01 Gas Lift CAF 15012008

Gas Lift Sistema de Extraccin

Seminario de Gas LiftNocin bsica de Reservorio, Curva IPR, Principio del Sistema Gas Lift.Tipos de Flujo, ventajas, limitaciones del Sistema Gas Lift.Equipamiento del Sistema Gas Lift.Diseo del Sistema Gas Lift.Sistema Gas Lift Flujo Intermitente.Operaciones de Campo.Sistema Gas Lift Flujo Anular (Yacimiento Cerro Dragn).

Cuando la energa natural del yacimiento no es suficiente para hacer que un pozo fluya a superficie en volmenes suficientes, la energa natural deber ser suplementada por medios artificiales. Este suplemento a la energa natural se conoce como Levantamiento Artificial Artificial Lift

El objetivo de cualquier programa de Levantamiento Artificial debe consistir en desarrollar un proceso de produccin que permita el aprovechamiento mximo, bajo las condiciones existentes, de la energa natural del yacimiento y de las artificiales.Sistemas Artificiales de Extraccin

Sistemas artificiales de extraccin

Mecanismo de Gas Disuelto

Mecanismo de Casquete de Gas

Sistema Contnuo

Principio del Gas LiftPd= GA*L + GB*(D L)

Pd= Presin dinmica de fondoGA = Gradiente encima del punto de inyeccin.L = Profundidad del Punto de Inyeccin.GB = Gradiente abajo del Punto de InyeccinD = Profundidad total

Este es el criterio bsico del Gas Lift, un flujo continuo crea la Presin de Fondo Fluyente necesaria para permitir que el pozo produzca el caudal deseado.

Indice de ProductividadLa relacin entre la produccin del pozo (q) y la diferencial de presin en el fondo del pozo (Pws - Pd) se denomina Indice de Productividad o IP qq = IP(Pws - Pd) .IP = ------------------ Pws - Pd

Curva In Flow del Reservorio kh(Pav - Pd) qo = ----------------------------------- 141.2 oBo.[ln(re/rw) - 3/4]

La relacin entre la produccin del pozo (q) y la diferencial de presin en el fondo del pozo (Pws - Pd) se denomina Indice de Productividad o IP.IPR

Anlisis Nodal(nodo en fondo de pozo)CaudalPresinUna prctica comn es seleccionar el nodo en el fondo del pozo, justo frente al reservorio productor, por lo tanto Pnodo= Pd.Es ah cuando la curva Inflow se transforma en la curva IPR.

INJECCION DE GASFLUIDO PRODUCIDOPRESION (psi)PROFUNDIDAD (FT TVD)10002000300040005000600070000100020000FBHPSIBHPGRADIENTE DE PRESION DE TUBING EN FLUENCIAGas Lift Flujo Constante

Gas Lift Contnuo.Gas Lift Intermitente.Equipamiento Recuperable o Convencional.

Tipos de flujo de Gas Lift

Arranque de pozos que no producen naturalmente.Incrementar produccin de pozos surgentes.Arranque de pozos gasferos con agua.Arranque y produccin pozos de agua.Aplicaciones del Sistema Gas Lift

Bajos costos de equipamiento de pozo.Bajos costos operativos de mantenimiento.Completaciones simples.Sistema flexible desde 1 m3/da a 10000 m3/da.Aplicable en pozos de dimetros reducidos (Slim Hole), desviados.Aplicable en pozos con arrastre de arena.Ventajas del Gas Lift

Disponibilidad de gas de alta presin.Desde un pozo de gas de alta presin.Planta compresora (sistema cerrado).Costos de instalacin .Instalacin planta compresora.Mantenimiento planta compresora.Limitacin de la presin dinmica del reservorio.Presin y volumen de gas disponible.Limitaciones del Sistema Gas Lift

Equipamiento de Gas Lift

Tres modelos bsicos de Vlvulas en 1 y 1-1/2:Vlvulas ciegasVlvulas orificioVlvulas de descargaOrificio std.Venturi (Nova)Operadas por presin de casing Operadas por presin de tubingResorte o Fuelle con nitrgenoTipos de Vlvulas

Presin del ReguladorResorteVstagoBolilla de VstagoAsientoAguas abajoAguas arribaVlvula de Gas Lift operada con ResorteAguas abajo/Tubing

Vlvulas de Gas LiftLa vlvula utiliza un domo cargado (generalmente de N2) que proporciona la fuerza de cierre.La presin de cierre y apertura de estas vlvulas estn afectadas por la temperatura.Los orificios relativamente pequeos son recomendados para GLC puesto que el objetivo es reducir el gradiente del fluido entrante y no acelerar un tapn de fluido, desplazndolo con gas de alta presin como lo es el caso de un GLI. Sin embargo, los orificios deben ser suficientemente grandes para permitir el caudal necesario de gas.

Balance de Fuerzas (Apertura / Cierre)VALVULAS DESBALANCEADASF = P x A

Vlvula de Descarga (arranque de pozo)Operan en el arranque del pozo.Operan cuando las presiones de apertura superan la presin de cierre de la vlvula.Permanecen cerradas normalmente (cuando el pozo queda en produccin).Vlvulas con fuelle cargado con nitrgeno o con resorte.

Fuelle cargado con nitrgenoEfecto de la temperaturaVentajas de usar nitrgeno.Disponible comercialmente.No explosivo.No corrosivo.Factor de compresibilidad predecible.Cambios de presin por efecto de la temperatura predecible.

