Diseño de una herramienta software para la determinación de las pérdidas de calor en las líneas de flujo desde superficie a fondo de pozo en procesos de inyección de vapor

Abstract

La base de este trabajo es el desarrollo de un software que permite la estimación de las pérdidas de energía experimentadas por el vapor a medida que se transporta desde el generador ubicado en la superficie hasta el fondo de pozo. El análisis realizado por la herramienta permite incorporar las pérdidas de energía debido a los fenómenos de transferencia de calor (convección, radiación, conducción), además de las pérdidas de presión, ocasionadas por la fricción entre el fluido y las paredes de la tubería. Con el fin de realizar un análisis más preciso, se propone una metodología basada en el análisis del tiempo y espacio del proceso. Discretizando por una parte la longitud de la tubería y por otra, el tiempo de inyección. En la primera fase, se consideró un proceso isoentálpico, es decir, no hay cambios en la entalpía, solo en la presión. A partir de esto, se realizó la determinación del cambio de presión a partir del uso de correlaciones de flujo multifásico. Se recalculo las propiedades termodinámicas del vapor con la presión nueva, y se comenzó con la segunda fase de cálculo en la cual se consideró que el proceso fue isobárico, es decir, la presión en el tramo de análisis será constante. Utilizando los datos antes determinados, se realizarán los cálculos de caída de entalpía debido a pérdidas de calor. Finalmente, se determina la calidad final del vapor para esta sección. Una vez establecido el algoritmo, se realizó la programación e implementación en leguaje C#. A partir de esto, se obtuvo un paquete de software integrado que permite el diseño de tuberías, de aislamiento, y finalmente, la estimación de pérdidas de energía y presión en la línea de flujo.