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Redes de Recolección III Unidad. Instituto Tecnológico Superior de Cosamaloapan Materia: Redes de Recolección Alumnos: Peralta Velázquez Sbeydi Ing. Marcos Santiago González Unidad 3 Simulación de Sistemas de

Simulacion de Sistemas de Produccion

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Simulacion de Sistemas de Produccion

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Page 1: Simulacion de Sistemas de Produccion

Redes de Recolección III Unidad.

Cosamaloapan, ver a 9 de junio de 2014

Instituto Tecnológico Superior de Cosamaloapan

Materia: Redes de Recolección Ing. Marcos Santiago González

Alumnos:

Peralta Velázquez Sbeydi

Unidad 3 Simulación de Sistemas de Producción

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Redes de Recolección III Unidad.

ContenidoUnidad 3 Simulación de sistemas de producción...............................................................................3

Introducción.......................................................................................................................................4

3.1 Recopilación y validación de datos...............................................................................................5

3.2 Características de los simuladores...............................................................................................8

PERFORM.......................................................................................................................................8

Optimice pozos nuevos y existentes..............................................................................................9

Pozos existentes.............................................................................................................................9

Una gama de características para diseños rápidos, pero completos..............................................9

Escenarios avanzados de diseño..................................................................................................10

PERFORM se acopla con otro software de IHS Inc. como SubPUMP® para diseño de bombas BES y con Pipesoft-2™ para el análisis de redes..................................................................................10

PipeSoft-2.....................................................................................................................................11

Determine las necesidades para levantamientos artificiales o recuperación de campos maduros.....................................................................................................................................................11

Modelo un pozo, o una red..........................................................................................................11

DISEÑO DE POZOS Y ÁNÁLISIS DE DESEMPEÑO DE LA PRODUCCIÓN. . PIPESIM.......................13

Constituye una forma minuciosa, rápida y eficiente de ayudarlo a incrementar la producción y conocer el potencial de su yacimiento. PIPESIM no sólo modela el flujo multifásico desde el yacimiento hasta el cabezal del pozo, sino que además tiene en cuenta el desempeño de la línea de flujo y de las instalaciones de superficie para proveer un análisis integral del sistema de producción. Con PIPESIM puede:...............13

PPROSPER.....................................................................................................................................14

3.3 Aplicación de los simuladores....................................................................................................16

3.4 Interpretación de resultados......................................................................................................25

Referencias Electrónicas..................................................................................................................28

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Unidad 3 Simulación de sistemas de producción

Objetivo: Que el alumno realice el análisis de un sistema de producción a través de diferentes simuladores.

Contenido:

Introducción.

3.1 Recopilación y validación de datos

3.2 Características de los simuladores

3.3 Aplicación de los simuladores

3.4 Interpretación de resultados

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Introducción

Soluciones de Ingeniería de Producción están diseñadas específicamente para los ingenieros de producción, instalaciones, reservorio y terminación. El software de ingeniería de producción combina el análisis robusto y técnicas de modelado de confianza de las compañías de petróleo más grande del mundo junto con las empresas de servicios. Esta aplicación integrada ayuda a calcular escenarios hipotéticos, con rapidez y precisión, para mejorar el diseño y explotación de pozos y reservorios. Desde el simple análisis NODAL para el diseño de redes complejas.

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3.1 Recopilación y validación de datos

Este trabajo muestra la importancia de la integración de la información disponible durante la perforación para el análisis de la productividad de un pozo. En este caso contamos con los siguientes datos: registro de hidrocarburos, análisis petrofísico del pozo analizado así como de los pozos de correlación, datos sobre sísmica, imagen de pared de pozo y análisis de presiones observadas.

Aplicación

Primeramente ubicamos dentro de la estructura geológica el pozo en cuestión y su relación con respecto a los pozos vecinos. Usando el modelo estructural del campo, lo comparamos con la sísmica y el análisis estructural de los dips de la imagen de pared de pozo. Posteriormente comparamos los datos de la cromatografía, la petrofísica, las saturaciones y las presiones observadas.

El pozo se localiza hacia el borde de un pliegue (figura 1).

