Analisis nodal para pozos verticales de gas y condensado

Preparado por. Maria Elva Garcia Copana
Pwh
(psi)
Universidad Mayor de San Andrés
Facultad de Ingeniería
Ingeniería Petrolera
Postulante : Maria Elva García Copana
Asesor : Ing. Raúl Maldonado

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(psi)
OBJETIVOS
General
• Optimizar la producción de un pozo de gas y condensado a través
de un estudio analítico de caídas de presión en el sistema de
producción
Específicos
• Estudiar las caídas de presión mediante el Análisis Nodal
• Determinar el caudal a flujo abierto del pozo para obtener una
relación que indique el rendimiento del pozo
• Modificar variables en el sistema de producción para encontrar un
caudal óptimo productivo

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SISTEMA DE PRODUCCIÓN
• Un sistema de producción
incluye
 Reservorio
 Completacion
 Tubería de Pozo
 Facilidades de superficie
• El movimiento de los fluidos del
reservorio desde el reservorio
hasta la superficie requiere de
energía que pueda vencer las
fuerzas de fricción o caídas de
presión existentes en los
diferentes componentes
• La caída de presión de los fluidos
desde el reservorio hasta la
superficie es la presión inicial
menos la presión final del fluido

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• El caudal de fluido desde el reservorio hasta la
superficie depende de la caída de presión en el
sistema de tubería, que a la vez depende de la
cantidad de fluido que atraviesa la misma.
• La entrega de un pozo puede ser severamente
restringida por el rendimiento de uno de los
componentes del sistema de producción.
• Aislando el efecto de cada componente en el sistema
producción, es que se logra optimizar el rendimiento
del sistema de una manera mas económica

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• El análisis Nodal considera al sistema de producción como una
unidad, en la cual se selecciona un punto o nodo dentro de la
misma donde se establece que la presión de entrada y salida al
punto es la misma
• Un nodo es cualquier punto donde:
 Caudal de ingreso = Caudal de salida
 La presión en el nodo es única

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• Las presiones de Nodo son:
• La caída de presión varia con el caudal de producción
Ec. (2. 1 )

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Nodo Fondo Pozo
 INFLOW (flujo de entrada)
 OUTFLOW (flujo de salida)
wfresR PPP =∆−
wftubingckhorizlineasep PPPPP =∆+∆+∆+

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Nodo Cabeza de Pozo
 INFLOW (flujo de entrada)
 OUTFLOW (flujo de salida)
whtubingresR PPPP =∆−∆−
whckhorizlineasep PPPP =∆+∆+

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Procedimiento Básico
El procedimiento básico para efectuar un análisis nodal se resume
en los siguientes puntos:
 Determinar cuál de los componentes de un sistema de producción
pueden ser reemplazados para la optimización
 Elegir uno de los componentes a ser analizado
 Elegir la ubicación del nodo en el cual se efectuará los efectos del
cambio del componente seleccionado
 Escribir las expresiones para la entrada de flujo al nodo (INFLOW) y
salida del flujo del nodo (OUTFLOW)
 Medir los efectos del cambio en la capacidad de producción sobre
todo el sistema desarrollando las graficas INFLOW vs OUTFLOW
 Repetir el procedimiento para cada componente

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ANÁLISIS DEL RESERVORIO
• Se define a un reservorio como una acumulación subterránea,
comúnmente llamada trampa, donde se encuentra alojado el petróleo,
gas o una mezcla de ambos como un solo sistema hidráulico y
entrampado entre zonas impermeables

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Clasificación de Reservorios Gasiferos

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• Propiedades de la roca reservorio
 Porosidad
 Permeabilidad
 Saturación
• Propiedades de los fluidos
 Peso Molecular
 Densidad
 Factor de Compresibilidad
 Viscosidad
 Relación Gas Petróleo