Vlvulas de Gas LiftAunque las vlvulas sensibles a la presin de inyeccin se abren principalmente debido a esta variable, una pequea porcin de la fuerza de apertura es proporcionada por la presin de produccin.La cantidad de fuerza de apertura suministrada por la presin de produccin es una funcin del tamao del orificio de la vlvula.Cuanto ms grande sea el rea del orificio en relacin al rea del fuelle, mayor ser la fuerza de apertura proporcionada por la presin de produccin.La presin de gas de inyeccin requerida para abrir una vlvula disminuir a medida que la presin de produccin aumente. Esto significa que una presin de produccin mayor a la pronosticada puede hacer que abran las vlvulas superiores y aparezca un fenmeno de interferencia.Las vlvulas sensibles a la presin de inyeccin se cierran principalmente cuando esta presin disminuye. Para cerrar una vlvula, la presin de gas inyectado debe ser ms baja que la presin de cierre de la vlvula. Para prevenir interferencia de vlvulas la presin de apertura en condiciones de superficie de una determinada vlvula debe ser menor que la de la inmediatamente superior.

PtPcPbDomoFuelleRetencinVstago)Vlvula de Gas Lift operada por presin de Inyeccin (Casing)(Fuelle cargado con Nitrgeno)Vlvula de Gas Lift operada por presin de Produccin (Tubing)(Fuelle cargado con Nitrgeno)

PtPcPbDomoFuelleRetencinResorteVstagoPtPcRetencinVstagoVlvula de Gas Lift operada por presin de Inyeccin (Casing)(Operada por Resorte)Vlvula de Gas Lift Tipo Proportional Response(Fuelle cargado con Nitrogno)

Vlvula OrificioOrificio estandard para pasaje de gas de inyeccin.Vlvula siempre abierta para pasaje de gas.Volumen de gas controlado por dimetro de orificio.Vlvula de Retencin para permitir solamente pasaje de gas de Casing a Tubing.

Vlvula OrificioDos tipos de Orificio:Estandard de seccin circular.Venturi (Nova).

Vlvula Nova

APresin (psi)PCASINGCAUDAL DE GAS INYECTADO(M3/D)

Mandril de Salida LateralMandril ConvencionalPresin de TubingEmpaquetadurasPresin de CasingTrabaPresin de TubingDeflectorPresin de CasingPressureValveEmpaquetadurasMandriles de Gas Lift

Kickover ToolRunning

Kickover ToolPulling

Tubing PressureCasing PressurePackingPacking

Vlvula de Orificio Variable GVS-20

Vlvula de Orificio Variable GVS-20B (extremos bridados)

Niple de Asiento NB 2 7/8 2.250Usado en tubera de produccin 2 7/8 EU para el encastre de un Tapn Recuperable con alambre modelo PNB 2 nominal, Porta Orificios CNB 2 Vlvula de Pie CVMN-25. Posee un perfil interior con Bottom No Go de 2.185

Vlvula de Pie mod. CVMN-25Vlvula usada para evitar el ingreso de gas de inyeccin en la formacin; tambin es usada para realizar ensayos de hermeticidad. Apto para soportar diferenciales de presin hasta 5000 psi en sentido del sello (de arriba hacia abajo). Se encastra en Niple Modelo NB 2 7/8 x 2.250 x 2.185.Utilizada normalmente en instalaciones de Gas Lift intermitente.

Pesca de la Vlvula de Pie:Se necesita una sola carrera para efectuar la pesca, y se realiza con un Pescador tipo JDC de 2 , en caso de necesidad de ecualizar presiones ver el punto Ecualizacin.Encastre de la Vlvula de Pie en el Niple:Se necesita una carrera para alojar y encastrar la Vlvula de Pie en el Niple.La operacin se realiza con un Bajante tipo J de 2.Luego de hacer tope en el No-Go del Niple NB se libra el Bajante con un golpe de Tijera hacia arriba, corta los 2 (dos) Pines de Corte del Bajante.

Vlvula de Pie mod. CVMN-25

Ecualizacin:Para efectuar la pesca de la Vlvula de Pie CVMN-25, alojada en el Niple NB, con valores de presin superiores encima de la Vlvula que por debajo, debe realizarse una ecualizacin de las mismas, sta se cumple al bajar el Vstago ecualizador, cortar el Pasador de Ecualizacin y volver con el Vstago de Ecualizacin a superficie, iniciando as la comunicacin del flujo a travs de la Vlvula de Pie por encima de la Bola.Una vez cumplida la mencionada ecualizacin de presiones, puede efectuarse la pesca tal como fue mencionado en el prrafo anterior.Vlvula de Pie mod. CVMN-25

Tapn PNB 2 7/8 2.250 Encastre del Tapn en Niple:Se necesita de una carrera para alojar y encastrar el Tapn en el Niple.La operacin se realiza con un Bajante tipo J soportando al Tapn con dos pines de corte que cruzan transversalmente a la entalla para tal fin, que posee el Cuello de Fijacin.Luego de hacer tope en el No-Go del Niple se libra el Bajante con un golpe de Tijera hacia arriba.Pesca del Tapn:Se necesitan dos carreras para realizar la pesca, en la primera se pesca el Vstago de Ecualizacin con un Pescador tipo JDC 1 , se espera el tiempo necesario para realizar la ecualizacin de presiones a travs de los orificios del Porta Empaquetaduras.Una vez ecualizadas las presiones, se baja un Pescador tipo JDC 2 para efectuar la pesca del Tapn.

