MÉTODO DE DISEÑO DE LAGC ACORDE ……….. LA NORMA API 11V6. Las variables más importantes a la hora del diseño de Gas Lift son el espaciamiento y calibración de la válvulas, pero hay otros factores a tomaren cuenta como el punto de inyección del gas, la relación gas-liquido (RGL) optima y la temperatura de cabezal y de formación. Cabe destacar que existen dos formas de hallar o ubicar el espaciamiento entre válvulas, la forma numérica y la forma gráfica. Espaciamiento de válvulas. Espaciamiento de la primera válvula. , Ec.4.1 Espaciamiento de las válvulas subsecuentes. + , Ec.4.2 Pozo 1: Norma API caso 1. Este pozo estaba produciendo por empuje hidráulico, su profundidad máxima es de 8100 pies, con tope de la arena a 8000 Pies y un intervalo productor de 25 Pies. Una prueba de restauración arrojo que la presión estática del yacimiento era de 2125 Lpc. El pozo no posee daño y fue perforado con un ángulo relativo de 90°. Este pozo es un gran candidato para la aplicación del Levantamiento por Gas Lift. Se tiene como máxima tasa de inyección de gas en superficie 750 MPCND, sin embargo se desea bajar la tasa de inyección a menos de 700 MPCND. Según la correlación de Vogel, se arrojaron los siguientes datos de IPR, con una relación gas-liquido de 350 PCN/BN. IPR (curva de oferta). Tasa (BPD) 200 400 600 800 900 1000 1200 Pwf (Lpc) 1941 1742 1517 1260 1115 952 531 . IPR (curva de demanda a diferentes RGL). Tasas (BPD) 200 400 600 800 Para 900 1000 1200 RGL Pwf (Lpc) 980 1060 1160 1285 1350 1400 1515 (800) 900 1000 1105 1230 1290 1340 1460 (1000) 860 960 1070 1200 1250 1300 1425 (1200) 820 925 1040 1170 1220 1280 1400 (1500) Datos. API= 35° Revestidor de producción= 7 Pulg Tubería de producción= 2,5 Pulg Nominal Corte de agua= 50%= 0,5 Gradiente de gas= 30 Lpc/1000 Pies Gradiente del fluido muerto= 0,465 Lpc/Pie Gradiente geotérmico= 1,25 °F cada 100 Pies Gradiente Promedio del Fluido dentro de la tubería de producción=0,137 Gravedad especifica del agua= 1,07 Intervalo Productor= (8025-8000) Pies Pb= Presión de Burbuja 2445 Lpc Presión de inyección máxima= 1200 Lpc Presión de operación= 1100 Lpc Profundidad de referencia= 8000 Pies Profundidad total=8100 Pies (TVD) Presión de separador75 Lpc Continuación…. Presión estatica2125 Lpc Presión de fondo fluyente= 1941 Lpc a 200 BNPD Presión de separador=100 Lpc Caudal de gas=35 MPCND Caudal de petróleo=100 BPD Caudal de agua= 100 BPD Caudal total=200 BPD Temperatura de formación=178°F Temperatura de superficie=78°F inyección de gas. Hay que tomar en cuenta en este punto que mientras mayor la RGL mayor será la producción, hasta alcanzar la RGL optima, a partir de allí la producción ira en declive, pero mientras mayor RGL mayor será la tasa de inyección de gas, aumentando costos. En este pozo en es específico el análisis nodal arrojo que la tasa de producción optima es de 800 BNPD, así que para hallar la relación gas líquido la cual se utilizara como diseño se emplea la siguiente ecuación: Ec.4.13 Tomando en cuenta las RGL asumidas para la generación de las curvas de demanda de la IPR se obtendrían las siguientes RGL. Ahora bien según estos resultados la RGL que mejor se ajusta al diseño sería la de 1200 PCN/BN ya que se ajusta a la tasa máxima de inyección con la que se cuenta en superficie (750 MPCNPD). Temperatura. La temperatura tiene un efecto significante en el diseño de Levantamiento de Gas Lift, sobre todo cuando se utiliza válvulas cargadas con nitrógeno. La temperatura de flujo se puede hallar mediante la siguiente ecuación: , Ec.4.14 Entonces para una tasa de 800 BNPD, tenemos: La temperatura promedio de inyección se calcula siguiendo la siguiente formula: Ec.4.15 Entonces: Espaciamiento de válvulas. Lo primero que se debe hacer es identificar el gradiente de presión de los fluidos dentro de la tubería de producción, mediante la gráfica N.14 se pudo determinar una gradiente promedio, que aunque dista mucho de la realidad, este es un proceso de ploteo que de igual manera quedaría a criterio del ingeniero o