Produccion

Sistema de producción de un pozo

Los fluidos producidos en un yacimiento de hidrocarburo, deben recorrer un largo trayecto a través de distintos medios, desde el reservorio hasta el punto de entrega de los mismos. Cada uno de estos componentes, forman parte de lo que denominamos “Sistema de Producción” donde podemos mencionar: el reservorio, la completación, la línea de producción hacia superficie (pozo), los sistemas de levantamiento artificial y las instalaciones de superficie con sus respectivas líneas de flujo y restricciones. Deben considerarse aspectos tales como la caída de presión en todo el sistema (diferencia de presión entre la presión en superficie y la presión en el reservorio), que es el resultado de la suma de las caídas de presión en cada uno de los componentes. Esto tiene como efecto que el cambio de presión en alguno de ellos, afecte la presión en los otros componentes debido a su interacción (visión sistémica). Considerando estos conceptos, la producción de un sistema puede restringirse a menudo por el funcionamiento deficiente de un solo componente.

Presiones en el sistema de producción

Los análisis que se realizan de un sistema de producción en su conjunto permiten predecir el comportamiento actual y futuro de un pozo productor de hidrocarburos. Como resultado de este análisis se puede obtener, por lo general, una mejoría en la eficiencia de flujo o bien un incremento en la producción. El análisis nodal es una técnica basada en procedimientos de análisis de sistemas que consiste en combinar los distintos componentes de un pozo de gas o petróleo, con el propósito de predecir las tasas de flujo y optimizar los distintos componentes en el sistema, para así tomar decisiones que conlleven al aumento en la producción de los hidrocarburos del yacimiento. Este método tiene la particularidad de combinar la habilidad del pozo para producir fluidos (IPR, Inflow Performance Relationship) con la habilidad del sistema de tuberías para manejarlos (VLP, Vertical Lift Performance), tomando en cuenta la manera como se interrelacionan las distintas pérdidas de presión.

En un sistema de producción se conocen siempre dos presiones, presión del separador y presión estática del yacimiento, a partir de las cuales se puede determinar la presión en algún nodo intermedio, de esto se trata el análisis nodal. Los resultados del análisis no solo permiten definir la capacidad de producción de un pozo, para una determinada serie de condiciones, sino también muestran como los cambios en cualquier parámetro afectan su comportamiento. Para la predicción de su comportamiento, el sistema de producción debe ser dividido en tres componentes básicos, y obtener la caída de presión en cada uno de ellos, a saber:

a.- Flujo a través de un medio poroso (yacimiento), donde se toma en cuenta el daño ocasionado por el lodo de perforación, la cementación, el cañoneo, etc.

b.- Flujo a través de la tubería vertical (tubería de producción), considerando todas las restricciones de los posibles aparejos colocados en la tubería, por ejemplo empacaduras, reductores de fondo y válvulas de seguridad, entre otros.

c.- Flujo a través de la tubería horizontal (línea de descarga), tomando en cuenta los estranguladores de superficie, medidores de orificio, bombas y el resto de facilidades colocadas antes de que el fluido llegue al separador. Usualmente se divide en dos partes, la tubería horizontal antes del estrangulador y la tubería horizontal después del estrangulador.

Este efecto de los distintos componentes se trata mediante el uso del concepto nodal. Para la obtención de las caídas de presión se deben asignar nodos en diversos puntos del sistema de producción, tal como se muestra en la Figura 2.1, y empleando un método de cálculo adecuado se determina la caída de presión entre dos nodos. Después se selecciona un nodo solución y las caídas de presión son adicionadas o sustraídas al punto de presión inicial o nodo de partida, hasta alcanzar el nodo solución o incógnita. Un nodo se clasifica como funcional cuando existe una presión diferencial a través de él y la respuesta de presión o tasa de flujo puede representarse mediante alguna función matemática o física.

Fig. 2.1. Localización de diversos nodos.

Reducción de presiones en el sistema de producción.

Cada uno de los componentes del sistema puede ser evaluado por separado, considerándolo como un punto de interés o nodo. La disposición del punto de interés o nodo solución, depende de las necesidades del estudio. Entre las múltiples opciones se encuentran: Solución en el fondo del pozo, en el tope del pozo y en el separador.

Solución en el fondo del pozo

Probablemente la posición solución más común es el fondo del pozo, es decir en el centro del intervalo perforado (Nodo 6 de la Figura 2.1). Para encontrar la tasa de flujo en esta posición el sistema completo se divide en dos componentes: El yacimiento y el sistema total de tubería. En este caso se debe construir la curva de oferta, a partir de las presiones de fondo y las tasas de flujo (Curva IPR), y la curva de demanda, a partir de las tasas asumidas, y sus correspondientes presiones de cabezal, y las presiones de fondo requeridas a partir de las correlaciones

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