Analisis nodal estranguladores

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C A P Í T U L O

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M A R CO TE Ó R I CO

4. MARCO TEÓRICO
a) Análisis Nodal del Sistema i. Fundamentos El análisis nodal de un sistema de producción, realizado en forma sistemática, permite determinar el comportamiento actual y futuro de un pozo productor de hidrocarburos, y consiste en dividir este sistema de producción en nodos de solución para calcular caídas de presión, así como gastode los fluidos producidos, y de esta manera, poder determinar las curvas de comportamiento de afluencia y el potencial de producción de un yacimiento. Como resultado de este análisis se obtiene generalmente un incremento en la producción y el mejoramiento de la eficiencia de flujo cuando se trata de un pozo productor, pero cuando se trata de un pozo nuevo, permite definir el diámetro óptimo delas tuberías de producción, del estrangulador, y línea de descarga por el cual debe fluir dicho pozo, así como predecir su comportamiento de flujo ( aporte de hidrocarburos ) y presión para diferentes condiciones de operación.

El procedimiento del análisis nodal ha sido reconocido en la industria petrolera como un medio adecuado para el diseño y evaluación, tanto en pozos fluyentes como en pozosque cuentan con un sistema artificial de producción, debido a las necesidades cada vez mayores de energéticos, y a los incentivos derivados del precio de los hidrocarburos. En el análisis nodal se evalúa un sistema de producción dividiéndole en tres componentes básicos:

1. Flujo a través de un medio poroso ( Yacimiento ), considerando el daño ocasionado por lodos de perforación, cemento, etc.2. Flujo a través de la tubería vertical ( Aparejo de producción ), considerando cualquier posible restricción como empacamientos, válvulas de seguridad, estranguladores de fondo, etc. 3. Flujo a través de la tubería horizontal ( Línea de descarga ), considerando el manejo de estranguladores en superficie.

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Para predecir el comportamiento delsistema, se calcula la caída de presión en cada componente. Este procedimiento comprende la asignación de nodos en varias de las posiciones claves dentro del sistema ( ver Figura 4.1 ). Entonces, variando los gastos y empleando el método y correlación de flujo multifásico que se considere adecuado dependiendo de las características de los fluidos, se calcula la caída de presión entre dos nodos.Pwh Pest Psep
Línea de Descarga Aceite

Gas

Pozo

? P1 = Pws - Pwf = Caída de Presión en el Yacimiento ? P = Pwf - Pwh = Caída de Presión en el Pozo 2 ? P3 = Pwh - Pest = Caída de Presión en el Estrangulador ? P4 = Pest - Psep = Caída de Presión en la Línea de Descarga ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Ptotal = ? P1 - ? P2 - ? P3 - ? P4 ?????????

Pwf

Pws
Yacimiento

Figura 4.1 Esquema de caídasde presión evaluadas en un análisis nodal. Después de seleccionar un nodo de solución, las caídas de presión son adicionadas o sustraídas al punto de presión inicial o nodo de partida, el cual generalmente es la presión estática del yacimiento, hasta que se alcanza la convergencia en las iteraciones de cálculo para obtener el valor del nodo de solución. Para utilizar el concepto nodal, al menos sedeberá conocer la presión

en el punto de partida. En un sistema de producción se conocen siempre dos presiones, las cuales se consideran constantes para fines de cálculo, siendo éstas la presión estática del yacimiento ( Pws ) y la presión de separación en la superficie ( Psep ). Por lo tanto, los cálculos pueden iniciar con cualquiera de ellas, para después determinar la presión en los nodosde solución intermedios entre estas posiciones de partida.
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Los resultados del análisis del sistema no solamente permitirán la definición de la capacidad de producción de un pozo para una determinada serie de condiciones, si no que también muestran los cambios en cualquiera de los parámetros que afectan su comportamiento. Por lo tanto, el...
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