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5/27/2018 2.Diseo intermitente
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C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002
5/27/2018 2.Diseo intermitente
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2C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Contenido
Tema 1:Consideraciones de diseo
Tema 2: Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
Tema 3: Procedimiento de diseo de instalaciones delevantamiento artificial por gas intermitentecon cmara de acumulacin (Chamber Lift)
Tema 4: Uso del pistn metlico (Plunger Lift) en
instalaciones de levantamiento artificialpor gas intermitente
Diseo de instalaciones de levantamientoartificial por gas en flujo intermitente
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3C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Tema
1Consideracionesde diseo
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4C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Tema 1:Consideraciones de diseo
LAGI: Se implementa para disminuir la relacin gas-lquido de inyeccin
Limitacionesdel LAGI:
Tuberas de 2 7/8a 3 1/2pulg.Crudos > 18 API
Control deinyeccin
En mltiple acaudal constante
Uso de controladoresde superficie
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5C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Tema
2Procedimiento dediseo de
instalacionesconvencionales
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6C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Espaciamiento
presin
profun
didad
popwh
BglSnPkoG
PwhDGFFDDSnPkoDn nnn
)1(
*)(1)1( 112
LAG Intermitente - Glint
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
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7C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
PtPcvo
PcvcPcvoR
LAG Intermitente - Glint
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
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8/808C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
PtPcvoPcvcPcvoR
Pcvo Pt Pcvc R
LAG Intermitente - Glint
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
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9/809C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
QdovfgPwhPa *
524.1
541
QDov
fg
Pa PtPwh
Dov
Q
flquido QP 1000
fQfgPwhPt 1000*
LAG Intermitente - Glint
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
Gradiente deliquido
Gradientede gas
Pa
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10/8010C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
@
APIww
API
ww
vedad
wf
w
ow
w
ff
wff
5,131
5,1411
5,131
5,141
1
1aguadeldensidad
)especfica(gra
0
f
w
g
g
ggg
g
g
LAG Intermitente - Glint
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
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11/8011C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Q
t
Longitud ptima de columna
)1000( fQAdt
dQ
1440*Bt
IP
)( PwfPsbhIPqf
dtdQBtqf
)1000( fQAPwfPsbh
fgPwhDovDtpPsbhAT
*)(
Pwf PsbhA
LAG Intermitente - Glint
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
Dov
P
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12/8012C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
)1000( fQAdt
dQ
dtQA
dQ tQ
Qf
a
01000
QDovFFQa **
cmeeA
Q tf
t
f
f
1000
1
Longitud ptima de columna
DovFFcm *Resbalamiento total
Resbalamiento puntual
LAG Intermitente - Glint
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
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13/8013C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
vatDovtT /
1000
11440)1(
TBtcmQqf
cm
e
eT
e
eAC
qf
vatDov
T
f
vatDov
T
f
f
f
f
/
/
1000
1*3
Longitud ptima de columna
)1(**44,13 cmBtC
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Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
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14/8014C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Longitud ptima de columna
0dT
dqf
cm
e
eT
e
eAC
qf
vatDov
T
f
vatDov
T
f
f
f
f
/
/
1000
1*3
4*2
4*4
CCe
CcmeCeT
T
TT
g
gg
g
vat
Dov
f
eC
cmC
g
g
4
12
optimofQfgPwhPt 1000*
LAG Intermitente - Glint
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
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15/8015C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Clculo de la presin Pcvc
vgevglvgavgs
vge vglvgs
vga
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Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
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16/8016C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Clculo de la presin Pcvc.
(Clculo del gas inyectado por ciclo, vgs)
.**.* TstRnPstvgs
TazaRnPgaV ****
BGQDovV *
Taza
PgaQDovBGvgs
*
*)(**374,35
LAG Intermitente - Glint
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
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17/8017C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Clculo de la presin Pcvc.
