Tema 8 Gas Lift

8/17/2019 Tema 8 Gas Lift

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Introducción al Gas Lift


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• Cuando la energía natural del yacimiento no es suficiente para

hacer que un pozo fluya a superficie en volúmenes suficientes,

la energía natural deberá ser suplementada por medios

artificiales. Este suplemento a la energía 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 má!imo, bajo las condicionese!istentes, de la energía natural del yacimiento y de las

artificiales.

Levantamiento Artificial


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Introducción al GL

El "as #ift es un m$todo de e!traccin artificial en donde se

utiliza gas de alta presin para levantar los fluido producidos

por el pozo.

%ara lograr esto se utilizan dos tipos de "#&

"as #ift Continuo '(ubing flo) * +nular lo)-

"as #ift intermitente 'intermitencia de superficie o de fondo-

El equipamiento puede ser del tipo convencional o

recuperable


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Aplicaciones de un Gas Lift

%ara producir pozos que no surgen naturalmente.

%ara incrementar la produccin de pozos surgentes.

%ara descargar o arrancar un pozo que luego surgirá naturalmente

%ara remover los líquidos acumulados en los pozos de gas.

%ara producir pozos de agua a elevados caudales.


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Ventajas de un Gas Lift

mportante fle!ibilidad respecto a los caudales a producir

'/ a /0000 m12d-.

nstalaciones e fondo de bajo costo.

Costos operativos y de mantenimiento bajos.

Completaciones de pozos simplificadas, fle!ibilidad.

3o e!isten restricciones en el tubing.

%uede manejar arena, sal, gas y desvíos de pozo sininconvenientes.

3o tiene partes mviles.

ntervenciones econmicas 'slic4line-.


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Desventajas de un Gas Lift

5ay que tener una fuente de gas.

/. %roducido en el yacimiento.

6. mportando desde otro yacimiento.

%osibles elevados costos de instalacin.

/. 7odificaciones de las instalaciones e!istentes

6. nstalacin y mantenimiento de compresores.

#imitacin de la presin dinámica del reservorio.

%resin y volúmen de gas disponible.

%roblemas en petrleos de bajo 8+% 'emulsiones * parafinas *

asfaltenos-.

"as #ift intermitente, p$rdidas por resbalamiento.


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Introducción al GL

El pozo no surge naturalmente

Los fluidos

no alcanzan

la superficie

Mecanismo de levantamiento

• Aireación

del petróleo.

• Gas de

ascenso


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Alivianamiento y empuje del gas

Aireación del Petróleo Gas de Ascenso

El Gas empuja hacia arriba

Entrada de gasMezcla de petróleo gasPetróleo


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Circuito de producción en

un sistema de Gas Lift

!ompresor

"crubber

"eparador

#an$ue

cortador

Pozo

"urgente

%&lvula

'perativa

%&lvulas de

descarga

Pac(er en instalación

semi)cerrada

!ho(e de

Inección

*egistrador Manifold de

Producción

*egistrador de

Presión de #ubing

!asing

Placa'rificio

A %enta

El gas de retorno de los pozos

+producido , inectado- vuelve al

compresor


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Gas Lift Continuo

"as #ift Continuo

9n volumen continuo de gas de alta presin es introducido en la tubería de

produccin a trav$z de una válvula de "# para alivianar la columna de fluidos y de

esa manera disminuir la presin dinámica de fondo, de manera que el pozo

produzca el caudal deseado.

Con la disminucin de la presin dinámica de fondo ':5%- se logra una importante

presin diferencial en la cara de la formacin productiva 'abatimiento * dra)do)n-,gracias a este gradiente de presin los líquidos ingresan al pozo.

#a instalacin consta de válvulas superiores que tienen la finalidad de llevar el punto

de inyeccin lo más profundo posible, estas se denominan válvulas de descarga

'unloading valve-. #a válvula inferior 'válvula operativa- es una del tipo orificio que es

por donde tiene que quedar definitivamente el punto de inyeccin.

Este m$todo es utilizado en pozos de elevado % y :5% relativa a la profundidaddel mismo.

Con este tipo de pozos se pueden producir desde 600 * 60.000 bbl2d con flujo por

tubing y hasta ;0.000 bbl2d a trav$z del espacio anular.


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Gas Lift Intermitente

"as #ift ntermitente

Este tipo de variante de "# involucra una e!pansin instantánea de un gas de alta

presin que asciende levantando un bache 'slug- de líquido que previamente se dej

acumular en la tubería de produccin.

Es un m$todo cíclico de produccin y los intervalos de tiempos de inyeccin de gas

o de acumulacin de líquido pueden ser gobernados desde la superficie 'controlador

electrnico o timer y válvula neumática- o desde el fondo 'válvula piloto-.El m$todo es utilizado bajo dos escenarios&

/. Elevado % y baja :5% 'reservorio depletado-

6. :ajo % y baja :5% 'baja < o da=o de formacin-

En este tipo de sistemas se utiliza una válvula inferior como las superiores'unloading valves- que son calibradas y tienen una presin de apertura y cierre. El

diámetro del orificio debe ser importante, para permitir la e!pansin bruzca y el

ingreso de gas rápidamente a la tubería de produccin.


