sistemas artificiales bombeo neumÁtico
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BOMBEO NEUMTICOBOMBEO NEUMTICO
SISTEMASSISTEMASARTIFICIALES DEARTIFICIALES DE
PRODUCCINPRODUCCIN
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INTRODUCCININTRODUCCIN
El bombeo neumtico es un medio de levantamientode fluidos desde el fondo del pozo hasta la superficie,el cual se hace por medio de inyeccin de gas a una
presin relativamente alta (250 [psi m!nimo" a trav#sdel espacio anular$ El gas pasa a la %& a trav#s devlvulas conectadas en uno o ms puntos deinyeccin$
El bombeo neumtico se lleva a cabo por uno de losm#todos siguientes'ombeo continuoombeo intermitente
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BOMBEO NEUMTICOBOMBEO NEUMTICOCONTNUOCONTNUO
En este m#todo se introduce un volumencontinuo de gas a alta presin por el
espacio anular a la %& para aerear oaligerar la columna de fluidos, hasta elpunto en )ue la reduccin de la presin de
fondo permita una diferencial suficiente atrav#s de la formacin, causando )ue elpozo produzca el gasto deseado$
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&ara realizar esto, se utiliza una vlvula en elpunto de inyeccin ms profundo con la presindisponible del gas de inyeccin, *unto con lavlvula reguladora en la superficie$ Este m#todose utiliza en pozos con alto +& (mayor a0$5 [bpdpsi" y presin de fondo fluyendo
relativamente alta (columna hidrosttica delorden de 50 - o ms en relacin a laprofundidad del pozo"$
BOMBEO NEUMTICOBOMBEO NEUMTICOCONTNUOCONTNUO
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En pozos de este tipo la produccin de fluidospuede estar dentro de un rango de 200 a20,000 [bpd a trav#s de %& comunes$ .i see/plota por el espacio anular, es posible obtenerms de 0,000 [bpd$ El dimetro interior de la%& rige la cantidad de flu*o, siempre y cuando el
+&, la &1f, el volumen y la presin del gas deinyeccin, as! como las condiciones mecnicas,sean las ideales$
BOMBEO NEUMTICOBOMBEO NEUMTICOCONTNUOCONTNUO
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os diversos fabricantes han dividido encategor!as a las vlvulas de 3 dependiendo de)u# tan sensible es una vlvula a una
determinada presin actuando en la %& (&t" o enla %4 (&c"$
eneralmente son clasificadas por el efecto )ue
la presin tiene sobre la apertura de la vlvula$Esta sensibilidad est determinada por laconstruccin del mecanismo )ue cierra o abre laentrada de gas$
MECANISMO DE LASMECANISMO DE LASVLVULASVLVULAS
SUBSUPERFICIALES DE BNSUBSUPERFICIALES DE BN
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3ormalmente la presin a la )ue se e/pone unavlvula la determina el rea del asiento de #sta$
6uando el rea del elemento de respuesta esgrande comparada con el asiento de la vlvula, #staes relativamente insensible a la presin en la %&7debido a esto, el efecto de la columna de l!)uido en
la %& para abrir la vlvula es pe)ue8o$
MECANISMO DE LASMECANISMO DE LASVLVULASVLVULAS
SUBSUPERFICIALES DE BNSUBSUPERFICIALES DE BN
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9na vlvula de 3 estcompuesta de'6uerpo de la vlvulaElemento de carga
(resorte, gas o unacombinacin de ambos"Elemento de respuestaa una presin ( fuelle demetal, pistn odiafragma de hule"
Elemento de transmisin(diafragma de hule ovstago de metal"Elemento medidor(orificio o asiento"
COMPONENTES DE LASCOMPONENTES DE LASVLVULAS DE BNVLVULAS DE BN
Pt
presin en TP
Ap
rea de asient
ESPACIO ANULARESPACIO ANULAR
P!" presin en TR
F#e$$e %e$e&ent deresp#esta'
D& %e$e&ent de !ar(a'
V)sta( %e$e&ent detrans&isin'
C#erp de $a *)$*#$a
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as vlvulas de 3 se clasifican en'
a" :lvulas desbalanceadas
b" :lvulas balanceadasc" :lvulas para bombeo continuo
d" :lvulas para bombeo intermitente
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a' V)$*#$as des+a$an!eadas.on a)uellas )ue tienen un rango de presin limitado poruna presin de apertura y por una presin inferior de cierre,
el cual es determinado por las condiciones de traba*o delpozo7 es decir, este tipo de vlvulas abren con una presindeterminada y cierran con una presin ms ba*a$
Este tipo de vlvulas se divide en'
a$;" :lvula operada por presin del gas de inyeccina$2" :lvula reguladora de presin
a$
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a,-' V)$*#$a des+a$an!eada perada pr presin de$ (asde in.e!!in
eneralmente se conoce como vlvula de presin7 la vlvula