Tapn PNB 2 7/8 2.250Ecualizacin

Diseo de Gas Lift

S.G. x L 53.34 x T x ZP@L = P@S*e Donde:e = 2.71828P@L = Presin en profundidad, psia.P@S = Presin en superficie, psia.S.G. = Gravedad Especfica del Gas.L = Profundidad, pies.T = Temperatura Promedio RZ = Compresibilidad Promedio, para T y Presin Promedio.Presin de Inyeccin en Profundidad

Simplificacin: Basado en la ecuacin anterior conS.G. of 0.65, con un gradiente geotrmico de 1.60F/100ft y una temperatura de superficietemperature of 700FP@L = P@S + (2.3 x P@S x L ) 100 1000Donde:P@L = Presin en Profundidad, psiaP@S = Presin en superficie, psiaL = Profundidad, piesPresin de Inyeccin en Profundidad

Presin de Inyeccin en Profundidad (Grfico API)

Flujo Multifsico Curva Outflow (Gas Lift)Gradiente de Fluencia VerticalGradiente de Fluencia Horizontal

Tipos de Flujo

Correlaciones para Flujos Horizontales, Inclinados y VerticalesBabson (1934).Gilbert (1939-1952).Poettmann & Carpenter (1952).Duns & Ros.Hagedorn & Brown.Orkiszewski.Fancher & Brown.Beggs & Brill.Duckler Flanningan.Gray

Flujo multifsicoGrfico de Gradiente de Presin

TemperaturaLas vlvulas de GL cargadas a presin con un fuelle de nitrgeno abren y cierran a diferentes presiones a medida que cambia la temperatura. Por ello es necesario establecer alguna temperatura base o de referencia. La mayora de los fabricantes utilizan 60F.Las presiones de apertura de las vlvulas de GL se calculan a condiciones de temperatura de fondo. Estos valores de presin deben convertirse al valor de referencia para poderla calibrar en el taller.Ejemplo: Presin de apertura de fondo 900 psi a 130 F Factor de correcin por temperatura: 0.869 Presin de apertura a 60 F= 900 * 0.869= 782 psi.La mejor manera de determinar las temperaturas de flujo es realizando mediciones reales en varios regimenes de produccin de campo. Las temperaturas generalmente se tornan ms elevadas para caudales de lquido ms altos, cortes de agua mayores, velocidades ms importantes (ID tubing ms pequeos).

Efecto de la temperatura sobre el fuelle cargado con nitrgenoP2 = P1 X Tc

Donde:P1 = Presin fuelle a la temperatura inicialP2 = Presin fuelle por cambios de temperaturaTc = Factor de correcin por temperatura

1 + 0.00215 x (T2 - 60)Tc = --------------------------------1 + 0.00215 x (T1 - 60)

Donde :T1 = Temperatura inicial, FT2 = Temperatura real, F

Factor de Correccin por Temperatura

Pasaje de Gas

El pasaje de gas depende directamente del tamao del orificio de la vlvula de GL, el tamao ptimo de orificio es aquel que deja pasar el caudal de gas necesario para producir el pozo o para descargarlo al ritmo deseado, pero que tambin tiene la mnima cada de presin entre vlvulas, por consiguiente que minimiza la prdida de energa.La siguiente figura ilustra un mtodo para obtener el caudal de gas que pasa a travz de un orificio y bsicamente responde a la correlacin de Thornhill and Craver, el mismo grfico sirve para obtener el caudal de gas que pasa a travz de la vlvula Choke de superficie (vlvula reguladora de gas inyectado).El grfico tiene algunas limitaciones ya que hace simplificaciones como tomar la gravedad especfica a 0.65 o la temperatura a 60F.Cuando se dispone de gas que no est en especificacin (Dew Point Gas Hmedo) este grfico incurre en grandes errores. Si no se dispone de medicin del gas inyectado es muy importante hacer el seguimiento de la Presin aguas arriba del choke, Presin aguas abajo y el orificio de apertura (cada 1/64) para poder estimar el caudal de gas que est pasando por la vlvula reguladora.

Pasaje de Gas

Factores que influyen en la localizacin de las vlvulas y mandrilesPresin de Gas Disponible para la descarga.Peso o gradiente del fluido presente en el pozo al momento de la descarga.Aporte del pozo al momento de la descarga (IPR).Presin de boca contra la que los fluidos del pozo sern descargados o producidos.Nivel de lquido en el casing.Pwf deseada para hacer producir el pozo (IPR)

Propsito de las Vlvulas de Gas LiftDescargar el fluido desde el pozo y de esa manera poder inyectar el gas en un punto ptimo de la columna de tubings.Controlar el flujo de gas inyectado bajo las condiciones de descarga y de operacin.Como todos los tipos de sistemas de produccin artificial, el gas lift crea la Pwf de manera que el pozo produzca el caudal deseado.

010002000010002000300040005000600070008000900010000PRESION (psig)PROFUNDIDAD FTTVDTEMPERATURA (F)100150200Secuencia de Diseo Grfico

Profundidad de cada mandril

010002000010002000300040005000600070008000900010000PRESION (psig)PROFUNDIDAD FTTVDTEMPERATURA (F)100150200GRADIENTE EN FLUENCIA 2000 BPD, 99% W.C.,0 GLRGRADIENTE EN FLUENCIA 2000 BPD, 99% W.C.,1000:1 GLRSecuencia de Diseo Grfico

010002000010002000300040005000600070008000900010000PRESION (psig)PROFUNDIDAD FTTVDTEMPERATURA (F)100150200

GRADIENTE EN FLUENCIA 2000 BPD, 99% W.C.,0 GLRSecuencia de Diseo Grfico

010002000010002000300040005000600070008000900010000PRESION (psig)PROFUNDIDAD FTTVDTEMPERATURA (F)100150200GRADIENT TEMPERATURA EN FLUENCIAGRADIENT TEMPERATURA ESTATICOGRADIENTE EN FLUENCIA 2000 BPD, 99% W.C.,0 GLRSecuencia de Diseo Grfico

010002000010002000300040005000600070008000900010000PRESION (psig)PROFUNDIDAD FTTVDTEMPERATURA (F)100150200GRADIENTE DE TEMPERATURA EN FLUENCIAGRADIENTE ESTATICO DE TEMPERATURASecuencia de Diseo Grfico

010002000010002000300040005000600070008000900010000PRESION (psig)PROFUNDIDAD FTTVDTEMPERATURA (F)100150200GRADIENT TEMPERATURA EN FLUENCIAGRADIENTE ESTATICO DETEMPERATURASecuencia de Diseo Grfico