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 Flujo Lineal  Flujo Radial
dx
dpAk
Avq
⋅
⋅⋅
−=⋅=
µ
L
PP
AkCq
⋅
−
⋅⋅⋅=
µ
21
hrA ⋅⋅⋅= π2 dr
dpk
hrq
⋅
⋅
⋅⋅⋅=
µ
π2
scq
AK
L
TzPP ⋅





⋅
⋅
⋅⋅⋅×=−
µ32
2
2
1 1093.8
scg
w
e
scgsc
WfR
Thk
r
r
PTzq
PP
⋅⋅⋅⋅





⋅⋅⋅⋅⋅
=−
π
µ
2
ln
22
Ley de Darcy

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Pruebas de Producción
• Pruebas Especiales
 Flujo Tras Flujo
 Isocronales
• Pruebas Convencionales
 Build Up
 DrawDown

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Máximo Potencial de un Pozo
• Método Fetkovich
• Método Blount & Glaze
n
wfR PPCq )( 22
−⋅=
222
QAQBPP wfR ⋅+⋅=−
201.1
10
2
12
1033.2
4
3
ln
1424
1016.3
k
Be
S
r
r
hk
zT
B
rh
zTSGBe
A
W
eRg
WP
Rg
×
=








+−





⋅
⋅
⋅⋅⋅
=
⋅
⋅⋅⋅⋅×
=
−
µ

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Factores que afectan la curva del comportamiento del
pozo con el tiempo
• Coeficiente C y exponente n
• Permeabilidad del gas
• Espesor de la formación
• Factor de Daño

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DETERMINACIÓN DE LAS CAÍDAS DE
PRESIÓN
• En el Reservorio
• A través de los Baleos
n
RRreservorio
C
Q
PPP
1
2






−−=∆
BqAqpp wfwfs +=− 22
( )







 −
=
−
2
12
111016.3
p
cpg
L
rrTZx
B
γβ
( )








=
pp
pc
Lk
rrTZx
A
ln10424.1 3
µ

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• En la tubería Vertical
• A través del Choke
ZT
TVDSGg
S
g
⋅
⋅⋅
=
0375.0 2
9.0
Re
25.21
244.1
1












+⋅−
=
Nd
e
Log
f
d
SGgQ
N
⋅
⋅⋅
=
µ
20
Re
( )














−





−⋅
⋅⋅⋅⋅=
+
k
k
wh
sep
k
wh
sep
CKwh
P
P
P
P
k
k
TsurgSGg
dPCdQsc
12
2
1
1
97461.0
PRESIÓN

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• En la Tubería Horizontal
Ecuación a1 a2 a3 a4 a5
Panhandle A 435,87 10,788 0.5394 0,4604 2,618
Panhandle B 737,00 10,200 0,5100 0,4900 2,530
IGT 337,90 11,110 0,5560 0,4000 2,667
Weymouth 433,50 10,000 0,5000 0,5000 2,667
PRESIÓN

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APLICACIÓN INFORMATICA
ToleranciaX
XXX
≤∆
−=∆ 1
Método Numérico Newton Raphson
Método iterativo, para la solución de ecuaciones algebraicas o
trascendentes de cualquier orden grado y tipo.
Método Iterativo
Método que consiste en conseguir un valor iterando un primer
valor asumido X se encuentra un segundo valor X1
,

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Diagramas de Flujo de la Aplicación

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Calculo del AOF

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APLICACIÓN PRÁCTICA AL POZO
VGR-X2
El pozo Vuelta Grande (VGR X-2)
se encuentra ubicado muy cerca
del eje de la estructura,
ligeramente hacia el oeste a
1953.68 metros en dirección 01°
53’ 39” W del pozo VGR-X1 en la
provincia Luis Calvo del
departamento de Chuquisaca.

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VGR-X2

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VGR-X2
NODO FONDO POZO

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VGR-X2
NODO CABEZA POZO

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VGR-X2
ANALISIS DE RESULTADOS
NODO FONDO POZO
NODO CABEZA DE POZO
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VGR-X2
CONSIDERACIONES ECONOMICAS

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VGR-X2
El proyecto se lo realiza en un pozo existente, por ende la inversión considerada es solo
de perforación y terminación de un pozo con planchada existente.