es del 50 al ;00 - sensible a la presin en la %4 en laposicin cerrada y el ;00 - sensible en la posicin deapertura$.e re)uiere un aumento de presin en el espacio anularpara abrir y una reduccin de presin en la %4 para cerrar la
vlvula$
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V)$*#$a des+a$an!eada perada pr presinde$ (as de in.e!!in
:lvula cerrada a punto de abriralance de fuerzas'
=
=
b
v
st
b
v
b
v
t
b
v
bt
vog
co
vtvbgo
vbstbbtc
A
ARSi
P
A
AA
A
P
A
APPP
FF
APAAPF
AAPAPF
--
'%
'%
st
tbt
vo PR
RPPP =
-
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V)$*#$a des+a$an!eada perada pr presinde$ (as de in.e!!in
:lvula abierta a punto de cerraralance de fuerzas'
'-%
'%
b
v
stbtvcg
co
bgo
vbstbbtc
A
APPPP
FF
APF
AAPAPF
=
=
";( RPPP stbtvc +=
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En cuanto a las vlvulas operadas por presindel gas de inyeccin, e/isten dos conceptosimportantes$
;$ &resin de apertura de la vlvula ba*ocondiciones de operacin
2$ &resin de cierre de la vlvula ba*ocondiciones de operacin
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Presin de apert#ra de $a*)$*#$a +a/ !ndi!ines de
pera!in=ado )ue la vlvula de presines en su mayor parte sensiblea la presin en el espacio
anular, la presin de aperturase define entonces como lapresin en la %4 re)ueridapara abrir la vlvula actuandoba*o condiciones de operacin$>aciendo un balance defuerzas cuando la vlvula esten la posicin cerrada, a unos
instantes antes de tener suapertura, se obtiene laecuacin )ue define la presinen la %4 re)uerida para abrir lavlvula '
b
ptdc
A
ARdonde
R
RPPP =
=
;
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&ara determinar el efecto )ue tiene la presin en la %& paraabrir la vlvula, se utiliza la ecuacin anterior de la siguienteforma'
3tese )ue la presin de la %& se resta de la presin en la%4, )ue es la presin necesaria para abrir la vlvula$ Estoes, a medida )ue la presin en la %& se incrementa, lapresin en la %4 re)uerida para abrir la vlvula decrece$
R
RP
R
PP td
c
=
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Presin de !ierre de $a*)$*#$a +a/ !ndi!ines de
pera!ina presin de cierre se definecomo la presin en la %4re)uerida para cerrar la
vlvula actuando ba*ocondiciones de operacin$>aciendo un balance defuerzas cuando la vlvula esten la posicin abierta a unosinstantes antes de tener sucierre, la ecuacin )ue definela presin en la %4 re)ueridapara cerrar la vlvula depresin ba*o condiciones deoperacin es'
&vc ? &d
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a,0' V)$*#$a re(#$adra de presin
%ambi#n es llamada vlvula proporcional o de flu*o continuo$as condiciones imperantes son las mismas a las de la
vlvula de presin en la posicin cerrada$4e)uiere un aumento de presin en el espacio anular paraabrir y una reduccin de presin en la %& o en la %4 paracerrar$
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a,1' V)$*#$a des+a$an!eada perada pr 2$#ids de $a2r&a!in %presin en $a TP'
a vlvula operada por fluidos de la formacin es50 a ;00 - sensible a la presin en la %& en la posicincerrada y ;00 - sensible a la presin en la %& en la posicinabierta$Esta vlvula re)uiere un incremento en la presin de la %¶ abrir y una reduccin en la presin de la %& para lograr
el cierre$
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V)$*#$a des+a$an!eada perada pr 2$#idsde $a 2r&a!in
:lvula cerrada a punto de abrir
vgvbto
vbstbbtc
APAAPF
AAPAPF
+=
+=
"(
"(
st
gbt
vot PR
RPPPP +
==
;
:lvula abierta a punto de cerrar
bto
vbstbbtc
APF
AAPAPF
=
+= "(
";( RPPPP stbtvct +==
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+' V)$*#$as +a$an!eadas %perada pr presin en $a TR'
Este tipo de vlvula no est influenciada por la presin en la%& cuando est en la posicin cerrada o en la posicin
abierta$a presin en la %4 (&c" act@a en el rea del fuelle durantetodo el tiempo$ Esto significa )ue la vlvula cierra y abre a lamisma presin (presin de domo"$
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V)$*#$as +a$an!eadas
POSICIN POSICIN
CERRADA ABIERTA
&vo ? &bt
&vc ? &bt
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V)$*#$a di2eren!ia$:lvula a punto de abrir
vtvsto
vgc
APAPF
APF
+=
=
tstvcg PPPP +==
:lvula a punto de cerrar
vtvsto
vgc
APAPF
APF
+=
=
tstvog PPPP +==
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!' V)$*#$as para +&+e!ntin#
Este tipo de vlvulas debe sersensible a la presin en la %&cuando est en la posicin deapertura, es decir, responder
proporcionalmente al incrementoy decremento de la presin en la%&$ 6uando la presin decrezca,la vlvula debe empezar aregular el cierre para disminuir elpaso del gas$ 6uando la presinen la %& se incrementa, lavlvula debe regular la apertura