Mandril Salida Inferior y Vlvula GFC-10F1= Pc (Ab Av)F2= Pt . Av F3= Pb . Ab

FUERZA DE CIERRE F1: Pb x Ab

FUERZAS DE APERTURA F2: Pc (Ab- Av)F3: Pt (Av)

DONDE:

Pb: Presin en Fuelle Pt: Presin de produccin Pc: Presin del gas de inyeccin Ab: Area del fuelle Av: Area del asientoFuerzas de Apertura y Cierre

Ecuacin de Balance de Fuerzas en una Vlvula de Gas Lift

Ecuacin de Balance de Fuerzas en una Vlvula de Gas LiftOtra alternativa para clculo de TRO:(Presin de Calibracin a 60 F)

Factores de SeguridadUn mtodo recomendado de diseo para vlvulas desbalanceadas y sensibles a la presin de inyeccin es utilizar una presin de inyeccin de gas que disminuya con la profundidad de vlvula en vlvula. El valor de cada de presin se basa en una pequea cada de presin normal ms un factor de seguridad.Los factores de seguridad se utilizan para tener en cuenta errores de la informacin, ubicacin de las vlvulas y variaciones de la presin de produccin durante la descarga del pozo.Esta cada de presin ayuda a prevenir la inyeccin multipunto o apertura simultnea de varias vlvulas y a que el punto de inyeccin baje hasta quedar en la vlvula ms profunda.El Factor de Seguridad depende bsicamente del Factor Efecto de Tubing, por lo tanto del dimetro del orificio.

Factores de Seguridad

Rep.Gas Lift

Calibracin de vlvulas

740

Mandril NProfundidad ftorificioPresin Casing PsiPresin Casing PsiPresin tubing Psi1-av/abav/abPb PsiTemperatura FCtTRO Psi

82040.65761/47787752750.8360.1646931400.853707

73628.56481/48078053900.8360.1647371590.825727

64990.09681/48328345120.8360.1647811750.802749

54990.09681/48328566990.8360.1648301860.787782

46738.76321/48658747610.8360.1648551950.775793

37339.14965/168768899390.7450.2559022020.766927

27752.53045/1688390010710.7450.2559442040.764968

18074.04883/888990711730.6350.36510042050.7621205

Valve ODAb BellowOrificioAvav/ab1-av/abTEFDatos

10.31091/80.01340.0430.9570.045Presin de Inyeccin en superficie [Psi]740

3/160.02920.0940.9060.104Correlacin de Flujo Multifsico en tubing

1/40.05100.1640.8360.196Gravedad Especfica del gas

5/160.07930.2550.7450.342Temepratura Promedio del gas

3/80.11350.3650.6350.575

1 1/20.7653/160.02910.0380.9620.040

1/40.05130.0670.9330.072

5/160.07960.1040.8960.116

3/80.11320.1480.8520.174

7/160.15380.2010.7990.252

1/20.20040.2620.7380.355

Pablo Bizzotto:Pc: Ptcf + 2.5(Ptcf/100)*(Deep ft/1000)

Pablo Bizzotto:Pc: Pchf*e((GE*L)/(53.34*Tavg*Z))En este caso se dispone de un GPD, con datos de presin de casing.