(Clculo del gas inyectado por ciclo, vgs)
Q(1-cm)
Pga
Ptm
Pgu2PtmPguPga
fgPguPtm *
ffCcmQPwhPgu 1000)1(
LAG Intermitente - Glint
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
5/27/2018 2.Diseo intermitente
18/8018C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
dtvatfrCf
2
)(23,2071
ffCcmQPwhPgu 1000)1(
o
f vatdt
)(434,12Re
2229,0
124,0
Re*26153,035000Re1185
Re*09292,035000Re
Re/641185Re
fr
fr
fr
fr
Re
Clculo de la presin Pcvc.
(Clculo del gas inyectado por ciclo, vgs)
LAG Intermitente - Glint
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
5/27/2018 2.Diseo intermitente
19/8019C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
HwHH c
vgsGg
BtQcmDovcmQHw
f
*
))1()(1(7,2423
)()( TacTa HwHH
Encontrar Ta para satisfacer la ecuacin
Clculo de la presin Pcvc.(Clculo del gas inyectado por ciclo, vgs)
LAG Intermitente - Glint
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
5/27/2018 2.Diseo intermitente
20/8020C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
CALC. Hc
ASUME Ta
CALC. Za
CALC. VGS, Hw: H
H Tac
Tac=Ta
?
STOPTa=Tac
Clculo de la presin Pcvc.
(Clculo del gas inyectado por ciclo, vgs)
LAG Intermitente - Glint
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
T 2
5/27/2018 2.Diseo intermitente
21/8021C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
460*)**(* 2222 PgaHBAHCHBoAoTa
6
32
10*)934,2*561,7*866,6(2
10*)3437,1*9663,2*5757,2(2
013944,0*11038,02
3223,1*78946,0
85,205*46,152
GgGgC
GgGgB
GgA
GgBo
GgAo
Clculo de la presin Pcvc.
(Clculo del gas inyectado por ciclo, vgs)
LAG Intermitente - Glint
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
T 2
5/27/2018 2.Diseo intermitente
22/8022C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
BtQcm
vgsRalf
**)1(
qfRalfQgi *
Conociendo Ta y Pga, se calcula el vgs y:
Clculo de la presin Pcvc.
(Clculo del gas inyectado por ciclo, vgs)
LAG Intermitente - Glint
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
T 2
5/27/2018 2.Diseo intermitente
23/8023C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
)520(*)1(
*)7,14(
..*.,
*.,
R
vscpsia
promTgeotcierrezga
VP anularcierrega
)520(*)1(
*)7,14(
..*.,
*.,
R
vsapsia
promTgeoterapertzga
VP anularapertga
APERTURA CIERRE
2.,
PvoPsoP apertga
2.,
PvcPscP cierrega
vscvsavga
4602
..
dovs
promgeoterTT
T
BaDovVanular *
Clculo de la presin Pcvc.
(Clculo del gas inyectado por ciclo, vgs)
LAG Intermitente - Glint
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
T 2 P di i t d di d i t l i i l
5/27/2018 2.Diseo intermitente
24/8024C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
vscvsavga
.,*)1005()(**37,35
promzgaTdovPvoPsoDovBavsa
.,*)1005()(**37,35
promzgaTdovPvcPscDovBavsc
)(*1*37,35 PvcPscPvoPsokvga
promzgaTdov
DovBaK
,*)1005(
*1
Clculo de la presin Pcvc.
(Clculo del gas inyectado por ciclo, vgs)
LAG Intermitente - Glint
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
Tema 2: P di i t d di d i t l i i l
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25/8025C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
zgl
PsoLBlvsa
*545
**37,35
zgl
PscLBlvsc
*545
**37,35
vscvsavgl
)(*2*37,35 PscPsokvgl
zgl
LBlk
*545
*2
Clculo de la presin Pcvc.
(Clculo del gas inyectado por ciclo, vgs)
LAG Intermitente - Glint
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
Tema 2: P di i t d di d i t l i i l
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26/8026C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
44,1/10001440
1/ Qgi
MPC
PC
dia
minDMPCQgiVPM
vatDovTiny .
vat
DovQgi
vat
DovQgivge
*94,50
*37,35
*44,1
*
vat
DovQgik
*94,50
*4
4*37,35 kvge
Clculo de la presin Pcvc.
