clase ii ejercicio

Ejercicios Gas Lift

Resolución de Ejercicios


Ejercicio: Determine la tasa de gas que pasa a través de un orificio de 3 1/64”cuando la Pg= 1000 Lpca, Pp = 800 Lpca, Tv= 160 °F y γg = 0.7


De la gráfica tenemos que:

Qgas = 40 Mpcd

Qgas graf = Qgas*FC

FC = 1,133

Qgas = 40 / 1,133 = 35,3 Mpcd

Rta/ La tasa de gas que pasa a través de un orificio de 3 1/64” equivale a 35.3 Mpcd


Ejercicio:

Determine la temperatura dinámica en una válvula instalada a 5000 pies en un pozo de 7000 pies de profundidad que produce 640 bpd con una tubería de 2-7/8”,

Nota: Asuma Ggeot = 15°F/Mpies y una Tsup = 95°F


De la figura:GradDINAMICO= 1.10 °F/100ft

La temperatura dinamica viene dada por:

Td = Tsup + GradDINAMICO * Profundidad

Td = 95 °F + (1.10 °F/100ft) * 5000 ft

Td = 95 °F + 55 °F

Td = 150 °F

Rta/ La temperatura dinámica de la válvula instalada a 5000 pies es de 150 °F


Ejercicio

Diseñe una instalación de Levantamiento Artificial por Gas para flujo continuo con válvulasoperadas por presión de gas (operadas por casing) para el siguiente pozo (Tsup=60°F):

Prof.yac.=10000 ft %BSW =50 Pko =1500 psi Gfm = 0.45 psi/pieDpack=9960 ft RGLform= 245 pcn/bn ΔPk =50 psi qdescarga = 200 bpdO.D tub.= 3 ½” Pwh = 100 psi ΔPs =50 psi Mandril = MMATyac.=236 °F qdiseño= 975 bpd ΔPvos =30 psi Fabric.= CamcoPws = 3000 psi γginy =0.7 Dvmín.= 500 ft RGLtotal = 1300 pcn/bn

PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE LAG CONTINUO.

El procedimiento se presentará en dos etapas: 1.- Espaciamiento de mandriles 2.- Selección y calibración de válvulas.

Es necesario establecer para cuantos bpd se va a realizar el diseño, y esto está en función de la Curva deComportamiento o Rendimiento y la disponibilidad de gas de levantamiento para el pozo en particular.


1.- Trazar la línea RGLTOTAL= 1300 pcn/bn

2.- Trazar la línea Dpack-60= 9900 ft

3.- Fije la presión de diseño de la instalación, también conocida como la presión de arranque (Pko), esta presión es la máxima presión del gas disponible en el cabezal del pozo antes de arrancar la instalación (Dato de Campo):

Pko = 1500 psi (Dato dado)

4.- Determine la profundidad de la válvula superior o tope, Dv1:

• Con el valor de la Pko determine el gradiente de gas correspondiente a dicha presión: Gg@Pko.

• Utilizando la grafica del peso de gas en la columna de fluidos se tiene que: Gravedad Especifica del Gas =0,7 y Pko = 1500 psi


Gradiente de Gas @ Pko = 40 psi/1000 ft

Dv1 = (1500 psi – 100 psi – 50 psi) / (0,45 psi/ft – 0,04 psi/ft) = 3293 ft

5.- Fije la presión de apertura en superficie de la válvula 1 (Pvos1), sustrayéndole un diferencial de presión a la Pko

Pvos1 = Pko - ∆Pk => Pvos1 = 1500 psi – 50 psi => Pvos1 = 1450 psi

• Determine el Gradiente de Gas correspondiente a dicha presión Gg@Pvos1 (grafica arriba):Gg @ Pvos1 = 0,039 psi/ft


Presion@Dpack-60 = Pvos1 + Gg * (Dpack-60) = 1450 psi + 0,039 psi/ft * 9900 ft = 1836 psi

6.- Dibuje la curva de gradiente de gas con Pvos1 desde superficie, la curva de gradiente dinámico del fluido enel pozo para las condiciones de producción esperadas:

Dv1 = 3293 ft

• Determine y registre la presión del gas en el anular (Pg) y del fluido del pozo (Pp) a nivel de la válvula Dv1.

