Cálculos Para Las Variaciones De Presión En Tuberías Verticales E Inclinadas

Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura

Ciencias de la Tierra

Ingeniería Petrolera



Cálculos para las variaciones de presión en tuberías verticales e inclinadas.







Índice:
Resumen
Introducción
Correlaciones
Diagramas de Flujo
Discusión de Resultados
Conclusiones
Bibliografía














Resumen:
Elsiguiente trabajo, es una investigación, acerca las distintas formas en que podemos realizar cálculos para la variación de presión en las tuberías verticales e inclinadas.
Esto mediante correlaciones de distintos autores, con ayuda de todo el material de apoyo posible, para facilitar los cálculos y obtener un mejor resultado, el material necesario son tablas, los rangos aceptables para que lascorrelaciones sean validas, el procedimiento a seguir para realizar los cálculos correspondientes, y lo mas importante, conocer los parámetros requeridos para realizar los cálculos.


















Introducción:
Uno de los componentes mas importantes de un sistema integral de producción es el yacimiento. En esta área de flujo la perdida de energía se encuentra en un rango de 10%a 30% del total. En consecuencia, el flujo hacia el pozo depende de la caída de presión en el yacimiento hasta el fondo del pozo, es decir, la presión del yacimiento menos la presión de fondo fluyente. La relación entre el gasto y la caída de presión ocurrida en el medio poroso es muy compleja y depende de los parámetros tales como propiedades de los fluidos, propiedades de las rocas, saturaciónde los fluidos contenidos en la roca, daño a la formación, turbulencia y mecanismos de empuje.
En ingeniería petrolera se utiliza con mucha frecuencia la Ley de Darcy para describir el comportamiento de flujo en el yacimiento, la cual fue establecida por Henry Darcy, a partir de diversos experimentos.

Unidades utilizadas con frecuencia en la Ley de Darcy




Flujo en tuberías.
Una vezque se establece la comunicación entre el yacimiento y la superficie, los fluidos aportados por el yacimiento viajan a través de tuberías (verticales, horizontales e inclinadas) hasta llegar a los separadores y tanques de almacenamiento. Por tal razón, será necesario contar con una ecuación que describa el comportamiento de los fluidos en función de las caídas de presión existentes a lo largo dela trayectoria del flujo.
La ecuación general que gobierna el flujo de fluidos a través de una tubería, se obtiene a partir de un balance macroscópico de la energía asociada a la unidad de masa de un fluido, que pasa a través de un elemento aislado del sistema.

La ecuación general de energía expresa un balance de energía entre dos puntos en un sistema de flujo. De acuerdo con el principio deconservación de la energía, se establece que la energía de un flujo que entra en la sección 1 de la tubería, mas el trabajo adicional realizado sobre el flujo entre las secciones 1 y 2, menos cualquier perdida de energía de energía en el sistema entre esas secciones, 1 y 2, es igual a la energía del fluido que sale de la sección 2.
La ecuación general de energía se utiliza para resolver muchosproblemas que involucran flujo multifasico en dirección vertical, horizontal o inclinada. A partir del principio de conservación de la energía se tiene que:
E_1+ ∆W_S- ∆W_(F )= E_2

E_1= Energía por unidad de masa, en la direccion1.
E_2= Energía por unidad de masa, en la sección 2.
∆W_(F )= Es la perdida de energía por fricción. Estas perdidas corresponden a la fricción interna del fluido y lafricción del fluido con las paredes rugosas de la tubería.
∆W_S= Perdida o adición de energía por trabajo externo.
Por otra parte, el transporte de los fluidos del fondo del pozo hasta el separador, puede o no involucrar flujo multifasico a través de las tuberías, lo cual depende de las propiedades del flujo y del gasto. En algunos pozos productores y en la mayoría de pozos inyectores se...