Factor de correccin por T

MBD000494C0.doc

TABLE 30.1

TEMPERATURE CORRECTION FACTORS FOR NITROGEN BASED ON 60'F

.F c, 'F c, 'F e, 'F c, 'F c, 'F c,

61 .998 101 .919 141 .852 181 .794 221 .743 261 .698

62 .996 102 .917 142 .850 182 .792 222 .742 262 .697

63 .994 103 .915 143 .849 183 .791 223 .740 263 .696

64 .991 104 .914 144 .847 184 .790 224 .739 264 .695

65 .989 105 .912 145 .845 185 .788 225 .738 265 .694

66 .987 106 .910 146 .844 186 .787 226 .737 266 .693

67 .985 107 .908 147 .842 187 .786 227 .736 267 .692

68 .983 108 .906 148 .841 188 .784 228 .735 268 .691

69 .981 109 .905 149 .839 189 .783 229 .733 269 .690

70 .979 110 .903 150 .838 190 .782 230 .732 270 .689

71 .977 111 .901 151 .836 191 .780 231 .731 271 .688

72 .975 112 .899 152 .835 192 .779 232 .730 272 .687

73 .973 113 .898 153 .833 193 .778 233 .729 273 .686

74 .971 114 .896 154 .832 194 .776 234 .728 274 .685

75 .969 115 .894 155 .830 195 .775 235 .727 275 .684

76 .967 116 .893 156 .829 196 .774 236 .725 276 .683

77 .965 117 .891 157 .827 197 .772 237 .724 277 .682

78 .963 118 .889 153 .826 198 .771 238 .723 278 .681

79 .961 119 .887 159 .825 199 .770 239 .722 279 .680

80 .959 120 .886 160 .823 200 .769 240 .721 230 .679

81 .957 121 .884 161 .822 201 .767 241 .720 281 .678

82 .955 122 .882 162 .820 202 .766 242 .719 282 .677

83 .953 123 .881 163 .819 203 .765 243 .718 283 .676

84 .951 124 .879 164 .817 204 .764 244 .717 284 .675

85 .949 125 .877 165 .816 205 .762 245 .715 285 .674

86 .947 126 .876 166 .814 206 .761 246 .714 286 .673

87 .945 127 .874 167 .813 207 .760 247 .713 287 .672

88 .943 128 .872 168 .812 208 .759 248 .712 288 .671

89 .941 129 .871 169 .810 209 .757 249 .711 289 .670

90 .939 130 .869 170 .809 210 .756 250 .710 290 .699

91 .938 131 .686 171 .807 211 .755 251 .709 291 .668

92 .936 132 .866 172 .806 212 .754 252 .708 292 .667

93 .934 133 .864 173 .805 213 .752 253 .707 293 .666

94 .932 134 .863 174 .803 214 .751 254 .706 294 .665

95 .930 135 .861 175 .802 215 .750 255 .705 295 .664

96 .928 136 .860 176 .800 216 .749 256 .704 296 .663

97 .926 137 .858 177 .799 217 .748 257 .702 297 .662

98 .924 138 .856 178 .798 218 .746 258 .701 298 .662

99 .923 139 .855 179 .796 219 .745 259 .700 299 .661

100 .921 140 .853 180 .795 220 .744 260 .699 300 .660

gas lift valve dome pressure at 60 'F

gas lift valve dome pressure at weil temperatura

Arranque de PozoDescargar el pozo:50 / 100 psi cada 10 (diez) minutos.1 a 2 bbl por minuto.Incrementar el gas de inyeccin en el arranque.Monitorear con registrador de 2 (dos) plumas.Minimizar las restricciones en superficie.Comparar parmetros de diseo y arranque.Optimizar gas de inyeccin.TENER PACIENCIA.

Arranque1 vlvula2 vlvula3 vlvula4 vlvulaCasingTubing

Operacin NormalCasingTubingPt: 70 kg/cm2Pwh: 24 kg/cm2Qo: 1800 bls/dG/L: 600 SCF/bbl

Clculo de Gas inyectado

Gas Lift IntermitentePozos de baja produccin (normalmente por debajo de 25 30 m3/d.Normalmente para Tubing 2 3/8.Tres Categoras:Gas Lift intermitente.Chamber Lift (diseo por cmara).Plunger Lift.

Instalacin CerradaINJECCION DE GASFLUIDO PRODUCIDOEste tipo de instalacin es similar a la semicerrada excepto que posee una vlvula de pie.Esta previene que la presin del gas (cuando es inyectado dentro del tubing) acte sobre la formacin.Colocar una vlvula de pie incrementar la produccin diaria de un pozo intermitente.Vlvula de Pie

Gas Lift IntermitenteInyeccin de gas por ciclos.Pozos con baja presin de fondo.Control de gas inyectado por Controlador Electrnico Vlvula neumtica o por Vlvula Piloto. Completaciones con Vlvula de Retencin de Fondo.Perdida por escurrimiento (Fallback liquid 5% cada 1000 ft).Efecto de empuje neumtico por expansin y alto volumen de gas inyectado.

Operacin Gas Lift Intermitente

Gas Lift IntermitenteBuena OperacinCasingTubingNo hay prdida de presin entre los ciclosControl de la duracin del ciclo

Gas Lift IntermitenteMinimizar perdidas de carga

Gas Lift por Cmara (Chamber Lift)

Gas Lift IntermitenteVlvula PilotoControl de ciclos.Seccin de Fuerza con mayor pasaje de gas

Plunger LiftBarrido entre lquido y gas inyectado para minimizar la perdida por escurrimiento.Cabezal del pozo con Catcher y salida lateral.Tubera de produccin sin restricciones.

Operaciones de CampoProblemas de InyeccinOrificios grandes en vlvulas.Orificios pequeos.Baja presin de inyeccin.Alta presin de inyeccin.Exceso de volumen de gas.Dficit de volumen de gas.Presin de inyeccin variable.

Operaciones de CampoProblemas de Produccin (Tubing)Restricciones en boca de pozo.Alta contrapresin en lnea de conduccin.Alta presin del Separador.

Operaciones de CampoProblemas en pozoTubing perforado.Vlvulas cerradas sin apertura.Vlvulas con fuga (falta hermeticidad).Fluencia con cabeceo en Tubing.Espaciamiento excesivo entre mandriles.Vlvulas mal colocadas.Formacin de anillos de sal.Depsitos de Parafinas o Incrustaciones

Supervisin de CampoClculo de Gradiente gas inyectado.Registrador de presin de Casing y Tubing.Ecmetro (nivel de lquido en Casing)Anlisis presin de cierre en superficie.Registro de presin y temperatura.Comparativa entre diseo y registros

Gradiente dinmico de Presin

OptimizacinPor muchos aos el trmino Inyeccin ptima de Gas signific el volumen de gas inyectado por el cul la produccin era mxima.Hoy, el uso del gas se ha convertido en algo muy importante y la cantidad ptima debera ser asignada a el punto donde una variacin de los costos debido al incremento del gas inyectado es igual a un % de la variacin de las ganancias por el aumento de produccin.

Efectos de Friccin

Chart5

32.47

34.78

37.09

38.22

38.56

38.67

38.68

38.61

38.49

38.31

38

Comportamiento del Gas Lift

Gas Inyectado (Mm3/d)

Caudal de Lquido (m3/d)

Hoja3

Qliq

2.532.47

534.78

1037.09

1538.22

2038.56

22.538.67

2538.68

3038.61

3538.49

4038.31

5038

21081.4

388.4540261655

192423284

577.8378378378469.1428571429

577.8378378378

Hoja3

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Comportamiento del Gas Lift

Gas Inyectado Mm3/d

Caudal de Lquido m3/d

Sheet1

2.529.590110

531.36.48699

7.532.4512.3788

1033.1117.6577

12.533.6822.3266

1533.9126.455

17.534.0629.8744

2034.1432.7333

22.534.153522

2534.1336.6511

37.710

Sheet2

Sheet3

Variables de Optimizacin

Dimetro del tubing.Dimetro de la lnea de conduccin.Presin de Casing disponible.Presin de Separador.