El análisis de los echados de la imagen de pared de pozo, muestra la existencia de tres fallas, una de ellas a 6030 m coincide con la pérdida de lodo durante la perforación (figura

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2). Se perforó la sección del yacimiento con pérdidas menores a 2 m3/hora, pero en 6027 m se registra un aumento en pérdida de lodo de hasta 15 m3 en 3 horas.

El registro de hidrocarburos muestra en su cromatografía la ausencia de C3 y C4, comparado con otros pozos del campo que si mostraban presencia de C3 y C4. El bajo contenido de gas observado al perforar conjuntamente con su liviana composición cromatografíca, puede estar indicando la presencia de un contacto agua/condensado. (Figura 3).

La petrofísica indica que la zona a disparar esta justo por encima de un posible contacto agua/aceite (figura 4).

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Observaciones y Conclusiones

Al comparar la sísmica con la sección estructural obtenida a partir del registro de imágenes de pared de pozo, una de las tres fallas analizadas por la imagen coincide con la zona de pérdida de lodo durante la perforación. La sísmica muestra que dicha falla es una falla normal asociada a un conjunto de fallas conjugadas. Esta falla ubicada a 6030 m al parecer conecta semi-verticalmente al yacimiento con un posible contacto de agua/aceite en 6045 m. Esto explicaría la baja resistividad del yacimiento en comparación con los pozos vecinos y al mismo tiempo la baja productividad del pozo. (Figura 5).

Una recomendación es la integración de la imagen de pared de pozo con la sísmica para detallar el análisis estructural debido a la escala pequeña de la sísmica. Por otro lado los datos de producción, presiones en el campo y registro de hidrocarburos permitieron hacer conclusiones en este trabajo.

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3.2 Características de los simuladores

En el mercado encontraremos diversos simuladores los comúnmente usados se enlistan como sigue:

PERFORM PIPESOFT2 PIPESIM DE Shlumberger PROSPER GAP DE Petroleum experts

PERFORM

Permite simular pozos y líneas de flujo para prácticamente cualquier situación. Usted puede modelar redes de fondo (múltiples capas) y pozos de inyección, verticales, desviados, con flujo natural o levantamiento artificial. O, realizar un análisis de gradiente, cálculos con tubería enrollada, diseño y optimización de gaslift, y predicción de hidratos y escamas. Usted puede incluso simular estrangulaciones, bombas ESP (Electric Submersible Pump)  y PCP (progressing Cavity Pump) y perdidas de calor en el sistema.

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Optimice pozos nuevos y existentes

Pozos nuevos

Dimensionamiento de Tubería y líneas de flujo

Dimensionamiento de tubería enrollada y restricciones

Diseño de pozos costa afuera y las líneas de flujo

Diseño de completamientos (perforaciones, empaques de grava)

Diseño de sistemas multi-laterales

Modelamiento de inyección de agua y gas

Selección de la presión del separador

 Pozos existentes

Mejorar el funcionamiento del pozo

Evalúe los cambios futuros (corte de agua, presión de yacimiento)

Estimar parámetros desconocidos del yacimiento

Diseño y optimización de Gaslift

Evaluar la eficiencia de estimulaciones

Predecir depositación de hidratos y escamas

Modelar transferencia de calor

Analizar la información sobre datos PVT, patrones de flujo, la producción por capas, etc.

Responder preguntas relacionadas con trabajos de workover

Una gama de características para diseños rápidos, pero completos

Interfase Gráfica de Usuario

PERFORM tiene una interfase verdaderamente simple y fácil de utilizar. Esto asegura que su inversión en software es utilizada por sus ingenieros.

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Escenarios avanzados de diseño

A pesar de su simplicidad, PERFORM permite modelar redes de subsuelo, esto es, pozos de múltiples capas (hasta 10capas) y multilaterales con nueve configuraciones diferentes. Otras capacidades incluyen:

Análisis composicional (con PVTLIB)

Análisis de elevadores (risers), incluyendo nodo al final del elevador

Importa datos de desviación en pozos y líneas de flujo, modela tuberías delgadas (sartas de velocidad) y la inyección de N2 a través de tubería enrollada

PERFORM se acopla con otro software de IHS Inc. como SubPUMP® para diseño de bombas BES y con Pipesoft-2™ para el análisis de redes.