(Clculo del gas inyectado por ciclo, vgs)
LAG Intermitente - Glint
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
Tema 2: Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
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27/8027C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
vgevglvgavgs
vge vglvgs
vga4*37,35 kvge
)(*2*37,35 PscPsokvgl
)(*1*37,35 PvcPscPvoPsokvga
23*1
374,354)23*1(
kkk
fg
vgs
kkkkPsoPvc
fgPsoPvo
fgPscPvc
fgzk
*
*
13
Clculo de la presin Pcvc.
(Balance general)
LAG Intermitente - Glint
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
Tema 2: Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
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28/8028C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Clculo de la velocidad del tapn
144017,14
520*
Ptmpsi
RTgazgaQgiQgiinsitu
At
Qgivat
insitu
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Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
Tema 2: Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
5/27/2018 2.Diseo intermitente
29/8029C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
ENTRADA DE DATOS Y CALCULOS INIC.
TEMP. VL. INIC. Td= TEMP. GEOTRM.Pt INICIAL= PSBH/5
VAT INIC.=1
CLC. GAS EN SOL.
VISCOSIDAD, #Rrey, Fr, Cf
TIEMPO DE CICLO PTIMO
LOG. TAPN, PROD. DIARIA, TEMP. VL.(Tdc)
TDc=TD
CAL. Pt (Ptc)
Ptc=Pt Pt=(Pt+Ptc)/2
TDc=(TD+TDc)/2NO
NO
CLC. Pga, Hc, HW
Tga inic.= Tgeoterm.
ITERACIN TEMP. GAS(CALC. VGS)
PVC, QGI, RALF
CALC. VATC
VATC=VATVAT=(VAT+VATC)/2
NO
LAG Intermitente - Glint
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
Tema 2: Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
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30/8030C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
ITERACIN EN LA
VELOCIDAD
CAL. R*
INPUT R
*
**
PtPVO
PVCPVOR
PVO
PVO=PVO*NO
FIN
LAG Intermitente - Glint
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
Tema 2: Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
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31/8031C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Objetivo: poder ajustar elvolumen de gas por ciclo en
forma precisa e independientedel tiempo de ciclo total
Ahorro del gas de inyeccin yposible incremento de laproduccin
Controladores de superficie
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
Tema 2: Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
5/27/2018 2.Diseo intermitente
32/80
32C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Se recomienda el uso de vlvulas pilotode subsuelo
Vlvula elemento sencillo slo si el anular
es pequeo Vlvula elemento sencillo requieren R
grandes e incrementan el tiempo de inyeccinde gas
No se recomienda el uso de vlvulas de
orificio
Controladores de superficie
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
Tema 2: Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
5/27/2018 2.Diseo intermitente
33/80
33C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
AperturaVlvula LAG
CierreVlvula LAG
tiempo
presin
DP(SPREAD)
tco
Tiempode Ciclo
(TT)
Forma tradicional
Controladores de superficie
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
Tema 2: Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
5/27/2018 2.Diseo intermitente
34/80
34C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
SPREADNatural
SPREADInducido
Tiempo
P
resin
Descripcin del ciclo
Controladores de superficie
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
Tema 2: Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
5/27/2018 2.Diseo intermitente
35/80
35C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Tiempo
Presin
tONTiempo deCiclo (TT)
tOFF
Descripcin del ciclo
Controladores de superficie
e a Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
AperturaVlvula LAG Cierre Controlador
de Superficie
CierreVlvula LAG
Apertura Controladorde Superficie
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
5/27/2018 2.Diseo intermitente
36/80
36C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Ventajas y desventajas del uso de controladores
Ventajas:
Permite optimizar el caudal de gas por ciclo (Vgs) sinrealizar CVGL.
Se puede ajustar el tiempo de ciclo independientementedel Vgs.
Ahorro en el consumo de gas.
Desventajas:
Se incrementa el mantenimiento.
Puede despresurizar Mltiples de Gas con muchospozos en LAGI al inyectar varios pozos a la vez.