•La Pp1 es necesario leerla del gráfico mientras que para obtener la Pg1 es mejor usar la ecuación:Pg1 = Pvos1 + (Gg@Pvos1) * Dv1 Pg1 = 1450 psi + 0,039 psi/ft * 3293 ft Pg1 = 1578 lpc


• Fije las presiones de apertura del resto de las válvulas en superficie:

Pvos2 = Pvos1 - ∆Pvos Pvos2 = 1450 – 30 lpc = 1420 psiPvos3 = Pvos2 - ∆Pvos Pvos3 = 1420 – 30 lpc = 1390 psiPvos4 = Pvos3 - ∆Pvos Pvos4 = 1390 – 30 lpc = 1360 psi

• Determine el Gradiente de Gas correspondiente a dichas presiones “Gg@Pvosi” (gráficamente):

Gg @ Pvos2 = 0,038 psi /ft P @9900 = Pvos2 + Gg2 * 9900 psi = 1420 + 0,038 * 9900 = 1796 psiGg @ Pvos3 = 0,037 psi /ft P @9900 = Pvos3 + Gg3 * 9900 psi = 1390 + 0.037 * 9900 =1756 psiGg @ Pvos4 = 0,036 psi /ft P @9900 = Pvos4 + Gg4 * 9900 psi = 1360 + 0.036 * 9900 = 1716 psi


7.- Determine la profundidad del resto de las Válvulas. Para Dv2, trace una recta a partir de Pp1 con gradienteigual a Gfm y extiéndala hasta cortar la curva de gradiente de gas correspondiente a Pvos2 (Pvos1- ∆Ps ) y repitael procedimiento con el resto de las válvulas hasta alcanzar la profundidad del empaque menos 60 pies,obsérvese que para la válvula 3 se debe extender la recta de Gfm hasta Pvos3 y así sucesivamente:

Dv1 = 3293 ft

Dv2 = 6000 ft

Dv3 = 8200 ftDv4 = 9900 ft


8.- Determine y registre la presión del gas en el anular y del fluido del pozo a nivel de cada mandril espaciado

Pp1 = 430 lpc Pg1 = Pvos1 + (Gg@ Pvos1) . Dv1 = 1450 + 0.039 * 3293 = 1578 psi





8.- Selección y Calibración de válvulasQgas (Mpcnd) = (RGLt - RGLf) * ql(diseno) / 1000

A continuación se detalla paso a paso la selección y calibración de válvulas:

Pf1 = 3520 psiPf2 = 2540 psiPf3 = 1850 psiPf4 = 1250 psi

A partir de la válvula número 3 empieza a producir el pozo.


• Calcule a cada profundidad Dvi la RGL correspondiente al gradiente mínimo utilizando la tasa de producción de descarga mas la del yacimiento según la Pf (ql=qdesc+qyac).

a = 25,53 c1 = 0,795 c3 = 0,832b = 81,10 c2 = 0,816

Rgl grad min 1 = 494 pcn /bnRgl grad min 2 = 988 pcn /bnRgl grad min 3 = 1547 pcn /bn


• Calcule los requerimientos de gas para cada válvula. Para las válvulas de descarga se utiliza la siguiente formula:

Qiny= (RGLgrad.min. x ql) / 1000

Qiny1 = (494 x 1175) / 1000 = 580 MpcnQiny2 = (988 x 1175) / 1000 = 1160 MpcnQiny3 = (1547 x 1175) / 1000 = 1817 Mpcn

Qiny operadora= ((RGLtotal - RGLform) x ql diseño) / 1000

Qiny operadora= ((1300 - 245) x 975) / 1000 Qiny operadora = 1028 Mpcn


• Para cada válvula determine con Thornhill-Craver el diámetro del orificio

Entrar con Ppi, Pgi y Qinyi y leer el diámetro en 64avos de pulgadaSeleccione de la tabla del fabricante el asiento inmediato superior al orificio calculado en el paso anterior.

Aplicar la ecuación para hallar la presión del N2 en el fuelle a la profundidad de cada válvula:

Pb = Pg.(1-R) + Pp.R

Conocido el asiento lea el valor de la relación de áreas R de las tablas o manuales del fabricante y proceda acalibrar todas las válvulas con las ecuaciones correspondientes. Registre en una tabla el tamaño del asiento, R,Pb, Ct, Pb@60, Pg y Pvo en superficie, este último valor debe ir disminuyendo desde la primera hasta la últimaválvula. Dado que la válvula operadora no tiene que cerrar, se ha hecho muy común el uso de un orificio en elmandril operador, otros ingenieros recomiendan utilizar válvulas con menor calibración para evitar el cierre de lamisma por las fluctuaciones de presión en el sistema.


• Finalmente halle la presión de N2 a la cual cargara las válvulas en el taller:

Pb@60°F = Pb. Ct

Donde: Ct = 1/{1 + 0.00215*(Tv – 60)}

Con: Tvi(°F) = T(°F)fondo – Gt*(Proftotal-Profvalvulai)

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