UNIVERSIDAD DE ORIENTE
NÚCLEO MONAGAS
ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS
DEPARTAMENTO DE PETRÓLEO
MATURÍN- MONAGAS- VENEZUELA
ANÁLISIS NODAL
O DE SISTEMA
Profesor(a):
Ana Yelitza Hernández
Bachilleres:
Lisseth Pitzalis ci: 23946739
ANÁLISIS NODAL O DE SISTEMA
Generalidades
Cualquier pozo petrolero, es perforado y completado, para desplazar el petróleo y el gas
desde su ubicación original en el yacimiento hasta la superficie. El movimiento o transporte de ese
fluido requiere energía para vencer pérdidas por fricción en el sistema de producción y elevar la
producción hacia la superficie. Los fluidos deben viajar a través del yacimiento y del sistema de
tubing y pipeline, y por último a través de los separadores de gas-liquido.
ANÁLISIS NODAL O DE SISTEMA
La caída de presión en el sistema total en cualquier momento será la presión
inicial menos la presión final, Pws-Δp (upstream componentes) = Pnodo
Esta caída de presión es la suma de las caídas de presiones que ocurren en
todos los componentes del sistema. Por lo tanto, la caída de presión a través de
cualquier componente variará el caudal producido, por lo que el dicho caudal será
controlado por los componentes seleccionados en el sistema.
ANÁLISIS NODAL O DE SISTEMA
El análisis nodal puede ser utilizado para determinar la ubicación de zonas con
excesiva resistencia al paso de fluido o caídas de presión en cualquier parte del
sistema. El efecto de los cambios de cualquier componente sobre el comportamiento
total del pozo, pueden ser fácilmente determinados. En análisis del sistema, llamado a
menudo ANÁLISIS NODAL, ha sido aplicado por varios anos para analizar el
comportamiento del sistema a partir de la interacción de cada uno de sus
componentes.
ANÁLISIS NODAL O DE SISTEMA
Todos los componentes aguas arriba del nodo (Upstream) comprende la
sección de entrada (Inflow section), mientras que la sección de salida (outflow section)
consiste en todos los componentes que se encuentran aguas abajo del nodo
(Downstream). El flujo a través del sistema puede ser determinado una vez que los
siguientes requerimientos son satisfechos:
1. El flujo a la entrada del nodo es igual al flujo a la salida del mismo.
2. Una sola presión existe en el nodo.
Hay siempre dos presiones que permanecen fijas. Una de esas presiones es la
presión promedio del reservorio Pws, y la otra es la presión de salida del sistema, por lo
general, presión del separador o en su defecto Pwh. La presión en el nodo es calculada
en ambas direcciones, comenzando desde las fijas.
Entrada al Nodo (inflow)
Pws - Δp (upstream components) = Pnodo
Entrada al Nodo (inflow)
Pws - Δp (upstream components) = Pnodo
Salida del Nodo (outflow)
Psep + Δp (downstream components) = Pnodo
Salida del Nodo (outflow)
Psep + Δp (downstream components) = Pnodo
P Pws P( yacimiento) P( corrientearribadel punto )
ANÁLISIS NODAL O DE SISTEMA
La representación gráfica de la presión de llegada de los fluidos al nodo en función del
caudal o tasa de producción se denomina Curva de Oferta de energía del yacimiento (Inflow Curve),
y la representación gráfica de la presión requerida a la salida del nodo en función del caudal de
producción se denomina Curva de Demanda de energía de la instalación (Outflow Curve).
• INFLUJO o FLUJO ENTRANTE: Se refiere a las condiciones de un punto seleccionado
arbitrariamente en el sistema de producción, conocido como punto de referencia o
punto de balance (NODO), calculadas en la dirección del flujo.
P Pws P( yacimiento) P( corrientearribadel punto )
ANÁLISIS NODAL O DE SISTEMA
• EXFLUJO o FLUJO SALIENTE: Se refiere a las condiciones de un nodo calculadas en la
dirección contraria al flujo.
Se dice que un pozo está en condiciones de flujo natural cuando, en cualquier
punto, sección o nodo del sistema de producción, la presión disponible es mayor o
igual que la presión requerida para continuar el transporte de fluidos a través del
sistema, entendiendo por presión disponible la dada por el balance de INFLUJO y por
presión requerida, la dada por el balance de EXFLUJO.
El parámetro que gobierna el comportamiento del flujo en la tubería eductora
(flujo vertical) de un pozo en función de las condiciones del yacimiento, para
determinada presión del cabezal, es la presión de fondo fluyente del pozo, Pwf.
El punto de flujo natural es dado por la intersección de los comportamientos IPR y
TPR del pozo, que coinciden con los balances de INFLUJO y EXFLUJO.