Controladores de superficie
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
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37/80
37C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Vgs
5%
Vgs Optimo
Controladores de superficie
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
5/27/2018 2.Diseo intermitente
38/80
38C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
toff(min)
ton(min)
Control del tiempo de ciclo
controldel
C
audalporciclo
(Vgs)
10 20 30 40 50 60
2
4
6
8
10
Procedimiento de optimizacin
Controladores de superficie
Tema 2:Procedimiento de diseo de instalaciones convencionales
5/27/2018 2.Diseo intermitente
39/80
39C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Clculo de la vlvula
Usar el mismo mtodo de clculo de la presin decalibracin y relacin de rea para el levantamientotradicional
Correguir la presin de apertura si esta es muy parecida a ladel mltiple
Dimensionar la relacin R a usar entre un 60 y 70% de lacalculada. La relacin R no debe ser muy alta para no perdercontrol de superficie, pero tampoco debe ser muy baja para noimcrementar el tiempo de inyeccin de gas
Controladores de superficie
5/27/2018 2.Diseo intermitente
40/80
40C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Procedimiento de diseode instalaciones de
levantamiento artificialpor gas intermitente concmara de acumulacin(Chamber Lift)
Tema
3
Tema 3:Procedimiento de diseo de instalaciones de levantamiento artificialpor gas intermitente con cmara de acumulacin (Chamber Lift)
5/27/2018 2.Diseo intermitente
41/80
41C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
DCH
DOV
CHT
DPT
CASING
MANDRIL LAG
EMPACADURA BP-2(BY-PASS TYPE PACKER)
MANDRIL MMA( VALVULA Rsm20)
NIPLE PERFORADO
EMPACADURA INFERIOR
NIPLE CAMCO "D"(VALVULA DE RETENCION M-1)LO
NGITUD
EFECTIVA
DELA
CMARA:
TUBERA
CABEZAL
LINEA INY. GAS
LINEA DEPRODUCCIN
TOPE DE LAS PERFORACIONES
LONGITUD
ENTRE
EMPACADUR
AS
BOTELLA 4 1/2 x 2 7/8
BOTELLA 4 1/2 x 2 7/8
TUBERIA 4 1/2 x 12,75 #/Pie
MANDRIL LAG
MANDRIL LAG
Cmaras de acumulacin
p g (C )
Tema 3:Procedimiento de diseo de instalaciones de levantamiento artificialpor gas intermitente con cmara de acumulacin (Chamber Lift)
5/27/2018 2.Diseo intermitente
42/80
42C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Espaciamiento
profundidad
presinpopwh
BglSnPkoG
PwhDGFFDDSnPkoDn nnn
)1(
*)(1)1( 112
Cmaras de acumulacin
p g ( )
Tema 3:Procedimiento de diseo de instalaciones de levantamiento artificialpor gas intermitente con cmara de acumulacin (Chamber Lift)
5/27/2018 2.Diseo intermitente
43/80
43C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
PtPcvo
PcvcPcvoR
Cmaras de acumulacin
p g ( )
Tema 3:Procedimiento de diseo de instalaciones de levantamiento artificialpor gas intermitente con cmara de acumulacin (Chamber Lift)
5/27/2018 2.Diseo intermitente
44/80
44C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
PtPcvo
PcvcPcvo
R
Pcvo Pt Pcvc R
Peso de la columna de gas por arriba de lavlvula operadora
Cmaras de acumulacin
p g ( )
Tema 3:Procedimiento de diseo de instalaciones de levantamiento artificialpor gas intermitente con cmara de acumulacin (Chamber Lift)
5/27/2018 2.Diseo intermitente
45/80
45C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
QdovfgPwhPa *
Pwh
524.1
541
QDovfg
Pa Pt
Dov
Q
flquido QP 1000
fQfgPwhPt 1000*
Cmaras de acumulacin
Tema 3:Procedimiento de diseo de instalaciones de levantamiento artificialpor gas intermitente con cmara de acumulacin (Chamber Lift)
5/27/2018 2.Diseo intermitente
46/80
46C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
@
APIww
API
ww
vedad
wf
w
ow
w
ff
wff
5,131
5,1411
5,131
5,141
1
1
aguadeldensidad