en la cual se incrementa el flu*ode gas a trav#s de la misma$Estas respuestas de la vlvulamantienen estabilizada la presinen la %& o tienden a manteneruna presin constante$
RAN3O
DE
FLU 4
O"5
-,PRESIN DE APERTURA
0, PVC" PRESIN DE CIERRE %INICIA EL CONTROL DE FLU4O'
1, LMITE DEL RAN3O DE CONTROL
6, M7IMO FLU4O
8, P!" PRESIN DE CIERRE
PRESIN EN LA TUBERA" Pt
88
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00
--
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A&p$it#d de $as *)$*#$as %Spread'
a diferencia entre las presiones de apertura y de cierre de unavlvula es llamada ABmplitud de la vlvulaC$ &ara determinar estaamplitud, la presin de cierre se resta de la de apertura, es decir'
=onde el t#rmino es llamado ADactor de efecto de tuber!ade produccinC
R
RTEFdondePPTEFPEntonces
R
RP
R
RPPP
R
RPPPAmplitd
td
dtd
vc
td
==
=
==
;",(
;
";(
;;
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R
R
-
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El tipo de instalacin est condicionada por la decisin dehacer producir un pozo con bombeo neumtico continuo ointermitente$ as vlvulas estn dise8adas de modo )uefuncionen como un orificio de apertura variable para el caso
de 36, dependiendo de la presin de la %&7 o bien, puedentener un asiento amplio y suministrar un volumen de gasrpidamente a la %& para desplazar el bache de l!)uido parael caso de 3+$
as caracter!sticas del pozo, el tipo de terminacin, as! comola posible produccin de arena y la conificacin de agua yogas son condiciones de vital importancia )ue influyen en eldise8o de una instalacin$
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PROBADORPROBADOR
DEDEVLVULASVLVULAS
Pst
VLVULA DE
PUR3A MANMETRO
3AS A ALTA PRESIN
PRESIN
ATMOSF9RICA
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REPRESENTACINREPRESENTACIN3RFICA DE LA3RFICA DE LAPRESIN DEPRESIN DE
FONDO FLU:ENDOFONDO FLU:ENDO
MECANISMO DELMECANISMO DELBOMBEOBOMBEONEUMTICO ENNEUMTICO ENFLU4O CONTINUOFLU4O CONTINUO
A SEPARADOR
ESTRAN3ULADOR
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TERMINACINTERMINACINTERICA DELTERICA DEL
SISTEMA DESISTEMA DEBNC DE DOSBNC DE DOSETAPAS CONETAPAS CONLAS CURVASLAS CURVAS
DEDE3RADIENTE3RADIENTEDE PRESINDE PRESIN
DIA3RAMA DEL CURVAS DE PRESIN PARA
FONDO DEL PO;O FLU4O VERTICAL
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&ara determinar el tipo de instalacin inicial autilizar, se debe decidir en funcin delcomportamiento futuro del pozo, incluyendo eldecremento de la &1fy del +&$
E/isten tres tipos de instalaciones de 3'
Bbierta
.emicerrada
6errada
CLASIFICACIN DE LASCLASIFICACIN DE LASINSTALACIONESINSTALACIONESDE BNDE BN
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El apare*o de produccin)ueda suspendido dentro delpozo sin empacador$ El gas seinyecta en el espacio anularformado entre la %& y la %4 y
los fluidos contenidos en la %&son desplazados$ Estopermite la comunicacin entrela %& y la %4, de modo )ueesta instalacin )uedarestringida a pozos conbuenas caracter!sticas y )ue
presenten un nivel alto defluido )ue forme un sello otapn$ 3ormalmente estopuede involucrare/clusivamente a pozos )uese e/ploten con 36$
INSTALACIN ABIERTAINSTALACIN ABIERTA
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Es similar a la instalacinabierta e/cepto )ue seadiciona un empacador)ue sirve de aislante entrela %& y la %4$ Este tipo de
instalacin puede utilizarsetanto para bombeoneumtico continuo comopara intermitente$ &ara elcaso del @ltimo, elempacador aisla a laformacin de la presin
)ue se tenga en la %4$ .inembargo, esta instalacinpermite )ue la presin delgas en la %& act@e contrala formacin$
INSTALACIN SEMICERRADAINSTALACIN SEMICERRADA
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Es similar a lainstalacin semicerradae/cepto )ue se colocauna vlvula de pie enla %&$ Bun)ue la vlvula
de pie se colocanormalmente en elfondo del pozo, sepuede colocarinmediatamente deba*ode la vlvula operante$
a vlvula de pie evita)ue la presin del gasde inyeccin act@econtra la formacin$
INSTALACIN CERRADAINSTALACIN CERRADA
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05/07/1638ABIERTAABIERTA SEMICERRADASEMICERRADA CERRADACERRADA
ENTRADAENTRADA
DEDE
3AS3AS
PRODUCCINPRODUCCIN PRODUCCINPRODUCCIN PRODUCCINPRODUCCIN
ENTRADAENTRADA
DEDE
3AS3AS
ENTRADAENTRADA
DEDE
3AS3AS
APLICACIN PARAAPLICACIN PARA
FLU4O CONTINUOFLU4O CONTINUO APLICACIN PARAAPLICACIN PARA
FLU4O INTERMITENTEFLU4O INTERMITENTE
