Análisis Nodal de Sistemas de Producción de Petróleo y Gas: Libro de texto 15

Título original:

Nodal Analysis of Oil and Gas Production Systems: Textbook 15

Contenido del libro:

Nodal Analysis of Oil and Gas Production Systems ofrece una visión moderna del uso de las técnicas de análisis nodal para optimizar la producción de los pozos de petróleo y gas. Abarca el flujo multifásico a través de líneas de flujo, pozos, estranguladores y el yacimiento cercano al pozo. Enseña el desarrollo de modelos matemáticos para esos elementos del sistema y cómo implementarlos en código informático. Explica la física subyacente, partiendo de los primeros principios siempre que sea posible y recurriendo a correlaciones empíricas siempre que sea necesario. Abarca los conceptos esenciales del análisis nodal de un sistema de pozos y pretende proporcionar a los lectores conocimientos suficientes para utilizar software comercial de análisis nodal para sistemas más complejos, explorar la bibliografía en este campo y ampliar sus conocimientos.

Este libro se basa en el material utilizado en un curso de tres meses para estudiantes de primer año de postgrado en el programa MSc de Ingeniería del Petróleo de la Universidad Tecnológica de Delft (TU Delft). El objetivo de este curso es proporcionar destrezas en el desarrollo y uso de modelos matemáticos e informáticos del flujo a través de las distintas partes de un sistema de producción de petróleo y gas. La idea subyacente es que una comprensión básica de la implementación numérica de conceptos teóricos debería ser un elemento importante en la educación de todos los estudiantes de ingeniería, aunque sólo unos pocos de ellos se convertirán en desarrolladores de herramientas y la mayoría de ellos se limitarán a utilizar herramientas de software cuyo funcionamiento interno se oculta detrás de interfaces de usuario ingeniosas. Aunque el libro está pensado principalmente para su uso en el aula, también puede ser de utilidad para ingenieros en ejercicio o investigadores que deseen familiarizarse con los fundamentos del análisis nodal o aprender más sobre la teoría subyacente. * Los prerrequisitos son una comprensión básica de los fenómenos físicos del transporte; cálculo, incluidas las ecuaciones diferenciales de primer orden; y, preferiblemente, un conocimiento de las propiedades de los hidrocarburos y las terminaciones de pozos de petróleo y gas.

Al final de cada capítulo se incluyen preguntas y ejercicios. Algunas de ellas implican cálculos que pueden realizarse a mano con una calculadora, mientras que otras requieren el uso de un ordenador para ejecutar las rutinas de matlab que acompañan al libro. Las preguntas y ejercicios de matlab constituyen un ingrediente importante del curso, por lo que un nivel básico en programación informática será de ayuda para sacar el máximo provecho del libro. A mano.

Los cálculos se consideran principalmente un medio para obtener estimaciones rápidas de orden de magnitud o para verificar los resultados de simulaciones por ordenador. Sin embargo, la teoría se presenta en el libro de forma que sea comprensible sin que el lector tenga que pasar por los ejercicios de matlab. En el Apéndice G se ofrecen las respuestas a todas las preguntas. Una primera versión de este libro se basaba en material escrito por el prof. Peter K. Currie. Desde que me hice cargo de su curso en 2001, el texto se ha ido reescribiendo y ampliando gradualmente. Durante la primavera de 2011 revisé partes importantes mientras impartía un curso similar en la Universidad de Stanford.

Muy poco de la teoría descrita en el texto es nuevo, y reconozco las contribuciones de todos aquellos que han sido pioneros en el campo del análisis nodal y los modelos subyacentes para los diversos elementos del sistema de producción. He intentado remitirme a las fuentes originales en la medida en que las conozco. Además, agradezco la contribución de muchos estudiantes y ayudantes de TU Delft y Stanford que me ayudaron a detectar errores, incoherencias o material poco claro, tanto en el texto como en el código matlab que lo acompaña. No cabe duda de que todavía se puede mejorar. Si encuentra errores, observa que faltan referencias o tiene algún otro comentario, le ruego me lo comunique a j. d. jansen@tudelft. nl.