)especfica(gra
0
f
w
g
g
ggg
g
g
Cmaras de acumulacin
Tema 3:Procedimiento de diseo de instalaciones de levantamiento artificialpor gas intermitente con cmara de acumulacin (Chamber Lift)
5/27/2018 2.Diseo intermitente
47/80
47C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Q
t
Longitud ptima de columna
)( PwfPsbhIPqf
dt
dQ
Bchqf
)1000( fQAPwfPsbh
cmaravol.capacidad
*)(
Bch
fgPwhDovDtpPsbhA T
)1000( fQAdt
dQ
1440*Bch
IP
Pwf PsbhA
1000/
Cmaras de acumulacin
P
D
Tema 3:Procedimiento de diseo de instalaciones de levantamiento artificialpor gas intermitente con cmara de acumulacin (Chamber Lift)
5/27/2018 2.Diseo intermitente
48/80
48C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
)1000( fQAdt
dQ
dtQAdQ tQ
Qf
a
01000
QDchFFQa **
cmeeAQ
t
f
t
f
f
10001
Longitud ptima de columna
DchFFcm *
Cmaras de acumulacin
Tema 3:Procedimiento de diseo de instalaciones de levantamiento artificialpor gas intermitente con cmara de acumulacin (Chamber Lift)
5/27/2018 2.Diseo intermitente
49/80
49C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
vatDchtT /
1000
11440)1(
TBchcmQqf
cme
e
T
e
eAC
qf
vatDch
T
f
vatDch
T
f
f
f
f
/
/
1000
1*3
Longitud ptima de columna
)1(**44,13 cmBchC
Cmaras de acumulacin
Tema 3:Procedimiento de diseo de instalaciones de levantamiento artificialpor gas intermitente con cmara de acumulacin (Chamber Lift)
5/27/2018 2.Diseo intermitente
50/80
50C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Longitud ptima de columna
0dT
dqf
cme
eT
e
eAC
qf
vatDch
T
f
vatDch
T
f
f
f
f
/
/
1000
1*3
4*2
4*4
CCe
CcmeCeT
T
TT
g
gg
g
vat
Dch
f
eC
cmC
g
g
4
12
524,1
541
DovPwhPto
ChtDchDov
QChtT
f
Q es la longitud ptima de la columna a partir dela cual se puede calcular la longitud de la
cmara.
Cmaras de acumulacin
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51/80
51C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Con el caudal qf y la profundidad de la vlvula,la temperatura de la vlvula se calculamediante:
2
)log(*02,11
7,14
*)75,12*0125,0log(*5,135,1
Dt
qf
Pto
RfTptG
DondeDovDtpGTtpTov
Cmaras de acumulacin
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52/80
52C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Clculo de la presin Pcvc
vgevglvgavgs
vge vglvgs
vga
Cmaras de acumulacin
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53/80
53C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Clculo de la presin Pcvc
(Clculo del gas inyectado por ciclo, vgs)
.**.* TstRnPstvgs
TazaRnPgaV ****
61,5*** BtDovBchChtV
Taza
PgaBtDovBchChtBGvgs
*
*)**(**6,198
Cmaras de acumulacin
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54/80
54C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Clculo de la presin Pcvc
(Clculo del gas inyectado por ciclo, vgs)
2
PtmPwhmPga
fgPguPtm *
ffCcmLPwhPwhm 1000)1( Pga
Ptm
Pwhm
PwhL
Cmaras de acumulacin
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55/80
55C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
DlfDlf
Dtvatfr
Cf
2
2
2
23,207
o
f vatlf Dlfy
)(434,12Re
2229,0
124,0
Re*26153,035000Re1185
Re*09292,035000Re
Re/641185Re
fr
fr
fr
fr
Re
ffCcmLPwhPwhm 1000)1(
Clculo de la presin Pcvc
(Clculo del gas inyectado por ciclo, vgs)
Cmaras de acumulacin
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56C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
HwHH c
vgsGg
BlfDchcmLHw
f
*
*)1(13608
)()( TacTa HwHH
EncontrarTa para satisfacer la ecuacin
Clculo de la presin Pcvc(Clculo del gas inyectado por ciclo, vgs)
Cmaras de acumulacin
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57C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
CALC. Hc
ASUME Ta
CALC. Za
CALC. VGS, Hw: H
H Tac
Tac=Ta?