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Ejemplo de fluidos en un pozo5000 ft de Profundidad y Pwh: 100 Psi

0

>00

/000

/>00

6000

6>00

1000

0 /000 6000 1000 ?000 >000 @000

%rofundidad 'ft-

% r e s i n ' % s i -

"rad& 0.?@> %si2ft "rad& 0.1>? %si2ft "rad& 0.6> %si2ft "rad& 0./ %si2ft

/. luido& /00A 560 B"& /.0 "rad& 0.?@> %si2ft %)f& /00 D >000'0.?@>-& 6?6> %si

6. luido& ?68 +% B"& 0.;/> "rad& 0.1>? %si2ft %)f& /00 D >000'0.1>?-& /;0

%si

1. luido& oil D gas "rad& 0.6> %si2ft %)f& /00 D >000'0.6>-& /1>0

%si

?. luido de "as #ift "rad& 0./ %si2ft %)f& /00 D >000'0./-& @00


13/83

Principio del "istema Gas Lift

#ipos de lujo e InstalacionesArran$ue de un Pozo


14/83

G r a d i e n t e E

s t & t i c o

P r o f u n d i d a d

L

h p

Presión en el tubo

*E"E*%'*I'

+nalogía de un "as #ift '-


15/83

G r a d i e n t e E s t & t i c o

P r o f u n d i d a d

/

p 0

Presión en el tubo

*E"E*%'*I'

Compresor

h g

P .

d e d e s c

a r g a d e l c o m p r e s o

r

P .

1 e

s c a r g a d e l a 2 o m b a

G r a d i e n t e 1 i n

& m i c o

+nalogía de un "as #ift '-


16/83

I34E!!I'3 1E GA"

L5I1' P*'15!I1'

P*E"I'3 +psi-

P * ' 5 3 1 I 1 A 1 + # #

% 1 -

6777

8777

9777

:777

;777


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I34E!!I'3 1E GA"

L5I1' P*'15!I1'

P*E"I'3 +psi-

P * ' 5 3 1 I 1 A 1 + # #

% 1 -

6777

8777

9777

:777

;777


18/83

%rincipio del "as #ift

P?f @ GAL , G2+1 B L-

P?f @ Presión din&mica de fondo

GA @ Gradiente din&mico arriba del punto de inección.

L @ Profundidad del Punto de Inección.

G2 @ Gradiente din&mico del Punto de Inección

1 @ Profundidad total

Este es el criterio básico del Gas Lift, un flujo continuo crea la“Presión de Fondo Fluyente ” necesaria para permitir que el

pozo produzca el caudal deseado


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Flujo Continuo

lujo Continuo %or

(ubing

lujo Continuo +nular lujo Continuo Fual

Ti d I t l i


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Gas Inectado

luidos Producidos

•#a columna de tubing está suspendida en elpozo sin empacamiento 'pac4er-.

• El gas es inyectado por el espacio anular y los

fluidos son removidos por el tubing.• E!iste comunicacin entre casing y tubing,

restringiendo su aplicacin a pozos con buen

nivel y para flujo continuo•

Problemas& variaciones en la presin de líneaen superficie, variaciones de nivel, cabeceo,

flujo slug y baches.• 3o es recomendable, pero se utiliza cuando

no puede ser corrido un pac4er debido a un

casing con corrosin por ejemplo.• (ampoco se debería bajar en donde el gas

puede llegar a la cola de tubing.• Cada vez que se para la inyeccin de gas se

debe arrancar el pozo nuevamente, ya que el

líquido ingresa a la tubería de inyeccin

nuevamente, debido a que no tiene pac4er. +l

tener un nivel variable, siempre hay

problemas en las válvulas inferiores por

asientos erosionados debido a elevadasvelocidades de fluidos

Tipos de Instalaciones

Instalación Abierta

"ello de nivel

de fluido

Ti d I t l i


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• Este tipo de instalacin es apropiada tanto para

flujo continuo como para intermitente.• Gfrece varias ventajas con respecto a la

instalacin abierta, una vez que se descarga el

espacio anular no hay forma de que el fluido

regrese ya que todas las válvulas se bajan con

retencin. Febido a esto último los pozos se

pueden arrancar rápidamente sin correr riesgos

de erosionar los asientos por líquido a elevada

velocidad.• El pac4er previene que la presin de casing actu$

sobre la formacin.• En flujo intermitente, el pac4er sirve para

acumular presin o energía para levantar el bachede líquido cuando abre la válvula piloto.

%&lvula 'perativa

%&lvulas de descarga


Instalación Semi-cerrada

Gas Inectado

luidos Producidos

Pac(er

Ti d I t l i


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• Este tipo de instalacin es similar a

la semicerrada e!cepto que posee

una válvula de pie.• Esta previene que la presin del

gas 'cuando es inyectado dentrodel tubing- actúe sobre la

formacin.• Colocar una válvula de pie

incrementa la produccin diaria de

un pozo intermitente.%&lvula de Pie


Instalación Cerrada

Gas Inectado

luidos Producidos

Instalaciones Especiales


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!iple de "siento !# $

%&'” ( $$)*” ( $+')” con

tandin- .al/e

L0nea de Producción

L0nea de 1nyección de Gas

e utilizan mandriles de

flujo anular y /ál/ulas

con/encionales, o

mandriles

con/encionales y

/ál/ulas de flujo

re/ersa


(Gas Lift Anular)



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2iene la des/entaja que

cuando una de las

/ál/ulas necesita ser

cambiada, 3ay que sacar

el 42 completo, ya que no

se pueden pescar debido

al diámetro y a que las

/ál/ulas /an roscadas, no

son recuperables

L0nea de Producción por anulaer entre 42 y 2

L0nea de 1nyección de Gas por 4oiled 2ubin-

e baja un 4oiled tubin-

de + o + 5” dentro del

tubin- de $ %&'”, se

inyecta el -as por el 42

y se produce por el

espacio anular entre el

42 y $ %&'” "l producir

por el espacio anular se

disminuy notablemente

el resbalamiento y el

pozo mejora su

producción


(Gas Lift Anular con Coiled Tubing)

"plicaciones6

• L"789

:Lindero "tra/esado;

• L


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!iple de "siento !#

$ 8&'”” con tandin- .al/e

L0nea de Producción por $ 8&'”” L0nea de 1nyección de Gas por 42 +” o + 5”

e inyecta el -as por el

coiled 2ubin- y se produce

por tubin- de $ 8&'” Este

tipo de instalación tiene la

/entaja de que las /ál/ulas

se pueden recuperar y se

pueden 3acer -radientes de

P y 2 para determinar el

punto de inyección

2ambi?n se puede 3acer PL

"sistido

; . C

;

f t

=

f t

8.:D8E

8.