OPERACIN DE SISTEMASOPERACIN DE SISTEMAS
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OPERACIN DE SISTEMASOPERACIN DE SISTEMASDE BNCDE BNC
El #/ito o fracaso de cual)uier instalacin de 3radica casi e/clusivamente en el personal )ue lamane*a$
Bun)ue las vlvulas de 3 se han perfeccionadoal grado de )ue son por lo menos parcialmenteautomticas, las instalaciones re)uierenestrecha vigilancia tanto en la etapa de descargacomo durante el periodo de a*ustes, hasta )ue lainyeccin del gas se haya reguladodebidamente$
OPERACIN DE SISTEMASOPERACIN DE SISTEMAS
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Des!ar(a9na vez instaladas las vlvulas de 3, el pasosiguiente es la descarga de los fluidos del pozo$ a
finalidad de la operacin es la de permitir )ue el gastollegue a la vlvula neumtica de traba*o sin e/cesivaspresiones iniciales, para conseguir la estabilizacin delr#gimen de produccin$
6uando en un pozo se instalan vlvulas neumticas porprimera vez, el espacio anular se encuentre tal vez llenode fluido (generalmente lodo" )ue se ha usado paracontrolarlo, por lo cual es necesario descargarlo$
OPERACIN DE SISTEMASOPERACIN DE SISTEMASDE BNCDE BNC
OPERACIN DE SISTEMASOPERACIN DE SISTEMAS
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El m#todo de descarga continua debeser de operacin ininterrumpida$ asvlvulas se espacian de modo )ue elpozo se descarga por s! mismo,controlndose el gas en la superficie$
B continuacin, se describe unaoperacin de descarga continua$ .eobserva )ue el apare*o de produccintiene cuatro vlvulas de 3 y suscorrespondientes presiones deoperacin son de S25, S00 5T5 y
550 [psi$.uponiendo )ue al empezar el pozoest lleno de fluido de control hasta lasuperficie, para descargarlo se siguenlos pasos )ue se indican acontinuacin$
VLVULA SUPERIORABIERTA" @08 PSI
SE3UNDA VLVULAABIERTA" @
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PASO -$ El gas se inyecta lentamente en elespacio anular a trav#s de una vlvula deagu*a (estrangulador"$ +nmediatamente elfluido de control empieza a salir por la %&$a prctica com@n es descargar el fluido enuna presa, hasta )ue empiece a salir gas a
trav#s de la primera vlvula o hasta )ue en lacorriente aparezca gas$ Es importanteefectuar la operacin lentamente para )ue losfluidos )ue pasen por las vlvulas no lasda8en$PASO 0$ B medida )ue al espacio anular se leaplica gas continuamente, la presin en la %4debe subir gradualmente para )ue el fluido
siga ascendiendo por la %&$PASO 1$ a vlvula n@mero ; (S25 [psi" notarda en )uedar al descubierto, ya )ue el gaspasa a la %&$ Esto se observa en la superficiepor el aumento instantneo de la velocidaddel flu*o )ue sale por el e/tremo de la %&$
ABIERTA
ABIERTA
ABIERTA
ABIERTA
OPERACIN DE SISTEMASOPERACIN DE SISTEMASDE BNCDE BNC
OPERACIN DE SISTEMASOPERACIN DE SISTEMAS
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PASO 6$ a descarga del pozo es unamezcla de gas y l!)uidos, y la presin enla %4 se estabiliza a S25 [psi, )ue es lapresin de operacin de la vlvula ;$ &arano desperdiciar gas, el flu*o puededireccionarse a los separadores$
PASO 8$ a inyeccin de gas en elespacio anular hace )ue el nivel de l!)uidosiga ba*ando hasta )ue la vlvula 2(S00 [psi" )ueda al descubierto debido a)ue el gradiente es aligeradoconsiderablemente por el gas$
&or e*emplo, si el fluido de control tiene ungradiente de 0$5 [psipie, con la inyeccinde gas puede ba*ar a 0$; [psipie en la %&,con el consecuente cambio en elgradiente de presin, dependiendo a )u#profundidad est# la vlvula ;$
ABIERTA
ABIERTA
ABIERTA
ABIERTA
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OPERACIN DE SISTEMASOPERACIN DE SISTEMAS
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.i la presin del gas al pasar por la vlvula ; esde 50 [psi, y suponiendo )ue est# a unaprofundidad de ;250 [pie, la presin del gas enla superficie es de 50 U (;250V0$;" ? ;T5 [psi$Juedan entonces S25 W ;T5 ? O50 [psi paratraba*ar el pozo hasta la vlvula 2$ Bs!, sedetermina tambi#n el espaciamiento de dicha
vlvula, el cual es de (O500$5" ? P00 [pie$Entonces, la vlvula 2 se instala a;250 U P00 ? 2;50 [pie$PASO @$ %an pronto la vlvula 2 )uedadescubierta, el gas entra en ella a laprofundidad de ;250 [pie$ Bdems, la presinen la %4 ba*a a S00 [psi, ya )ue la vlvula 2funciona con 25 [psi menos )ue la vlvula;$
El gradiente de presin en la %& ba*a a0$; [psipie de la vlvula 2 a la superficie7 lapresin de la %& a la altura de esta vlvula esde 50 U (2;50V0$;" ? 2S5 [psi$ Jueda as! unadiferencia de S00 W 2S5 ?
