2. Resolución de Ejercicios
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
3. Resolución de Ejercicios
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
4. Resolución de Ejercicios
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/pie
Dpack.=9960 pies RGLf.= 245 pcn/bn ΔPk =50 lpc qdesc = 200 bpd
O.D tub.= 3 ½” Pwh = 100 lpc ΔPs =50 lpc Mandril = MMA
Tyac.=236 °F qdiseño= 975 bpd ΔPvos =30 lpc Fabric.= Camco
Pws = 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.
5. Resolución de Ejercicios
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.
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
• Determine la profundidad de la válvula superior o tope, Dv1
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
6. Resolución 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 lpc
Pvos3 = Pvos2 - ∆Pvos Pvos2 = 1420 – 30 lpc = 1390 lpc
Pvos4 = 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 lpc
Gg @ Pvos3 = 0,037 lpc /ft P @9900 = P sup + Gg * 9900 lpc = 1756 lpc
Gg @ Pvos4 = 0,036 lpc /ft P @9900 = P sup + Gg * 9900 lpc = 1716 lpc
7. Resolución de Ejercicios
• 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 ft
Dv4 = 9900 ft
8. Resolución de Ejercicios
Determine y registre la presión del gas en el anular y del fluido del pozo a nivel de cada mandril espaciado
Ppd1 = 430 lpc Pvo1 = Pvos1 + Gg@ Pvos1 . Dv1 = 1631 lpc
Ppd2 = 700 lpc Pvo2 = Pvos2 + Gg@ Pvos2 . Dv2 = 1648 lpc
Ppd3 = 1020 lpc Pvo3 = Pvos3 + Gg@ Pvos3 . Dv3 = 1693 lpc
Ppd4 = 1300 lpc Pvo4 = Pvos4 + Gg@ Pvos4 . Dv4 = 1716 lpc
2.- Selección y Calibración de válvulas
Qgas (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 lpc
Pf2 = 2540 lpc
Pf3 = 1850 lpc
Pf4 = 1250 lpc
A partir de la válvula número 3 empieza a producir
el pozo.
9. Resolución de Ejercicios
• 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 = 0,832
b = 81,10 c2 = 0,816 c4 = 0,845
Rgl grad min 1 = 494 pcn /bn
Rgl grad min 2 = 988 pcn /bn
Rgl grad min 3 = 1547 pcn /bn
Rgl 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) / 1000
Qiny1 = (494 x 1175) / 1000 = 580 Mpcn
Qiny2 = (988 x 1175) / 1000 = 1160 Mpcn
Qiny3 = (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
10. Resolución de Ejercicios
•Para cada válvula determine con Thornhill-Craver el diámetro del orificio
Mostrar en Graficas
• Seleccione de la tabla del fabricante el asiento inmediato superior al orificio calculado en el paso anterior.
Mostrar en Gráficas
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)
