Bombeo multifásico
Motivación
Factor de Factor de Costos de Costos de
SHASHA
Bombeo Bombeo Factor de Factor de recobrorecobro
Costos de Costos de operaciónoperación
Costos de Costos de InversiónInversión
Bombeo Bombeo mutifásicomutifásico
Comparación de sistemas
Planta de Planta de tratamiento tratamiento
de aguade agua
Gas de exportació
n
Agua a disposició
n
Crudo a
Compresión
Bomba de agua
Bomba de crudo
Separador de producción
Deshidratación
Crudo a exportació
n
Bomba de crudo
Mezcla a exportació
n
Bomba multifásica
Estación de flujo multifásica
Cantidades útiles
[ ] [ ] [ ]( )[ ] Rº520psiap
Z460FºTpsia7.14PCSDQPCDQ
in
inscreal gas ⋅
⋅+⋅⋅=
[ ] [ ]PCBbl
178.0PCDQsBblEquivGaQ real gasreal gas ⋅=
Barriles equivalentes de gasBarriles equivalentes de gas
[ ] [ ] [ ] [ ]BPDQBPDQBEDQBEDQ woreal gastotal ++=
[ ][ ]BEDQ
BEDQGVF
total
gas=
Barriles equivalentes totalesBarriles equivalentes totales
Gas Void Fraction (fracción volumétrica de gas)Gas Void Fraction (fracción volumétrica de gas)
Ejercicio
� Datos:
� Presión = 135 lpca
� Temperatura = 150 °F
� Flujo de gas = 6 MMPCSD
� Flujo de crudo = 32 MBPD
Factor de compresibilidad del gas = 0.975� Factor de compresibilidad del gas = 0.975
� Calcular:
� Barriles equivalentes totales
� GVF
Clasificación
Bombas multifásicas
Desplazamiento positivo
Rotodinámicas Bombas jet
Reciprocantes Rotativas
Bombas de transferencia de
masa
RAMPump
Doble tornillo
Bomba de cavidades
progresivas
HelicoaxialCentrífugas multietapas
Tipos de bombas multifásicas
Bombas de doble tornillo
VentajasVentajas DesventajasDesventajas
Pueden manejar GVF hasta 100% 4 sellos mecánicos
Tasas de flujo hasta 440.000 BPD
Manejan altas viscosidades y temperaturas
∆p de hasta 1400 psi
Bob Heyl. Multiphase pumping. 24th international pump users symposium
Bomba doble tornillo. 60.000 bpd, 250 HP, API plan 32
Bob Heyl. Multiphase pumping. 24th international pump users symposium
Bombas de cavidades progresivas
VentajasVentajas DesventajasDesventajas
Pueden manejar cierta cantidad de sólidos Problemas de elastómero con T>300ºF
Tasas de flujo hasta 11.000 BPD No pueden operar “en seco”
Manejan viscosidades altas Contacto rotor – estator
∆p de hasta 1450 psi
Bombas de transferencia de masa
Shippen y Scott. Multiphase as an alternative to conventional separation, pumping and compression. 34th PSIG annual meeting
RAMPump
Shippen y Scott. Multiphase as an alternative to conventional separation, pumping and compression. 34th PSIG annual meeting
Bomba helicoaxial
VentajasVentajas DesventajasDesventajas
Altas velocidades 4000-6800 rpm Potencial de erosión ante sólidos
Tasas de flujo hasta 560.000 BPD Alto esfuerzo de corte
Manejan GVF e hasta 100%
∆p de hasta 1125 psi
Ensamblaje del rotor de bomba helicoaxial
Bob Heyl. Multiphase pumping. 24th international pump users symposium
Bomba helicoaxial de 7 etapas. 125.000 bpd, 700 HP
Bob Heyl. Multiphase pumping. 24th international pump users symposium
Bomba helicoaxial submarina
Bob Heyl. Multiphase pumping. 24th international pump users symposium
Bomba centrífuga multietapas
VentajasVentajas DesventajasDesventajas
Adecuada para baja viscosidad Inadecuada para alta viscosidad
Altas tasas de flujo. Hasta 200,000 BPD GVF<65%
Costo relativamente bajo Potencial erosión ante sólidos
Manejan altas temperaturas Posible formación de emulsiones
Shippen y Scott. Multiphase as an alternative to conventional separation, pumping and compression. 34th PSIG annual meeting
Análisis nodal típico
Martin y Scott. SPE 77500. Modeling reservoir / tubing / pump interaction identifies best candidates for multiphase pumping
Efecto de la bomba multifásica sobre el sistema de producción
Efecto de la contrapresión inicial sobre la respuesta del pozo
Martin y Scott. SPE 77500. Modeling reservoir / tubing / pump interaction identifies best candidates for multiphase pumping
Efecto de la contrapresión inicial sobre la reducción de presión requerida para un mismo incremento de producción
Martin y Scott. SPE 77500. Modeling reservoir / tubing / pump interaction identifies best candidates for multiphase pumping
Efectos sobre el recobro y abandono
Shippen y Scott. Multiphase as an alternative to conventional separation, pumping and compression. 34th PSIG annual meeting
Selección de candidatos para bombeo multifásico
( )wfro ppJq −⋅=
Jdpdq
wf
o −=
Pozos de crudo en flujo monofásico, de un yacimiento subsaturado
Respuesta de la tasa de flujo ante cambios en la presión de fondo:
wf
( )n2wf
2r
ri
r'oio pp
pp
Jq −⋅⋅=
La mayoría de los yacimientos producen por debajo del punto de burbuja. Se deben usar ecuaciones para flujo bifásico!Fetkovich:
( ) 1n2wf
2r
ri
wfr'oi
wf
o ppppp
J2dpdq −
−⋅⋅⋅⋅−=
• n~0.5: Flujo no Darcy, limitaciones entubería de producción. Respuestapobre
• n~1.0: Flujo Darcy. Respuesta buena
• n~0.5: Flujo no Darcy, limitaciones entubería de producción. Respuestapobre
• n~1.0: Flujo Darcy. Respuesta buena
Ejercicio
� Datos:
� Un desarrollo de un campo de crudo liviano (40°API) en tierra, con una RGL de 350 PCS/Bbl (γ
g= 0.75).
� Presión de burbuja = 1800 psia
� Presión de yacimiento = 5000 psia. Temperatura de yacimiento = 200°F. IP = 5 Bbl/∆psi
� Tasa de producción = 10 MBPD
� Presión de fondo fluyente = 3000 psi. � Presión de fondo fluyente = 3000 psi.
� Pozo: 10,000 pie vertical, tubing de 4.8” dentro de un casing de 7”
� Superficie:
� Separador @ 200 psia
� Bomba multifásica de doble tornillo con DP máximo de 500 psi
� Velocidad superficial de líquido 1 – 35 pie/s
� Determine
� Tamaño óptimo de línea
� Potencia de la bomba multifásica
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