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Producción por Flujo Natural 08-05-2015

Revisión bibliográfica de correlaciones para análisis nodal de yacimientos de crudo extrapesado. F.F. Vega Cotera, UNALMED, M.A. Causíl Loaiza, UNALMED.

RESUMEN: En el presente informe se realiza una revisión bibliográfica de diferentes artículos relacionados con análisis nodal de yacimientos de crudos extrapesados, donde se especifican las variables influyentes de las distintas correlaciones, al igual que sus ventajas y desventajas.

INTRODUCCIÓN:

Se conoce como petróleo extrapesado, al crudo que presenta valores de gravedad API de 10° o menores a este, es decir, crudos que presenten valores de densidad iguales al agua (1 g/cm3) o mayores a este.

Se sabe, que la mayor parte de los recursos de petróleo del mundo corresponde a hidrocarburos viscosos y pesados, aproximadamente el 40%, seguido por el bitumen 30% y el petróleo convencional 30%, pero que por su menor valor económico comparado con el petróleo liviano, no siempre es rentable su extracción. [Referencia 5]

Figura 1. Proporción de reservas de petróleo en el mundo. [Revista Oilfield Review, Schlumberger, Hussein Albouearej, et aL, Importancia del petróleo pesado, otoño 2006].

Actualmente muchos de los yacimientos de petróleos convencionales están en su fase de declinación, es por esto que la industria está en la

búsqueda de sistemas mejorados y procesos eficientes para la extracción de crudo pesado y extrapesado, a pesar, de que estos involucren mayores costos e inversiones operacionales. [Referencia 6]Para lograr tal objetivo es de vital importancia mejorar los sistemas de producción para así, maximizar la eficiencia de flujo mediante la aplicación de técnicas más efectivas y confiables, como lo es el análisis nodal el cual nos permite predecir el comportamiento actual y futuro de un pozo productor, estimar parámetros como el caudal optimo a producir, diagnosticar problemas de flujo, diseñar los componentes, evaluar impactos de estimulación sobre la producción y pronosticar cambios esperados sobre la producción con el tiempo, entre otros. [Referencia clase]

MARCO TEÓRICO

ANÁLISIS NODAL

Permite la determinar el comportamiento de actual y futuro de un pozo productor de hidrocarburos, el cual consiste en dividir el sistema de producción (yacimiento, tubería, superficie), en nodos de solución para calcular caídas de presión, y así poder estimar las curvas de comportamiento de afluencia y el potencial de producción de un yacimiento.

Mediante este análisis se puede incrementar la producción y mejorar la eficiencia de pozos productores, como, definir parámetros óptimos a partir de pozos exploratorios, para pozos futuros productores, tales como: diámetro óptimo de la tubería, diámetro del estrangulador, diámetro de la línea, comportamientos de flujo y presiones para diferentes condiciones de operación. [Referencia 6]

2 El procedimiento del análisis nodal consiste en dividir el flujo del sistema de producción en tres componentes:

1. Flujo a través del medio poroso.2. Flujo a través de la tubería vertical.3. Flujo a través de la línea horizontal.

Figura 2. Componentes básicos en la evaluación del sistema de producción mediante análisis nodal. [Production Optimization Using Nodal Analysis. B. D. 2003].

En un sistema de producción siempre hay dos valores que no cambian durante todo el análisis y son la Presión de yacimiento y la Presión de separador.

Entonces para determinar la presión en un nodo anteriormente escogido, sea Fondo de pozo, Cabeza de pozo, Separador u otro, se deberá calcular las pérdidas de presión que se dan en tubería o línea, para ser adicionadas o sustraídas a la presión de partida dependiendo el caso. De lo anterior podemos inferir que la ubicación del nodo juega un papel importante al momento de hacer el análisis nodal. Las posibles ubicaciones de nodos, utilizadas son:

1. Separador.2. Reductor.3. Cabezal.4. Válvula de subsuelo.5. Restricción.6. Fondo de pozo.7. Cercanía del pozo.8. Yacimiento.

Figura 3. Principales nodos. [Production Optimization Using Nodal Analysis. B. D. 2003].

Una vez definido el nodo de estudio se procede a la realización de las curvas de oferta y demanda, siendo estas respectivamente la Presión de yacimiento menos las pérdidas de presión hasta el nodo y la Presión de separador más las pérdidas de presión hasta el nodo.

Figura 4. Curvas de oferta y demanda. [Production Optimization Using Nodal Analysis. B. D. 2003].

La gráfica anterior se realiza con el objetivo de identificar el caudal óptimo de operación, definido como el punto donde se intersectan las dos rectas (oferta y demanda). Es importante mencionar que no siempre se intersectan las rectas, en tal caso, solo se concluirá que no hay un caudal que pueda satisfacer las condiciones de ambos sectores del sistema (oferta – demanda).