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PASO ?$ El gas se inyectacontinuamente hasta llegar a la terceravlvula y la operacin se repite hastallegar a la cuarta$ =urante la descargadel pozo, la presin de fondo ba*a alpunto en el )ue los fluidos de laformacin empiezan a entrar en elfondo de la %&$En este momento, la composicin delos fluidos en la %& empieza a cambiar,transformndose en una mezcla de losfluidos )ue se estn desplazando delespacio anular y los )ue salen de laformacin$ 6uando esto ocurre, laproduccin de descarga del pozotiende a ba*ar, hasta )ue se llega a la
vlvula de operacin (cuarta vlvula"$PASO >$ %an pronto se llega a lavlvula O (a
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DISEHO DEDISEHO DEINSTALACIONES DE BNINSTALACIONES DE BN
=iversos factores intervienen en el dise8o deinstalaciones de 37 uno de los primeros es )ue elpozo est# produciendo el flu*o de manera continua
o intermitente$ Gtro factor )ue influye es elconocimiento de cul tipo de flu*o es me*or$
Blgunas de la vlvulas de 3 pueden emplearse enambos flu*os, sin embargo, otras vlvulas puedenser usadas @nicamente para uno u otro caso$
DISEHO DEDISEHO DE
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as razones de emplear vlvulas de 3 son'
;$ =escargar los fluidos del pozo e inyectar
el gas en un punto ptimo de la %&$2$ 6rear la &1f necesaria para )ue el pozo
pueda producir el gasto deseado
controlando tanto el gas de inyeccin enla superficie como el gas producido$
DISEHO DEDISEHO DEINSTALACIONES DE BNINSTALACIONES DE BN
DISEHO DEDISEHO DE
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a localizacin de las vlvulas de 3 en el punto ptimo estinfluenciada por'
a" a presin del gas disponible para descargar el pozo$
b" a densidad del fluido o gradiente de los fluidos en elpozo a un determinado tiempo de descarga$
c" El comportamiento de afluencia al pozo durante el tiempode descarga$
d" a presin a boca del pozo (contrapresin entre el pozo yla central de recoleccin" )ue hace posible )ue los fluidospuedan ser producidos y descargados$
DISEHO DEDISEHO DEINSTALACIONES DE BNINSTALACIONES DE BN
DISEHO DEDISEHO DE
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e" El nivel de fluido en la %& (espacio anular", ya sea )ue elpozo haya sido cargado con fluido de control o se hayaprescindido de #ste$
f" a &1f y las caracter!sticas de los fluidos producidos del
pozo$
as instalaciones de 3 pueden a*ustarse de tal manera )uese obtenga la m/ima produccin en ptimas condiciones,
para lo cual debe considerarse el abatimiento de la &1f$Bl hacer esta consideracin, es necesario instalar dos o tresvlvulas de 3 adicionales por aba*o del punto de inyeccin$
DISEHO DEDISEHO DEINSTALACIONES DE BNCINSTALACIONES DE BNC
DETERMINACIN DEL PUNTO DEDETERMINACIN DEL PUNTO DE
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DETERMINACIN DEL PUNTO DEDETERMINACIN DEL PUNTO DEIN:ECCIN PTIMO EN UNAIN:ECCIN PTIMO EN UNA
INSTALACIN DE BNINSTALACIN DE BNCC
En el dise8o de una instalacin de 36, primero debe localizarseel punto ptimo de inyeccin de la vlvula operante$
B continuacin, se describe un procedimiento general para losdiferentes tipos de vlvulas'
;$ raficar en papel con coordenadas rectangulares, laprofundidad en el e*e de las ordenadas, siendo igual a cero enla parte superior y presentando su valor m/imo en el punto dereferencia (empacador, intervalo medio productor"$
2$ En el e*e de las abscisas graficar la presin, con cero en el
origen hasta una presin m/ima$
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O$ B partir del +&, calcular la &1fcorrespondiente al gasto deseado eindicar este valor a la profundidad de referencia$
5$ &artiendo de la &1sprolongar la l!nea de gradiente esttico hastaintersectar el e*e de las ordenadas7 este punto corresponde al
ni*e$ est)ti!ni*e$ est)ti!dentro del pozo$S$ =esde el punto de la &1f, graficar el perfil de presin %$nea de$%$nea de$
(radiente 2$#.end'(radiente 2$#.end' aba*o del punto de inyeccin$ El punto enel cual el gradiente intersecta al e*e de las ordenadas es el ni*e$ni*e$din)&i!,din)&i!,
T$ .e8alar en el e*e de las abscisas la presin m/ima del gas deinyeccin %presin de arran#e'"%presin de arran#e'" la presin dispni+$epresin dispni+$e y lapresin de pera!in,presin de pera!in, a presin de operacin generalmentese fi*a ;00 [psi deba*o de la presin disponible, y #sta, 50 [psideba*o de la presin de arran)ue$
