rocas y yacimientos

Ing. Luis Albán G.

Al petróleo no se lo encuentra en grandes lagos o ríos subterráneos, a diferencia de lo que muchos piensan.

Al petróleo se lo encuentra almacenado dentro de los poros de las rocas que componen el yacimiento.

Para que el petróleo pueda ser producido, la roca reservorio debe ser porosa y permeable.

Los poros de las rocas yacimiento de petróleo y/o gas están saturadas con los fluidos: agua, petróleo y/o gas.

La ingeniería de Yacimientos, tiene por objetivo calcular la cantidad de fluidos almacenados y la transmisibilidad de esos fluidos en el yacimiento.

El almacenamiento y transmisibilidad de los fluidos dentro del yacimiento dependen de las características y distribución de la roca y los fluidos.

Roca: material compuesto de uno o varios minerales como resultado final de los diferentes procesos geológicos.

Reservorio: Roca porosa con la capacidad de albergar uno o más fluidos en sus espacios porales.

Yacimiento: Acumulación considerable de alguna sustancia en el interior de la roca.

Pozo Petrolero: Perforación que conecta el yacimiento con la superficie, mediante un arreglo mecánico.

Campo Petrolero: Área delimitada de terreno, en el cual pueden existir varios pozos y yacimientos.

Porosidad: Fracción de una roca que es ocupada por los poros (espacio o volumen poroso).

Saturación: Porcentaje del volumen poroso ocupado por un fluido.

Permeabilidad: Propiedad de la roca para permitir el flujo de un fluido a través de ésta.

Tensión Interfacial: Diferencia en presión existente en la interfase de dos fluidos no miscibles.

Capilaridad: Propiedad de los líquidos que depende de su tensión superficial, que le confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar.

Humectabilidad: Tendencia que tiene un fluido para adherirse o mojar la superficie de la roca en presencia de otro fluido inmiscible.

Espesor de Formación (Thickness): Porción vertical del reservorio, con capacidad de almacenar y transmitir fluidos.

Medida del espacio poroso dentro de una roca, expresado en fracción o en porcentaje (%) del volumen total de la roca.

La expresión general para la porosidad es:

(2.1)

Donde:Vb = Volumen total de la roca

Vg = Volumen ocupado por los granos (sólido)Vp = Volumen ocupado por los poros.

b

p

b

gb

V

V

V

VV

Porosidad Absoluta:Es la porosidad total de la roca, tomando en cuenta los poros conectados y no conectados dentro de la roca.

Porosidad Efectiva:Es la porosidad de la roca, tomando en cuenta solo los poros que se encuentras interconectados.

Porosidad Primaria:Porosidad formada al mismo tiempo que los sedimentos se fueron depositando. El volumen poroso depende del espacio entre los granos individuales del sedimento.

Porosidad Secundaria:Volumen poroso formado después de la sedimentación. La magnitud, forma, tamaño e interconexión de los poros, no dependen de la forma de las partículas originales de sedimento

Porosidad Primaria Porosidad Secundaria

Arreglo Teórico de Empaquetamiento de los Granos

Arreglo Teórico de Empaquetamiento de los Granos

Arreglo Teórico de Empaquetamiento de los Granos

Arreglo Teórico de Empaquetamiento de los Granos

Valores Típicos de Porosidad

20% para una arena limpia y consolidada.

6% - 8% para carbonatos

Estos valores son aproximados, y ciertamente no se cumplirán en todos los casos.

Factores que intervienen en la Porosidad

Uniformidad en el tamaño del grano.

Grado de Cementación.

Empaquetamiento.

Forma de las partículas.

Factores que intervienen en la Porosidad

Considere un volumen de roca con una superficie de un (1) acre y espesor de un (1) pie, este constituye la unidad básica de medida de volumen de roca en los cálculos petroleros (acre-pie).

También es práctica estándar expresar el volumen de líquidos en barriles.

Conversiones:

1 acre = 43560 ft3

1 acre-ft = 43560 ft3

1 bbl = 42 gal = 5.61 ft3

1 acre-ft = 43560/5.61 = 7758 bbl

Entonces podemos decir que el volumen poroso de un reservorio de un acre-pie esta dado por:

Debemos tomar en cuenta que en un yacimiento de petróleo siempre encontraremos cierta cantidad de agua connata o irreductible, también podemos encontrar gas.

]/[*7758 ftacrebblVp

Para un reservorio que solo contiene petróleo y agua, el valor del POES por acre-ft esta expresado por:

(2.2)

ftacre

STBSSN

o

w

o

o

)1(**7758**7758

Donde:

N = POES/acre-ftSo = Saturación de petróleo

Sw = Saturación de agua

Bo = Factor volumétrico de formación del petróleo [RB/STB]

So + Sw = Vo/Vp + Vw/Vp = 1

Vo = volumen de petróleo en el espacio poroso

Vw = volumen de agua en el espacio poroso

Para un reservorio q solo contiene gas y agua, el valor del GOES por acre-ft, tenemos q tomar las siguientes consideraciones:

(2.3)

Donde el subíndice “s” denota a condiciones estándar.

(2.4)

zT

VP

T

VP p

s

ss**

s

sps PTz

TPVVGOES

**

*

Conocemos que:Vp = 43560**(1-Sw) [ft3/acre-ft]

Ts = 460°F + 60°F = 520°R

Ps = 14.7 psia

Entonces tenemos:

(2.5)

(2.5a)

Tz

PPSGOES w *

*7.14

520*)1(**43560

ftacre

MSCF

zT

PSGOES w

*)1(**1540