1 ESCUELA DE PETROLEO DE LUZAnálisis y Diagnóstico de pozos con Gas-Lift Maracaibo, Marzo 2002

2 CONTENIDO-DESARROLLOCONTENIDO DE LA CHARLA OBJETIVOS ANTECEDENTES CONTENIDO-DESARROLLO CONCLUSIONES

3 OBJETIVOS PRESENTAR UNA METODOLOGIA PARA EL ANÁLISIS Y DIAGNÓSTICO DE POZOS CON LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS DESCRIBIR ALGUNOS CRITERIOS DE OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS DE LAG.

4 CONTENIDO-DESARROLLOCONTENIDO DE LA CHARLA OBJETIVOS ANTECEDENTES CONTENIDO-DESARROLLO CONCLUSIONES

5 CURVA DE COMPORTAMIENTO DISEÑO DE INSTALACIONESANTECEDENTES FMT y GRADIENTE MÍNIMO ANÁLISIS NODAL CURVA DE COMPORTAMIENTO DISEÑO DE INSTALACIONES FLUJO DE GAS A TRAVÉS DE ORIFICIOS

6 GRADIENTE MINIMO 1 Ecuación general de la energía DP/DH RGL TOTALGRAVEDAD RGLgrad.min FRICCIÓN

7 GRADIENTE MINIMO 2 Para RGL’s mayores a RGLgrad.min. lapresión fluyente en el fondo del pozo aumenta a medida que aumenta la RGL. Presión Prof. ID tub. % AyS qliq RGL RGL grad.min.

8 Ecuación de Walter ZimmermanRGLgrad.min.= [ a + (b.Dv/1000) ] . cotgh (c.ql/1000) Donde : a = ( w) . ID2 -145 b = ( w) . ID2 c = [(1-0.3 w). (3 –0.7 ID) + [ (0.06 – w – 0.03 w ID) . Dov/1000] Con w= Fracción de agua y sedimento, adimensional. (w < 0.65) ID= Diámetro interno de la tubería de producción, pulg. (2, 2 ½ y 3) Dov= Profundidad del punto de inyección, pies. (2000< Dv <10000) ql= Tasa de producción de líquido, bn/d. (ql > 50) cotgh (x)= Cotangente hiperbólica de x = (e2x + 1) / (e2x - 1) Ejemplo: Para un pozo que produce 800 bpd de líquido con 50 % de AyS inyectando gas a una profundidad de 7900 pies en una tubería de 2-7/8” (ID= 2.441”) la RGLgrad.min. es de 1122pcn/bn.

9 Ecuación de Walter Zimmerman HOJA DE EXCEL: “RGLgrad-min”

10 CURVA DE COMPORTAMIENTO DISEÑO DE INSTALACIONESANTECEDENTES GRADIENTE MÍNIMO ANÁLISIS NODAL CURVA DE COMPORTAMIENTO DISEÑO DE INSTALACIONES FLUJO DE GAS A TRAVÉS DE ORIFICIOS

11 ANÁLISIS NODAL Qliq. Pwf q2 q1 q3 DISMINUYENDO DEMANDA LA DEMANDAOFERTA AUMENTANDO OFERTA q2 q1 q3

12 CURVA DE COMPORTAMIENTO DISEÑO DE INSTALACIONESANTECEDENTES GRADIENTE MÍNIMO ANÁLISIS NODAL CURVA DE COMPORTAMIENTO DISEÑO DE INSTALACIONES FLUJO DE GAS A TRAVÉS DE ORIFICIOS

13 CURVA DE COMPORTAMIENTOQliq. Pwf AUMENTANDO RGL q2 q1 q3 q4

14 CURVA DE COMPORTAMIENTOAUMENTANDO QINY Q_DISEÑO QL, Qo, Bs/d Qiny_DISPONIBLE Qiny de gas

15 CURVA DE COMPORTAMIENTO DISEÑO DE INSTALACIONESANTECEDENTES GRADIENTE MÍNIMO ANÁLISIS NODAL CURVA DE COMPORTAMIENTO DISEÑO DE INSTALACIONES FLUJO DE GAS A TRAVÉS DE ORIFICIOS

16 DISEÑO DE INSTALACIONESLAG CONTINUO LAG INTERMITENTE DISEÑO ESPACIAMIENTO DE MANDRILES SELECCIÓN Y CALIBRACIÓN DE VÁLVULAS