26/83

Arran$ue de un Gas Lift


27/83

"+B FE 3HECCG3GICG CEII+FG

+# BE%+I+FGI 2 (+3J9E FE +#7+CE3+7E3(G

K+#K9#+ 38 / +:EI(+

K+#K9#+ 38 6 +:EI(+

K+#K9#+ 38 1 +:EI(+

K+#K9#+ 38 ? +:EI(+

0

6000

@000

;000

/0000

/6000

/?000

?000

6000 ?000

%IEBG3 'psi-

% I G , 9 3 F . F + F

, ( ( K F

B:5%%IEBG3 FE (9:3"

%IEBG3 FE C+B3"

1000/000 >000

% I E B . G 3

F E C + B . 3 "

%

I E B . G 3 F E ( 9

: . 3 "

@000 000

Arranque I


28/83

3HECCG3 FE "+BGICG +:EI(G

+# BE%+I+FGI 2 (+3J9E FE +#7+CE3+7E3(G

K+#K9#+ 38 / +:EI(+

K+#K9#+ 38 6 +:EI(+

K+#K9#+ 38 1 +:EI(+

K+#K9#+ 38 ? +:EI(+

0

6000

@000

;000

/0000

/6000

/?000

?000

6000 ?000

%IEBG3 'psi-

% I G , 9 3 F . F +

F

, ( ( K F

B:5%%IEBG3 FE (9:3"

%IEBG3 FE C+B3"

1000/000

>000 @000000

Arranque II


29/83

3LECCG3 FE "+B

GICG +:EI(G

+# BE%+I+FGI 2 (+3J9E FE +#7+CE3+7E3(G

K+#K9#+ 38 / +:EI(+

K+#K9#+ 38 6 +:EI(+

K+#K9#+ 38 1 +:EI(+

K+#K9#+ 38 ? +:EI(+

0

6000

@000

;000

/0000

/6000

/?000

?000

6000 ?000

%IEBG3 'psi-

% I G , 9 3 F . F +

F

, ( ( K F

%IEBG3 FE (9:3"

%IEBG3 FE C+B3"

1000/000 >000

FI+MFGM3

@000 000

:5% B:5%

Arranque III


30/83

3HECCG3 FE "+B

GICG +:EI(G

+# BE%+I+FGI 2 (+3J9E FE +#7+CE3+7E3(G

K+#K9#+ 38 / +:EI(+

K+#K9#+ 38 6 +:EI(+

K+#K9#+ 38 1 +:EI(+

K+#K9#+ 38 ? +:EI(+

0

6000

@000

;000

/0000

/6000

/?000

?000

6000 ?000

%IEBG3 'psi-

% I G , 9 3 F . F

+ F

, ( ( K F

%IEBG3 FE (9:3"

%IEBG3 FE C+B3"

1000/000 >000

FI+MFGM3

@000 000

:5% B:5%

Arranque IV


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3LECCG3 FE "+B

GICG +:EI(G

+# BE%+I+FGI2(+3J9E FE +#7+CE3+7E3(G

K+#K9#+ 38 / +:EI(+

K+#K9#+ 38 6 CEII+F+

K+#K9#+ 38 1 +:EI(+

K+#K9#+ 38 ? +:EI(+

0

6000

@000

;000

/0000

/6000

/?000

?000

6000 ?000

%IEBG3 'psi-

% I G , 9 3 F . F

+ F

, ( ( K F

%IEBG3 FE (9:3"

%IEBG3 FE C+B3"

1000/000 >000

FI+MFGM3

@000 000

:5% B:5%

Arranque V


32/83

+rranque de %ozo

• Fescargar el pozo&

– >0 2 /00 psi cada /0 'diez- minutos.

– / a 6 bbl por minuto.

• ncrementar el gas de inyeccin en el arranque.

• 7onitorear con registrador de 6 'dos- plumas.

• 7inimizar las restricciones en superficie.

• Comparar parámetros de dise=o y arranque.

• Gptimizar gas de inyeccin.• (E3EI %+CE3C+.


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E$uipamiento de Gas Lift

(i d Kál l


34/83

(res modelos básicos de Kálvulas en /N y /O/26N &

Kálvulas

ciegasKálvulas

orificio

Kálvulas de

descarga

• Grificio std.• Kenturi '3ova-

• Gperadas por presin de

casing• Gperadas por presin de

tubing• Iesorte o uelle con

nitrgeno

(ipos de Kálvulas

+ l í l d d % i


35/83

Presión del *egulador

1iafragma H

uelle

*esorte

%&stago

2olilla de

%&stago

Asiento

Aguas abajoAguas arriba

%&lvula de Gas Lift operada con *esorte

Aguas arriba H

!asing

Aguas abajoH#ubing

+nalogía con un regulador de %resin


36/83

Kálvulas de "as #ift

#a válvula utiliza un domo cargado'generalmente de 36- que proporciona la

fuerza de cierre.

