Clase Ejercicios Gas Lift

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Resolución de Ejercicios

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Ejercicio: Determine la tasa de gas que pasa a través de un orificio de 3 1/64” cuando la Pg= 1000 Lpca, Pp = 800 Lpca, Tv= 160 °F y γg = 0.7

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Ejercicio: Determine la tasa de gas que pasa a través de un orificio de 3 1/64” cuando la Pg= 1000 Lpca, Pp = 800 Lpca, Tv= 160 °F y γg = 0.7

De la gráfica tenemos que:

Qgas = 40 Mpcd

Qgas graf = Qgas*FC

FC = 1,133

Qgas = 45 / 1,133 = 39,7 Mpcd

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Ejercicio

Diseñe una instalación de Levantamiento Artificial por Gas para flujo continuo con válvulas operadas por presión de gas para el siguiente pozo:

Prof.yac.=10000 pies %AyS =50 Pko =1500 lpc Gfm = 0.45 lpc/pieDpack.=9960 pies RGLf.= 245 pcn/bn ΔPk =50 lpc qdesc = 200 bpdO.D tub.= 3 ½” Pwh = 100 lpc ΔPs =50 lpc Mandril = MMATyac.=236 °F qdiseño= 975 bpd ΔPvos =30 lpc Fabric.= CamcoPws = 3000 lpc γginy =0.7 Dvmín.= 500 pies RGLtotal = 1300 pcn/bn

PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE LAG CONTINUO.

El procedimiento se presentará en dos etapas: 1.- Espaciamiento de mandriles 2.- Selección y calibración de válvulas.

Es necesario establecer para cuantos bpd se va a realizar el diseño, y esto está en función de la Curva de Comportamiento o Rendimiento y la disponibilidad de gas de levantamiento para el pozo en particular.

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1.- Espaciamiento de mandriles

• Fije la presión de diseño de la instalación, también conocida como la presión de arranque (Pko), esta presión es la máxima presión del gas disponible en el cabezal del pozo antes de arrancar la instalación (Dato de campo).

Pko = 1500 lpc (Dato)

• Con el valor de la Pko determine el gradiente de gas correspondiente a dicha presión: Pg@Pko.

• Determine la profundidad de la válvula superior o tope, Dv1

Utilizando la Grafica del peso de gas en la columna de fluidos se tiene que : Con Gravedad Especifica del Gas =0,7 y Pko = 1500 lpc Gradiente de Gas = 40 lpc/1000 ft

Dv1 = (1500 lpc – 100lpc – 50 lpc) / (0,45 lpc/ft – 0,04 lpc /ft) = 3293 ft

• Fije la presión de apertura en superficie de la válvula 1 (Pvos1), sustrayéndole un diferencial de presión a la Pko Pvos1 = Pko - ∆Pk => Pvos1 = 1500 lpc – 50 lpc => Pvos 1 = 1450 lpc

• Determine el gradiente de gas correspondiente a dicha presión “Gg@Pvos1”.Gg @ Pvos1 = 0,039 lpc /ft

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Resolución de EjerciciosResolución de Ejercicios• Dibuje un gráfico presión vs profundidad: la curva de gradiente de gas (en el anular) con Pvos1 en superficie, la curva de gradiente dinámico del fluido en el pozo para las condiciones de producción esperadas ( Pwh, ql, RGLtotal, %AyS, etc.), la profundidad de la empacadura superior menos 60 pies, y la profundidad Dv1.

Dv1 = 3293 ft

• Determine y registre la presión del gas en el anular (Pod) y del fluido del pozo (Ppd) a nivel de la válvula a Dv1. La Ppd1 es necesario leerla del gráfico mientras que para obtener la Pod1 es mejor usar la ecuación:Pvo = Pvos1 + Gg@ Pvos1 . Dv1 Pvo = 1450 lpc + 0,039 lpc/ft * 3293 ft Pvo 1 = 1578 lpc

• Fije las presiones de apertura del resto de las válvulas en superficie:Pvos2 = Pvos1 - ∆Pvos Pvos2 = 1450 – 30 lpc = 1420 lpcPvos3 = Pvos2 - ∆Pvos Pvos2 = 1420 – 30 lpc = 1390 lpcPvos4 = Pvos3 - ∆Pvos Pvos2 = 1390 – 30 lpc = 1360 lpc

• Determine el gradiente de gas correspondiente a dicha presión “Gg@Pvos1”.Gg @ Pvos2 = 0,038 lpc /ft P @9900 = P sup + Gg * 9900 lpc = 1826 lpcGg @ Pvos3 = 0,037 lpc /ft P @9900 = P sup + Gg * 9900 lpc = 1756 lpcGg @ Pvos4 = 0,036 lpc /ft P @9900 = P sup + Gg * 9900 lpc = 1716 lpc

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• Determine la profundidad del resto de las válvulas. Por ejemplo, para la valvula 2, Dv2, trace una recta a partir de Pp1 con gradiente igual a Gfm y extiéndala hasta cortar la curva de gradiente de gas correspondiente a Pvos2 (Pvos1- ∆Ps ) y repita el procedimiento con el resto de las válvulas hasta alcanzar la profundidad de la empacadura menos 60 pies, obsérvese que para la válvula 3 se debe extender la recta de Gfm hasta Pvos3 y así sucesivamente.