Presin Esttica del Reservorio.Propiedades termodinmicas del Fluido de Reservorio.% de Agua.Indice de Productividad.Variables que pueden ser controladas

Variables que no pueden ser controladas

Variables de OptimizacinEfecto del Dimetro del Tubing

Variables de OptimizacinEfecto del Dimetro de la Lnea de Conduccin

Variables de OptimizacinEfecto de la Presin de Separador

Variables de OptimizacinEfecto del % Agua

Variables de OptimizacinEfecto de la Presin de Inyeccin

EjemploCompletacin nueva de Gas Lift.Produccin esperada: 1350 bbls/d @ 580 mfc/d gas inyectado.Produccin actual: 1050 bbls/d @ 520 mfc/d gas inyectado.Acciones correctivasAnalizar el diseo del pozo.Constatar nivel de fluido en el Casing.Correr Blind box (cajn ciego) para chequear posicin de las vlvulas en los bolsillo de los mandriles.Realizar gradiente de presin y temperatura

Diseo de Gas Lift

000000

&A

Page &P

Fluid Calc.

CAMCO GAS LIFT TECHNOLOGY

FLUID VALVE CALCULATION SHEET

COMPANY:Chevron USAFIELD: Ship Shoal 169 OCS-G- 4231WELL NO: A -11D

VALVE NODEPTH MDDEPTH TVDPORT SIZER1-ROPPc @ LPcvTROSET TO

11850.01837.01.00000

22820.02698.01.00000

33640.03640.01.00000

44500.04500.01.00000

55370.05370.01.00000

6.06260.06260.01.00000

7.00.00.01.00000

8.00.00.01.00000

9.00.00.01.00000

10.00.00.01.00000

11.00.00.01.00000

VARIABLES DESCRIPTION:EQUATIONS:COMMENTS:

DESIGN PRODUCTION RATE:

R = Ap/Ab; Ap = Area of the port. Ab = Area of the bellows.1) Pvc @ Depth=[OP @ Depth (1-R)]+ (Pc @ L x R)

Pc@L = Casing Pressure at Valve Depth

D Pc = Casing Pressure @ Depth - Casing Pressure @ Surface; psiDESIGN GAS INJECTION RATE:

OP =Tubing Pressure Valve Open7) TRO =Pvc

Pvc = Closing Pressure @ Depth of Valve; psi1 - R

Ptro = Test Rack Opening; psi

TYPE VALVES:

Calculated by : Greg PrevostFor :Chuck SchaubDate :35902.0

CALC


PRESSURE VALVE CALCULATION SHEET

COMPANY:Chevron USAFIELD:Ship Shoal 182LEASE:OCS-G 0821WELL:E-2

TRO

VLV #MDTVDTemp.TCFPortR1-RPtPt(R)D PcPscPvcOpPsoPd@ 60CalculatedTRO

1.01850.01837.0144.00.8473/16".094.906687.064.509342966.665500000000110091042.01000854943945.0

2.02820.02698.0150.00.8383/16".094.906802.075.307862956.665500000000110191041.1187506897693979854942940.0

3.03640.03305.0156.00.8293/16".094.906808.075.871277946.665500000000110241046.0151197439577969849937935.0

4.04500.03902.0161.00.8223/16".094.906810.076.05991936.665500000000110281050.222381635581959845932930.0

5.05370.04502.01/4" Orifice ValveN/A

6.06260.05106.0GLV in place

VARIABLES DESCRIPTION:EQUATIONS:COMMENTS:

DESIGNED PRODUCTION RATE:

Pt = Tubing pressure; psi @Valve dept @Transfer1) OP @ Depth =Pvc @ Depth - (PtR)1350 bbls/d

R = Ap/Ab; Ap=Area of the port./ Ab = Area of the bellows.1-R

Pso = Surface Operating pressure; psi

D Pc = Casing Press. @ Depth - Casing Press. @ Surface; psi2) OP @ Depth = Pso + D PcDESIGNED GAS INJECTION:

OP = Operating Pressure @ Depth of Valve; psi3) Pvc @ Depth = Pd @ Depth.580 MMCF/D

Pvc = Closing Pressure @ Depth of Valve; psi4) Pvc @ Depth = Psc + D Pc

Pd = Dome Pressure @ Depth of Valve: psi5) Pvc @ Depth=[OP @ Depth (1-R)]+ (Pt R)

Ptro = Test Rack Opening; psi6) Pd @ 60 F = (TCF) (Pd @ Depth)TYPE VALVES:

TCF =Temperature Correction FactorBK, BKO-3

Tv = Temperature @ Depth of Valve7) TRO =Pd @ 60 F

1 - R

DESIGNED BY:Greg PrevostDESIGNED FOR:Chuck SchaubDATE:04/17/98

237-3303

HEADER


Company:Chevron USAPressure Valve Design

Field:Ship Shoal 182Valve Type:BK, BKO-3

Lease:OCS-G 0821

Well:E-2

Date:04/17/98

Designed by:Greg Stephenson

Designed for:Chuck Schaub

MDMandrel DepthsTVD

1850.01.01837.0

2820.02.02698.0

3640.03.03305.0

4500.04.03902.0

5370.05.04502.0

6260.06.05106.0

HEADER PAGE

COST

Camco Products & Services

Job Cost Estimate

CompanyChevron USALeaseOCS-G 0821

FieldShip Shoal 182Well #E-2

QuantityCamco Gas Lift EquipmentUnit Pr.Tot. Pr.

4.0BK Pressure Valve - New w/ Like Exchange$535.00$2,140.00

1.0BKO-3 Orifice Valve -New w/ Like Exchange$275.00$275.00

5.0BK-2 Latch - Recond. W/ Like Exchange$90.00$450.00

Total Gas Lift Cost$2,865.00

Proposal submitted by:Date:Telephone #:

Greg Stephenson4/17/98237-3303

COMMENTS:

Job Pending

CAMCO PRODUCTS & SERVICESJOB PENDING

COMPANY

7030 ARDMORE - P.O. BOX 14484DISTRICTAGENT

HOUSTON, TEXAS 7722170.0GKP

PHONE (713) 747-4000DATE PREPAREDDATE REQUIRED

06/02/9806/03/98

SAP COST ELEMENT

74500200

SAP COST CENTER

SOLD TO:Chevron USAUCP630710

ORDERED BY:Chuck SchaubCHEVRON EMPLOYEE ID***

SCCE

FIELD:LEASE:WELL #:DOCK:

DELIVERED TO:Ship Shoal 182OCS-G 0821E-2LEEVILLE

INVOICEINVOICEPLANTBPA CONTRACTSPA ORDERCOMM.INV.