#a presin de cierre y apertura de estas

válvulas están afectadas por la temperatura.

#os orificios relativamente peque=os son

recomendados para "#C puesto que el

objetivo es reducir el gradiente del fluido

entrante y no acelerar un tapn de fluido,

desplazándolo con gas de alta presin

como lo es el caso de un "#. Bin embargo,

los orificios deben ser suficientemente

grandes para permitir el caudal necesario

de gas.

Kálvulas de Fescarga


37/83

Kálvulas de Fescarga

'arranque de pozo-

Gperan en el arranque del pozo.

Gperan cuando las presiones de apertura superan la

presin de cierre de la válvula.

%ermanecen cerradas normalmente 'cuando el pozoqueda en produccin-.

Kálvulas con fuelle cargado con nitrgeno o con resorte.

uelle cargado con nitrgeno


38/83

uelle cargado con nitrgenoEfecto de la temperatura

Kentajas de usar nitrgeno.

Fisponible comercialmente.

3o e!plosivo.

3o corrosivo.

actor de compresibilidad predecible.

Cambios de presin por efecto de la temperatura

predecible.

Kál l d " #ift


39/83


+unque las válvulas sensibles a la presin de inyeccin se abren principalmente debido aesta variable, una peque=a porcin de la fuerza de apertura es proporcionada por la

presin de produccin.

#a cantidad de fuerza de apertura suministrada por la presin de produccin es una funcin

del tama=o del orificio de la válvula.

Cuanto más grande sea el área del orificio en relacin al área del fuelle, mayor será la

fuerza de apertura proporcionada por la presin de produccin.

#a presin de gas de inyeccin requerida para abrir una válvula disminuirá a medida que la

presin de produccin aumente. Esto significa que una presin de produccin mayor a la

pronosticada puede hacer que abran las válvulas superiores y aparezca un fenmeno de

interferencia.

#as válvulas sensibles a la presin de inyeccin se cierran principalmente cuando esta

presin disminuye. %ara cerrar una válvula, la presin de gas inyectado debe ser más bajaque la presin de cierre de la válvula.

%ara prevenir interferencia de válvulas la presin de apertura en condiciones de superficie

de una determinada válvula debe ser menor que la de la inmediatamente superior.

Kál l d " #ift


40/83

%t

%c

%bFomo

uelle

+siento

Ietencin

Empaquetaduras

Empaquetaduras

Kástago

%t

%c

%bFomo

uelle

Ietencin

Empaquetaduras

Empaquetaduras

Kástago-

+siento

Kálvula de "as #ift operada por presin

de nyeccin 'Casing-'uelle cargado con 3itrgeno-

Kálvula de "as #ift operada por presin

de %roduccin '(ubing-'uelle cargado con 3itrgeno-


Kál l d " #ift


41/83

Kálvula de "as #ift

!hec(

%alve

2ello?!harged

?ith

3itrogen

"team

"eat or Port

or 'rifice

GA"

#as válvulas de "# tienen una

retencin para que cuando se para

la inyeccin de gas, no vuelva aingresar líquido a la tubería de

inyeccin de gas. En nuestro caso,

nosotros le sacamos la retencin a

la válvula orificio de fondo, para que

cuando el gas sea inyectado en un

punto superior, ingrese líquido al

tubing hasta esa profunidad, de esa

manera la interfase líquido * gas

nos marca el punto de inyeccin.

Cuando los pozos se

arrancan demasiado rápido,un volúmen muy grande de

líquido pasa a trav$z de un

orificio muy peque=o '12/@N- y

provoca que el asiento se

erosione y que la válvula no

cierre perfectamente.

%or ellos hay que subir /00

%si2/0 minutos durante el

arranque

Kál l G ifi i


42/83

Kálvula Grificio

• Grificio estandard para pasaje de gas de inyeccin.

• Kálvula siempre abierta para pasaje de gas.

• Kolumen de gas controlado por diámetro de orificio.

• Kálvula de Ietencin para permitir solamente pasaje degas de Casing a (ubing.

7 d il d " #ift


43/83

Mandril de "alida

Lateral

Mandril

!onvencional

%resin de (ubing

Empaquetaduras

%resin de Casing

(raba

%resin de (ubing

Feflector

%resin de Casing

%ressure

Kalve

Empaquetaduras

7andriles de "as #ift


44/83

0N


45/83

3iple de +siento 3: 6 2;N * 6.6>0N

+lojamiento de

(raba

Beal :ore

3oO"o

•9sado en tubería de produccin

6 2;N E9 para el encastre deun (apn Iecuperable con

alambre modelo %3: 6 PN

nominal, %orta Grificios C3: 6

PN Kálvula de %ie CK73O6>.

•%osee un perfil interior con:ottom 3o "o de 6./;>N

Kálvula de %ie mod CK73 6>


46/83

Kálvula de %ie mod. CK73O6>

• Kálvula usada para evitar el ingreso de

gas de inyeccin en la formacinQ tambi$n

es usada para realizar ensayos de

hermeticidad.

• +pto para soportar diferenciales depresin hasta >000 psi en sentido del sello

'de arriba hacia abajo-.

• Be encastra en 3iple 7odelo 3: 6 2;N !

6.6>0N ! 6./;>N.• 9tilizada normalmente en instalaciones de

"as #ift intermitente.

