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FLUJO MULTIFÁSICO EN
Luis F. Bonilla
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PERDIDAS POSIBLES EN EL
SISTEMA
sep + fl + choke + tbg + sssv +∆Prst = Pwf
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LEYES BÁSICAS A APLICAR
• Principio de continuidad
•
• Ecuación general de energía
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PRINCIPIO DE CONTINUIDAD
• La cantidad de masa que pasa por unsistema de conducción de fluido es
entradas de fluido.
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PRINCIPIO DE CONTINUIDAD
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ECUACIÓN DE BERNOUILLE
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ECUACIÓN DE BERNOUILLE
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ECUACIÓN GENERAL DE ENERGIA
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ECUACIÓN GENERAL DE ENERGIA
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ECUACION DE BALANCE DE
ENERGÍA
cc
s
cc gmgZ
gmvV pU W q
gmgZ
gmvV pU 2
2
2222
1
2
1111
2´´´
2´ +++=+++++
dLg
vdv
d g
v f
g
g
dL
dp
ccc
ρ+
ρ+θρ=
2
2
sin
acc f el dL
dp
dL
dp
dL
dp
dL
dp
+
+
=
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FLUJO MULTIFASICO –HOLD UP
TuberíadeelementodelVolumenTuberíadeelementounenlíquidodeVolumen= L H
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FLUJO MULTIFASICO
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COMPONENTES DE LA PERDIDA DE PRESION EN EL
TUBING
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GRADIENTE TOTAL
acc f el dL
dpdLdp
dLdp
dLdp
+
+
=
Porcentaje del Total de ∆PComponentePozos de Aceite Pozos de Gas
Elevación 70 – 90 20 – 50
Fricción 10 – 30 30 – 60
Aceleración 0 – 10 0 –10
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FLUJO MULTIFASICO
Holdup de Líquido sin deslizamiento
g L
L L
q
+=λ
g L
g
Lgqq
q
+=−= λ λ 1
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FLUJO MULTIFASICO
Densidad de líquido
+=
wo
oo
q f
+=
Densidad de la mezcla
wwoo
gg L Ls H H ρ ρ ρ +=
gg L Ln λ λ ρ ρ +=
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FLUJO MULTIFASICO
Velocidad superficial de gas
Velocidad real de gas A
qv
g
sg =
gqv =
Velocidad superficial de líquido
Velocidad real de líquido
g
A
qv LsL =
L
L L
AH
qv =
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FLUJO MULTIFASICO
Viscosidad de líquido
Viscosidad de la mezcla
wwoo L f f µ +=
gg L Ln λµ+λµ=µ
Tensión superficial
g L H g
H Ls µ×µ=µ
gg L Ls H H µ×µ=µ
wwoo L f f σ σ σ +=
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PROPIEDADES PVTSe calculan por medio de correlaciones:
• Factor de compresibilidad del gas
• Gas en solución o gas disuelto
• Factor volumétrico de formación del gas• Factor volumétrico de formación del aceite
• Factor volumétrico de formación del agua
• Compresibilidad isotérmica• Viscosidad del Aceite
• Viscosidad del Agua
• Viscosidad del Gas
• Tensión interfacial gas-aceite
• Tensión interfacial gas-agua
• Temperatura
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FLUJO MULTIFASICOPATRONES DE FLUJO
• Han sido investigados por muchosautores y dependen de:
– Tubería vertical
– Tubería horizontal
– Tubería inclinada
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CALCULO DE GRADIENTES DE
PRESIÓN FLUJO MULTIFASICOSe calculan por medio de correlaciones
empíricas desarrolladas por diferentesautores. Algunos han trabajado solo flujo
vertical, otros horizontal, otros inclinados.
Ellos difieren en la forma de determinar:
• Patrón de flujo
• Hold Up
• Factor de fricción
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CORRELACIONES PARA DETERMINAR
GRADIENTES DE PRESIÓN EN FLUJOMULTIFASICO
Se pueden clasificar de la siguiente manera:• Empíricas
a. No consideran deslizamiento ni atrones de flu o
b. Sí consideran deslizamiento pero no patrones deflujo
c. Sí consideran deslizamiento y patrones de flujo
• Mecanísticas
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PRINCIPALES AUTORES
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PRINCIPALES AUTORES
Modelos mecanísticos:•
•Hasan and Kabir.
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PRINCIPALES AUTORES
Flujo vertical:
• Poetman y Carpenter
• Hagedorn y Brown
• uns y os
• Orkiszewski
• Aziz, Govier y Fogarasi
• Chierici, Ciucci y Sclocchi
• Beggs y Brill
• MONA-Asheim
• Hasan y Kabir (Modelo mecanístico)
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PRINCIPALES AUTORES
Flujo horizontal:
• Eaton y otros
• u er y otros• Beggs y Brill
• Flanigan
• MONA - Asheim
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GOVIER
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PATRONES DE FLUJO SEGUN GOVIER
GOVIER
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PATRONES DE FLUJO
(BEGGS & BRILL)
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CURVAS DE GRADIENTE
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CURVAS DE GRADIENTE
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CURVAS
DE GRADIENTE
POZOS DE GAS SECO
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POZOS DE GAS SECO
(Eq. De Katz)( )
( )
5.0225
1
200000
−
−=
s
M g
wh
s
ing
eTZHf
pe psDq
γ
= . g
( )
2
71.3log2
−
=
D
f M
ε
TPR (T bi P f
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TPR (Tubing Performance
Relation)
se mantienen constantes todos las demas parámetros tales como presión en cabeza,
relacion gas-líquido, diámetro del tubo y
cuando se considera que el extremo inferior del tubing está frente a las perforaciones.
TPR (T bi P f
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TPR (Tubing Performance
Relation)
FLUJO NATURAL
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FLUJO NATURAL
REQUERIMIENTOS DE BOMBA PARA UN POZO
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REQUERIMIENTOS DE BOMBA PARA UN POZO
EFECTO DE LA THP
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EFECTO DE LA THP
EFECTO DE LA GLR
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EFECTO DE LA GLR
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EFECTO DEL CAMBIO DE LA IPR
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LA WPR (Wellhead Pressure Relation)Curva de PWH vs. q
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