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CONCLUSIONES
• La metodología desarrollada para el cálculo de las caídas de presión en un sistema de
producción permite desarrollar los datos óptimos para un mejor rendimiento de la
producción en los yacimientos de gas.
• El análisis nodal refleja las locaciones discretas o nodos en los cuales pueden utilizarse
ecuaciones independientes para describir la entrada y salida del fluido a través del
mismo
• En el presente proyecto se evalúa los incrementos en la producción de gas del pozo
VGR-X2, para sostener recomendaciones previas, de incremento en la producción
considerando el comportamiento del reservorio a través de su curva de potencial
absoluto
• Con el objeto de evaluar un incremento en la producción a través de un adecuado
cambio de restricción superficial, se analiza el comportamiento de la presión de fondo
fluyente y la presión de cabeza de pozo, para 4 tipos de diferentes chokes, logrando
así determinar el conveniente diámetro de apertura de choke para obtener un optimo
rendimiento del pozo, que al mismo tiempo reduciría la caída de presión a través de
la tubería de producción
• La declinación en la producción de los yacimientos de gas, con el pasar del tiempo se
ve afectada por la reducción de la permeabilidad del gas y la disminución de su
capacidad de arrastre, razón por la cual el condensado se va acumulando en fondo
pozo disminuyendo así la producción, con este proyecto buscamos dar alternativas de
solución que nos permita minimizar la pérdida de producción a través de cambio en
los componentes.
• El desarrollo de la aplicación informática del presente proyecto reduce gastos de lo
que implicaría la necesidad de pagar una licencia por el uso de un software
desarrollado por las diferentes empresas en el campo.

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RECOMENDACIONES
• Es importante considerar o investigar la influencia que otras variables podrían afectar a la entrega
de producción en los yacimientos de gas, ante la falta de datos mas específicos del reservorio no
se puede evaluar la caída de presión en las perforaciones, llegándose a estimar una caída de
presión mínima que se la puede despreciar para el correspondiente análisis
• A pesar de ser una campo en declinación, existen reservas recuperables las cuales podrían
proyectarse hacia una recuperación secundaria, cuyo objetivo llegaría a ser el incremento en la
presión del reservorio a través de estimulaciones
• Se recomienda un análisis global como ser el rendimiento actual de cada pozo, historial de
producción y sensibilidad de dichos pozos a diferentes acciones para el mejoramiento de la
producción, y así determinar la capacidad de recuperación del campo y estudiar a través del
enfoque de análisis nodal, futuras intervenciones a fin de lograr producir la reserva remanente
como también recuperar en un buen porcentaje el gas inyectado hacia el yacimiento
• Para este estudio es importante el uso de buenas herramientas de software para el análisis de
datos, en la actualidad se tienen excelentes aplicaciones para el análisis nodal, la limitante llega a
ser el costo de tales programas y las licencias para su manejo, por lo que es recomendable para el
ingeniero de reservorios o de producción tener a la mano correlaciones que representen el
comportamiento de un tipo de fluido y como en el país generalmente tenemos más producción de
gas y condensado es de mucha ayuda realizar un pequeño estudio como el que se hizo en este
proyecto a fin de lograr conformar una pequeña aplicaciones que se adecue a este tipo de fluido,
obteniendo así a bajo costo una manera más rápida y eficiente de poder analizar el estado de un
pozo, para una futura optimización
• El enfoque del análisis nodal no va dirigido solo a pozos o campos en declinación, algunas de las
ganancias más grandes en producción pueden lograrse con pozos relativamente nuevos que dan
buenos resultados, pero que aun no han alcanzado un grado optimo, todos estos factores con la
habilidad de saber reconocer los problemas de producción, analizar las causas y sus posibles
soluciones le permiten al análisis nodal lograr su objetivo de mejorar la producción de un modo
económicamente atractivo

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