REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NÚCLEO CARABOBO EXTENSIÒN LA ISABELICA
Prof. Juan Herrera Materia: Ingeniería de
Producción II.
Sección: PET- 003- D. Semestre: VIII
Carrera: Ing. De Petróleo. FLUJO NATURAL DE UN YACIMIENTO
FLUJO NATURAL DE UN YACIMIENTO
DE HIDROCARBUROS
•
El proceso de producción de un pozo de petróleo se inicia desde el instante en que los fluidos comienzan a moverse desde el radio externo de drenaje del yacimiento y termina cuando son recolectados en la estación de flujo. Los fluidos transportados pierden energía en el yacimiento, en el pozo y en la línea de flujo que los lleva a la estación recolectora.CAPACIDAD DE PRODUCCI
CAPACIDAD DE PRODUCCIÓÓN N
SEPARADOR
6138’
COMPLETACIÓN
7544’ -8672’
LINEA DE FLUJO
7435’
Pws Pwfs
Pwf
Pwh Psep
A través de la completación se consume un
∆∆∆∆P = Pwfs-Pwf.
Si la presión fluyente en el fondo del pozo, Pwf, es lo suficientemente alta para vencer el peso de la columna de fluido y la fricción en la tubería de producción, el fluido llegará al cabezal con una presión Pwh.
La presión fluyente en el cabezal debe ser lo suficientemente alta para llevar los fluidos hasta la estación de flujo donde la contrapresión es la impuesta por el separador.
Pestática promedio (Pws) PRESIÓN DE ENTRADA:
El proceso de producción comienza en el yacimiento cuando el área de drenaje es sometida a un diferencial de presión, Pws-Pwfs.
Pws ql
Pwf Oferta Demanda Pwf ql Pwf
Pws ql
Pwf Oferta Demanda Pwf ql Pwf
CAPACIDAD DE PRODUCCI
Luego de haber realizado la perforación, el pozo está en condiciones de producir. En este momento puede ocurrir que el pozo sea puesto en funcionamiento por surgencia natural, lo que no ocurre en la mayoría de las perforaciones. Dependiendo de varias circunstancias, tales como la profundidad del yacimiento, su presión, la permeabilidad de la roca reservorio, etc., el fluido llegará a la superficie con caudales satisfactorios o no satisfactorio.
De tal manera, que la capacidad de producción del sistema responde a un balance de energía, donde la suma de las perdidas de energía, expresada en forma de presión de cada componente, es igual a la perdida total.
Ingeniería de Producción II CAPACIDAD DE PRODUCCI
∆∆∆∆PY = Pws - Pwfs = Caída en el yacimiento
∆∆∆∆PC = Pwfs - Pwf = Caída en la completación
∆∆∆∆PP = Pwf - Pwh = Caída en el tubing
∆∆∆∆PL = Pwh - Psep = Caída en la línea de flujo
Pws Pe Pwfs
Pwf
∆∆∆∆PY = (Pws - Pwfs)
∆∆∆∆PC = (Pwfs - Pwf)
∆∆∆∆PP = Pwf - Pwh
∆∆∆∆PL = (Pwh - Psep)
Psep
Gas Liquido
Tanque
∆∆∆∆PT = Pws - Psep = Caída de presión total Pwh
+
CAPACIDAD DE PRODUCCI
CAPACIDAD DE PRODUCCIÓÓNN
La producción disponible representa la producción de hidrocarburos (petróleo y gas) disponible para ser producida en forma inmediata a través de pozos operativos que estén conectados a instalaciones de producción igualmente operativas.
El potencial de producción se define como la producción disponible mas la producción que ha sido temporalmente cerrada por razones extraordinarias como mantenimiento de las instalaciones mayores de producción y recolección, pero que estará disponible en menos de noventa días consecutivos.
CAPACIDAD DE PRODUCCI
CAPACIDAD DE PRODUCCIÓÓNN
EL SISTEMA DE PRODUCCION de los pozos puede verse como una cadena de elementos, la cual permite que el crudo fluya desde el yacimiento hasta los equipos instalados en la superficie.
El Sistema es capaz de transportar los fluidos producidos por el yacimiento desde el fondo del pozo hasta la superficie de dos formas o maneras.
FLUJO NATURAL
Cuando la presión del yacimiento es suficiente para elevar los fluidos a la superficie, de modo que el pozo fluya libremente sin necesidad de utilizar una fuente de energía externa, se dice que el pozo es capaz de producir por flujo natural.
LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL
FLUJO NATURAL
FLUJO NATURAL
Cuando la energía del yacimiento es suficiente para completar el proceso de
producción, se dice que el pozo produce por flujo natural
Inicialmente, la energía del yacimiento es, por lo general muy alta y el pozo
producirá por flujo natural altos caudales de líquidos
Con el tiempo, la energía del yacimiento será insuficiente para
levantar los fluidos desde el fondo hasta la superficie y el pozo dejará de producir por flujo
MECANISMOS NATURALES DE PRODUCCI
MECANISMOS NATURALES DE PRODUCCIÓÓNN
•Expansión de Rocas y Fluidos
•Gas en Solución
•Capa de Gas
•Empuje Hidráulico
•Segregación Gravitacional
•Compactación
•Expansión o Agotamiento
•Empuje Hidráulico
•Mecanismos Combinados
•Mecanismos Combinados
YACIMIENTOS DE PETRÓLEO
YACIMIENTOS DE GAS
El sistema de producción esta compuesto por cuatro módulos principales:
Yacimiento
Completación
Pozo
Línea de Flujo en la superficie
Existe una presión de partida de los fluidos en ese proceso de producción que es la presión estática del yacimiento, y una presión final de entrega que es la presión del separador en la estación de flujo.
La perdida de energía a través de cada componente es función de las características de los fluidos producidos, y especialmente, del caudal
de flujo transportado.
SISTEMA DE PRODUCCI
COMPONENTES DEL SISTEMA Y PERFIL DE PRESIONES
COMPONENTES DEL SISTEMA Y PERFIL DE PRESIONES
LA OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE PRODUCCIÓN TIENE POR FINALIDAD OPTIMAR LA PRODUCCIÓN DE CRUDO Y GAS, Y LA ENERGIA DISPONIBLE PARA EL LEVANTAMIENTO Y ESTIMULACIÓN MEDIANTE LA DEFINICIÓN DE LOS MÉTODOS DE PRODUCCIÓN , ESTABLECIMIENTOS DE ESTRATEGIAS, EL
ANÁLISIS CONTROL Y SEGUIMIENTO DEL PROCESO,
ADMINISTRACIÓN DE LA INFORMACIÓN DE CAMPO,
DIAGNÓSTICO A POZOS / REVISIÓN DE POTENCIAL, DETECCIÓN Y REDUCCIÓN DE DIFERIDA; A FIN DE EMITIR LAS ACCIONES Y
RECOMENDACIONES NECESARIAS PARA CUMPLIR LOS
COMPROMISOS ADQUIRIDOS CON LA COORDINACIÓN
YACIMIENTO COMPLETACIÓN
Pws
LINEA DE FLUJO
O P
O Z
2.- Se repite el paso anterior para otros valores asumidos de ql, y se
construye la curva de Oferta de energía del Sistema.
Pwfs Pwf
1.- Dado un valor de ql en superficie se determina Pwfs y Pwf a partir
de la Pws, luego se tabula y grafica Pwf vs. ql.
ql Pwfs Pwf
ql
Pwf
Oferta
Demanda
3.- Similarmente para cada valor de qlen superficie se determina Pwh y
Pwf a partir de la Psep y se construye la curva de Demanda.
Psep Pwh Pwf Pwf Pwf Pwf Pwh Pwf ql Pwf
Capacidad de Producción del Sistema.
Pwf
AUMENTANDO OFERTADEMANDA
OFERTA
q
1q
2Pws
Psep Pwf crit.
Ing. de Yacimiento
Ing. de Producción
sinergia
q
L = J ( Pws - Pwf )DISMINUYENDO
LA DEMANDA
ÍNDICE DE PRODUCTIVIDAD
Es la relación entre la tasa de producción y el diferencial de presión disponible para el flujo, que indica que tan buen productor es un pozo. Es útil porque mediante él se puede predecir el comportamiento de la producción e implementar el método de levantamiento más adecuado, además permite detectar si hay problemas que no son del pozo, esto ocurre cuando hay un buen índice y la producción es baja. Se define por:
J
====
q
)
(
Pe
−−−−
Pwf
(bpd/lpc)
Valores típicos de Índice de Productividad (J ):
BAJO PROMEDIO ALTO
0.5 1.0 2.0
Un pozo es altamente productivo cuando J > 2.
EFICIENCIA DE FLUJO (EF ):
Se define como la razón que existe entre el Índice de Productividad Real y el Ideal.
EF
====
J
J
REAL IDEALJ
J
S>0 S= 0====
DISMINUCI
DISMINUCIÓÓN DE LA CAPACIDAD DE PRODUCCIN DE LA CAPACIDAD DE PRODUCCIÓÓN N
A través del tiempo, la oferta de energía del yacimiento en el fondo del pozo puede reducir a consecuencia de la disminución de presión estática y del índice de productividad. Adicionalmente, la demanda de energía en el fondo puede aumentar a consecuencia del incremento del porcentaje de agua. En ambos casos, el resultado es que la capacidad de producción del sistema disminuye.
