UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLIN

FACULTAD DE MINAS

LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL

SIMULACIN DE UN POZO POR FLUJO NATURAL UTILIZANDO

WELLFLO SYSTEM

TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIN .............................................................................................. 3

2. OBJETIVOS ..................................................................................................... 4

2.1. GENERAL. ................................................................................................. 4

2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS. ..................................................................... 4

3. WELLFLO SYSTEM ......................................................................................... 5

4. INGRESO DE DATOS. ..................................................................................... 6

4.1. DATOS GENERALES ................................................................................ 7

4.2. DATOS DEL ESTADO MECANICO DEL POZO ........................................ 9

4.3. DATOS DEL FLUIDO Y YACIMIENTO .................................................... 10

5. ANALISIS Y RESULTADOS .......................................................................... 17

5.1. CAUDAL Y PRESIN DE OPERACIN .................................................. 17

5.2. CURVAS INFLOW Y OUTFLOW ............................................................. 18

5.3. ANALISIS DE SENSIBILIDAD ................................................................. 19

5.4. CURVAS DE GRADIENTE ...................................................................... 22

6. EJERCICIO. ................................................................................................... 23

1. INTRODUCCIN

En la industria petrolera existen diversos campos multidisciplinarios que trabajan

en conjunto para encontrar y producir los hidrocarburos ubicados en el subsuelo.

Uno de estos campos es el relacionado con el sistema de produccin, el cual est

formado por el yacimiento, completamiento, pozo, choques, separadores y las

facilidades de superficie. El proceso de produccin en un pozo de petrleo

comprende el recorrido de los fluidos desde el radio externo de drenaje en el

yacimiento hasta el separador de produccin en la estacin de flujo y posterior

tratamiento. De all la importancia de este proceso para la obtencin de una

capacidad de produccin eficiente y segura.

El sistema de produccin es una estructura compleja donde convergen factores

claves como lo son el comportamiento del flujo de fluidos en la tubera, los cuales

deben ser analizados a razn que dependen de condiciones especificas del fluido

y varian sensitivamente durante el trayecto hasta superficie, adems las

condiciones de presin y temperatura son repentinamente modificadas, luego en

la comprensin y diseo se requiere un anlisis especial de estos parmetros ya

que influirn en la capacidad productiva del pozo y el manejo de los fluidos

producidos. La produccin de una formacin depender del conocimiento de estos

procesos y del diseo eficiente que se haga para encontrar una produccin

estable y econmicamente rentable.

Como ingenieros de petrleos es crucial el conocimiento y anlisis de este sistema

adems de todas las posibles implicaciones all desarrolladas para su diseo,

desde la escogencia de un tipo especial de tubera hasta la seleccin del mtodo

de levantamiento artificial ms eficiente para la produccin deseada; esto es

posible llevarlo a cabo mediante el uso de herramientas informticas como el

simulador de flujo, en este caso el WellFlo System, el cual nos permite recrear el

flujo de fluido a travs de la tubera hasta superficie con uso de correlaciones

matemticas. Permitiendo predecir el funcionamiento del sistema para seleccionar

parmetros ms eficientes en el diseo o para una posterior modificacin.

http://es.wikipedia.org/wiki/Industria_petrolera

2. OBJETIVOS

2.1. GENERAL.

Desarrollar y analizar la simulacin de un pozo por flujo natural mediante el

uso de WELLFLO SYSTEM.

2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS.

Reconocer e identificar los diferentes factores que inciden en la produccin

de un pozo por flujo natural.

Comprender los efectos de las diferentes variables que intervienen en el

proceso de simulacin de un pozo.

Aprender el uso del simulador WELLFLO SYSTEM.

3. WELLFLO SYSTEM

WELLFLO 3.8 es una aplicacin global de FLOSYSTEM,

programas desarrollados Edinburgh Petroleum Services Ltd.

Para asistir de manera completa a los ingenieros de Petrleos en

el diseo, optimizacin y diagnostico de sistemas de produccin.

Este programa de anlisis nodal para pozos nos permite

modelar produccin por flujo natural, levantamiento artificial con

gas y bombeo electro sumergible. Adems de otras varias

aplicaciones relacionadas con los mecanismos de empuje del

yacimiento.

