Notas Técnicas

Medición de Producción de Pozos de Gas

Las empresas encargadas de la exploración y producción de gas necesitan cada vez más de información en tiempo real del funcionamiento de los pozos,

Introducción

Las empresas encargadas de la exploración y producción de gas necesitan cada vez más de información en tiempo real del funcionamiento de los pozos, tanto para sus propios análisis operativos, como para cumplir con las reglamentaciones vigentes.  Por lo tanto, la medición del gas producido es una necesidad fundamental, que debe resolverse de manera eficiente y confiable, sin afectar el funcionamiento de los pozos en producción. 

También es necesario en algunos casos medir la inyección de gas a alta presión (gas lift) que se utiliza para aumentar la producción de pozos que comenzaron a declinar su producción natural; o bien el gas que se inyecta y que luego se recupera de los reservorios que se utilizan para almacenamiento temporario.

Aplicaciones 

El avance de la tecnología de medición por ultrasonido, en forma externa a la cañería, ha hecho posible la solución de todas estas aplicaciones en forma simple y efectiva, sin afectar la producción y optimizando los costos operativos. 

• Medición de gas producido (incluso en condiciones de gas húmedo)
• Control de inyección de gas-lift a la formación.
• Medición de gas inyectado y gas recuperado de los reservorios.
• Monitoreo y gestión de gasoductos.

FLEXIM es la compañía alemana líder a nivel mundial en el desarrollo de caudalímetros ultrasónicos externos para líquidos y gases, ofreciendo tanto modelos para instalación permanente como equipos portátiles.  Dentro de su gama de productos, cuenta con dispositivos capaces de resolver eficientemente estas mediciones de gas, y que han sido instalados en probados en miles de instalaciones alrededor del mundo.

Principio de funcionamiento

Los caudalímetros ultrasónicos FLEXIM son capaces de medir caudal de gases mediante el principio de medición de tiempo de tránsito. 

Para esto, el caudalímetro ultrasónico mide el tiempo que tarda una señal ultrasónica inyectada en el fluido mediante transductores externos, viajando a favor (aguas abajo) y en contra del caudal (aguas arriba). 

Con estos dos tiempos de tránsito, el dispositivo calcula dos valores:

• [v]: Velocidad de circulación del fluido (caudal volumétrico), a partir de la diferencia entre los tiempos de tránsito.
• [c]: Velocidad de propagación del sonido en el fluido, tomando el promedio de los tiempos de tránsito.

La velocidad de propagación del sonido en el gas, podrá servir como valor de diagnóstico a partir de la comparación contra el valor teórico, calculado usando el procedimiento de la recomendación AGA10.

Transductores clamp-on para medición no-invasiva

La medición de caudal no invasiva por ultrasonido ofrece una versatilidad inigualable, y se implementa utilizando transductores que se montan en forma externa a la cañería.  Una de sus principales ventajas está en la posibilidad de instalar o remover el caudalímetro sin necesidad de interrumpir la operación del pozo, permitiendo que el cliente pueda quitar y reinstalar fácilmente el caudalímetro en otro punto de medición una vez que el pozo en donde estaba instalado originalmente comienza a declinar o es puesto fuera de servicio por cualquier otra razón.

Compensación por presión y temperatura

Las unidades electrónicas de los caudalímetros ultrasónicos FLEXIM pueden contar con entradas analógicas (activas o pasivas) para recibir las señales de los transmisores de presión y temperatura.  De esta forma, el caudalímetro podrá realizar los cálculos de caudal compensado o en condiciones estándar.  Por otro lado, esta facilidad hace innecesaria la instalación de una remota o PLC adicional para recibir estas señales, simplificando la implementación de la solución completa.  En las electrónicas FLUXUS® G721, los valores de presión, temperatura, densidad y factor de compresibilidad del gas también pueden ser escritos en el caudalímetro mediante la comunicación MODBUS (RTU o TCP).  Por lo tanto, el cliente podrá desde su sistema SCADA actualizar las características del gas que se está midiendo, sin necesidad de modificar la programación del caudalímetro ni de ir hasta la ubicación del medidor, consiguiendo importantes ahorros en tiempo y gastos de viaje.

Corrección por humedad en el gas (wet gas)

Con la experiencia ganada en instalaciones en todo el mundo, y aprovechando las investigaciones y ensayos hechos en laboratorios de Europa y EEUU, FLEXIM ha desarrollado un algoritmo de corrección para aplicaciones de gas húmedo.

Gracias a este algoritmo, el caudalímetro puede corregir en tiempo real la sobre-lectura (over-reading) que genera la presencia de humedad en el gas, muy habitual en los desarrollos de gas no convencional.  De esta manera, el usuario puede tener una medición mucho más precisa del volumen de gas producido por cada pozo o cada well-pad, reduciendo las incertidumbres en los procesos de “alocación” de la producción del yacimiento.

Alocación de la producción

Como mencionábamos antes, una aplicación típica de los caudalímetros FLUXUS® G721 de FLEXIM es la alocación de la producción de los pozos, mediante el registro en tiempo real de la producción de cada uno.

Si el usuario quiere tener el mayor nivel de detalle posible, instalará un caudalímetro en cada uno de los pozos que conforman el pad.

En forma alternativa, y en locaciones donde hay varios pozos como es habitual en los desarrollos de shale-gas, podría llegar a utilizarse un caudalímetro con dos canales de medición, colocando uno de ellos en la salida de control del manifold y otro en la salida de producción hacia la flow-line. 

Si dicho manifold está automatizado mediante actuadores en las válvulas de bloqueo, el operador podrá realizar las pruebas de cada pozo en forma remota, facilitando enormemente la operación y reduciendo los gastos y tiempos de movilización del personal de planta.

De esta manera, el caudalímetro ultrasónico haría las veces de un separador de well-testing, midiendo la producción del pozo que se está ensayando de acuerdo a cómo se hayan dispuesto las válvulas del manifold.