curso de sistemas de transporte bombeo multifasico

Bombeo multifásico

Motivación

Factor de Factor de Costos de Costos de

SHASHA

Bombeo Bombeo Factor de Factor de recobrorecobro

Costos de Costos de operaciónoperación

Costos de Costos de InversiónInversión

Bombeo Bombeo mutifásicomutifásico

Comparación de sistemas

Planta de Planta de tratamiento tratamiento

de aguade agua

Gas de exportació

n

Agua a disposició

n

Crudo a

Compresión

Bomba de agua

Bomba de crudo

Separador de producción

Deshidratación

Crudo a exportació

n

Bomba de crudo

Mezcla a exportació

n

Bomba multifásica

Estación de flujo multifásica

Cantidades útiles

[ ] [ ] [ ]( )[ ] Rº520psiap

Z460FºTpsia7.14PCSDQPCDQ

in

inscreal gas ⋅

⋅+⋅⋅=

[ ] [ ]PCBbl

178.0PCDQsBblEquivGaQ real gasreal gas ⋅=

Barriles equivalentes de gasBarriles equivalentes de gas

[ ] [ ] [ ] [ ]BPDQBPDQBEDQBEDQ woreal gastotal ++=

[ ][ ]BEDQ

BEDQGVF

total

gas=

Barriles equivalentes totalesBarriles equivalentes totales

Gas Void Fraction (fracción volumétrica de gas)Gas Void Fraction (fracción volumétrica de gas)

Ejercicio

� Datos:

� Presión = 135 lpca

� Temperatura = 150 °F

� Flujo de gas = 6 MMPCSD

� Flujo de crudo = 32 MBPD

Factor de compresibilidad del gas = 0.975� Factor de compresibilidad del gas = 0.975

� Calcular:

� Barriles equivalentes totales

� GVF

Clasificación

Bombas multifásicas

Desplazamiento positivo

Rotodinámicas Bombas jet

Reciprocantes Rotativas

Bombas de transferencia de

masa

RAMPump

Doble tornillo

Bomba de cavidades

progresivas

HelicoaxialCentrífugas multietapas

Tipos de bombas multifásicas

Bombas de doble tornillo

VentajasVentajas DesventajasDesventajas

Pueden manejar GVF hasta 100% 4 sellos mecánicos

Tasas de flujo hasta 440.000 BPD

Manejan altas viscosidades y temperaturas

∆p de hasta 1400 psi

Bob Heyl. Multiphase pumping. 24th international pump users symposium

Bomba doble tornillo. 60.000 bpd, 250 HP, API plan 32


Bombas de cavidades progresivas


Pueden manejar cierta cantidad de sólidos Problemas de elastómero con T>300ºF

Tasas de flujo hasta 11.000 BPD No pueden operar “en seco”

Manejan viscosidades altas Contacto rotor – estator


Bombas de transferencia de masa

Shippen y Scott. Multiphase as an alternative to conventional separation, pumping and compression. 34th PSIG annual meeting

RAMPump


Bomba helicoaxial


Altas velocidades 4000-6800 rpm Potencial de erosión ante sólidos

Tasas de flujo hasta 560.000 BPD Alto esfuerzo de corte

Manejan GVF e hasta 100%


Ensamblaje del rotor de bomba helicoaxial


Bomba helicoaxial de 7 etapas. 125.000 bpd, 700 HP


Bomba helicoaxial submarina


Bomba centrífuga multietapas


Adecuada para baja viscosidad Inadecuada para alta viscosidad

Altas tasas de flujo. Hasta 200,000 BPD GVF<65%

Costo relativamente bajo Potencial erosión ante sólidos

Manejan altas temperaturas Posible formación de emulsiones


Análisis nodal típico

Martin y Scott. SPE 77500. Modeling reservoir / tubing / pump interaction identifies best candidates for multiphase pumping

Efecto de la bomba multifásica sobre el sistema de producción

Efecto de la contrapresión inicial sobre la respuesta del pozo


Efecto de la contrapresión inicial sobre la reducción de presión requerida para un mismo incremento de producción


Efectos sobre el recobro y abandono


Selección de candidatos para bombeo multifásico

( )wfro ppJq −⋅=

Jdpdq

wf

o −=

Pozos de crudo en flujo monofásico, de un yacimiento subsaturado

Respuesta de la tasa de flujo ante cambios en la presión de fondo:

wf

( )n2wf

2r

ri

r'oio pp

pp

Jq −⋅⋅=

La mayoría de los yacimientos producen por debajo del punto de burbuja. Se deben usar ecuaciones para flujo bifásico!Fetkovich:

( ) 1n2wf

2r

ri

wfr'oi

wf

o ppppp

J2dpdq −

−⋅⋅⋅⋅−=

• n~0.5: Flujo no Darcy, limitaciones entubería de producción. Respuestapobre

• n~1.0: Flujo Darcy. Respuesta buena

• n~0.5: Flujo no Darcy, limitaciones entubería de producción. Respuestapobre

• n~1.0: Flujo Darcy. Respuesta buena

Ejercicio

� Datos:

� Un desarrollo de un campo de crudo liviano (40°API) en tierra, con una RGL de 350 PCS/Bbl (γ

g= 0.75).

� Presión de burbuja = 1800 psia

� Presión de yacimiento = 5000 psia. Temperatura de yacimiento = 200°F. IP = 5 Bbl/∆psi

� Tasa de producción = 10 MBPD

� Presión de fondo fluyente = 3000 psi. � Presión de fondo fluyente = 3000 psi.

� Pozo: 10,000 pie vertical, tubing de 4.8” dentro de un casing de 7”

� Superficie:

� Separador @ 200 psia

� Bomba multifásica de doble tornillo con DP máximo de 500 psi

� Velocidad superficial de líquido 1 – 35 pie/s

� Determine

� Tamaño óptimo de línea

� Potencia de la bomba multifásica

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