ANÁLISIS NODAL O DE SISTEMA
En flujo multifásico puede haber dos puntos de intersección, como se muestra en la
figura siguiente. El punto de la derecha representa las condiciones de flujo estable, mientras
que el de la izquierda es el punto de flujo inestable. El punto de flujo natural estable es
expresado analíticamente como el punto de intersección donde las pendientes de ambas
curvas, IPR y TPR, son de signos opuestos.
PUNTO DE FLUJO
NATURAL INESTABLE
PUNTO DE FLUJO
NATURAL ESTABLE
Pwf
IPR
TPR
qL
Condición de Flujo Natural
ANÁLISIS NODAL O DE SISTEMA
Si para una presión de cabezal requerida, la curva TPR no intercepta a la
curva IPR, o la intercepta en un punto de equilibrio inestable, el pozo no fluirá
naturalmente y se necesitará de métodos artificiales.
Pwh dado
Pwh dado
RGL
TPR
Pwf
TPR2
RGL
TPR
Pbomba
RGL2
P
R
IP
IPR
(a)
(b)
qL
qL
Requerimiento de Métodos Artificiales
ANÁLISIS NODAL O DE SISTEMA
•
Nodo en el fondo del pozo
Presión de llegada al nodo:
Pwf (oferta) = Pws - ΔPy – ΔPc
Y la solución final del sistema viene dado por:
Presión de salida del nodo:
Pwf (demanda)= Psep + ΔPl + ΔPp
ANÁLISIS NODAL O DE SISTEMA
• Nodo en el cabezal del pozo
Presión de llegada al nodo:
Pwh (oferta) = Pws – ΔPy – ΔPc - ΔPp
Presión de salida del nodo:
Pwh (demanda) = Psep + ΔPl
ANÁLISIS NODAL O DE SISTEMA
Y la solución final del sistema viene dado
por:
ANÁLISIS NODAL O DE SISTEMA
• Nodo en el separador
Presión de llegada al nodo:
Psep (oferta) = Pws – ΔPy – ΔPc – ΔPp - ΔPl
Y la solución final del sistema viene dado por:
Presión de salida del nodo:
Psep (demanda) = Psep
ANÁLISIS NODAL O DE SISTEMA
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Efectos de la variación de los parámetros de flujo en las diferentes curvas de
comportamiento (oferta y demanda).
El parámetro que gobierna el comportamiento del flujo en la superficie en función
del comportamiento de la tubería eductora, para una determinada presión de separación,
es la presión del cabezal del pozo, Pwh.
ANÁLISIS NODAL O DE SISTEMA
Pwh
WP
R
SPR
qL
Equilibrio del Flujo en Superficie
Si las curvas no interceptan, la presión no es la suficiente para transportar el
fluido al sistema recolector en superficie.
ANÁLISIS NODAL O DE SISTEMA
En las figuras siguientes se ilustran los efectos de la variación de los parámetros de
flujo en las diferentes curvas de comportamiento:
TPR
IPR
Ps1
d1
d3 > d2
Ps2
d1
d2 > d1
W
R
PR
IP
d4 > d3
FUTURO
DEPLETADO
Pwh
d2 > d1
ACTUAL
DAÑADO
Ps2 < Ps1
d1
Pwf
Pwf
AC
TU
AL
SPR
qL
qL
qL
TPR
TPR
SPR
CK1
RGL1
Pwh1
RGL2 > RGL1
CK3 > CK2
Pwh3<Pwh2
Pwh
Pwf
Pwf
CK2 > CK1
Pwh2<Pwh1
RGL3 > RGL2
RGL4 > RGL3
W
R
PR
IP
R
IP
qL
qL
Efectos de los parámetros de flujo
qL
ANÁLISIS NODAL O DE SISTEMA
Cuando existe una tasa de producción donde la energía con la cual el
yacimiento oferta los fluidos, en el nodo, es igual a la energía demandada por
la instalación, entonces el pozo es capaz de producir por FLUJO NATURAL.
ANÁLISIS NODAL O DE SISTEMA
Fuentes externas de energía
•
•
•
•
•
Levantamiento Artificial por Gas (L.AG)
Bombeo Mecánico (B.M.C) por cabillas de succión
Bombeo Electro Sumergible (B.E.S)
Bombeo de Cavidad. Progresiva (B.C.P)
Bombeo Hidráulico tipo Jet ( B.H.J)
ANÁLISIS NODAL O DE SISTEMA
Uso de las curvas de gradiente de presión
•El sentido de las flechas indica la secuencia en la determinación de la Pwh y la Pwf.
•L representa la longitud de la línea de flujo y Dw la profundidad del pozo.
ANÁLISIS NODAL O DE SISTEMA
FLUJO NATURAL:
Los pozos que
fluyen por flujo
natural, son pozos
que
tiene
la
capacidad
de
desplazar
los
fluidos desde el
subsuelo hasta la
superficie con la
energía
interna
que
aporta
el
yacimiento.
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