Lámina N° 1TALLER BÁSICO DE ANÁLISIS NODAL Lámina N°2 Objetivos del Taller Suministrar al Ingeniero los conocimientos mínimos necesarios para comprender y ejecutar un análisis nodal de un sistema pozo-yacimiento. Desarrollar pericia suficiente para iniciar el trabajo empleando la herramienta de Análisis Nodal “WellFlo”, disponible en PDVSA. Motivar al ingeniero al uso de la herramienta para soportar la optimización, perforación y reparación de pozos. Lámina N°3 Estructura del Taller PARTE 1 Fundamentos teóricos – Definiciones – Modelos de Influjo y Eflujo PARTE 2 ¿Cómo realizar un análisis nodal? – Desarrollo de una metodología de trabajo – Manejo del programa WELLFLO Lámina N°4 TALLER BÁSICO DE ANÁLISIS NODAL PARTE 1 Fundamentos Teóricos Lámina N°5 Definición Psep THP ANÁLISIS QUE COMBINA LOS DISTINTOS COMPONENTES ASOCIADOS A UN POZO, CON EL OBJETIVO DE PREDECIR LAS TASAS DE FLUJO Y OPTIMAR LOS COMPONENTES DEL SISTEMA MEDIO POROSO F L U J O V E R T I C A L FLUJO HORIZONTAL Pwf Pyac AP 1 AP 2 AP 3 Psep=Pyac-(AP 1 + AP 2 + AP 3 ) GAS LIQ Lámina N°6 Curvas de Oferta-Demanda 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 0 100 200 300 400 500 TASA DE FLUJO (BPD) P R E S I O N ( L P C ) Demanda Oferta Tasa Real Lámina N°7 Ecuación de Darcy (Flujo Continuo) ( ¸ ( ¸ + | . | \ | ÷ = s rw re Pwf Pe B h k q ln ) ( . . µ t 2 k: permeabilidad efectiva h: espesor asociado al cañoneo µ: viscosidad de fluido re: radio exterior del yacimiento rw: radio del pozo Pe: presión de yacimiento Pwf: presión de fondo fluyente S: daño del pozo B: factor volumétrico Lámina N°8 Curvas de Afluencia, Oferta o Influjo Ecuación de Flujo semi-continuo monofásico ko: permeabilidad efectiva al petróleo h: espesor asociado al cañoneo µo: viscosidad de fluido X : factor de forma re: radio exterior del yacimiento rw: radio del pozo Pr: presión promedio de yacimiento Pwf: presión de fondo fluyente S: daño del pozo Bo: factor volumétrico del petróleo a’: factor de turbulencia ( ) ( ¸ ( ¸ + + ÷ ÷ = ÷ q a s X Pwf Bo o h ko x qo ' ln ) (Pr . . . 4 3 10 08 7 3 µ Lámina N°9 Fuentes de Información •K: pruebas de presión, análisis especiales de núcleos, correlaciones. •h: espesor vertical de la arena asociada al cañoneo, registros de pozos •µ: análisis PVT, correlaciones •Pe: medición directa, niveles de fluidos, mapas de presión •Pwf: medición directa, correlaciones de flujo multifásico Lámina N°10 •re: espaciamiento entre pozos, mapas de yacimientos. •La expresión ln (x) = ln (re/rw) para sistema radial perfecto rw re rw A 571 0. rw A 565 0. rw A 884 0. rw A 604 0. 4 1 rw A 368 1. 4 1 rw A 59 6. SISTEMA X SISTEMA X Consultar Matthews & Russell Fuentes de Información Lámina N°11 Fuentes de Información re (pies) re/rw ln(re/rw) 300 914,6 6,819 400 1219,5 7,106 500 1524,4 7,329 600 1829,3 7,512 700 2134,1 7,666 800 2439,0 7,799 900 2743,9 7,917 1000 3048,8 8,022 Impacto de ‘re’ el denominador de la ecuación de Darcy Rw = 0.328 pies Lámina N°12 •rw: tamaño de la mecha de perforación, registro de calibración de hoyo •B: análisis de fluidos, correlaciones •S: pruebas de presiones, modelos teóricos, tanteo. OTROS CASOS •W, xf: pruebas de presión, diseño y resultados del trabajo de fracturamiento •L: longitud horizontal del pozo, registro GR/Rt •kv: permeabilidad vertical, correlaciones, experiencia Fuentes de Información Lámina N°13 Grado de Confianza otorgado por los grupos de trabajo •Permeabilidad 50-90% •Espesor