Levantamiento artificial

 Diseño de Gaslift (válvulas operadas por presión del gas o del fluido en la tubería)

Optimización de Gaslift

Modelado de bombas de subsuelo BES y BCP

Modelos de afluencia (inflow)

Elija entre 27 modelos para pozos verticales u horizontales de gas y petróleo, incluyendo modelos de fracturas, CBM, y transiente.

 Completamientos

 Mejore la toma de decisiones analizando nueve diversos tipos de completamientos para la caída de presión Cálculo del factor de daño (skin) incluido

Datos de cañoneo disponibles para los principales fabricantes

Múltiples correlaciones para el flujo de una fase y multifásico

Calcule las curvas de presión (outflow) con 14 correlaciones para el petróleo y ocho correlaciones para el gas, eligiendo entre modelos empíricos y mecanísticos

Utilice dos correlaciones distintas para la caída de presión en pozos y líneas de flujo en diversas secciones de la tubería

Calibre las correlaciones con datos de campo

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Cuatro técnicas para el cálculo de la temperatura, y siete correlaciones de flujo para estranguladores (flujo crítico y sub- crítico)

Genere tablas hidráulicas de salida (VLP) para muchos simuladores comerciales, incluyendo el VIP, el Eclipse y OilWat/GasWat de IHS Inc.

PipeSoft-2

PipeSoft-2® es la herramienta de punta para los ingenieros de producción y de instalaciones, la cual ostenta una gran variedad de capacidades que permiten una modelación efectiva de los sistemas de recolección y una optimización de la producción. Usted puede diseñar y analizar un pozo, un sistema de recolección o cualquier combinación de equipos dentro de una red de producción. PipeSoft-2® puede manejar cualquier configuración de redes, característica que generalmente no se encuentra disponible en el software de la competencia. Puede ser una combinación de pozos y tuberías de producción con ciclos, ciclos anidados y/o ambos, o un solo pozo con configuración multilateral de fondo compleja. Usted puede modelar flujos monofásicos y multifásicos para prácticamente cualquier fluido, todo en una sola herramienta.

Determine las necesidades para levantamientos artificiales o recuperación de campos maduros

PipeSoft-2 le permite modelar los cambios en un pozo para determinar la manera en que éstos afectan la producción de un campo entero. Teniendo en cuenta el comportamiento potencial del pozo, se puede modelar con mayor confianza las necesidades para levantamientos artificiales, lo cual redunda en decisiones costos efectivos más acertados.

Se puede modelar la recuperación de petróleo en campos maduros por inyección de agua o CO2 con el fin de optimizar la producción. El volumen o la presión de agua o CO2 necesarios se calculan teniendo en cuenta el impacto de la caída de presión en las tuberías de producción, las propiedades de los fluidos, las condiciones del depósito, etc., las cuales están asociadas con el sistema de inyección (o producción).

Modelo un pozo, o una red

PipeSoft-2 es la última herramienta para los ingenieros de producción y de instalaciones, con una variedad de cálculos que permiten modelar eficientemente un sistema y optimizarla producción. Usted puede diseñar y analizar un pozo, línea de flujo o cualquier combinación que exista como red. Las redes pueden tener lazos o anillos complejos. Una sola red puede incluir tanto la red superficial como múltiples pozos, cada uno incluso con una configuración multilateral compleja. En resumen, usted puede modelar flujo en una o más fases, para virtualmente cualquier fluido-todo con una sola herramienta.

