Analisis

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, asícomo gasto de 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 pozonuevo, permite definir el diámetro óptimo de las
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 yevaluación, tanto en pozos
fluyentes como en pozos que 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 eldaño 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 del sistema, 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 lascaracterísticas de los fluidos, se
calcula la caída de presión entre dos nodos.
Pwh

Gas

Pest
Psep
Línea de Descarga

Aceite

? 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

Pozo

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Ptotal= ? P1 - ? P2 - ? P3 - ? P4
?????????

Pwf

Pws
Yacimiento

Figura 4.1 Esquema de caídas de 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 lasiteraciones de cálculo para obtener el valor del nodo de
solución.

Para utilizar el concepto nodal, al menos se deberá 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 lotanto, los cálculos pueden iniciar con cualquiera de ellas,
para después determinar la presión en los nodos de 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...