de la formación 80-100% •Factores volumétricos, viscosidades 60-95% •Presión estática 70-95% •Presión de fondo fluyente 60-95% •Radio externo 40-70% •Radio del pozo 80-100% •Daño 40-90% Fuentes de Información Conclusiones •La confiabilidad del análisis nodal es generalmente < 100% •Los parámetros con menor grado de confianza son S y K. Lámina N°14 Corrección de Vogel para flujo bifásico 2 8 0 2 0 1 | . | \ | ÷ | . | \ | ÷ = Pr . Pr . Pwf Pwf qo qo max | | S X o Bo Pwf Pwf h ko qo + ÷ ( ( ¸ ( ¸ | . | \ | ÷ | . | \ | ÷ = 4 3 2 254 8 0 2 0 1 2 / ) ln( . . Pr . Pr . Pr . . µ Pr: presión promedio de yacimiento X: Factor de forma Lámina N°15 Curvas de Oferta (Corrección de Vogel) 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 0 200 400 600 800 TASA P R E S I O N Corrección de Vogel Modelo lineal de Darcy Lámina N°16 Caracterización del Daño COMPONENTES DEL DAÑO S = S d + S c+u + S p + E S seudo S d : daño de formación S c+u : daño por penetración parcial e inclinación del pozo S p : daño por efecto de la perforación S seudo :seudo-daños (turbulencia y efectos de las fases) Lámina N°17 Caracterización del Daño rs re h rw k ks Pe FÓRMULA DE HAWKINS RADIO EFECTIVO DEL POZO rw’ = rw . e -s | . | \ | | . | \ | ÷ = rw rs Ks K Sd ln 1 | . | \ | = + | . | \ | = + | . | \ | ¬ + ' ln '. ln ln rw re S e rw re S rw re s Lámina N°18 Mecanismos de daño de formación Taponamiento de gargantas porales, migración de finos Precipitación química – Ca 2+ +2HCO 3 - <---> CaCO 3 (s) +H 2 O+CO 2 (g) – Ceras, parafinas y asfaltenos Daño por fluidos – Emulsiones – Permeabilidades relativas (bloqueo por agua) – Cambios de humectabilidad Daño mecánico – Compactación de la roca – Pulverización durante el cañoneo y la perforación. Daño biológico – Bacteria, especialmente en pozos inyectores Lámina N°19 Curvas de Demanda o Eflujo (TPR, VLP) Cálculo de Gradientes Dinámicos P 1 P 2 P h P = Ph + Pk + Pf Hidrostático Cinemático Fricción h gc g A . µ Z d u gc fm A . . 2 2 µ 2 2 v gc A µ AZ fm: factor de fricción de Moody v: velocidad µ: densidad de fluido d: diametro de tubería Lámina N°20 Factores que afectan las curvas de gradiente vertical •Diámetro de Tubería •Tasa de flujo •Relación gas-líquido •Densidad de líquido •Relación agua-petróleo •Viscosidad •Régimen o patrón de flujo •Deslizamiento entre fases PRESIÓN P R O F U N D I D A D •Diámetro de Tubería •Tasa de Líquido •Corte de Agua RGL 1 <RGL n 0 P r o f . E q u i v . Lámina N°21 Correlaciones de flujo multifásico vertical •TIPO A: No consideran deslizamiento ni patrones de flujo •Poettmann & Carpenter •Baxendell & Thomas •Fancher & Brown •TIPO B: Consideran sólo el deslizamiento entre fases •Hagedorn & Brown •TIPO C: Consideran deslizamiento y régimen de flujo •Orkiszeski •Duns & Ros •Hagedorn & Brown modificada •Aziz y colaboradores. •Beggs & Brill •Ansari Mecanística Lámina N°22 Patrones de Flujo Burbuja (bubble): burbujas de gas dispersas en el líquido Slug: coalescencia de las burbujas de gas entre las cuales existe líquido disperso Neblina (churn): las burbujas de gas se hacen inestables y colapsan, creando un patrón altamente turbulento con ambas fases dispersas Anular: fase continua el gas. Líquido envuelve a la fase gaseosa, con existencia de gotas de líquido inmersas en él. Lámina N°23 TALLER BÁSICO DE ANÁLISIS NODAL PARTE 2 ¿CÓMO REALIZAR UN ANÁLISIS NODAL? Lámina N°24 Metodología General de Trabajo INICIO COTEJO DE TASA DE