PipeSoft-2 se construye sobre una fundación sólida, preservando la funcionalidad original del programa Pipeflow2, de Chevron, que representó décadas de investigación, desarrollo

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y uso en el campo. IHS ha agregado una interface altamente visual, así como mejoras continuas en la funcionalidad de la simulación. Algunas capacidades no encontradas en otros sistemas de simulación incluyen:

 “Visualización dinámica” — PipeSoft-2 exhibe resultados a nivel de sistema con codificación en color, que proporciona una comprensión visual inmediata de las redes que son estudiadas. La codificación se aplica a parámetros tales como presión, temperatura, corte de agua y caudales. El sistema de flujo completo se puede observar en una pantalla en un modo de animación dinámico, incluyendo el sentido de flujo. La exhibición única de presiones, caudales y demás con codificación en color hace de Pipesoft-2 una herramienta en para localización de problemas de flujo en el sistema

Tres métodos de solución de la red — Muchos productos de simulación no pueden solucionar redes con anillos complejos, u ofrecen solamente un método de solución. Pipesoft-2 ofrece tres métodos de solución de redes: PBAL, QBAL y DYNER.Los tres métodos ahorran tiempo significativo a los ingenieros, permitiendo que modelen rápida y fácilmente una variedad de configuraciones de red.

Interfase Gráfica intuitiva — Pipesoft-2 ofrece una interfase fácil de utilizar que permite a los usuarios aprender el programa rápidamente, asegurando que los ingenieros encuentren el programa inclusive divertido para utilizar, maximizando así la inversión de la compañía.

Modelado de flujo simultáneo — Pipesoft-2 permite modelar el flujo simultáneo en tuberías de pozo y anular de tubería-revestimiento.

Amplia gama de los tipos de fluidos — Pipesoft-2 simula virtualmente cualquier tipo de fluido que usted encuentre, incluyendo el vapor, los fluidos no newtonianos, el gas condensado, black-oil, fluido composicional y una sola fase (crudo/gas/agua).

Lista completa de equipos — El software incluye tuberías, bombas, válvulas de control, estrangulaciones, válvulas de gaslift, separadores, las unidades de amina, compresores, reguladores y más, así que usted puede modelar prácticamente cualquier sistema de producción común.

Tablas de flujo ligadas a los simuladores de yacimiento —Permite la creación de tablas hidráulicas que representan caudales de flujo en los nodos límite (pozos, fuentes y sumideros).Se pueden importar directamente desde simuladores de yacimiento comerciales para una simulación más rigurosa.

Aseguramiento del flujo (escamas, hidratos, análisis de slugs, descarga de pozos de gas) — Prediciendo la composición del fluido, Pipesoft-2 ayuda en la toma de decisiones con respecto a la remoción de líquidos o inyección de inhibidores.

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Acoplamiento con análisis de curvas de declinamiento —Permite que usted importe datos de producción para crear una curva de declinamiento global y realizar pronósticos de producción a presiones definidas.

Importe curvas de bombas y del funcionamiento de pozos —Importe curvas de bombas electro-sumergibles directamente desde SubPUMP®, el programa de IHS para diseño y análisis de bombeo BES. También puede importar los datos del comportamiento del pozo (caudal vs. caída de presión) de PERFORM™, el programa de IHS para optimización de pozos de petróleo y gas mediante análisis nodal.

Opción de presentación de datos en tablas — para los casos que implican centenares de elementos, el software incluye una forma opcional de entrada de datos en tablas para ahorrarle tiempo.

Otras características importantes — Estudios de comparación con hasta 15 casos, múltiples datos PVT, cambio dinámico de unidades y calibración de presión para pozos y líneas de superficie.

DISEÑO DE POZOS Y ÁNÁLISIS DE DESEMPEÑO DE LA PRODUCCIÓN. .

PIPESIM 

Constituye una forma minuciosa, rápida y eficiente de ayudarlo a incrementar la producción y conocer el potencial de su yacimiento. PIPESIM no sólo modela el flujo multifásico desde el yacimiento hasta el cabezal del pozo, sino que además tiene en cuenta el desempeño de la línea de flujo y de las instalaciones de superficie para proveer un análisis integral del sistema de producción.

