FLUJO NATURAL DE UN YACIMIENTO DE HIDROCARBUROS

Transcripción

1 REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NÚCLEO CARABOBO EXTENSIÒN LA ISABELICA FLUJO NATURAL DE UN YACIMIENTO DE HIDROCARBUROS Prof. Juan Herrera Materia: Ingeniería de Producción II. Sección: PET D. Semestre: VIII Carrera: Ing. De Petróleo. Valencia, Octubre 2011

2 CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN 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.

3 CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN LINEA DE FLUJO SEPARADOR Pwh Psep 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. El proceso de producción comienza en el yacimiento cuando el área de drenaje es sometida a un diferencial de presión, Pws-s Si la presión fluyente en el fondo del pozo,, 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. Demanda Oferta 7435 A través de la completación se consume un P = s-. Pws ql ql COMPLETACIÓN s Pws PRESIÓN DE ENTRADA: Pestática promedio (Pws)

4 CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN 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.

5 CAIDA DE PRESION EN EL SISTEMA P L = (P wh - P sep ) Gas P wh P sep Liquido Tanque PY = P ws - P wfs = Caída en el yacimiento P P = P wf - P wh + P C = P wfs - P wf P P = P wf - P wh = Caída en la completación = Caída en el tubing P L = P wh - P sep = Caída en la línea de flujo P T = P ws - P sep = Caída de presión total P wf P wfs P ws P e P C = (P wfs - P wf ) P Y = (P ws - P wfs )

6 CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN 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.

7 CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN Proceso de transporte de los fluidos desde el yacimiento hasta el separador

8 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 Cuando la presión del yacimiento es reducida a un nivel donde es necesario utilizar una fuente externa de energía con fines de levantar los fluidos desde el fondo del pozo hasta el separador es lo que se denomina método de levantamiento artificial.

9 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 natural.

10 MECANISMOS NATURALES DE PRODUCCIÓN YACIMIENTOS DE PETRÓLEO Expansión de Rocas y Fluidos Gas en Solución Capa de Gas Empuje Hidráulico Segregación Gravitacional Compactación Mecanismos Combinados YACIMIENTOS DE GAS Expansión o Agotamiento Empuje Hidráulico Mecanismos Combinados

11 SISTEMA DE PRODUCCIÓN 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.

12 COMPONENTES DEL SISTEMA Y PERFIL DE PRESIONES

13 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 OPERACIONAL.

14 Pwh LINEA DE FLUJO Psep ql =? P O Z O 1.- Dado un valor de ql en superficie se determina s y a partir de la Pws, luego se tabula y grafica vs. ql. 2.- Se repite el paso anterior para otros valores asumidos de ql, y se construye la curva de Oferta de energía del Sistema. 3.- Similarmente para cada valor de ql en superficie se determina Pwh y a partir de la Psep y se construye la curva de Demanda. ql s Pwh Demanda s COMPLETACIÓN YACIMIENTO Oferta Pws ql ql Capacidad de Producción del Sistema.

15 Ing. de Yacimiento Ing. de Producción sinergia q L = J ( Pws - ) Pws DEMANDA DISMINUYENDO LA DEMANDA crit. Psep OFERTA AUMENTANDO OFERTA q 1 q 2 q 3 Qliq.

16 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: Valores típicos de Índice de Productividad (J ): BAJO PROMEDIO ALTO EFICIENCIA DE FLUJO (EF ): q J = ( Pe ) (bpd/lpc) Un pozo es altamente productivo cuando J > 2. Se define como la razón que existe entre el Índice de Productividad Real y el Ideal. EF = J JREAL IDEAL = J J S>0 S= 0

17 DISMINUCIÓN N DE LA CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN 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. En otras situaciones más criticas puede suceder que la demanda de energía en el nodo sea siempre mayor que la oferta de energía del yacimiento para cualquier tasa de flujo. En estas circunstancias, el pozo "muere", es decir, deja de producir por flujo natural. Cuando esto ocurre, se requiere el uso de una fuente externa de energía para lograr conciliar la oferta con la demanda de energía. La utilización de esta fuente es con el fin de levantar los fluidos desde el fondo del pozo hasta el separador, es lo que se denomina levantamiento artificial.