Sarta de Velocidades

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Sarta de VelocidadesMuchos pozos fluyentes de aceite y gas experimentan disminucin de la produccin a travs del tiempo y eventualmente pueden dejar de producir por completo. Entre los factores causantes de ste problema se encuentran la declinacin de la presin de yacimiento y velocidades de gas, as como el incremento de la produccin de agua.

La presencia de lquidos (agua de formacin y/o condensado) en pozos de gas, o de bacheo en pozos de aceite con alta RGA, pueden perjudicar la produccin. Los tapones o baches de lquido en la corriente de flujo tienen un impacto significativo sobre las caractersticas de fluidez y adems deben ser llevados por el gas a la superficie para evitar la acumulacin del mismo dentro del pozo. Una carga o acumulacin de lquido en el fondo del pozo evita la entrada de los fluidos del yacimiento al mismo. La razn de ste fenmeno tambin llamado carga de lquido, que eventualmente provocar que se mate el pozo, es la falta de energa de transporte dando como resultado un aumento de la presin de fondo fluyendo y la disminucin de la produccin.


Se puede detectar una carga de lquido si

Se observan cadas bruscas durante el anlisis de una curva de declinacin; Si se tienen arremetidas de baches de lquido en la cabeza del pozo; creciente diferencia con el tiempo entre la presin de flujo en la tubera produccin y/o la presin de flujo en la tubera de revestimiento;Cambios bruscos del gradiente en un perfil de presiones de flujo.

Una manera comn de identificar carga de lquido es mediante el anlisis del historial de produccin del pozo, pero la forma ms exacta de deteccin es obteniendo peridicamente los gradientes de presin esttico y dinmico.


Un mtodo para restaurar la produccin de hidrocarburos en un pozo que presenta carga de lquido, es la reduccin del dimetro de flujo mediante el uso de tubera flexible como sarta de velocidad, ya sea para flujo a travs de la TF o del espacio anular TP-TF con o sin inyeccin de fluidos.La desventaja de la sarta de velocidad es el incremento en la prdida de presin debido a la friccin, perjudicando la produccin. De ah la importancia de elegir el dimetro ptimo de la tubera flexible que se instalar, ya que, si el sistema es bien diseado e identificado logra ser ms econmico que cualquier otra forma de adicionar energa al pozo o sistema artificial de produccin.


Ha habido un gran avance en el desarrollo de nuevos materiales de fabricacin de TF, los cuales adems de econmicos son ms resistentes a la corrosin por fluidos del yacimiento o tratamientos qumicos, as como a las fuerzas presentes durante el trabajo, tienen menor resistencia al flujo por friccin debido al diseo de su superficie, no presentan adhesin de parafinas o sal y soportan las altas temperaturas del yacimiento. Tomando en cuenta todo lo anterior, suena ms atractiva la implementacin de una sarta de velocidad en pozos con problemas de carga de lquido.


Flujo multifsico a travs del anular TF-TPInyeccin del fluidoFlujo de fluidos del yacimiento



La justificacin para la implementacin de una sarta de velocidad de tubera flexible, con dimetro menor a la tubera de produccin, es reducir el rea de la seccin transversal de flujo. Una menor rea de flujo incrementa la velocidad del gas en la tubera, una mayor velocidad del gas provee ms energa de trasporte para levantar el lquido y llevarlo fuera del pozo, con esto ya no se acumula en el fondo y la produccin se mantiene.Cmo Funciona?La velocidad del gas debe cumplir o exceder un mnimo o velocidad crtica para prevenir que se presente carga de lquido en el fondo del pozo.

Hay dos mtodos muy populares para determinar la velocidad del gas mnima requerida:

Regla de campo Correlacin terica realizada por Turner et al.

CondicionesSarta de Velocidades

La regla de campo fija el valor mnimo de la velocidad del gas como 10 pies/seg, as cuando la velocidad del gas en el fondo del pozo alcanza un valor por encima de ste, se puede recuperar la condicin de pozo fluyente.

La correlacin presentada por Turner et al. usa un anlisis terico del patrn de flujo. Con el fin de prevenir la carga de lquido en el fondo del pozo, el lquido en la tubera debe estar suspendido como una niebla (fracciones de gas por encima del 0.95) o el patrn de flujo en la tubera debe estar entre el flujo anular y el flujo niebla. En stos patrones de flujo, siempre y cuando la velocidad del gas exceda la velocidad de asentamiento de las burbujas de lquido, las altas velocidades de gas forzaran al lquido a subir a travs de la tubera.



Diseo de Sarta de VelocidadesEl objetivo del diseo de la sarta de velocidad es encontrar el dimetro ptimo de la tubera flexible a utilizar y la profundidad a la que sta restablecer el flujo del pozo, de manera que las prdidas de presin debido al flujo sean mnimas y la produccin se maximice. El pozo debera continuar produciendo lo suficiente como para compensar el costo de la implementacin de la sarta de velocidadPara disear la sarta de velocidad que regresar al pozo a un estado fluyente y saber cuanto tiempo mantendr la produccin, se comparan dos curvas:

La relacin del comportamiento de afluencia del yacimiento (IPR), el cual describe el comportamiento de los fluidos entrando al pozo desde el yacimiento.