17 LAG CONTINUO Pwh Presión Pwf, ql Dov D Py Pws Profundidad

18 LAG CONTINUO fasiento a ( qgi / D P ) qgi = RGLi . ql / 1000Pio Pwh Presión Pio Pwf RGLi = RGLt - RGLf (pcn/bn) qgi = RGLi . ql / 1000 (Mpcn/d) gg Sustituyendo RGLi RGLt qgi = ( RGLt - RGLf ) . ql / 1000 fasiento a ( qgi / D P ) DP Dov Piod Ppd Piod RGLf Pws Profundidad

19 CICLO DE LAG INTERMITENTECERRADA ABRE CIERRA ABRE CIERRA CERRADA t i : TIEMPO DE INFLUJO t v : TIEMPO DE VIAJE t e : TIEMPO DE ESTABILIZACIÓN Tc (min) = TIEMPO DE CICLO = t i + t v + t e N = 1440 / Tc

20 ESPACIAMIENTO DE MANDRILES LAG - CONT.Pwh RGLt , qL Pko Presión AREA LIMITADA PARA EL ESPACIAMIENTO DE MANDRILES Prof Dpack - 60´

21 Válvula cerrada. Presión de apertura (Pod)Pb . Ab = Pg (Ab - Ap) + Ppd. Ap si R= Ap/Ab Pb Pb = Pg (1 - R) + Ppd. R Pb . Ab (Ab - Ap) Despejando Pg ... Pod = Pg = (Pbt - Ppd.R) / (1-R) Pg Ap Pg . (Ab - Ap) Ppd Ppd . Ap

22 Válvula abierta. Presión de cierre (Pvcd)Pb . Ab = Pg (Ab - Ap) + Pg. Ap si R= Ap/Ab Pb Pb = Pg (1 - R) + Pg. R Pb . Ab (Ab - Ap) Pvcd = Pg = Pb SPREAD = Pod - Pvcd Pg Ap Pg . (Ab - Ap) Pg Pg . Ap

23 ESPACIAMIENTO DE MANDRILESProf Presión Pwh Pon D Ps = 50 lpc Po1 Pko= Psist – 100 lpc D Po

24 SELECCIÓN Y CALIBRACIÓN DE VALVULASProf Presión Pwh Pon Po1 Pb = Pod . (1-R) + Ppd . R En el pozo qiny=RGLi . ql RGL1 Ppd Pod1 Tv, Ct Pvo = Pb . Ct 1 - R En el taller Asiento R Presión de calibración (PTR)

25 CURVA DE COMPORTAMIENTO DISEÑO DE INSTALACIONESANTECEDENTES GRADIENTE MÍNIMO ANÁLISIS NODAL CURVA DE COMPORTAMIENTO DISEÑO DE INSTALACIONES FLUJO DE GAS A TRAVÉS DE ORIFICIOS

26 FLUJO DE GAS A TRAVES DE ORIFICIOSEcuación de Thornhill-Craver Qgas: Flujo de gas, Mpcnd. Cd: Coeficiente de descarga, adimensional. (empíricamente Cd= 0.865) A: Área expuesta a flujo, pulg2. Piod: Presión de gas (aguas arriba), lpca g: Aceleración de la gravedad, pie/seg2 k: Relación del calor específico del gas a presión constante al calor especifico a volumen constante. ( Cp/Cv= k= 1.27) Ppd: Presión de producción (aguas abajo), lpca gg: Gravedad específica del gas inyectado, adimensional. Tv: Temperatura de flujo, º F. Si (Ppd/Pg) < [ 2 / (k+1)] k/(k-1) = Ro existe flujo crítico y se debe hacer (Ppd/Pg) = Ro (aprox. 0.55)

27 FLUJO DE GAS A TRAVÉS DE ORIFICIOS HOJA DE EXCEL: “THORNHILL”

28 Válvula parcialmente abiertaArea del cono < Area del asiento V á l v u l a S e m i a b i e r t a (T h r o t t l i n g F l o w ) Stem Travel Area del cono > Area del asiento Válvula Completamente Abierta (O r i f i c e F l o w ) Load Rate= 400 psi/pulg. Valv.1 1/2” Load Rate= 1200 psi/pulg. Valv.1”

29 CONTENIDO-DESARROLLOCONTENIDO DE LA CHARLA OBJETIVOS ANTECEDENTES CONTENIDO-DESARROLLO CONCLUSIONES

30 CONTENIDO-DESARROLLOAnálisis y Diagnóstico de pozos con "Gas-lift" Información del pozo en evaluación Metodología de Diagnóstico de pozos Optimización de Sistemas de "Gas-lift" Criterios de Optimización de Sistemas de LAG.

