Clase 7

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Comportamiento de Yacimientos
Oct 05, 2013
Fundamentos de Ingeniería de Yacimientos
• Ecuación de Balance de Materia
Comportamiento de Yacimientos
Objetivo de Curso:
Oct 05, 2013
Comportamiento de Yacimientos
Ecuación de Balance de Materia, EBM.
-
Antecedentes
Mapa de Ruta de la EBM
Utilidad de la EBM
Suposiciones de la EBM
Derivación de la EBM
- Simbología usada en la EBM
- Volumen Poroso
- Concepto de Modelo de Tanque
Oct 05, 2013
Comportamiento de Yacimientos
Ecuación de Balance de Materia, EBM.
- EBM General
- Índices de Empuje
- Aplicaciones
- EBM como línea recta
- Aplicaciones
- Pronósticos de Producción con la EBM
- Cálculo de la RGA producido
- Método de Tracy
- Método de Muskat
- Método de Tarner
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Comportamiento de Yacimientos
Oct 05, 2013
Antecedentes (1 de 4)
Al inicio, antes de su explotación, el yacimiento consiste
de un medio poroso (roca) conteniendo hidrocarburos, el
cual eventualmente, puede tener un acuifero asociado,
ambos en equilibrio.
Cuando el primer pozo es perforado y puesto a
producción, este causa un perturbación en todo el
sistema, es decir, en el medio poroso conectado
hidráulicamente. Existe una caída de presión, causando
que el sistema reaccione: i.e., el solido de la roca, el
acuifero, agua congenita y los hidrocarburos.
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Antecedentes (2 de 4)
En el caso general, un yacimientos con capa de gas, aceite
y acuifero. Al producir aceite, sucede los siguiente:
i. La capa de gas se expande, Cg es grande.
ii. El acuifer se expande, avanza hacia la zona de aceite
iii. El medio solido, el agua y el aceite se expanden.
Estos efectos suceden para compensar el volumen que ha
sido extraido, el cual causa un desequilibrio en el sistema.
Es decir, se deble cumplir que So+Sg+Sw = 1
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Antecedentes (3 de 4)
Estos efectos en el sistema o mecanismos de drene o de
producción han sido estudiados desde 1936 con lo que se
hizo llamar la ecuación de balance de materia, EBM.
Tenemos que tener en mente que esto surgio cuando solo
existia la regla de cálculo, no calculadoras, no
computadoras. Los calculos que se realizaban estaban
basados en la relaciones de volumenes en el fondo y
superficie. La EBM fue la herramienta básica para el
ingeniero de yacimientos durante muchos años ( hasta los
60´s que surguieron los primeros simuladores numericos.
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Antecedentes (4 de 4)
La EBM ha sido, es , y será usada, cuando la información
que se disponga sea insuficiente para alimentar un
modelo numérico que sea capaz de realizar pronósticos
sensatos de producción.
Modelo de tanque : dimensión cero
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Utilidad de la EBM.
Usando la EBM, se puede determinar:
i.
ii.
iii.
iv.
v.
El volumen inicial de hidrocarburos
Predicción del comportamiento del yacimiento
Analizar consistencia de los datos de producción
Entender mecanismos de producción.
La EBM puede ser usada como un prefacio para la SNY.
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Mapa de Ruta en la EBM.
En 1936 Shiltus fue uno de los primeros en proponer un
analisis usando una EBM.
Em 1963 Havlena y Odhe propusieron su técnica de
interpretar la EBM como una ecuación de linea recta
(todos los softwares comerciales lo contienen)
En 1987 Campbel propuso expresar la EBM en forma de
indices de empuje, i.e, identificando los mecanismos de
empuje.
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Suposiciones de la EBM (1 de 4)
Temperature Constante
Los cambios en presión-volumen en el yacimiento se
asume que ocurre a temperatura constante.
Reservoir Characteristics.
El yacimiento posee propiedades constante:
Porosidad
Espesor
Saturación de agua irreducible
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Suposiciones de la EBM (2 de 4)
Recuperación de fluidos
Es considerada independiente de gasto de los fluidos,
numero de pozos, localización del pozo. En otras palabras, el
factor tiempo no esta expresado explícitamente en la EBM.
Parámetros Dinámicos
La EBM no considera los siguientes parámetros dinámicos:
Viscosidad
Permeabilidad
(únicamente los usa para pronosticos de producción)
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Suposiciones de la EBM (3 de 4)
Equilibrio en presión
Todos los puntos del yacimiento posen la misma
presión, esto es, referida como presión media del
yacimiento.
Por lo tanto, las propiedades del fluido son identicas en
Cada punto del yacimiento.
En la forma convencional de EBM, Se considera la
formulación de aceite negro
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Suposiciones de la EBM (4 de 4)
Volumen de Yacimiento Constante
El volumen del yacimiento de asume constante. La
expansion de la roca y agua no provocan una
deformación considerable del yacimiento.
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Derivación de la EBM - Simbología. (1 de 3)
Antes de derivar la Ecuación de Balance de Materia (EBM),
es conveniente identificar algunos terminos y su
simbología. Los simbolos usados aqui son adoptados de la
nomenclatura de la SPE.
Pi
p
Δp
pb
N
Np
Gp
Presión inicial de yacimiento, psi
Presión Volumétrica de yacimiento, psi
Cambio de presión= Pi- p, psi
Presión de burbuja, psi
Volumen de aceite original, STB
Producción acumulada de aceite, STB
Producción acumulada de gas, scf
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Derivación de la EBM – Simbología (2 de 3)
Wp
Rp
GOR
Rsi
Rs
Boi
Bo
Bgi
Bg
Winj
Ginj
We
Producción acumulada de agua, STB
Relación gas-aceite acumulado, scf/STB
Relación gas-aceite instantanea, scf/STB
Solubilidad inicial de gas en el aceite, scf/STB
Solubilidad de gas en el aceite, scf/STB
Factor de volumen de aceite inicial, bbl/STB
Factor de volumen de aceite ,bbl/STB
Factor de volumen de gas inicial, bbl/scf
Factor de volumen de gas, bbl/scf
Volumen de agua acumulada injectada, STB
Volumen de gas acumulado injectado, scf
Volumen de entrada de agua acumulada, bbl
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Derivación de la EBM – Simbología. (3 de 3)
m
Relación entre el volumen de la capa de gas inicial y
volumen de aceite inicial, bbl/bbl
G
Capa de gas inicial, scf
PV Volumen Poroso, bbl
cw Compresibilidad del agua, 1/psi
cf
Compresibilidad de la formación, 1/psi
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Derivación de la EBM : Modelo de Tanque
Pi
P
Np, Gp, Wp
Gpi, Wpi
Nueva capa
de Gas
Gas
Gas Liberado
Gas Inyectado
Agua Inyectada
Expansión de la Roca y Swi
Aceite
Aceite Remanente
We
Entrada de Agua

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