Kálvula de %ie mod CK73 6>


47/83

%esca de la Kálvula de %ie&

Be necesita una sola carrera para efectuar la

pesca, y se realiza con un %escador tipo RLFCN

de 6 PN, en caso de necesidad de ecualizar

presiones ver el punto Ecualizacin.

Encastre de la Kálvula de %ie en el 3iple&

Be necesita una carrera para alojar y encastrar la

Kálvula de %ie en el 3iple.

#a operacin se realiza con un :ajante tipo RLN

de 6N.

#uego de hacer tope en el 3oO"o del 3iple 3:

se libra el :ajante con un golpe de (ijera hacia

arriba, corta los 6 'dos- %ines de Corte del

:ajante.

Kálvula de %ie mod. CK73O6>

(apn %3: 6 2;N 6 6>0N


48/83

(apn %3: 6 2; * 6.6>0

Encastre del (apn en 3iple&

Be necesita de una carrera para alojar y encastrar el (apn

en el 3iple.

#a operacin se realiza con un :ajante tipo RLN soportando

al (apn con dos pines de corte que cruzan

transversalmente a la entalla para tal fin, que posee el

Cuello de ijacin.

#uego de hacer tope en el 3oO"o del 3iple se libra el

:ajante con un golpe de (ijera hacia arriba.

%esca del (apn&

Be necesitan dos carreras para realizar la pesca, en la

primera se pesca el Kástago de Ecualizacin con un

%escador tipo RLFCN / PN , se espera el tiempo necesario

para realizar la ecualizacin de presiones a trav$s de los

orificios del %orta Empaquetaduras.

9na vez ecualizadas las presiones, se baja un %escador

tipo RLFCN 6 PN para efectuar la pesca del (apn.

(apn %3: 6 2;N 6 6>0N


49/83

(apn %3: 6 2; * 6.6>0

• (apn Iecuperable de tubería de%roduccin, modelo %3: 6 PN diámetro

nominal.

• +pto para soportar diferenciales de presin

hasta @000 psi en ambos sentidos.• Construido en acero ino!idable +B 1/@.

• Be encastra en 3iple de asiento 7odelo 3:

6 2;N ! 6.6>0N ! 6./;>N.

• Consta de tres cuerpos principales& (rabasuperior, %orta Empaquetadura y Kástago

Ecualizador.

• 9tilizado en pozos productores de gas,

petrleo y2o inyectores de agua.


50/83

1iseo de una Instalación de Gas Lift

"radientes de %resiones


51/83

3HECCG3 FE "+B

GICG +:EI(G

+# BE%+I+FGI 2 (+3J9E FE +#7+CE3+7E3(G

/EI K+#K9#+ CEII+F+

6F+ K+#K9#+ CEII+F+

1EI K+#K9#+ +:EI(+

?

(+

K+#K9#+ +:EI(+

0

6000

@000

;000

/0000

/6000

/?000

?000

6000 ?000

%IEBG3 'psi-

F E % ( 5

, ( ( K F

%IEBG3 FE (9:3"

%IEBG3 FE C+B3"

1000/000 >000

FI+MFGM3

@000 000

:5% B:5%

"radientes de %resiones

Presión de Inyección


52/83

".G. J L

;9.9: J # J >

PKL @ PK"e

Fonde& e S 6./;6;

%T# S %resin en profundidad, psia.

%TB S %resin en superficie, psia.

B.". S "ravedad Específica del "as.

# S %rofundidad, pies.

( S (emperatura %romedio 8I

U S Compresibilidad %romedio, para (

y %resin %romedio.

y

en Profundidad

Presión de Inyección


53/83

Bimplificacin& :asado en la ecuacin anterior conB.". of 0.@>, con un gradiente geot$rmico de /.@02/00ft

y una temperatura de superficie

temperature of 00

PKL @ PK" , +8.9 J PK" J L -

677 6777

Fonde& %T# S %resin en %rofundidad, psia

%TB S %resin en superficie, psia

# S %rofundidad, pies

y

en Profundidad

(emperatura


54/83

(emperatura

#as válvulas de "# cargadas a presin con un fuelle de nitrgeno abren y cierran a

diferentes presiones a medida que cambia la temperatura. %or ello es necesarioestablecer alguna temperatura base o de referencia. #a mayoría de los fabricantes

utilizan @08.

#as presiones de apertura de las válvulas de "# 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&

%resin de apertura de fondo V00 psi a /10 8

actor de correcin por temperatura& 0.;@V

%resin de apertura a @0 8S V00 0.;@VS ;6 psi.

#a mejor manera de determinar las temperaturas de flujo es realizando mediciones

reales en varios regimenes de produccin de campo. #as temperaturas generalmente

se tornan más elevadas para caudales de líquido más altos, cortes de agua mayores,

velocidades más importantes 'F tubing más peque=os-.

actores que influyen en la localizacin


55/83

q yde las válvulas y mandriles

• %resin de "as Fisponible para la descarga.

• %eso o gradiente del fluido presente en el pozo al momento

de la descarga.

• +porte del pozo al momento de la descarga '%I-.• %resin de boca contra la que los fluidos del pozo serán

descargados o producidos.

• 3ivel de líquido en el casing.

•

%)f deseada para hacer producir el pozo '%I-

%ropsito de las Kálvulas de "as #ift


56/83

%ropsito de las Kálvulas de "as #ift

• Fescargar 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 dedescarga y de operacin.

• Como todos los tipos de sistemas de produccin artificial,

el gas lift crea la %)f de manera que el pozo produzca el

caudal deseado.

actores de Beguridad


57/83


9n m$todo recomendado de dise=o para válvulas desbalanceadas y

sensibles a la presin de inyeccin es utilizar una presin de inyeccin de

gas que disminuya con la profundidad de válvula en válvula. El valor de

caída de presin se basa en una peque=a caída de presin normal más un

factor de seguridad.

