Análisis y Diagnóstico de pozos con Gas-Lift

ESCUELA DE PETROLEO DE LUZ Análisis y Diagnóstico de pozos con Gas-Lift Análisis y Diagnóstico de pozos con Gas-Lift Maracaibo, Marzo 2002

CONTENIDO DE LA CHARLA OBJETIVOS ANTECEDENTES CONTENIDO-DESARROLLO CONCLUSIONES

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

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

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

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

Ecuación de Walter Zimmerman RGLgrad.min.= [ a + (b.Dv/1000) ] . cotgh (c.ql/1000) Donde : a = (25.81+13.92 w) . ID2 -145 b = 139.2 - (2.7766 +7.4257 w) . ID2 c = [(1-0.3 w). (3 –0.7 ID) + [ (0.06 – 0.015 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 unaprofundidad de 7900 pies en una tubería de 2-7/8” (ID= 2.441”) la RGLgrad.min. es de 1122pcn/bn.

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

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

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

AUMENTANDO RGL Pwf q1 q2 q3 Qliq. q4 CURVA DE COMPORTAMIENTO

CURVA DE COMPORTAMIENTO AUMENTANDO QINY Q_DISEÑO QL, Qo, Bs/d Qiny_DISPONIBLE Qiny de gas

ESPACIAMIENTO DE MANDRILES DISEÑO SELECCIÓN Y CALIBRACIÓN DE VÁLVULAS DISEÑO DE INSTALACIONES LAG CONTINUO LAG INTERMITENTE

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

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

CICLO DE LAG INTERMITENTE ABRE CIERRA CERRADA 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

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

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

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 Pg SPREAD = Pod - Pvcd Ap Pg . (Ab - Ap) Pg Pg . Ap

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

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

FLUJO DE GAS A TRAVES DE ORIFICIOS Ecuación 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, 32.17 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, ºF. Si (Ppd/Pg) < [ 2 / (k+1)] k/(k-1) = Ro existe flujo crítico y se debe hacer (Ppd/Pg) = Ro (aprox. 0.55)

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

Válvula parcialmente abierta Area 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”

CONTENIDO-DESARROLLO Análisis 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.

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.

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

Pws DEMANDA Pwf Pwf OFERTA q1 AOF Qliq. COTEJO DEL COMPORTAMIENTO ACTUAL

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

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

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

CONTENIDO-DESARROLLO Análisis 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.

OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS • METODOLOGIA 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.

OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS • METODOLOGIA 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.

OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS METODOLOGIA 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

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