Dv1 = 3293 ft

Dv2 = 6000 ft

Dv3 = 8200 ftDv4 = 9900 ft

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Resolución de EjerciciosResolución de Ejercicios Determine y registre la presión del gas en el anular y del fluido del pozo a nivel de cada mandril espaciadoPpd1 = 430 lpc Pvo1 = Pvos1 + Gg@ Pvos1 . Dv1 = 1631 lpcPpd2 = 700 lpc Pvo2 = Pvos2 + Gg@ Pvos2 . Dv1 = 1420 lpcPpd3 = 1020 lpc Pvo3 = Pvos3 + Gg@ Pvos3 . Dv1 = 1390 lpcPpd4 = 1300 lpc Pvo4 = Pvos4 + Gg@ Pvos4 . Dv1 = 1360 lpc

2.- Selección y Calibración de válvulasQgas (Mpcnd) = (RGL - RGLf) . ql / 1000

A continuación se detalla paso a paso la selección y calibración de válvulas.

• Determine para cada válvula la presión que se genera en el fondo del pozo (Pf) y establezca si el yacimiento aporta o no aporta fluido, es decir, si Pf<Pws o Pf> o igual a Pws. Para ello es necesario extender las rectas paralelas de Gfm hasta la profundidad del punto medio de las perforaciones y registrar las Pfi y compararlas con la Pws del yacimiento. En la figura anexa se observa que a partir de válvula 3 comienza el yacimiento a aportar fluidos.

Pf1 = 3520 lpcPf2 = 2540 lpcPf3 = 1850 lpcPf4 = 1250 lpc

A partir de la válvula número 2 empieza a producir el pozo.

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• Calcule a cada profundidad Dvi la RGL correspondiente al gradiente mínimo utilizando la tasa de producción de descarga (100-200 bpd) mas la del yacimiento según la Pf (ql=qdesc+qyac). Utilice un %AyS ponderado por volumen entre el fluido de descarga y el que aporta el yacimiento.

a = 25,53 c1 = 0,795 c3 = 0,832b = 81,10 c2 = 0,816 c4 = 0,845

Rgl grad min 1 = 494 pcn /bnRgl grad min 2 = 988 pcn /bnRgl grad min 3 = 1547 pcn /bnRgl grad min 4 = 2333 pcn/bn • Calcule los requerimientos de gas para cada válvula. Para las válvulas de descarga se utiliza la siguiente formula:

Qiny= (RGLgrad.min. x ql) / 1000Qiny1 = (494 x 1175) / 1000 = 580 MpcnQiny2 = (988 x 1175) / 1000 = 1160 MpcnQiny3 = (1547 x 1175) / 1000 = 1817 Mpcn

Qiny operadora= (RGLtotal - RGLform) x ql diseño) / 1000

Qiny operadora= (1300 - 245) x 975) / 1000 Qiny oper = 1028 Mpcn

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•Para cada válvula determine con Thornhill-Craver el diámetro del orificio

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• Seleccione de la tabla del fabricante el asiento inmediato superior al orificio calculado en el paso anterior.

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Calibre las válvulas seleccionadas. Conocido el asiento lea el valor de la relación de áreas R de las tablas o manuales del fabricante y proceda a calibrar todas las válvulas con las ecuaciones correspondientes. Registre en una tabla el tamaño del Asiento, R, Pb, Ct, Pb@ 60, Pvo y Pcvs en superficie, este último valor debe ir disminuyendo desde la primera hasta la última válvula. Dado que la válvula operadora no tiene que cerrar, se ha hecho muy común el uso de un orificio (válvula descargada: RDO ó DKO) en el mandril operador, otros ingenieros recomiendan utilizar válvulas con menor calibración para evitar el cierre de la misma por las fluctuaciones de presión en el sistema, normalmente se le sustraen 75 lpc a su correspondiente Pvos.

Pb@60°F = Pb. Ct

Donde: Ct = 1/{1 + 0.00215.(Tv – 60)}

Con: Tv(°F) = Tfondo – Gt.(D-Dv)