#os factores de seguridad se utilizan para tener en cuenta errores de lainformacin, ubicacin de las válvulas y variaciones de la presin de

produccin durante la descarga del pozo.

Esta caída de presin ayuda a prevenir la inyeccin multipunto o apertura

simultánea de varias válvulas y a que el punto de inyeccin baje hasta

quedar en la válvula más profunda.

El actor de Beguridad depende básicamente del actor Efecto de (ubing,por lo tanto del diámetro del orificio.



58/83


%ara el caso mínimo&

Caída de %resinS '%%E /00 psi- D B

'Gpcional-

%ara el caso de 7á!imo

Caída de %resinS 60 psi D '%%E 600 psi-%uede calcularse la caída de presin para cada

válvula o puede usarse la misma caída de presin

para todas las válvulas del mismo tipo y tama=o.

Con buena informacin pueden tomarse las caída

de presin mínimas, sin embargo para informacin

escasa se recomiendan mayores caídas depresin. +demás si se logra llegar hasta el fondo

con el gas inyectado, mayores caídas de presin

deberían tomarse.

%alve '1+in-

Port "ize +Psi-

"afetactor+Psi-

;HC 6HC 67

;H98 6;

9H6< 87

6 6HC ;

9H6< 67

6;

;H6< 87

6 6H8 9H6< ;

67

;H6< 6;

9HC 87

=H6< 8;

Estado nicial del %ozo


59/83

3LECCCG3 FE "+BGICG CEII+FG

+# BE%+I+FGI 2 (+3J9E FE B(GC<

/EI K+#K9#+ +:EI(+

6F+ K+#K9#+ +:EI(+

1EI K+#K9#+ +:EI(+

?(+K+#K9#+ +:EI(+

0

6000

@000

;000

/0000

/6000

/?000

?000

6000 ?000

%IEBG3 'psi-

F E % ( 5

, ( ( K F

B:5%%IEBG3 FE (9:3"

%IEBG3 FE C+B3"

1000/000 >000 @000 000

Estado nicial del %ozo

Becuencia de Fise=o "ráfico


60/83

0 /000 6000

0

/000

6000

1000

?000

>000

@000

000

;000

V000

/0000

%IEBG3 'psig-

% I G , 9 3 F . F

+ F

, ( ( K F

%IG93FF+F FE %GUG '7F %EIB-

(E7%EI+(9I+ '8-

/00 />0 600


B..:.5.%.

" I + F E 3 ( E % I E B G 3

F E C + B 3 " 0 . @ > B . " .



61/83

0 /000 6000

0

/000

6000

1000

?000

>000

@000

000

;000

V000

/0000

%IEBG3 'psig-

% I G , 9 3 F . F

+ F

, ( ( K F


(E7%EI+(9I+ '8-

/00 />0 600

B..:.5.%..:.5.%.

" I + F E 3 ( E E 3 #9 E 3 C + 6 0 0 0 : % F

, V V A M .C .,0 " #I

" I + F E 3 ( E % I E B G 3

F E C + B 3 " 0 . @ > B . " .

" I + F E 3 ( E E 3 # 9

E 3 C + 6 0 0 0 :

% F , V V A

M . C . , / 0 0 0 & / "

# I




62/83

0 /000 6000

0

/000

6000

1000

?000

>000

@000

000

;000

V000

/0000

%IEBG3 'psig-

% I G , 9 3 F . F

+ F

, ( ( K F


(E7%EI+(9I+ '8-

/00 />0 600

0 .? @ > p s i 2 f t

B..:.5.%..:.5.%.

" I + F E 3 ( E E 3 #9 E 3 C + 6 0 0 0 : % F , V V A M .C .,0 " #I

C + B 3 " % I E B B 9 I E "

I + F E 3 ( 0 . @ > B . " .

7+3FI# W/




63/83

0 /000 6000

0

/000

6000

1000

?000

>000

@000

000

;000

V000

/0000

%IEBG3 'psig-

% I G , 9 3 F . F

+ F

, ( ( K F


(E7%EI+(9I+ '8-

/00 />0 600

" I + F . E 3 ( (

E 7 % E I + ( 9 I + E 3 , # 9 E 3 C . +

" I +

F . E 3 ( ( E 7 % E I + ( 9 I + E B ( + ( . C

G

0 .? @ > p s i 2 f t

7+3FI# W6

.:.5.%. W6 B..:.5.%..:.5.%.

" I + F E 3 ( E E 3 #9 E 3 C + 6 0 0 0 : % F , V V A M .C .,0 " #I

" I + F E 3 ( E % I E B G 3

F E C + B 3 " 0 . @ > B . " .

7+3FI# W/




64/83

0 /000 6000

0

/000

6000

1000

?000

>000

@000

000

;000

V000

/0000

%IEBG3 'psig-

% I G , 9 3 F . F

+ F

, ( ( K F


(E7%EI+(9I+ '8-

/00 />0 600

" I + F . E 3 ( E F E (

E 7 % E I + ( 9 I + E 3 , # 9 E

3 C . +

" I +

F . E 3 ( E E B ( + ( . C G F E ( E 7 % E I

+ ( 9 I +

7+3FI# W?

7+3FI# W6

0 .? @ > p s i 2 f t

.:.5.%. W? B..:.5.%..:.5.%.