DATENUMBERCODENUMBERNUMBERCODELOC.DISTRICT

ULLA880007184505275.070.070.0

PARTUNITEXTENDED

QTY.DESCRIPTIONNUMBERTAXPRICEAMOUNT

4.0BK Pressure Valve - New w/ Like Exchange$535.00$2,140.00

1.0BKO-3 Orifice Valve -New w/ Like Exchange$275.00$275.00

5.0BK-2 Latch - Recond. W/ Like Exchange$90.00$450.00

VLV #MDTVDPORTTRO

1.01850.01837.03/16"945.0

2.02820.02698.03/16"940.0

3.03640.03305.03/16"935.0

4.04500.03902.03/16"930.0

5.05370.04502.01/4"N/A

6.06260.05106.0Leave Valve in Place

Set up as per above design and deliver to Leeville dock by 5:00 PM Wednesday 6/3/98.

TOTAL$2,865.00

JOB PENDING PREPARED BY:

Greg Stephenson

SalesCostCoGProfit

Total$2,415.00$3,287.00136.1%($872.00)

MBD0000E839.unknown

MBD00019AEA.unknown

MBD0016219E.unknown

MBD00011815.unknown

MBD000061BD.unknown

Ecmetro

Gradiente de presin y temperatura

ConclusionesLa figura N 2 muestra que el nivel de fludo est por el mandril N 4.La figura N 3 muestra que hay suficiente presin diferencial para inyectar gas por el mandril N 5.La operacin de Slickline muestra que la vlvula del mandril N 4 est mal colocada.

Variaciones en la Inyeccin de GasPresin de Produccin por TubingPresin de Inyeccin por CasingDiferencial de Presin

Instalacin de Gas Lift IntermitentePresin de Produccin por TubingPresin de Inyeccin por Casing

Arranque de pozo con Gas LiftPresin de Produccin por TubingPresin de Inyeccin por Casing

Instalacin de Gas Lift IntermitentePresin de Produccin por TubingPresin de Inyeccin por Casing

Sistema de Gas Lift Flujo Anular

1300 m

1400 m

2200 m

0.25 psi/m

1.3 psi/m655 psi

1695 psi

750 psi

0.25 psi/m

550 psi

750 psiInyeccin de gas por anularInyeccin de gas por Tubing

Comparacin de inyeccin de gas

Equipamiento de Gas Lift Flujo Anular AlternativasMandril estndar (salida lateral) y Vlvula para Flujo Anular (modelo GAC-10).

Mandril de Salida Inferior y Vlvula estndar (modelo GFC-10)

Mandril Std. y Vlvula GAC-10

Mandril Std. y Vlvula GAC-10F1 (Fuerza de Cierre)F2 y F3 (Fuerzas de Apertura)F1= Pb . AbF2= Pc (Ab Av)F3= Pt . Av

Mandril Salida Inferior y Vlvula GFC-10

Tapn PNB 2 7/8 2.250Tapn Recuperable de tubera de Produccin, modelo PNB 2 dimetro nominal.Apto para soportar diferenciales de presin hasta 6000 psi en ambos sentidos.Construido en acero inoxidable AISI 316.Se encastra en Niple de asiento Modelo NB 2 7/8 x 2.250 x 2.185.Consta de tres cuerpos principales: Traba superior, Porta Empaquetadura y Vstago Ecualizador.Utilizado en pozos productores de gas, petrleo y/o inyectores de agua.

Tapn PNB 2 7/8 2.250 Funcionamiento de la Vlvula Ecualizadora:Se encuentra alojada en la seccin inferior del Tapn NB, por debajo de las empaquetaduras y evita la comunicacin del flujo a travs del Tapn.La Vlvula Ecualizadora consiste en un barril con cuatro anillos de sello (o-rings) y un Pin de Corte solidario al Vstago. Cuando el movimiento de flujo es de arriba hacia abajo, la Vlvula se desliza en forma descendente y el o-ring externo inferior sella contra la pared de la recmara del Alojamiento de Vlvula. (Ver Figura N 1).Cuando ocurre movimiento de flujo de abajo hacia arriba, la Vlvula se desliza en forma ascendente y el o-ring externo superior es quien hace sello en el Asiento Superior de Vlvula. (Ver Figura N 2).Figura N 1Figura N 2

