Desarrollo de un algoritmo numérico para el diseño y simulación del proceso de producción de hidrocarburos mediante sistemas de bombeo mecánico

Abstract

PDVSA-INTEVEP se planteó la necesidad de crear un programa en el que se involucren dos tipos de bombeo de fondo muy utilizados en el país, bombas electrosumergibles (BES) y bombas de cavidades progresivas (BCP), para de esta forma crear una herramienta poderosa que permita el diseño y simulación del proceso de producción. Es por ello que se desarrolló un algoritmo que involucra y toma en cuenta todas las etapas y parámetros necesarios que definen y describen el proceso. Para la obtención de un algoritmo general que describa todo el proceso de producción, fue esencial realizar sub-algoritmos por separado para cada una de las etapas de estudio involucradas. Por esta razón se desarrollaron algoritmos para predecir comportamiento de BES y BCP, que permiten la selección y evaluación de las mismas, un algoritmo para la obtención del IPR del reservorio y por ultimo un algoritmo para simular el flujo de fluidos multifásicos en tuberías, que predice la caída de presión tanto en la tubería de producción del pozo como en las líneas de flujo. Estos fueron desarrollados en un lenguaje de alto nivel, estable y de excelente aplicación en el área del cálculo numérico como es el FORTRAN. Posterior al desarrollo de todos los algoritmos anteriores, se integraron en un solo algoritmo, que permite el diseño y simulación del proceso de producción por completo, para pozos verticales y considerando en todo el sistema flujo multifásico(petróleo-agua-gas). La herramienta base para el análisis de sistemas de producción es la denominada Análisis Nodal, el cual es un método que ha sido utilizado para analizar el comportamiento de sistemas compuestos con elementos que interactúan entre sí. Este sistema permite, en el análisis de pozos, la determinación de la capacidad de producción (punto de operación) para cualquier combinación de componentes. La evaluación se realizó comparando los resultados obtenidos, al diseñar y simular distintos pozos por medio del algoritmo desarrollado, con programas comerciales del ramo usados ampliamente en la industria.