PRODUCCIÓN SENSIBILIDADES - PRONÓSTICO FIN ¿CONFORME? NO SI INTROD. DATOS CALCULA TASA DE PRODUCCIÓN ¿CONFORME? AJUSTA DATOS ACEPTA DATOS MODIFICADOS NO SI Lámina N°25 PANTALLA BÁSICA DE WELLFLO TEXTO ICONOS Lámina N°26 Introducción de datos 1 3 5 6 4 Secuencia de introducción de datos 2 Lámina N°27 Formularios de Introducción de Datos 1 2 Lámina N°28 Formularios de Introducción de Datos 3 5 Lámina N°29 Formularios de Introducción de Datos 6 Lámina N°30 Propiedades PVT de los Fluidos PERMITE USO DE CORRELACIONES ASIGNA RGP Y %AYS POR LENTE PERMITE VERIFICAR Y AJUSTAR CORRELACIONES Lámina N°31 Propiedades PVT de los Fluidos PERMITE VERIFICAR Y AJUSTAR CORRELACIONES PERMITE AJUSTAR DIFERENTES PROPIEDADES Lámina N°32 Metodología para Cotejo NIVEL 1 – Modo ‘Manual’ Determina IP NIVEL 2 – Modo ‘Control de Yacimiento’ – Determina K, S a partir de IP NIVEL 3 – Descompone S – Soporta los resultados del NIVEL 2 Lámina N°33 PARÁMETRO DE TANTEO CONTROL DE YACIMIENTO MODO MANUAL Lámina N°34 2 8 0 2 0 1 | . | \ | ÷ | . | \ | ÷ = Pr . Pr . Pwf Pwf qo qo max CORRECCIÓN DE VOGEL =1-0.2 CONTROL DE YACIMIENTO MODO MANUAL Lámina N°35 CONTROL DE YACIMIENTO MODO PARÁMETROS DE CAPA PARÁMETRO DE TANTEO SE OTORGA MÁS CONFIANZA A „K‟ QUE A „S‟ Lámina N°36 CONTROL DE YACIMIENTO MODO PARÁMETROS DE CAPA 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Sw(%) K r Kro Krw Lámina N°37 Configuración del Área de Drenaje LETRAS AZULES INDICAN DEPENDENCIA DE LOS CÁLCULOS Lámina N°38 Estimación del Daño PARÁMETRO DE TANTEO Lámina N°39 Estimación del Daño Modelo pozo entubado Hp=20’ 20 10’ 10 60’ YAC POZO Lámina N°40 Permeabilidades típicas de la grava importada TIPO DE GRAVA PERMEABILIDAD, Md 10-20 500000 16-30 250000 20-40 120000 40-60 45000 Lámina N°41 Estimación del Daño Modelo pozo fracturado Lámina N°42 Estimación del Daño Modelo pozo fracturado Lámina N°43 Cálculo de la Tasa de Producción PERMITE ESTIMAR LA PRESION Y LA TASA EN EL NODO SOLUCIÓN PERMITE ESTIMAR LOS GRADIENTES VERTICALES PARA UNA TASA DADA Lámina N°44 Cálculo de la Tasa de Producción Lámina N°45 Selección de la Correlación de Flujo Multifásico - vertical/horizontal DISPONE DE 16 CORRELACIONES DE FLUJO Lámina N°46 Sensibilidades PERMITE REALIZAR HASTA DOS SENSIBILIDADES EN SIMULTÁNEO CADA SENSIBILIDAD PERMITE HASTA 10 VALORES Lámina N°47 Cálculo de la Tasa de Producción Lámina N°48 Presentación gráfica de resultados 1 2 3 Lámina N°49 Carga de Información de Registros de Presión y Temperatura Dinámicos FORMATO DEL ARCHIVO ‘nombrepozo.dvp’ TVD Pres (Temp) Lámina N°50 Cotejo de registros de Presión y Temperatura dinámicos Lámina N°51 AJUSTE DE CORRELACIONES DATOS MEDIDOS Lámina N°52 Metodología para el Cotejo INICIO TANTEA CON IP (MODO MANUAL) ACEPTA IP (J) COMO VÁLIDO ¿CONFORME? NO SI DESCOMPONE „S‟ ¿CONFORME? ACEPTA DATOS MODIFICADOS NO SI SI TANTEA CON „S‟ y „K‟ (LAYER PARAMETERS) ¿CONFORME? NO AJUSTA DATOS | | PARÁMETROS DE CONFORMIDAD: IP, TASA Y DATOS RAZONABLES | Lámina N°53 Ejercicios Caso 1: Cotejo – Pozo vert. empacado – Qo: 150 BPPD – AyS: 1.0% – RGP: 800 PCN/BNP – ºAPI: 22º – h: 15 pies – ko: 200-200 mD – hp: 10 pies – uhoyo: 6-1/8” – urev: 5-1/2” – Prof: 3100’ – Presion: 650 lpc @ 3500’ – ¢yac: 0.35 lpc/pie – Tyac: 140°F Caso 2: Pronóstico – Suponga que el pozo anterior es una recompletación y los datos de tasa de producción no se conocen – Sensibilizar con distintos parámetros para evaluar impacto – Emitir conclusiones