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CAPÍTULO 4
FLUJO MULTIFÁSICO EN
TUBERÍAS VERTICALES

IADL

OBJETIVO Y CONTENIDO
Objetivo:
Conocer los métodos para calcular caídas de presión en flujo
multifásico vertical.

Contenido:
4.1 Correlaciones
4.2 Modelos Mecanísticos

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INTRODUCCIÓN
La mayor parte de la presión disponible se consume al transportar los
fluidos del yacimiento a la cabeza del pozo; por lo que esde suma
importancia realizar un evaluación precisa de la presión a lo largo de
dicha tubería.
Al hacerlo conjuntamente con un análisis integral del sistema de
producción, es posible:
a)
b)
c)
d)
e)
f)

Diseñar las tuberías de producción y líneas de descarga.
Diseñar aparejos de producción artificial.
Obtener la presión de fondo fluyendo, sin intervenir los pozos.
Calcular el efectode los estranguladores sobre el gasto.
Determinar la vida fluyente de los pozos.
Corroborar los datos obtenidos con las correlaciones para su ajuste.

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COMPORTAMIENTO EN TUBERÍAS VERTICALES
Cuando el flujo es vertical las caídas de presión por aceleración son muy
pequeñas por lo que el gradiente de presión debido a la misma
generalmente se desprecia.

 p   p   p 

  

 L T  L e  L  f
En esté tema sólo se verán los métodos de Poettmann y Carpenter,
Orkiszewski, Beggs y Brill y el método gráfico de Gilbert.
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CAÍDAS DE PRESIÓN EN LA T.P
Representación cualitativa de las caídas de presión por T.P. con la
variación del gasto de líquido.

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CAÍDAS DE PRESIÓN EN LA T.P
Representación cualitativa de las caídas de presión porT.P. con la
variación del diámetro.

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RELACIÓN DE SIGNOS, ASOCIADOS A CADA TÉRMINO
DE CAIDAS DE PRESIÓN, CON EL TIPO DE FLUJO Y LA
PRESIÓN CONOCIDA

pe pf -

P

pe +
pf +

P

P

pe +
pf -

pe pf +

P
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CORRELACIONES PARA FLUJO MULTIFÁSICO
EN TUBERÍAS VERTICALES

GRUPO I

GRUPO II

GRUPO III

Poettman y Carpenter
(1952)
Baxendell y Thomas(1961)
Fancher y Brown (1963)

Hagendorn y Brown
(1965)

Duns y Ros (1963)
Orkiszewski (1967)
Beggs y Brill (1973)
Gould y Tek (1974)

La densidad de la mezcla se obtiene en función de las
propiedades de los fluidos.
No considera resbalamiento entre las fases.
No distingue patrones de flujo.
Factor de fricción se obtiene de manera empírica.

La densidad de la mezcla se obtieneen función del efecto
del colgamiento.
Factor de fricción se obtiene correlacionando
propiedades combinadas del gas y del liquido.
No distingue patrones de flujo.
Considera resbalamiento entre fases.

La densidad de la mezcla se obtiene en función del efecto
del colgamiento.
Factor de fricción se obtiene correlacionando propiedades
del gas y del liquido.
Si distingue patrones deflujo.
Considera resbalamiento entre fases.
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MÉTODO DE POETTMAN Y CARPENTER
En 1952 publicaron un procedimiento analítico para determinar las caídas
de presión en tuberías verticales con flujo multifásico. Su ecuación
principal fue desarrollada a partir de un balance de energía entre dos
puntos dentro de la tubería de producción.
2


f tp qo M 
P
1

  ns 
5
5
L144 
2.979 x10  ns d 

Donde:
qo (bl/día)
M (lbm/bl)
Δp/ΔL(psi/pie)
ρns (lbm/pie3)
d (pg)

NOTA:
Para flujo anular el valor de d5, se sustituye por:
(d2ci - d2te)(dci - dte)
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MÉTODO DE POETTMAN Y CARPENTER
El factor de fricción se determinó aplicando la ecuación anterior y datos
medidos de presiones de fondo de 49 pozos fluyentes y con sistema de
bombeo neumático. Losvalores de ftp así obtenidos se correlacionaron
con el numerador del número de Reynolds, que expresado en unidades
prácticas queda:

dv ns  2.124 x 10

3

qo M
d

NOTA:
Para flujo anular el valor de qoM/d, se sustituye por:
qM/(dte + dci)
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MÉTODO DE POETTMAN Y CARPENTER
Fancher y Brow ampliaron el trabajo para gastos bajos.
Baxendell y Thomas completaron los estudios...