 347.5 801.9 5/324 4600 580 890 121.8 315 777 5/32

TABULACIÓN DE DATOS FINALES DEL DISEÑO DE GAS LIFT

bombeo gas lift

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