Wellflo soporta el ingreso de datos, adems del uso de mltiples correlaciones

para PVT, IPR, perdidas de presin en la tubera, temperatura y chokes, estas son

usadas bsicamente para dos funciones:

Encontrar el punto de operacin de un pozo o sistema de produccin

Encontrar la cada de presin a lo largo de un pozo o de la tubera.

En ambos modos de funcionamiento, una amplia gama de variables

de sensibilidad puede ser usada para estudiar los diferentes escenarios. Grficos,

ilustraciones e informes tambin se puede construir a partir de los resultados

de estos clculos.

Ilustracin 1. Interfaz WellFlo

4. INGRESO DE DATOS.

Se requiere inicialmente la informacin correspondiente a las caractersticas y propiedades del fluido, estado mecnico del pozo y propiedades del yacimiento.

Caractersticas y propiedades del fluido

Gravedad especifica del gas 0,82

Gravedad especifica del agua 1,1

Gravedad del aceite 38 API

Presin de Burbuja 2000 PSI

Factor Volumtrico del aceite 1,2

Tabla 1. Caractersticas del fluido

Estado mecnico del Pozo

MD ID OD Peso Nominal Tipo

11,6 lpp Tubera

9,2 lpp Tubera

23 lpp Casing

Tabla 2. Estado Mecnico

Caractersticas de Produccin

GOR 400 SCF/STB

Corte de agua 20%

Presin en cabeza 200 PSI

Tabla 3. Caractersticas de produccin

Yacimiento

Presin 5000 PSI

Temperatura 200 F

ndice de Productividad 3,6

Tabla 4. Propiedades del Yacimiento

4.1. DATOS GENERALES

Ahora con la informacin requerida se procede a ingresar los datos iniciales en el simulador. Seleccionar en la ventana principal: File New

Data Preparation General Data

En esta ventana se puede colocar la informacin relacionada a la ubicacin e informacin adicional que se tenga del pozo. Ahora se procede a ingresar los datos relacionados con el rbol de navidad del pozo.

En este paso es importante establecer el nivel de referencia desde el cual se ingresaran las medidas al simulador.

En este caso se tomar el nivel de referencia desde el nivel del mar (MSL), para ingresar este dato, damos doble click sobre el rbol de navidad que se muestra en la pantalla principal.

En este caso el nivel de referencia es el nivel del mar, luego se especifica la elevacin del rbol de navidad respecto a ese nivel (20 pies)

Well Head Elevation (WHE)

Mean Sea Level (MSL)

Sea Bed (SB)

Rotary Kelly Bushing (RKB)

4.2. DATOS DEL ESTADO MECANICO DEL POZO

Luego se ingresa la desviacin del pozo, debido a que el simulador requiere tanto la profundidad medida (MD), como la profundidad vertical (TVD), Esto se puede hacer conociendo el ngulo de desviacin de cada tramo de tubera o conociendo la TVD. Para esto realizamos: Data Preparation

En este caso se supone que se conocen los ngulos de desviacin de cada uno de los tramos de tubera, esto puede ser obtenido a travs del dog leg, o la survey del pozo. Ahora se procede a ingresar la informacin del estado mecnico del pozo Data Preparation

All se puede ingresar las diferentes tuberas presentes en el pozo y relacionarlas a travs de su dimetro interno y externo, adems del peso nominal y el tipo de ducto que representa en el esquema.

4.3. DATOS DEL FLUIDO Y YACIMIENTO

Ahora se ingresan los datos relacionados al fluido y caractersticas del yacimiento, para esto realizamos: Data Preparation

En esta ventana se puede escoger el tipo de fluido presente en el yacimiento, adems de la orientacin del pozo, tambin en caso dado que se tengan mltiples formaciones (Layers...), se puede analizarlas en conjunto y separadamente a travs del control de actividad. Existen tres formas de ingresar los datos del yacimiento.

Layer parameters. Seleccionando esta opcin ingresamos los datos. Data Preparation

En esta opcin se requiere conocer el dao presente en la formacin, adems del la geometra del rea de drenaje, esto mediante el uso de pruebas de presin realizadas, al ingresar bajo esta opcin podemos encontrar la IPR del pozo.

