guia de analisis nodal

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ANALISIS NODAL 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, y consiste en dividir este sistema de producción en nodos de solución para determinar 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, por lo general 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 y presión para diferentes condiciones de operación. Utilidad del Análisis Nodal en la Industria Petrolera: El Análisis Nodal ha sido reconocido en la industria petrolera como un medio adecuado para el diseño y evaluación, tanto en pozos fluyentes como en pozos que cuentan con un sistema artificial de producción, debido a las necesidades cada vez mayores de producir energéticos. El Análisis Nodal se evalúa un sistema de producción dividiéndose en tres componentes básicos: a.- Flujo a través de un medio poroso (como el yacimiento por ejemplo), considerando el daño ocasionado por los lodos de perforación cemento, etc. b.- Flujo a través de la tubería vertical, considerando cualquier posible restricción, como empacamiento, válvulas de seguridad, estranguladores de fondo, etc. c.- Flujo a través de la tubería horizontal (línea de descarga), considerando el manejo de estranguladores en superficie

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ANALISIS NODALEl anlisis nodal de un sistema de produccin, realizado en forma sistemtica, permite determinar el comportamiento actual y futuro de un pozo productor de hidrocarburos, y consiste en dividir este sistema de produccin en nodos de solucin para determinar cadas de presin, as como gasto de los fluidos producidos, y de esta manera, poder determinar las Curvas de Comportamiento de Afluencia y el potencial de produccin de un yacimiento. Como resultado de este anlisis se obtiene, por lo general un incremento en la produccin 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 dimetro ptimo de las tuberas de produccin, del estrangulador, y lnea de descarga por el cual debe fluir dicho pozo, as como predecir su comportamiento de flujo y presin para diferentes condiciones de operacin.Utilidad del Anlisis Nodal en la Industria Petrolera:El Anlisis Nodal ha sido reconocido en la industria petrolera como un medio adecuado para el diseo y evaluacin, tanto en pozos fluyentes como en pozos que cuentan con un sistema artificial de produccin, debido a las necesidades cada vez mayores de producir energticos. El Anlisis Nodal se evala un sistema de produccin dividindose en tres componentes bsicos:a.- Flujo a travs de un medio poroso(como el yacimiento por ejemplo), considerando el dao ocasionado por los lodos de perforacin cemento, etc.b.- Flujo a travs de la tubera vertical, considerando cualquier posible restriccin, como empacamiento, vlvulas de seguridad, estranguladores de fondo, etc.c.- Flujo a travs de la tubera horizontal(lnea de descarga), considerando el manejo de estranguladores en superficieLos resultados del Anlisis del sistema no solamente permitirn la definicin de la capacidad de produccin de un pozo para una determinada serie de condiciones, si no tambin muestran los cambios en cualquiera de los parmetros que afectan el comportamiento. Por lo tanto el resultado neto es la identificacin de los parmetros que controlan el flujo del sistema de produccin.

Principal Objetivo de Anlisis Nodal: El objetivo del Anlisis Nodalde sistemas de produccin radica en la combinacin de los distintos componentes de un pozo de gas o petrleo, como por ejemplo: medio poroso, revestidores, tuberas de inyeccin/produccin, cabezal del pozo, reductores, lneas de flujo, vlvulas de seguridad y separador entre otros, todo esto, con el propsito de predecir la capacidad del sistema de produccin

Nota: En este grafico se puede apreciar las cadas de presin en cada punto desde la produccin del fluido desde el subsuelo hasta la superficie, cada cada de presin representa idealmente un nodo donde tendremos comportamientos para evaluar graficas de oferta contra demanda.

P4 = (Pwh Psep) donde:Psep= Presin del separadorPwh= Presin del cabezal del pozoP3 = (Pwf Pwh) donde:Pwf= Presin de fondo fluyentePwh= Presin del cabezal del pozoP1 = (Pr Pwfs) donde:Pr= Presin del Reservorio o YacimientoPwfs= Presin de fondo estticaP2 = (Pwfs Pwf) donde:Pwf= Presin de fondo fluyentePwfs= Presin de fondo esttica

Nota: En este esquema se puede apreciar todos los componentes que contiene un sistema de produccin, incluyendo las presiones que forman parte del proceso de produccin.CURVAS DE OFERTA Y DEMANDAEl sistema est conformado bsicamente 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 matemticas para el clculo del inflow se basan generalmente en modelos de ndice de productividad, la ecuacin de Darcy, Vogel, Jones y Forchheimer, mientras que la curva de levantamiento puede ser calculada con las correlaciones de Hagerdon & Brown, Beggs & Brill, Duns & Ros (que son las tradicionales, por as decirlo). La interseccin de estas dos en la grfica de Pwf vs. q es la condicin actual de operacin del pozo en estudio. Ahora bien, las curvas de VLP se van a encontrar influenciadas por dos fenmenos que ocurren a nivel de pozo: la primera es el efecto de holdup, que no es ms que es resbalamiento de lquido producto de los cambios termodinmicos dentro del tubing que no pueden ser levantado por la columna de fluidos (por ejemplo el gas, de un pozo de gas condensado) y el segundo factor es ms que todo, el efecto de friccin que ocurre entre el fluido y algunos componentes mecnicos del pozo (niples de asiento, vlvulas SSSV, crossover, etc). Generalmente, cuando se hace un estudio de anlisis nodal se debe observar estos dos fenmenos de acuerdo a los parmetros de ajustes que tiene internamente cualquier simulador. Estos parmetros deben ser aproximadamente igual a la unidad, con un margen de error permisible de un 10%.

OPTIMIZACIN GLOBAL DEL SISTEMA

Una de las principales aplicaciones de los simuladores del proceso de produccin es optimizar globalmente el sistema lo cual consiste en eliminar o minimizar las restricciones al flujo tanto en superficie como en el subsuelo, para ello es necesario la realizacin de mltiples balances con diferentes valores de las variables ms importantes que intervienen en el proceso, para luego, cuantificar el impacto que dicha variable tiene sobre la capacidad deproduccin del sistema.La tcnica puede usarse para optimizar la Completacin del pozo que aun no ha sidoperforado, o en pozos que actualmente producen quizs en forma ineficiente. Para este anlisis de sensibilidad la seleccin de la posicin del nodo es importante ya que apesar de que la misma no modifica la capacidad de produccin del sistema, si interviene en el tiempo de ejecucin del simulador. El nodo debe colocarse justamente antes (extremo aguas arriba) o despus (extremo aguas abajo) del componente donde se modifica la variable. Porejemplo, si se desea estudiar el efecto que tiene el dimetro de la lnea de flujo sobre laproduccin del pozo, es ms conveniente colocar el nodo en el cabezal o en el separador que en el fondo del pozo. La tcnica comercialmente recibe el nombre de Anlisis Nodal (Nodal Systems Analysis TM) ypuede aplicarse para optimarpozos que producenpor flujonatural o porlevantamiento artificial.