STOPTa=Tac
Clculo de la presin Pcvc(Clculo del gas inyectado por ciclo, vgs)
Cmaras de acumulacin
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58/80
58C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
460*)**(* 2222 PgaHBAHCHBoAoTa
6
32
10*)934,2*561,7*866,6(2
10*)3437,1*9663,2*5757,2(2
013944,0*11038,02
3223,1*78946,085,205*46,152
GgGgC
GgGgB
GgA
GgBoGgAo
Clculo de la presin Pcvc
(Clculo del gas inyectado por ciclo, vgs)
Cmaras de acumulacin
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59C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
BtQcmvgsRalf
**)1(
qfRalfQgi *
Conociendo Ta y Pga, se calcula el vgs y:
Q es la columna que ocupara todo el lquido en la tubera
Clculo de la presin Pcvc
(Clculo del gas inyectado por ciclo, vgs)
Cmaras de acumulacin
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60/80
60C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
)520(*)1(
*)7,14(
..*.,
*.,
R
vscpsia
promTgeotcierrezga
VP anularcierrega
)520(*)1(
*)7,14(
..*.,
*.,
R
vsapsia
promTgeoterapertzga
VP anularapertga
APERTURA CIERRE
2.,
PvoPsoP apertga
2.,
PvcPscP cierrega
vscvsavga
4602
.. dovs
promgeoter TTT
BaDovVanular *
Clculo de la presin Pcvc
(Clculo del gas inyectado por ciclo, vgs)
Cmaras de acumulacin
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61C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
vscvsavga
.,*)1005(
)(**37,35
promzgaTdov
PvoPsoDovBavsa
.,*)1005(
)(**37,35
promzgaTdov
PvcPscDovBavsc
)(*1*37,35 PvcPscPvoPsokvga
promzgaTdov
DovBaK
,*)1005(
*1
Clculo de la presin Pcvc(Clculo del gas inyectado por ciclo, vga)
Cmaras de acumulacin
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62C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
zgl
PsoLBlvsa
*545
**37,35
zgl
PscLBlvsc
*545
**37,35
vscvsavgl
)(*2*37,35 PscPsokvgl
zgl
LBlk
*545
*2
L es la longitud de la lnea de gas en este caso
Clculo de la presin Pcvc(Clculo del gas inyectado por ciclo, vgl)
Cmaras de acumulacin
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63C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
44,1/10001440
1/ Qgi
MPC
PC
dia
minDMPCQgiVPM
vatDovTiny .
vat
DovQgi
vat
DovQgivge
*94,50
*37,35
*44,1
*
vat
DovQgik
*94,50
*4
4*37,35 kvge
Clculo de la presin Pcvc
(Clculo del gas inyectado por ciclo, vge)
Cmaras de acumulacin
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64/80
64C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Clculo de la presin Pcvc.(Balance general)
vgevglvgavgs
vge
vgl
vgs
vga
4*37,35 kvge
)(*2*37,35 PscPsokvgl )(*1*37,35 PvcPscPvoPsokvga
23*1
374,354)23*1(
kkk
fgvgs
kkkkPso
Pvc
fgPsoPvo
fgPscPvc
fgzk
*
*
13
Cmaras de acumulacin
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65C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Clculo de la velocidad del tapn
1440
17,14
520
*
Pta
psi
R
TgazgaQgiQgiinsitu
At
Qgivat
insitu
Cmaras de acumulacin
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ENTRADA DE DATOS Y CALCULOS INIC.
TEMP. VL. INIC. Td= TEMP. GEOTRM.
Pt INICIAL= PSBH/5
VAT INIC.=3
CLC. GAS EN SOL.
VISCOSIDAD, #Rrey, Fr, Cf
TIEMPO DE CICLO PTIMO
LOG. cmara, PROD. DIARIA, TEMP.VL.(Tdc), PT, PCVO
CLC. Pga, Hc, HW
Tga inic.= Tgeoterm.