Con PIPESIM puede:

* Efectuar un análisis nodal integral en cualquier punto de su sistema hidráulico utilizando múltiples parámetros de sensibilidad

*Diseñar pozos nuevos y analizar los pozos verticales, horizontales y multilaterales existentes

*Diseñar sistemas de levantamiento artificial y ESP con el programa sustentado por los servicios de expertos en sistemas de levantamiento artificial de SLB

*Conectarse a OFM para identificar los candidatos de un campo para estudios adicionaleso tratamientos con fines de remediación

*Generar tablas VFP como datos de entrada para los modelos de sistemas de simulación de yacimientos ECLIPSE*

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PPROSPER

PROSPER es una actuación así, el diseño y programa de optimización para el modelado de la mayoría de los tipos de configuraciones, así que se encuentran en la industria del petróleo y el gas en todo el mundo hoy en día. PROSPER puede ayudar a la producción o depósito ingeniero para predecir la tubería y la tubería hidráulica y las temperaturas con precisión y velocidad. Funciones de cálculo de sensibilidad de Prosper permiten diseños existentes así ser optimizado y los efectos de los cambios futuros en los parámetros del sistema a evaluar.

PROSPER está diseñado para permitir la construcción de modelos así fiables y coherentes, con la capacidad para hacer frente a cada aspecto de bien a saber modelado de taladro; PVT (caracterización de líquidos), correlaciones VLP (para el cálculo de la línea de flujo y pérdida de presión de la tubería) y derechos de propiedad intelectual (influjo del reservorio). Al modelar cada componente del sistema, así produciendo, el Usuario puede verificar cada subsistema modelo coincidente rendimiento. Una vez que un modelo de sistema bien se ha ajustado a los datos de campo reales, PROSPER se puede utilizar con confianza para modelar el bien en diferentes escenarios y para hacer avanzar las predicciones de la presión del yacimiento en base a los datos de producción de superficie.

Con la garantía de flujo detallado PROSPER se puede estudiar en el pozo y el nivel de la tubería de superficie. PROSPER proporciona características únicas a juego que PVT melodía, correlaciones de flujo multifásico y derechos de propiedad intelectual para que coincida con los datos medidos sobre el terreno, lo que permite un modelo coherente que se construyó antes de su uso en la predicción (sensibilidad o diseño de levantamiento artificial).

Análisis de Sistemas de Producción

· Modelos de flujo de entrada de desempeño (IPR) s

· Bien horizontal con una caída de presión en el pozo

· Multicapa con una caída de presión en el pozo

· Fractura hidráulica

· Tiempo de IPR dependiente

· Multi-laterales

· Porosidad dual

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· Caudal de salida

· Cálculos de estabilidad Pipe

· Presión así patentada cae modelo -

· PVT - Petróleo, Gas Condensado - Negro Aceite o totalmente composicional

· Revise el tubo y tubería de calidad

· El análisis de sensibilidad

Bueno Tipos

· Gas, petróleo, agua, condensado, vapor, pozos de inyección

· Fluye naturalmente

· Artificialmente levantado

· Multicapa

· Multilateral

· En ángulo y horizontal

Levantamiento Artificial Análisis y Diseño de Sistemas

· Bomba eléctrica sumergible - ESP

· Gas Lift

· Bombas Hidráulicas - HSP

· Bombas de Cavidad Progresiva - PCP

· Bombas de Jet

· Viga Bombas - Vara

· Diseño de nuevos sistemas de levantamiento artificial

· Verifique que la eficiencia del sistema existente.

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3.3 Aplicación de los simuladores

Los simuladores que encontramos en el mercado tienen diversas aplicaciones y métodos de comunicación entre los existentes de marcas diversas, llamadas interfase. La mayoría de estos simuladores nos permiten simular la construcción de un modelo físico, crear un modelo de fluido, elige las correlaciones de flujo que apliquen al modelo, ejecuta la operación, visualiza y analiza datos.

Ejemplo: construcción de una tubería de agua. Utilizando PIPESIM.

1.- En inicio ubicamos la carpeta PIPESIM y damos click en el logo del mismo nombre. Figura 3.1

Figura3.1

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2.- Al iniciar el programa mostrara una pantalla en la cual daremos click en nuevo modelo de pozo y líneas. Fig. 3.2

Fig.3.2

3.- Se mostrara la pantalla siguiente. Ubique en la barra de tareas la opción configurar y a continuación dará click en unidades

Figura 3.3

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4.- Seleccione la casilla de ingeniería, a continuación de click en aceptar.

Fig.3. 4

Fig3.4.1 En la Figura. Se observa la barra de componentes del modelo.

