Optimización del Sistema de Producción en Pozos de Petróleo y Gas

El sistema de producción es una técnica utilizada para optimizar el comportamiento de pozos de petróleo y gas mediante un estudio de todo el sistema. La evaluación del sistema de producción se realiza bajo una técnica denominada análisis nodal, la cual consiste en dividir el sistema en 6 componentes que incluyen el flujo desde el punto de partida (yacimiento) hasta el punto de llegada.

Componentes del Sistema de Producción

1. Flujo a través del yacimiento hasta la cara de la arena.
2. Flujo a través de las restricciones en el fondo del pozo.
3. Flujo a través de la tubería de producción.
4. Flujo a través de las restricciones de la tubería de producción.
5. Flujo a través de la línea de flujo.
6. Flujo a través de las restricciones en la línea de flujo.

Subsistemas del Sistema de Producción

• Primer Subsistema (Flujo de Entrada): Abarca todos los componentes desde el yacimiento hasta la ubicación del nodo. Genera una solución gráfica denominada curva de oferta.
• Segundo Subsistema (Flujo de Salida): Abarca todos los componentes desde el separador hasta la ubicación del nodo. Genera una solución gráfica denominada curva de demanda.

Análisis para Pozos sin Producción

Cuando se utiliza el análisis del sistema en pozos nuevos, los datos deben tomarse de pozos vecinos con base en la experiencia en el área y sentido común, debido a que no se tienen medidas de datos de pruebas para comparar. Así, por ejemplo, se puede hacer una selección preliminar del diámetro de tubería de producción usando un extenso rango de curvas del influjo con valores pesimistas y optimistas de permeabilidad. Aunque este tipo de solución no es precisa, proporciona una idea general de condiciones anticipadas y se utilizan para proponer el mejor diseño de completación del pozo.

Análisis para Pozos en Producción

La aplicación del análisis del sistema para pozos existentes puede ser más compleja que en pozos sin producción. Sin embargo, los resultados son más precisos. La principal diferencia entre los dos casos es la capacidad que tienen los pozos en producción de modelar las condiciones presentes usando data real y de ajustar las variables coordinadamente para predecir una verificación confiable, de manera que el efecto de varias condiciones del pozo se puede predecir con alto grado de confiabilidad.

Aplicaciones Prácticas

El análisis del sistema se puede entender como un simulador del sistema de producción. Una vez que los datos han sido introducidos para crear un caso base, se pueden hacer variaciones para analizar el efecto de los resultados. Hay muchas variables que pueden ser simuladas dependiendo de las condiciones del pozo. Entre las más importantes se tiene:

• Daño de formación
• Espesor perforado
• Diámetro de la tubería de producción
• Diámetro de la línea de flujo
• Presión del separador

Distribución de Pérdida de Presión en el Sistema de Producción

• Pws - Pwf ---> Pérdida de presión en el yacimiento: entre 10% y 50%
• Pws - Ptp ---> Pérdida de presión en el yacimiento: entre 30% y 80%
• Ptp - Pest ---> Pérdida de presión en el estrangulador: entre 20% y 40%
• Pid - Psep ---> Pérdida de presión en la línea de descarga: entre 5% y 25%

Conceptos Clave

• Daño de Formación: Es cualquier alteración que reduce la capacidad natural de una roca reservorio para producir fluidos. Esto ocurre debido a la reducción de la porosidad o permeabilidad de las rocas.

• Diámetro de Tubería: Se refiere a la medida transversal de una tubería utilizada en la operación, producción y transporte. Este parámetro es crucial para:

  1. Determinar la capacidad de flujo a través de la tubería.
  2. Seleccionar los equipos y herramientas para la producción y perforación.
  3. Optimizar el diseño de pozos y sistemas de transporte.

  El diámetro de la tubería se puede expresar en pulgadas o milímetros y varía según el proyecto específico y las condiciones del pozo. Todo cuenta, desde la eficiencia de la producción hasta la estabilidad de la tubería.

• Espesor Perforado: Se refiere a la longitud de la sección del reservorio que ha sido perforada y está disponible para la producción. Un espesor perforado adecuado es esencial para maximizar la recuperación de fluido. Si el espesor perforado es insuficiente, puede limitar el acceso al reservorio y aumentar el daño debido a una mayor presión en los alrededores.

• Presión del Separador: Es el orificio de salida de presión de todo el sistema. Por lo tanto, como todo el sistema proporcionará producción como función de la presión diferencial total, el colocar más bajo la presión de salida del separador casi siempre genera una capacidad mejorada del pozo.