La caracterstica del comportamiento de la presin en la tubera (curva J), la cual describe el flujo de los fluidos a travs de la tubera de produccinSarta de Velocidades

Diseo de Sarta de Velocidades: Comportamiento de Afluencia del YacimientosLa relacin de comportamiento de afluencia del yacimiento (IPR) muestra la relacin que existe entre la presin de fondo fluyendo y el gasto de fluidos que entra al pozo proveniente del yacimiento (Fig.1)

Figura 1Sarta de Velocidades

Diseo de Sarta de Velocidades: Comportamiento de Afluencia del YacimientosLa curva de comportamiento en la tubera describe el desempeo de un tamao de tubera especfico, canal de flujo elegido (dimetro), profundidad y condiciones en la cabeza del pozo. Por lo tanto, sta es diferente para cada diseo de sarta de velocidad. sta curva muestra la relacin entre la presin de fondo fluyendo y el gasto de fluido a travs del pozo, y es llamada curva J debido a su forma

Figura 2Sarta de Velocidades

Diseo de Sarta de Velocidades: Evaluacin y DiseoUn pozo fluye al gasto donde se intercepta la curva J con la IPR. Se compara ste punto de interseccin con el gasto de gas mnimo en la curva J para ver cual de las tres situaciones se producir.

El pozo fluir sin presentar carga de lquido. El pozo fluir pero cargara lquido y eventualmente dejara de producir. El pozo no fluir.


Diseo de Sarta de Velocidades: Evaluacin y DiseoSi el punto de interseccin est a la derecha del gasto de gas mnimo, el pozo fluye ms rpido que ste gasto y no ocurre la carga de lquido (Figura 3)


Diseo de Sarta de Velocidades: Evaluacin y DiseoSi el punto de interseccin est entre el punto de inflexin y el gasto mnimo de gas, ocurre la carga de lquido. Hay flujo, pero eventualmente se matar el pozo) (Figura 4)


Diseo de Sarta de Velocidades: Evaluacin y DiseoSi la IPR y la curva J no se interceptan, o si lo hacen a la izquierda del punto de inflexin, la presin de fondo fluyendo es demasiado baja para que exista el flujo a travs de una tubera a esas condiciones particulares de dimetro, profundidad y presin en la cabeza del pozo, por lo tanto, se debe considerar otro diseo de sarta de velocidad. Fig. 5


Diseo de Sarta de Velocidades: Comparacin de DiseoEs importante hacer primero una evaluacin del comportamiento de flujo a travs del aparejo de produccin existente produciendo por si mismo, esto para justificar la instalacin de una sarta de velocidad. Para evaluar la tubera de produccin existente, basta con obtener la curva J que la modele sin tubera flexible instalada dentro de ella, y compararla con la IPR. Si ya ha comenzado a presentarse carga de lquido, entonces se debera instalar una sarta de velocidad apropiada antes de que se mate el pozo


Diseo de Sarta de Velocidades: Comparacin de DiseoYa que la presin de yacimiento seguir cayendo, es importante asegurarse que la sarta de velocidad diseada mantendr el pozo fluyente el tiempo suficiente para recuperar el costo de la instalacin. Para ver el desempeo futuro de la sarta de velocidad, se debe crear la IPR correspondiente a la presin de yacimiento futura predicha y compararla con la curva J de la sarta de velocidad. Se debe asegurar que el punto de interseccin con la IPR futura sigue estando a la derecha del gasto mnimo requerido para asegurar el flujo (Figura Sarta de Velocidades

Diseo de Sarta de Velocidades: Comparacin de DiseoSarta de Velocidades

Diseo de Sarta de Velocidades: Comparacin de Diseo


VentajasNo se daa el yacimiento durante la intervencin, ya que no se utilizan fluidos de control. Se reduce en cierta proporcin, la acumulacin de esquemas de carbonatos, debido a las velocidades de flujo anular, esto alarga la vida productiva del aparejo de produccin al reducir la corrosin por uso de HCL (cido Clorhdrico), asimismo, se conservan en mejores condiciones las lneas e instalaciones de cabeza de pozo.Se mantiene la integridad de las tuberas de produccin y revestimiento. Se reduce el costo del mantenimiento a pozos, debido al menor uso de productos y servicios.La inyeccin de gas es a travs de una vlvula instalada en el extremo de la sarta, la cual est expuesta tambin a la acumulacin de escamas de carbonatos. Para su mantenimiento slo se requiere un equipo de tubera flexible para recuperar la sarta,cambiar la vlvula y volver a instalarla el mismo da




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