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5.- Nos colocamos en la barra y seleccionamos el icono de fuente. Da doble click y aparecerá el puntero en forma de cruz de un click y aparecerá el icono de la fuente Repita los pasos seleccionando el límite del nodo (boundary node) y la tubería.

Fig. 3.5

6.- seleccione la fuente, de doble clic y aparecerán las propiedades de la fuente ingrese una temperatura de 68 F, y 1450 psi. De clic en aceptar y seleccione la tubería para asignarle los valores que se observan en la siguiente figura

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Fig.3.6

7.- Seleccione la tubería en ondulaciones asigne el valor de 0; distancia horizontal 65000 pies; diferencia de elevación 0; diámetro interno 6 plg; Espesor 0.5 plg; Rugosidad 0.001 Temperatura ambiente 68 F.

Fig.3. 7

8.- En la misma ventana seleccione la pestaña que indica transferencia de calor seleccione incluir el valor de U, y asignar el valor especificado de U asigne el valor de “0” de clic en aceptar como se muestra en la siguiente imagen. U es la energía interna del sistema.

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Fig.3.8

9.- seleccione de la barra de trabajo configuración y ubique black oíl de un click.

Fig.3.9

10.- aparecerá la siguiente imagen asigne el nombre del fluido en este ejercicio se usara agua, asigne el valor de 100 en el corte de agua y 0 en la relación gas aceite.

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(GOR). De clic en aceptar. De click en archivo, ubique guardar como y escriba el nombre de ejercicio1 de en guardar.

Fig.3.10

11.-De click en configurar y seleccione correlaciones de flujo como se muestra en la siguiente figura.

Fig.3.11

12.- seleccione la correlación de Moddy de click en aceptar

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Fig.3.12

13.- del menú operaciones seleccione perfiles de temperatura y seleccione la gráfica de presión contra distancia total. Seleccione la presión de salida y asigne 1450 psi, seleccione en Liquid Rate 18000 STB/d y de click en correr modelo.

Fig.3.13

14.- A continuación se despliega la gráfica que nos muestra la gráfica lineal que indica la relación entre la presión y la distancia en pies.

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Fig.3.14

15.- la siguiente figura muestra los datos calculados por el programa.

Fig. 3.15

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3.4 Interpretación de resultados

Pipesim muestra dos tipos de reportes a los cuales podemos tener acceso a través del menú reportes el primero es un reporte sintetizado donde podemos encontrar:

Colgamiento del líquido

Corte agua Gas libre

Perdidas de presión

Presiones de entrada y salida

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El Segundo reporte muestra 16 columnas o salidas

1.-Muestra el número de nodos para el ejemplo muestra 26.

2.- Muestra la distancia horizontal (acumulativa).

3.- Muestra la distancia (absoluta).

4.- Muestra el Angulo de inclinación (desde la horizontal).

5.-Muestra el Angulo de inclinación (desde la vertical).

6.-Muestra la presión.

7.-Muestra la temperatura.

8.-Muestra la mezcla de velocidad.

9.-Muestra inclinación de la elevación de presión.

10.-Muestra la Caída de presión por elevación.

11.-Muestra el Caudal de líquido real en las condiciones de P, T del nodo.

12.-Muestra Cantidad de gas libre real en las condiciones de P, T del nodo.

13.-Muestra la Densidad del líquido real en las condiciones de P, T del nodo.

14.- Muestra la Densidad del gas libre real en las condiciones de P, T del nodo.

15.-Muestra el Número Slug.

16.-Muestra flujo patrón.

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Referencias Electrónicas.

PERFORM

http://www.oilproduction.net/cms/index.php?option=com_content&view=article&id=1354&Itemid=237

PIPESOFT2

http://www.oilproduction.net/cms/index.php?option=com_content&view=article&id=1356&Itemid=239

PIPESIM DE Shlumbergerhttp://www.software.slb.com/products/foundation/pages/pipesim-well-performance-modeling.aspx

PROSPER GAP DE Petroleum experts.

http://www.petex.com/

Manual de PIPESIM Fundamentals Training and Exercise Guide versión 2006.1