ITERACIN TEMP. GAS(CALC. VGS)
PVC, QGI, RALF,
CALC. VATC
VATC=VATVAT=(VAT+VATC)/2NO
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67C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
ITERACIN EN LAVELOCIDAD
CAL. R*
INPUT R
*
**
PtPVO
PVCPVOR
PVO
PVO=PVO*NO
FIN
Cmaras de acumulacin
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68C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Las cmaras se han venido instalando en el Lago de Maracaibocon muy poco xito desde finales de los aos 80.
Posibles causas:
Desahogo del gas en el anular
Altos RGL
Bajos IP
Diseo en s(estrangulamiento del gas... etc)
1997: Primeros estudios de diagnstico usando registrosde presin a fondo de pozo:
El nivel en la tubera alcanza, y en muchos casos sobrepasa,la profundiad de la empacadura superior y sin embargo laproduccin no se compagina con un llenado total de la cmara.
Cmaras de acumulacin
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69C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
)1
1(1000 e
t
ff
AQ
))/(1440()
11(
1000 )(44.1
titbtA
q
e t
bt
ip
f f
bt
A
vole
tbt
ip
f f
)
1
1(1000. )(44.1
Produccin vs. tiempo de ciclo
Pyac=350; IP=1
0
50
100
150
200
250
300
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Tiempo de ciclo (min)
Produccin
(Br/d)
bt=5,7 Br/M pie bt=10 Br/M pie
bt=15 Br/M pie bt=20 Br/M pie
bt=25 Br/M pie bt=30 Br/M pie
bt=40 B r/Mpie
Columna vs. tiempo Pyac=350; IP=1
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
10
30
50
70
90
110
130
150
170
190
Tiempo (min)
ColumnaMpie
bt=5,7 Br/M pie bt=10 Br/M pie
bt=15 Br/M pie bt=20 Br/M pie
bt=25 Br/M pie bt=30 Br/M pie
bt=40 Br/M pie
Vol. acumulado vs. tiempo Pyac=350;
IP=1
0
5
10
15
20
25
30
10
30
50
70
90
110
130
150
170
190
Tiempo (min)
Vol.Br
bt=5,7 Br/M pie bt=10 Br/M pie
bt=15 Br/M pie bt=20 Br/M pie
bt=25 Br/M pie bt=30 Br/M pie
bt=40 B r/Mpie
Cmaras de acumulacin
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70C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
))/(1440()1
1(1000 )(
44.1
titbtA
q
e t
bt
ip
f f
Bt aparece en dos lugares con efectos contrarios
Se logra acumular ms volumen de lquido pero se tardams tiempo en hacerlo
Cmaras de acumulacin
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71C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Produccin vs. tiempo de ciclo
Pyac=350; IP=0,5
0
50
100
150
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Tiempo de ciclo (min)
Produccin
(Br/d)
bt=5,7 Br/M pie bt=10 Br/M pie
bt=15 Br/M pie bt=20 Br/M pie
bt=25 Br/M pie bt=30 Br/M pie
bt=40 Br/Mpie
Produccin vs. tiempo de ciclo
Pyac=350; IP=1
0
50
100
150
200
250
300
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Tiempo de ciclo (min)
Produccin
(Br/d)
bt=5,7 Br/M pie bt=10 Br/M piebt=15 Br/M pie bt=20 Br/M pie
bt=25 Br/M pie bt=30 Br/M pie
bt=40 Br/Mpie
Produccin vs. tiempo de ciclo
Pyac=350; IP=2
0
100
200
300
400
500
600
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Tiempo de ciclo (min)
Produccin
(Br/d)
bt=5,7 Br/M pie bt=10 Br/M piebt=15 Br/M pie bt=20 Br/M pie
bt=25 Br/M pie bt=30 Br/M pie
bt=40 Br/M pie
No se toma en cuenta la prdida porresbalamiento y la presencia del gas
IP (Br/d)/psiGanancial
Bt=20 b/ MpieGanancial (%)Bt=40 b/ Mpie
0,5 22 321 32 46
2 43 63
Cmaras de acumulacin
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72/80
72C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Derivada de la produccin con
respecto a la capacidad vol. de la
cmara
0
12
3
45
6
78
9
10 20 30 40 50 60
Tiempo de ciclo (min)
Derivadadelaprod.