Tapn PNB 2 7/8 2.250Carrera de Encastre

Librar Bajante

Tapn PNB 2 7/8 2.250Ecualizacin

Tapn PNB 2 7/8 2.250Carrera de Pesca

WHICH IS THE BEST METHOD OF ARTIFICAL LIFT?HORSES FOR COURSEROD PUMPS - MOST ABUNDANT BUT DO NOT ACCOUNT FOR A LOT OF PRODUCTIONRODS = PISTONS/BUCKET FLUID TO SURFACE LAND WELLS, NON DEVIATED, LOW ENERGY USAGE, THEREFORE EFFICIENT FOR LOW RATESHYD & ESP PUMPS = SAME BUT DIFFERENT METHOD OF POWERING HYD PUMP HAS UMBILICAL LINE WITH HYD. FLUID ROTATING A SHAFT - ESP HAVE ELECTRIC ROTATING SHAFT. ROTATING EQUIPMENT IN LINE OF FLOW & NO PREVENTATIVE MAINTENANCE. CONCERNS WITH SAND & GAS HANDLING. GOOD CONTROL & GOOD FOR LOW RES PRESSURE.GAS LIFT CONCENTRATE ON LIGHTENING HEAD AS OPPOSED TO REMOVING HEAD.ACCOUNTS FOR APPROX 60 - 70% OF ART.LIFT PRODUCTION. NEED GAS & RES PRESSUREGAS LIFT CONTINUATION OF THE WAY A WELL NATURALLY FLOWS - CONCEPT OF BUBBLE POINTENGINEERS BIBLE = P v D PLOTGO THROUGH AXES AND WHERE GAS IS COMING FROM & HOW GAS IS ROUTED TO THROUGH THE WELLFACTORS DICTATING POINT OF INJECTION - CHP, WHP, RES PRESSURECAN INFLUENCE POINT OF INJECTION WITH GAS INJECTION RATE.AFFECT OF CHANGES IN WATER CUTAFFECT OF CHANGE IN WHFPNOTE - IN THIS SECTION WILL NEED TO USE FIGURE 3 TO ILLUSTRATE A SINGLE POINT INJECTION DESIGN.NEED TO DISCUSS THE MERITS OF UNLOADING VALVES VERSUS ADDITIONAL COMPRESSOR- HIGH PRESSURE GAS LINE RATINGS, COST OF ADDITIONAL COMPRESSOR, OPERABILITY PROBLEMS (SIZE OF SLUG = LENGTH OF LFUID x ENERGY BEHINDTHE SLUG)BASICALLY A PRESSURE REGULATOR OR PRV -SET TO RELIEVE PRESSURE FROM THE CASING.

THE FLOW THROUGH A SQUARE-EDGED ORIFICE IS CLASSICAL. IF WE CONSIDER FLOW THROUGH A VENTURI OR NOZZLE TYPE RESTRICTION WE HAVE DIFFERENT PERFORMANCE. BOTH HAVE ADVANTAGES. UP UNTIL RECENTLY THE PERFORMANCE OF A NOZZLE WAS DIFFICULT TO REPLICATED DUE TO THE TURBULANCE OF THE GEOMETYR OF GAS LIFT VALVE. ALSO - MEANS OF CALCULATING PRESSURE DROP IN A NOZZLE WAS NOT AVAILABLE.MANDRELS ONLY WELDED ITEM IN THE COMPLETIONMANDREL - HOLDS THE TOOL IN THIS CASE THE VALVECONVENTIAONL VS WIRELINE RETRIEVABLENOTE ; UNBALANCED OPENING FORCE IN TERMS OF THE CASING PRESSURE IS DIFFERENT THAN THE CLOSING PRESSURE IN TERMS OF THE CASING PRESSURE. THE FORCES REMAIN CONSTANT BUT THE AFFECTED AREAS ON WHICH THE CASING ORESSURE ACTS CHANGES

NOTE ; UNBALANCED OPENING FORCE IN TERMS OF THE CASING PRESSURE IS DIFFERENT THAN THE CLOSING PRESSURE IN TERMS OF THE CASING PRESSURE. THE FORCES REMAIN CONSTANT BUT THE AFFECTED AREAS ON WHICH THE CASING ORESSURE ACTS CHANGES

NOTE - IN THIS SECTION WILL NEED TO USE FIGURE 3 TO ILLUSTRATE A SINGLE POINT INJECTION DESIGN.NEED TO DISCUSS THE MERITS OF UNLOADING VALVES VERSUS ADDITIONAL COMPRESSOR- HIGH PRESSURE GAS LINE RATINGS, COST OF ADDITIONAL COMPRESSOR, OPERABILITY PROBLEMS (SIZE OF SLUG = LENGTH OF LFUID x ENERGY BEHINDTHE SLUG)En un sistema de GL continuo, existen dos factores que afectan muchsimo a el caudal de produccin, la presin de inyeccin y el volumen de gas inyectado.Cuando la presin de inyeccin se incrementa, lo que se est haciendo es bajar el punto de inyeccin.Esto causa un alivianamiento del gradiente fluyente, desde un punto ms profundo, por lo tando se requiere una menor cantidad de gas.Si la cantidad de gas disponible es limitada, el gradiente ms liviano se alcanza con una presin de inyeccin mayor.Aunque un dimetro de tubing ms grande muestra una ventaja en el caudal de produccin, ello puede ser prohibitivo debido al tamao del casing. Tambin, los ingresos desde el incremento de produccin puede no compenzar el incremento de los costos por un tubing o lnea de conduccin de mayor dimetro. Un incremento en la presin de separador causa un aumento de la presin de boca de pozo (en condiciones dinmicas) y por lo tanto la de fondo.Ovbiamente la produccin decrece con cualquier incremento de la presin de separador, manteniendo las otras condiciones constante.Aunque una menor Presin de Separador puede incrementar la produccin de lquido, sta puede ests predeterminada debido a la presin de la lnea de gas de venta o debido a la composicin del fluido, con referencia a una contrapresin requerida para dar la separacin ms econmicaComo puede verse, a medida que aumenta el % de agua la produccin de lquido disminuye.Esto es debido a la influencia de la densidad de lquido y al cambio de la Relacin Gas-Lquido debajo del punto de inyeccin.En un sistema de GL continuo, existen dos factores que afectan muchsimo a el caudal de produccin, la presin de inyeccin y el volumen de gas inyectado.Cuando la presin de inyeccin se incrementa, lo que se est haciendo es bajar el punto de inyeccin.Esto causa un alivianamiento del gradiente fluyente, desde un punto ms profundo, por lo tando se requiere una menor cantidad de gas.Si la cantidad de gas disponible es limitada, el gradiente ms liviano se alcanza con una presin de inyeccin mayor.

01 Gas Lift CAF 15012008

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