31 Análisis y Diagnóstico de pozos con "Gas-lift"Información del pozo en evaluación 1. PRODUCCIÓN : Tasas de producción de fluidos, comportamiento histórico del pozo, Presiones THP,CHP,Psep, etc., Tasa de inyección de gas, Registros fluyentes de P y T, etc. 2. YACIMIENTO : Profundidad, Presión estática, Temperatura, Detalles de la completación, Pruebas de Restauración de presión bien interpretadas, etc. 3. INFRAESTRUCTURA : Diagrama final de Terminación del pozo, Longitud y tamaño de las tuberías de producción, revestimiento y línea de flujo superficial, equipo de Levantamiento, mandriles y válvulas, asiento y calibración.

32 METODOLOGÍA DE DIAGNÓSTICOProf. Presión Temp THP CHP Twh Pod Ppd R, Pvo, Ct, Pb Pgas Tv Cerrada Ppd Tv Pod Pgas Cerrada Ppd Tv Pod Pgas Pwf Cerrada Ppd Tv Pod Piod Abierta Pwf qiny Tfon Punto medio de las perforaciones

33 COTEJO DEL COMPORTAMIENTO ACTUALQliq. Pwf Pws DEMANDA OFERTA AOF q1 Pwf

34 ANÁLISIS NODAL Qliq. Pwf Variando la RGL q1 q2 q4 q3

35 DIAGNÓSTICO SOBRE LA INYECCIÓNSOBRE-INYECTADO “ OPTIMIZADO ” QL, Qo, Bs/d SUB-INYECTADO Qiny de gas

36 RECOMENDACIONES PARA OBTENER CURVAS DE RENDIMIENTO CONFIABLESPVT Seleccionar y ajustar correlaciones para calcular propiedades de los fluidos. Flowings Seleccionar y ajustar correlaciones de FMT para calcular las curvas de gradiente de presión. Build-Up's Disponer de valores de K.h, EF, S para calcular curvas IPR’s representativas.

37 CONTENIDO-DESARROLLOAnálisis y Diagnóstico de pozos con "Gas-lift" Información del pozo en evaluación Metodología de Diagnóstico de pozos Optimización de Sistemas de "Gas-lift" Metodología de Optimización de Sistemas de LAG.

38 OPTIMIZACIÓN DE SISTEMASMETODOLOGIA DE OPTIMIZACION RECOLECTAR INFORMACION A nivel de pozo - Producción. - Yacimiento. - Infraestructura. A nivel de Sistema - Presión y Capacidad de Compresión. - Sistema de distribución. - Sistema de recolección. - Balance de gas.

39 OPTIMIZACIÓN DE SISTEMASMETODOLOGIA DE OPTIMIZACION (CONT…) DIAGNOSTICAR EL L.A.G. A CADA POZO Profundidad de Inyección: - Múltiple punto de inyección ? - Mandril más profundo? Consumo de Gas: - Subinyectado Sobreinyectado Optimizado. Detectar cuellos de botella con Análisis Nodal EJECUTAR ACCIONES A NIVEL DE POZO Diseño de nueva instalación: tipo de L.A.G. Rediseño de la instalacion ó Ajuste del consumo de gas Eliminar restricciones detectadas/Cambio de método de L.A.

40 OPTIMIZACIÓN DE SISTEMASMETODOLOGIA DE OPTIMIZACION (CONT…) OBTENER CURVAS DE RENDIMIENTO A CADA POZO Tasa de Producción Neta vs. Tasa de Inyección de gas. Ganancia Neta (Bs./día) vs. Tasa de Inyección de gas. OPTIMIZAR LA DISTRIBUCION DEL GAS DE LEVANTAMIENTO Criterio 1 Maximizar la producción de petróleo. Criterio 2 Maximizar ganancias. Abrir OPTISIS

41 Análisis y Diagnósticode pozos con Gas-Lift Fin Gracias