" I + F E 3 ( E F E % I E B G 3

F E C + B 3 " 0 . @ > B . " .

7+3FI# W/

7+3FI# W1




65/83

0 /000 6000

0

/000

6000

1000

?000

>000

@000

000

;000

V000

/0000

%IEBG3 'psig-

% I G , 9 3 F . F

+ F

, ( ( K F

%IG93FF+F FE# %GUG '7F %EIB-

(E7%EI+(9I+ '8-

/00 />0 600

" I + F . E 3 ( ( E 7 %

E I + ( 9 I + E 3 , # 9 E 3 C . +

" I +

F . E 3 ( E E B ( + ( . C G F E ( E 7 % E I

+ ( 9 I +

7+3FI# W?

7+3FI# W6

0 .? @ > p s i 2 f t

7+3FI# W>

.:.5.%. W>

B..:.5.%..:.5.%.

" I + F E 3 ( E F E % I E B G 3

F E C + B 3 " 0 . @ > B . " .

7+3FI# W/

7+3FI# W1


Ieglas de dedo


66/83

Ieglas de dedo

%resin de nyeccin 3ecesaria& /00 %si por cada /000 pies de profundidad. %rofundidad de inyeccin disponible& '%cO%t-20./>.

7ínimo (iempo requerido para un ciclo de "#, 7inutosS /.>'profundidad ft2/000-

Kelocidad del Blug en un "#& /000 ft2minuto.

Kolumen de gas usado en cada diclo de "#&

Ejemplo& Casing > PN y tubing 6N con la válvula operativa a ;000 ft, la presin

alcanza los ;00 %si y estabiliza en 00 %si. #a capacidad del espacio anular es de

0./0 scf2ftS ;00 scf&

:scf;;casin- el enalmacenado:.olumen@ +)

:Psi;4asin- el enPresiónde4a0da ;:scf&cicloGas

=

scf&ciclo)8)* ;: @ ;:scf&cicloGas =

−= C77

6;

=77C77

Ieglas de dedo


67/83

Ieglas de dedo

%$rdidas de líquido por resbalamiento en un "as #ift ntermitente& A por cada/000 pies de profundidad.


68/83

GA" LI# I3#E*MI#E3#E

Introducción al GL Intermitente


69/83

A S L I F T

C O N T I N U O

I N T E R M I T E N C I A D E F O N D O

V á l v u l a P i l o t o

I N T E R M I T E N C I A D E S U P E R F I C I E

V A L V U L A N E U M A T I C A

C O N T R O L A D O R E L E C T R O N I C O

A S L I F T

I N T E R M I T E N T E

A S L I F T

El propsito del "as #ift intermitente es el mismo que uno del tipo flujo continuo Rcrear la presin dinámica de fondo

necesaria, o el Fra)do)n necesario, para producir el caudal deseadoN.

#a operacin de "# ntermitente es un fenmeno de desplazamiento de un slug o bache de líquido hacia la superficie

mediante la inyeccin de gas de alta presin. Esta es una diferencia fundamental con el "# Continuo, en el cuál el

principio es uno del tipo de aereacin o alivianamiento de la densidad del líquido.

Aplicación del GL Intermitente


70/83

p

+lto %, baja %)f 'reservorio depletado-.

:ajo %, baja %)f '+lta %)s, baja * >0

//2?N >0 * >

//26N > * /6>

6 600

6/26N 6>0

1 100

Chambers ?00 O @00

#os siguientes valores de caudales fueron dados por (hrash y :ro)n como guía para considerar un cambio entre "# Continuo,

ntermitente y Chamber #ift.

Ciclo de un GLIF llb k


71/83

Fallback

%&lvula !errada

%&lvula !errada

%&lvula !errada

%&lvula

'perativa justo

antes de abrir

A

"eparador

Inección

de Gas

%&lvula de Pie

%&lvula !errada

%&lvula !errada

%&lvula !errada

%&lvula

'perativa justo

antes de cerrar

Inección

de Gas

ALL2A!F

"L5G

Producido a

"eparador

LIN5I1 ALL2A!F "L5G A!5M5LA1' E3 EL !I!L' ) "L5G P*'15!I1'

%&lvula de Pie

"lug

Acumulado

El Fallback es el volumen de

lí quido que se encuentra encima de

la válvula operativa un

infinitésimo antes de que cierre y

comience la acumulación del

siguiente slug. El Fallback de un

ciclo siempre pasa a formar partedel slug del siguiente ciclo. La

mayorí a del Fallback se acumula

cuando el bache alcanzó la

superficie y se debe

principalmente a una delgada

pelí cula que se mueve casi avelocidad cero en la pared del

tubing.

Cuando la velocidad del gas en el tubing decrece a un cierto valor, las fuerzas

gravitacionales causan que este film o niebla de lí quido resbale hacia el fondo y se

acumule encima de la válvula operativa

%roblemas en "#ntermitente


72/83

ntermitente

Iesbalamiento&•

El fallbac4 en un "#ntermitente representa entre un> y un A del slug cada /000 ftde profundidad. %or lo tanto,para un pozo de 6>00 mts deprofundidad tendremos desdeun 1>A hasta un ?VA de

fallbac4.• Esto nos indica que en cada

bache producido, estamosdejando casi un >0A de laproduccin en el fondo delpozo.

allbac( en forma de gotas

debajo del "lug

allbac( en forma de film

sobre la pared del tubing

• Depósitos paraf í nicos: Al

producirse una disminución

importante de la temperatura a la

profundidad de la válvula operativa,

se solidifica la parafina presente en

Anillos de Sal:• En reservorios con aguas de alto

contenido salino, debido a laexpansión brusca y a ladisminución de Temperatura, seproducen depósitos de anillos deSal. Una solución transitoriapuede ser el bacheo con aguadulce y/o la intervención conequipo de slickline..