encargado del diseño del sistema de Gas Lift, cabe destacar que este gradiente es muy complicado de determinar por lo que se requiere de un software de simulación. Gradiente de presión. Gradiente de Presión. Profundidad (Pies) Ppd (Lpc) 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 100 237 375 512 650 787 925 1062 1200 Ahora, es necesario implementar una caída de presión que este en un rango entre 40 y 10 Lpc, para este pozo se tomara una caída de presión de 25 Lpc. También es necesario un diferencial de presión lo cual nos servirá como factor de seguridad, el factor de seguridad será de 20 Lpc. Para hallar la profundidad de la primera válvula se utiliza la ecuación 4.1. Para las válvulas subsecuentes se usara la ecuación 4.2. +2483 Pies= 4389 Pies. +4389 Pies= 5841 Pies. +5841 Pies= 6830 Pies. +6830 Pies= 7370 Pies. +7370 Pies=7843 Pies. Ajuste de espaciamiento de las válvulas. En la mayoría de las veces se necesita un ajuste en el espaciamiento de las válvulas, debido a que la profundidad de las últimas válvulas sobrepasan la de la empacadura superior y, en consecuencia conllevando a un mal diseño. Generalmente el espaciamiento mínimo entre válvulas es de 250 Pies, ubicando la última válvula por encima de 60 Pies de la empacadura superior. Espaciamiento de válvulas. Profundidad de las valvulas. Presión (Lpc) 0 0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 Pwh 500 1000 1500 2000 2500 Profundidad 1 Profundidad (Pies) 3000 3500 4000 4500 Profundidad 2 5000 5500 Profundidad 3 6000 6500 Profundidad 4 7000 7500 Profundidad 5 8000 8500 Espaciamiento de Válvulas. Espaciamiento de Válvulas Profundidad Grafica (Pies) Calculada (Pies) D1 2500 2483 D2 4385 4389 D3 5800 5841 D4 6850 6830 2000 D5 7640 (Ajustada a 7440) 7370 D6 7690 7843 D7 7940 8000 Calibración de las Válvulas. Lo primero que se determina es el tipo de válvula que se utilizara en el diseño, está variable muchas veces queda sujeta a la experiencia que resulta del rendimiento de cada válvula a diferentes caudales de gas, por ejemplo la válvula con mejor rendimiento en el diseño de Gas Lift para caudales de inyección menores a 1000 MPCND es la válvula de 1 pulgada, entonces este tipo de válvula se ajusta a la tasa de inyección de gas de 750 MPCNPD y, mejor aún son menos costosas que otras válvulas de mayores dimensiones. Por esto para este caso se utilizara el tipo de válvula desbalanceadas cargadas con nitrógeno de 1 Pulg, con un radio de asiento de 3/16 Pulg. Para este tipo de válvula la constante Ppef será igual a 0,104, también esta variable se puede hallar mediante la ecuación 4.7 sabiendo que el área del fuelle es de 1,99 Pulg. La presión de apertura de la primera válvula se puede hallar mediante la ecuación 4.9: * = Donde Ct se puede hallar utilizando la ecuación 4.10: = Y Tv, con , se calcula por la ecuación 4.11: = 130°F Entonces Ct: = 0,869 Ahora, Piod se halla por la ecuación 4.12: Por último se sustituye Ct y Piod en la ecuación 4.9: *0,869= 1143 Lpc Piod a medida que se aumenta la profundidad de las válvulas tendrá una disminución mínima de 25 Lpc, esto sirve como factor de seguridad para no sobrepasar el límite de presión de inyección en la superficie. También los valores de Ct pueden ser calculados como se vio anteriormente o pueden ser hallados sabiendo la temperatura de la válvula a la profundidad, mediante las tablas N.9 y 10. Para la siguiente válvula: = 146°F Ct= 0,844 (Tabla) *0,844= 1158 Lpc Sera el mismo procedimiento para hallar la presión de calibración para las demás válvulas. Calibración de Válvulas. Calibración de presión de las válvulas a profundidad. N. de Profundida Válvula d (Pies) 1 2500 0,104 x 400 2 4385 0,104 x 3 5800 0,104 x Ppef Ppd Piod (Lpc) (Lpc) Lpc Ct Pvo (Lpc) =42 +1275 1317 x 0,869 1143 630 =66 +1307 1373 x 0,844 1153 820 =85 +1324 1409 x 0,826 1164 4 6850 0,104 x 960 =100 +1331 1431 x 0,812 1162 5 7440 0,104 x 1040 =108 +1323 1431 x 0,805 1152 6 7690 0,104 x 1070 =111 +1306 1417 x 0,802 1136 7 7940 0,104 x 1200 =125 +1289 1414 x 0,779 1102