DETERMINACIN DEL PUNTO DEDETERMINACIN DEL PUNTO DEIN:ECCIN PTIMO EN UNAIN:ECCIN PTIMO EN UNA
INSTALACIN DE BNINSTALACIN DE BNCC
DETERMINACIN DEL PUNTO DEDETERMINACIN DEL PUNTO DE
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$ %razar la l!nea de (radiente de (as(radiente de (as correspondiente a $aa $apresin de pera!in . a $a presin dispni+$epresin de pera!in . a $a presin dispni+$e hastaintersectar la l!nea del gradiente fluyendo establecido en elpaso S$
P$ Iarcar el punto donde la presin de operacin intersecta lal!nea de gradiente fluyendo como el p#nt de +a$an!ep#nt de +a$an!eentre lapresin en el espacio anular y la presin en la %&$
;0$ &artiendo del punto de balance y sobre la l!nea de gradientefluyendo, determinar el PUNTO DE IN:ECCIN DEL 3ASPUNTO DE IN:ECCIN DEL 3AS
restando ;00 [psi del punto de balance$;;$ Iarcar la presin de flu*o en la %& (&1h" a la profundidad de
cero$ Esta presin es igual a cero si el pozo descarga al)uemador y tiene un valor positivo si descarga al separador$
DETERMINACIN DEL PUNTO DEDETERMINACIN DEL PUNTO DEIN:ECCIN PTIMO EN UNAIN:ECCIN PTIMO EN UNA
INSTALACIN DE BNINSTALACIN DE BNCC
DETERMINACIN DEL PUNTO DEDETERMINACIN DEL PUNTO DE
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;2$ 9nir el punto de inyeccin y la presin de flu*o en la cabeza delpozo, seleccionando la curva de gradiente de presin o bien lacorrelacin de flu*o multifsico correspondiente7 esta curva serla del (radiente de presin de 2$#/ arri+a de$ p#nt de(radiente de presin de 2$#/ arri+a de$ p#nt de
in.e!!in,in.e!!in, =icha curva proporciona la 4B total )ue sere)uiere para producir el pozo al gasto deseado$ a 4Binyectada es igual a la diferencia entre la 4B total y la de losfluidos de la formacin$
.i no se dispone de curvas de gradiente o de correlaciones deflu*o multifasico, el punto de inyeccin y la &1hpueden unirsecon una recta para propsitos de Aespaciamiento de vlvulasC$
DETERMINACIN DEL PUNTO DEDETERMINACIN DEL PUNTO DEIN:ECCIN PTIMO EN UNAIN:ECCIN PTIMO EN UNA
INSTALACIN DE BNINSTALACIN DE BNCC
PROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELPROCEDIMIENTO 3RFICO PARA EL
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=espu#s de determinar el punto de inyeccin, el espaciamiento de lasvlvulas balanceadas en una instalacin de 3 se determina de lasiguiente manera'
a" %razar la l!nea del (radiente de 2$#id de !ntr$"(radiente de 2$#id de !ntr$"partiendo de la &1h$
b" E/tender la l!nea anterior hasta intersectar la l!nea de presin disponibledel gas de inyeccin7 esta profundidad corresponde a la posicin de lapri&era *)$*#$a,pri&era *)$*#$a,
c" =esde el punto anterior, trazar una l!nea horizontal hasta intersectar lal!nea de gradiente de presin de flu*o arriba del punto de inyeccin$
d" =el punto de interseccin anterior, trazar una paralela a la l!nea degradiente del fluido de control hasta intersectar la l!nea de gradiente depresin disponible menos 25 [psi$ Esta profundidad corresponde a lase(#nda *)$*#$a,se(#nda *)$*#$a,
PROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELPROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELESPACIAMIENTO DE LAS VLVULASESPACIAMIENTO DE LAS VLVULAS
BALANCEADAS DEBALANCEADAS DEBNCBNC
PROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELPROCEDIMIENTO 3RFICO PARA EL
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e" 4educir la presin en 25 [psi del punto de interseccindeterminado en el paso anterior y trazar hacia aba*o la l!nea degradiente de presin del gas de inyeccin$
f" %razar una l!nea horizontal a la iz)uierda desde la posicin de la
vlvula 2 hasta intersectar la l!nea de gradiente de flu*o arribadel punto de inyeccin$
g" =esde este punto, trazar una l!nea paralela al gradiente defluido de control, hasta intersectar la nueva l!nea de gradiente
de gas determinado en el paso (e"7 esta profundidadcorresponde a la ter!era *)$*#$a,ter!era *)$*#$a,
h" 4epetir el procedimiento descrito en los pasos e, f y g, hasta alcanzar elp#nt de in.e!!in de$ (as,p#nt de in.e!!in de$ (as,
PROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELPROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELESPACIAMIENTO DE LAS VLVULASESPACIAMIENTO DE LAS VLVULAS
BALANCEADAS DEBALANCEADAS DEBNCBNC
PROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELPROCEDIMIENTO 3RFICO PARA EL
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i'i' C$!ar #na ds *)$*#$as a+a/ de$ p#nt deC$!ar #na ds *)$*#$as a+a/ de$ p#nt dein.e!!in"in.e!!in" previendo posibles reducciones en la presinmedia del yacimiento as! como cambios en laproductividad del pozo$
*" =eterminar eldi)&etr de$ ri2i!i"di)&etr de$ ri2i!i"empleando grficas ola frmula propuesta por el +ng$ Drancisco araicochea$
X" %razar la l!nea de (radiente (etJr&i!(radiente (etJr&i! desde latemperatura de flu*o en la superficie hasta hasta latemperatura de flu*o en el fondo del pozo$
l" =eterminar la temperatura correspondiente a laprofundidad de colocacin de cada vlvula $
PROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELPROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELESPACIAMIENTO DE LAS VLVULASESPACIAMIENTO DE LAS VLVULAS
BALANCEADAS DEBALANCEADAS DEBNCBNC
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m" =eterminar la PPss de !ada *)$*#$a"de !ada *)$*#$a" disminuyendo en 25 [psi lapresin entre vlvula y vlvula, iniciando para la primera con un valorigual a 25 [psi aba*o de la presin disponible del gas de inyeccin$
n" =eterminar la presin de !a$i+ra!inpresin de !a$i+ra!indel domo a S0 [YD$
o" &reparar una tabla final indicando'NK&er de *)$*#$a
Pr2#ndidad
Te&perat#ra
Ps%presin s#per2i!ia$'P*%presin de apert#ra de $a *)$*#$a'
Presin de$ d&" Pd
PROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELPROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELESPACIAMIENTO DE LAS VLVULASESPACIAMIENTO DE LAS VLVULAS
BALANCEADAS DEBALANCEADAS DEBNCBNC
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=espu#s de determinar el punto de inyeccin, el espaciamiento de lasvlvulas desbalanceadas en una instalacin de 3 se determina de lasiguiente manera'
a" Bdicionar 200 [psi a la presin en la %& fluyendo en la cabeza del
pozo y marcar este punto a la profundidad de cero$ %razar una l!nearecta desde este punto, al correspondiente punto de inyeccin de gas7esta l!nea representa la presin en $a TP de dise,presin en $a TP de dise,
b" %razar la l!nea de gradiente de fluido de control, partiendo de unapresin de cero o de la presin fluyendo en la boca del pozo, ya sea
)ue #ste descargue al )uemador o al separador, hasta intersectar lal!nea de gradiente )ue corresponde a la presin disponible del gas deinyeccin7 este punto determina la profundidad de la pri&era *)$*#$a,pri&era *)$*#$a,
PROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELPROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELESPACIAMIENTO DE LAS VLVULASESPACIAMIENTO DE LAS VLVULAS
DESBALANCEADAS DEDESBALANCEADAS DEBNCBNC
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c" %razar una l!nea horizontal, desde el punto determinado en el pasoanterior, hasta intersectar la l!nea )ue corresponde a la presin en la%& de dise8o$
d" =esde la interseccin anterior, trazar una paralela a la l!nea degradiente del fluido de control hasta intersectar la l!neacorrespondiente a la presin de operacin del gas de inyeccin$ Estepunto determina la profundidad de la se(#nda *)$*#$a,se(#nda *)$*#$a,
e" 4epetir el procedimiento anterior entre la presin en %& de dise8o y lapresin de operacin del gas de inyeccin, hasta alcanzar el p#ntp#ntde in.e!!in,de in.e!!in,
f" %razar el (radiente (etJr&i!(radiente (etJr&i!entre la temperatura en la boca delpozo y la temperatura del fondo$g" =eterminar la presin en TPpresin en TP de cada vlvula a la profundidad
correspondiente$
PROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELPROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELESPACIAMIENTO DE LAS VLVULASESPACIAMIENTO DE LAS VLVULAS
DESBALANCEADAS DEDESBALANCEADAS DEBNCBNC
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h" %abular la presin en %& de dise8o y la presin fluyendo en %& realpara cada vlvula a la profundidad correspondiente$
i" Di*ar la presin s#per2i!ia$presin s#per2i!ia$de apertura de la primera vlvula 50 [psideba*o de la presin disponible del gas de inyeccin$
*" .eleccionar las presiones superficiales de apertura del resto de lasvlvulas, de*ando una diferencia de ;0 [psi entre vlvula y vlvula, enforma decreciente y partiendo de la presin superficial de apertura dela primera vlvula$