+náilisis de %resiones enun "# ntermitente


73/83

un "# ntermitente

%ara el registro de >V1@ ft&

/. En el tiempo cero la carga en el tubing es de 1>0 %si.

6. + medida que el gas es inyectado en el tubing, el Blug es acelerado

y la presin alncanza los @00 %si en 6 o 1 minutos.

1. El Blug arriva a la superficie en ? minutos y 1> segundos, como

puede verse en la curva de superficie. #a presin comienza a caer

a pesar de que la válvula no cerr todavía.

?. 9na vez que el Blug es producirdo, la presin cae a >10 psi en ;

minutos y es ahí cuando cierra la válvula de fondo.

>. #uego la presin cae bruzcamente a un mínimo de 60; %si en /6minutos. Este valor mínimo es una combinacin de fallbac4 y build

up o ingerso de líquido al tubing.

@. #a presin mínima permanece constante durante ?O> minutos,

durante el cuál se produce fluido en forma de gotas o niebla,

tendiendo a reducir la presin de fondo. Bin embargo, el fallbac4 y

el build up debido al aporte de la formacin equilibran la reduccin

de presin, resultando en una presin constante.

. + los /; minutos la presin comienza a incrementarse debido albuild up principalmente.

%ara el registro de ?6V0 ft& #a presin estabilizada en el tiempo cero es de ;0 %si, indicando que la parte

superior del Blug está por debajo de dicha profundidad. #a presin se incrementa y el Blug definitivamente pasa

por dicha profundidad, pero la presin no alcanza los @00 %si, sino que >>, debido a una p$rdida de líquido en

forma de fallbac4. Fespu$s de /6 min la presin sigue descendiendo ya que el :uild 9p no alcanza ese nivel.

Fespu$s de /; minutos, la presin se estabiliza en ;0 %si y representa el tiempo requerido para que

decante todo el fallbac4.

Funcionamiento de un GLIntermitente


74/83

Intermitente

Cálculo del "as por ciclo


75/83

p

. @ P

P P A

base

"perturacierre

-as

−=

Pcierre= Presión cuando cierra la válvula neumática y

cuando finaliza el ciclo de inyección, Psig

PApertura= Presión cuando abre la válvula neumática y

comienza el ciclo de Inyección, Psi.

PBase= Presión estándar, 14.7 Psia.

V= Capacidad del conducto que se llena con gas, cu ft

"ráficos de %resiones


76/83

0

/00

600

100

?00

>00

@00

C00

;00

V00

/000

/ 10/ @0/ V0/ /60/ />0/ /;0/ 6/0/ 6?0/ 6C0/ 100/ 110/

1atos cH87 seg

P r e s i ó n d

e

I n e c c i ó n +

P s i -

/>0

/>>

/@0

/@>

/C0

/C>

/;0

/;>

/V0

/V>

600

P r e s i ó n d

e

P r o d u c c i ó n +

P s i -

%resin de .nyeccin '%si- %resin de %roduccin '%si-

"ráficos de %resiones


77/83

P)OOO GL Intermitente

0

600

?00

@00

;00

/000

/600

/ 0 & / ?

/ 0 & 6 V

/ 0 & ? ?

/ 0 & > V

/ / & / ?

/ / & 6 V

/ / & ? ?

/ / & > V

/ 6 & / ?

/ 6 & 6 V

/ 6 & ? ?

/ 6 & > V

/ 1 & / ?

/ 1 & 6 V

/ 1 & ? ?

/ 1 & > V

/ ? & / ?

/ ? & 6 V

/ ? & ? ?

#iempo

P r e s i ó n d e I n e

c c i ó n + P s i -

V0

//0

/10

/>0

/0

/V0

6/0

610

6>0

P r e s i ó n P r o d u c

c i ó n + P s i -

%resin ny en fondo '%si- %resion de ny Buperficie '%si- %resin de %roduccin '%si-

Iecomendaciones deCampo


78/83

Campo

9na velocidad mínima de Blug de /000 ft2min es recomendable para que no se rompa

el bache de líquido y minimizar el fallbac4, obteniendo de esta manera el má!imo de

recuperacin.

%ara arrancar un ciclo de "# de manera conservativa, el ciclo completo debería durar

1 minutos2/000 ft y la inyeccin de gas debería ser de P minuto por cada /000 ft 'apro!

>00 ft12bbl por cada /000 ft de profundidad-.

Es importante que cuando el bache de

líquido alcance la superficie no se

produzca una reduccin de su velocidad,

principalmente debido a que el gas puede

penetrar el slug favoreciendo el

incremento del fallbac4. #as condiciones

que favorecen la reduccin de velocidaddel slug son& cho4e de produccin,

e!cesivos cambios de direccin en las

cone!iones de bdp, depsitos de parafinas

e incrustaciones cerca de la bdp.

Iecomendaciones para reducir elallbac4 '%lunger +sistido-


79/83

; . C

;

f t

=

f t

8.:D8E

8.


80/83

Nuevo Pistón para petróleos paraf í nicos


81/83

"as #ift por Cámara 'Chamber #ift-


82/83

%lunger #ift


83/83

• :arrido entre líquido y gas inyectado para minimizar la

perdida por escurrimiento.• Cabezal del pozo con Catcher y salida lateral.

• (ubería de produccin sin restricciones.

Tema 8 Gas Lift

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