Data Preparation Re

All se puede seleccionar y graficar bajo cualquiera de los modelos descritos la IPR del pozo, pero debido a que no conocemos informacin de pruebas de presin, no podemos utilizar esta forma de ingreso de datos del yacimiento.

Test Point Data Al ingresar a editar la capa por esta opcin se encuentra la siguiente ventana.

En esta forma de ingreso se requiere conocer al menos una prueba de flujo para as determinar el ndice de productividad del pozo (J), y de igual forma se puede encontrar la grafica IPR del pozo segn el modelo escogido como en el caso anterior. Data Preparation

Manual Esta es la manera ms comn de ingresar los datos relacionados con el yacimiento, debido a que solo requiere del ndice de productividad del pozo (J), y no requiere informacin adicional como en las anteriores entradas.

Luego de ingresar los datos de presin y temperatura, adems del ndice de productividad, los cuales se conocen con anterioridad se procede a graficar la IPR del pozo

Data Preparation

En este caso se grafica con el modelo de IPR de Vogel, se da calcular y luego Plot.

De esta manera se encuentra la IPR del pozo bajo el modelo de Vogel, se observa el AOF del pozo, y la presin de burbuja, en esta grafica es posible modificar los colores, rangos de los ejes, ; a travs de la opcin Edit que aparece en la ventana. Ahora se procede a ingresar los datos relacionados con los fluidos, para esto vamos a:

Data Preparation Fluid Parameters

Debido a que se tiene informacin PVT de los fluidos del yacimiento se debe comparar estos datos con las correlaciones de los modelos y as aproximar ms al comportamiento real de los fluidos para eso empezamos revisando (Check..) las caractersticas del fluido a la presin del yacimiento

Se nota que el factor volumtrico y la presin de burbuja reales no coinciden con las aproximaciones de la correlacin, debido a esto debemos ajustar la correlacin con los datos reales para que sea ms acertado; para esto se usa:

Data Preparation

En valores observados se coloca la presin de burbuja real a la presin del yacimiento, de no estar la temperatura se puede modificar los valores directamente, luego se selecciona calcular y aparecer el valor de la correlacin el cual es mucho menor, posterior se selecciona best fit, y ahora la correlacin ser una nueva correlacin ajustada a este dato. Como el factor volumtrico del aceite tampoco coincide se debe ajustar la correlacin nuevamente.

De esta manera se puede ajustar la correlacin con datos reales que se tengan (presin de burbuja, GOR, Bo, viscosidad..Etc.) , para confirmar los cambios se puede nuevamente revisar (Check) y verificar que ahora a la correlacin se ajusta a los datos.

Nota: Es importante mencionar que estos cambio alterarn la curva IPR del pozo, luego es necesario volver a graficar la curva.

5. ANALISIS Y RESULTADOS Ahora que se dispone de todos los datos relacionados con el pozo, podemos simular las caractersticas de este a travs de varias aplicaciones que posee el Wellflo System, encontrando el caudal y presin de operacin, la incidencia sobre la produccin de varios factores, anlisis de sensibilidad sobre la presin y caudal y posteriormente anlisis de factibilidad de diseo sobre sistemas de levantamiento artificial.

5.1. CAUDAL Y PRESIN DE OPERACIN

Ahora que ya se dispone de toda la informacin ingresada se puede hacer uso de esta, para simular el comportamiento del pozo y encontrar el caudal de operacin.

Analysis

Esta opcin permite realizar un anlisis nodal en fondo de pozo, teniendo en cuenta el requerimiento de presin en cabeza, dando como resultado el caudal y presin de operacin al seleccionar calcular.

Nota: Es importante reconocer el nodo superior e inferior del anlisis nodal, as como tambin en donde se llevara a cabo, al igual Tener en cuenta el modelo de temperatura, ya que esta altera la solucin

5.2. CURVAS INFLOW Y OUTFLOW

Se Puede de igual forma graficar las curvas outflow e inflow del pozo.

Analysis

5.3. ANALISIS DE SENSIBILIDAD

Esta aplicacin del sistema permite simular el comportamiento del pozo frente a cambios sobre variables de importancia como curva IPR, correlaciones de flujo,

Lo que representa una valiosa herramienta a la hora de predecir futuros comportamiento o cambios repentinos que se puedan presentar.

Analysis