X" =eterminar la presin de apert#ra de !ada *)$*#$a %Ppresin de apert#ra de !ada *)$*#$a %P**'' a laprofundidad correspondiente, sumndole el peso de la columna de gas
a cada vlvulal" 9tilizando la presin en la %& de dise8o, la presin de apertura de cadavlvula y el dimetro del orificio seleccionado, calcular la presin depresin de!ierre 2rente a $a *)$*#$a %P!ierre 2rente a $a *)$*#$a %P*!*!'"'"la cual es tambi#n la presin del domo$
PROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELPROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELESPACIAMIENTO DE LAS VLVULASESPACIAMIENTO DE LAS VLVULAS
DESBALANCEADAS DEDESBALANCEADAS DEBNCBNC
PROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELPROCEDIMIENTO 3RFICO PARA EL
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m" =eterminar la presin de$ d& de !ada *)$*#$a a @< # >< F,presin de$ d& de !ada *)$*#$a a @< # >< F,n" 6alcular la presin de apert#ra en e$ pr+adr %ta$$er'presin de apert#ra en e$ pr+adr %ta$$er'para cada vlvula de
S0 [ZD utilizando la siguiente e/presin'
o" =eterminar la presin de apert#ra %Ppresin de apert#ra %P**'' de cada vlvula a la profundidadcorrespondiente, utilizando la e/presin de flu*o real en la %&'
p" =eterminar la presin s#per2i!ia$ de apert#rapresin s#per2i!ia$ de apert#ra de cada vlvula ba*ocondiciones reales de operacin, previendo )ue no habr interferencia entrevlvulas$
PROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELPROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELESPACIAMIENTO DE LAS VLVULASESPACIAMIENTO DE LAS VLVULAS
DESBALANCEADAS DEDESBALANCEADAS DEBNCBNC
R
RPPP
td
vo
-
[ ]
R
FPP
d
tro
-
@
-
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)" >acer cual)uier a*uste necesario$
r" &resentar en una tabla los siguientes resultados'
PROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELPROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELESPACIAMIENTO DE LAS VLVULASESPACIAMIENTO DE LAS VLVULAS
DESBALANCEADAS DEDESBALANCEADAS DEBNCBNC
NK&er de *)$*#$a
NK&er de *)$*#$a
Pr2#ndidad
Presin en TP dise %Pt dise'
Presin en TP 2$#.end %Pt rea$'
Ps%dise'
P*%dise'
Pd T*Ps!Pd @< F
Ptr
Ps%rea$'P*%rea$'
PROCEDIMIENTO 3RFICO PARA ELPROCEDIMIENTO 3RFICO PARA EL
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E4EMPLO DE CLCULO
6alcular el espaciamiento de vlvulas y mostrar una tabla de resultados para unainstalacin de 36 con vlvulas balanceadas, dados los siguientes datos$
)o?
&1s?
+& ?
%&?
&rofundidad media del intervalo disparado ?
=ensidad del gas de inyeccin ?
&th?&resin superficial del gas de inyeccin ?
%emperatura superficial ?
%emperatura en el fondo del pozo ?
radiente del fludo de control ?
=ensidad del aceite ?
00 [bpd
2500 [psi
2 [bpdpsi
2 [pg d$e$
000 [pie
0$S5
;00 [psi
00 [psi
;00 [ZD
200 [ZD
0$O5 [psipie
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S$#!in
a" &resin de fondo fluyente'
[ ]psiP
IP
qPP
PP
qIP
wf
o
wswf
wfws
o
0-,00=11@>,< +pd+pd
E4EMPLOS DE CLCULOE4EMPLOS DE CLCULO
[ ]
[ ]
[ ]bpdq
entoncesPqSiq
psibpdPPqSi
psibpddevalorunconteconspermaneceIP"l
wfo
wfwso
@
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+' \6ul es la &1sa la )ue el pozo de*ar de fluir con la %& de 2 R [pg]
a &1s a la cual el pozo de*ar de fluir ba*o condiciones estables corresponde al punto depresin m!nima de la curva de capacidad de transporte$
&ara determinar la &1s, se traza una recta paralela a la del !ndice de productividad y )ue pasepor el punto de presin m!nima$ a prolongacin de esta recta al e*e de las presiones nos da la&1sa la )ue el pozo de*ar de fluir$ El resultado es'
PPss 0->< psi, 0->< psi,
!' \Ju# produccin aporta el pozo con una %& de 2 ^ [pg]
&ara determinar la produccin )ue aporta el pozo se sigue el mismo procedimiento )ue con la%& de 2 R [pg para encontrar la &1fsuponiendo diferentes gastos$
E4EMPLOS DE CLCULOE4EMPLOS DE CLCULO
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os resultados son (para d$i$ ? ;$PP;[pg"'
E4EMPLOS DE CLCULOE4EMPLOS DE CLCULO
+pd P2psi
50 25S0
;00 2
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d' \6ul es la produccin si se emplea una %& de < _ [pg]
3uevamente, se sigue el mismo procedimiento )ue en el inciso anterior
os resultados son (para d$i$ ? 2$PP;[pg"'
E4EMPLOS DE CLCULOE4EMPLOS DE CLCULO
+pd P2psi;00 200
200 2
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