Br/(Br/Mpie)
bt=5,7 Br/Mpie
bt= 10 Br/Mpie
bt=15 Br/Mpie
bt=20 Br/Mpie
bt= 25 Br/Mpie
bt=30 Br/Mpie
bt=40 Br/Mpie
La derivada es siempre positiva, la produccin siempre aumenta alincrementarse la capacidad volumtrica. El lmite tiende a cero amedida que se incrementa la capacidad volumtrica.
))44,1
1(11()(
)44,1(
44,1
bt
tip
titA
btq f
bt
tip
f
ef
Cmaras de acumulacin
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73/80
73C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Desahogo del gas en el anular
btcamaraqdtdQ
/
btQ anularg dtdQ
)615,5(
bt
btQcamara
anular
gq
7,14520)615,5(
TP
btbtQ
anular
anular
camara
anular
gstq
No toma en cuenta el gas de formacin
Cmaras de acumulacin
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5/27/2018 2.Diseo intermitente
74/80
74C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Desahogo del gas en el anular
CAUDAL DE DESAHOGO DE GASANULAR (PC/D)
presinanul.= 35 psi
presinanul.= 50 psi
presinanul.=70 psi
Produccin instantnea de lquido
Cmaras de acumulacin
0
50010001500200025003000350040004500
5000
Caudaldelgas(P
C/D)
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75/80
75C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Desahogo del gas en el anular
Para niveles de produccin entre 70 y 120 BBPD con RGL de3500 PC/BB:
Qgformacin entre 245 y 420 MPCD
Si se toma solo el 10 % como el caudal de gas que entraen el anular se tiene entre 24500 y 42000 PC/D
Caudal de gas (PC/D)
0,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
300,00
350,00
65 70 80 90 109 120 130Presin en el anular, psi.
Caudalde
gasM(PC/D)
orif. 1/16pulg
orif. 3/16
orif. 3/8
limite inf.
limitesuperior
Presin en tubera igual a60 PSI
Cmaras de acumulacin
Tema 3:Procedimiento de diseo de instalaciones de levantamiento artificialpor gas intermitente con cmara de acumulacin (Chamber Lift)
5/27/2018 2.Diseo intermitente
76/80
76C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Desahogo del gas en el anular
DP
Presin
Profundidad
Cmaras de acumulacin
Tema 3:Procedimiento de diseo de instalaciones de levantamiento artificialpor gas intermitente con cmara de acumulacin (Chamber Lift)
5/27/2018 2.Diseo intermitente
77/80
77C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Efecto del gradiente de lquido (presencia de gas)
Profundidad
DP
Presin
Grad. Fluido psi/pie Dif=10 psi Dif= 20 psi Dif= 30 psi Dif= 40 psi
0,1 100 200 300 4000,2 50 100 150 200
0,3 33,3 66,6 100 133,30,4 25 50 75 100
Cmaras de acumulacin
Tema 3:Procedimiento de diseo de instalaciones de levantamiento artificialpor gas intermitente con cmara de acumulacin (Chamber Lift)
5/27/2018 2.Diseo intermitente
78/80
78C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Efecto del gradiente de lquido (presencia de gas) y diferencial de
presin para el desahogo del gas en el anular
Grad. Fluido psi/pie Dif=10 psi Dif= 20 psi Dif= 30 psi Dif= 40 psi
0,1 100 200 300 4000,2 50 100 150 2000,3 33,3 66,6 100 133,30,4 25 50 75 100
Cmaras de acumulacin
5/27/2018 2.Diseo intermitente
79/80
79C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Mecnica de vlvulas para levantamiento artificial por gas continuo
Uso del pistn metlico(Plunger Li f t) en
instalaciones delevantamiento artificialpor gas intermitente.
Tema
4
Tema 4:Uso del pistn metlico (Plunger Lift) en instalaciones de levantamiento artificial por gas intermitente
5/27/2018 2.Diseo intermitente
80/80
Lnea de flujo
Vlvula maestra
Columna de lquido
Pistn mecnico
ResorteAsiento del resorte
Vlvula de retencin
Cabezal del pozo
Lubricador
Niple de recuperacin
Lnea de gas
Revestidor
Tubera de produccin
Vlvula operadora
Empacadora