Optimización de la Producción Petrolera: Flujo Sónico y Multifásico

Ventajas Operativas del Flujo Sónico en la Producción Petrolera

1. ¿Qué ventajas operativas ofrece el régimen de flujo sónico en el estrangulador?

El flujo sónico proporcionado por el estrangulador ofrece una ventaja crucial: la estabilización de las condiciones de gasto del pozo, lo que a su vez beneficia las condiciones de operación del separador.

Fundamentos Físicos del Flujo Sónico

2. Explica el comportamiento y efecto del flujo sónico desde el punto de vista físico.

Desde la perspectiva física, en un flujo sónico, la onda de presión después del estrangulador no puede propagarse contracorriente a través de él. Esto se debe a que el medio se desplaza en dirección opuesta a la misma velocidad, generando una discontinuidad de presión en el estrangulador. En otras palabras, la presión aguas abajo del estrangulador no afecta la presión aguas arriba.

Patrones de Flujo Multifásico

3. En el flujo multifásico, ¿qué es un patrón de flujo? Menciona al menos seis tipos.

Un patrón de flujo es la forma en que las fases gaseosa y líquida se distribuyen en la tubería. Existe una amplia variedad de configuraciones de flujo, que difieren en la distribución espacial de la interfase, resultando en características de flujo distintas, como perfiles de velocidad y hold up.

Ejemplos:

• Flujo horizontal:
  • Estratificado
  • Intermitente (Tapón y Burbuja alargada)
  • Anular
• Flujo vertical:
  • Burbuja
  • Slug
  • Churn (Transición "Ch")
  • Anular (Neblina "An")

Mapas de Transporte de Flujo

4. En el estudio de flujo multifásico, ¿qué es un mapa de transporte de flujo?

Es un diagrama plano que muestra las regiones de existencia de diferentes patrones de flujo y cómo se transita de un patrón a otro.

Velocidad Superficial en Flujo Multifásico

5. En flujo multifásico, define de manera precisa la velocidad superficial de una fase.

Es la suma de la velocidad superficial de los líquidos que ocupan la tubería (agua y aceite) más la velocidad superficial del gas que fluye a través de la tubería. Se expresa como: V_m = V_sl + V_sg, donde V_sl = q_l / A y V_sg = q_g / A.

Expresiones Matemáticas del Colgamiento

6. Escribe la expresión matemática y sus unidades que definen al colgamiento, la fracción de líquido o colgamiento sin resbalamiento, y las fracciones de agua y aceite.

Velocidad Real de una Fase en Flujo Multifásico

7. En flujo multifásico, define de manera precisa qué es la velocidad real de una fase.

La velocidad real de una fase fluida se define como la velocidad que esta fase exhibiría si fluyera solo ella a través de toda la sección transversal de la tubería.

Definición de Colgamiento en Flujo Multifásico

8. En flujo multifásico, define de manera precisa qué es el colgamiento.

El colgamiento (hold up) se define como la razón del volumen de un segmento de tubería ocupado por líquido al volumen total del segmento de tubería de todos los fluidos.

Relación Matemática entre Colgamiento y Fracciones de Producción

9. Demuestra matemáticamente que el inverso del colgamiento sin resbalamiento es igual a la suma de la fracción de aceite producido, la fracción de agua producida más el gasto de gas producido entre el gasto de líquidos producidos.