balance de materiales.pdf

54
23/08/2012 Balance de materiales. Tema 4 Tema 4 Tema 4 Tema 4

Upload: jorge-luis-ramos

Post on 17-Dec-2015

81 views

Category:

Documents


10 download

TRANSCRIPT

  • 23/08/2012

    Balance de materiales.

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Cuando se produce un volumen de petrleo de un yacimiento, el

    espacio que estuvo ocupado por ese petrleo debe ser llenado por

    otro fluido. Si no se inyecta fluido, la produccin del petrleo resulta en

    una declinacin de la presin del yacimiento. Esta declinacin de

    presin puede causar la afluencia de fluidos desde un casquete de gas

    o de un acufero adyacente al yacimiento, la expansin de los fluidos

    originales del yacimiento y la expansin de los granos que forman la

    roca del reservorio

    4. TEORIA DE BALANCE DE MATERIALES

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    4. TEORIA DE BALANCE DE MATERIALES

    B UNA VEZ INICIADA LA PRODUCCION

    A CONDICIONES ORIGINALES

    6. Afluencia Neta de Agua.

    5. Expansin del Agua Connata.

    AGUA CONNATA

    4. Expansin de la Roca.PETRLEO

    3. Volumen de Petrleo.DE

    2. Volumen de Gas Liberado.VOLUMEN

    1. Expansin de la Capa de Gas.

    Volumen Poroso del Yacimiento

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Se fundamenta en la Ley de la Conservacin de la Masa y estaexpresada en forma volumtrica, a las mismas condiciones depresin y temperatura de la siguiente manera:

    APLICACIONES :

    1. Evaluar volmenes originales de fluidos.

    2. Estimar volmenes remanentes de fluidos.

    3. Predecir el comportamiento de produccin de los fluidos.

    Volumen

    inicial en un

    yacimiento

    Volumen

    remanente en

    el yacimiento

    Volumen

    removido del

    yacimiento= +

    Volumen

    inicial en un

    yacimiento

    Volumen

    remanente en

    el yacimiento

    Volumen

    removido del

    yacimiento= +

    5. ECUACION GENERAL DE BALANCE DE MATERIALES

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Suposiciones Bsicas:

    1. Volumen poroso constante.

    2. Petrleo y gas existentes siempre en equilibrio en el yacimiento.

    3. Datos PVT simulan el comportamiento de los fluidos.

    4. Expansiones del agua connata y roca despreciables.

    5. No existe migracin de fluidos entre regiones del yacimiento.

    6. No se considera el factor geomtrico del yacimiento pues es muy difcildeterminar la distribucin de los fluidos.

    7. Bw = 1,0 y Rsw = 0.

    8. Temperatura del yacimiento constante.

    5. ECUACION GENERAL DE BALANCE DE MATERIALES

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    La forma general de la ecuacin de Balance de Materiales fue presentadaoriginalmente por Schilthuis en 1941. La ecuacin expresa un balance devolumen que iguala la produccin acumulada observada a condiciones deyacimiento, y la expansin de los fluidos en el yacimiento que resulta deuna cada de presin.

    POil+gas disuelto original

    )(RBNBoi

    Capa de gas

    )(RBmNB oi

    iP

    C

    B

    A

    P

    5. ECUACION GENERAL DE BALANCE DE MATERIALES

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    El volumen A es elaumento debido a laexpansin del petrleomas el gas disueltooriginalmente.

    A

    POil+gas disuelto original)(RBNBoi

    Capa de gas

    )(RBmNBoi

    iPP

    B

    El aumento del volumen Bes debido a la expansinde la capa de gas inicial.

    C

    El volumen C es debido a la combinacinde los efectos de la expansin del aguaconnata y la reduccin en el volumenporoso.

    5. ECUACION GENERAL DE BALANCE DE MATERIALES

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    El balance de volumen puede entonces ser evaluado a condiciones de yacimiento como:

    Volumen producido (BY) = [Expansion de petrleo + gas disuelto originalmente] (BY)

    + [Expansion de la capa de gas] (BY) + [Reduccin debido a la expansion del agua

    connata y la disminucin del volumen poroso] (BY)

    Antes de evaluar los diferentes componentes en la ecuacin arriba descrita, es necesario

    definir los siguientes parmetros:

    Volumen de petrleo originalmente en sitio, a condiciones de superficie:

    Tamao de la capa de gas:

    BNB

    SwiVN

    oi

    ,)1(

    =

    petroleo elen rohidrocarbu de inicialVolumen

    gas de capa laen rohidrocarbu de inicialVolumen =m

    5. ECUACION GENERAL DE BALANCE DE MATERIALES

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Produccin acumulada de petroleo en barriles a condiciones de tanque, Np

    Relacin gas-petrleo acumulada, Rp

    STB petroleo, de acumulada Produccion

    scf gas, de acumulada Produccion=pR

    Los trminos de expansin en la ecuacin de balance de materiales pueden ser evaluados

    de la siguiente manera:

    Expansin Lquida: El N(BN) ocupara un volumen en el yacimiento de NBoi (BY), a la

    condicin de presin inicial (Pi); mientras que a una menor presin (P), el volumen del

    yacimiento ocupado por N ser NBo, donde Bo es el factor volumtrico del petrleo a la

    presin menor. La diferencia entre estos dos volmenes se considera como expansin

    liquida.

    Ecuacion General de la Ecuacion de

    Balance de Materiales

    BYBBN oio ),(

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Expansion por gas liberado: Ya que el petroleo inicial esta en equilibrio

    con la capa de gas, el petroleo se encuentra a la presion de saturacion o

    presion de burbujeo. Al reducir la presion por debajo de la presion inicial, gas

    se liberara. La cantidad total de gas en solucion en el petroleo es NRsi. La

    cantidad que se mantiene aun disuelta en N a una presion menor es NRs. De

    esta manera, el volumen de gas liberado durante una caida de presion, se

    expresa comoRBBRRN gssi ,)(

    Expansion de la capa de gas: El volumen total de la capa de gas viene

    expresado en terminos de;

    (scf) ,gi

    oi

    B

    mNBG =

    Ecuacion General de la Ecuacion de Balance

    de Materiales

    (PCN)

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Esta cantidad de gas, a la presion reducida P, ocupara un volumen a condiciones de

    yacimiento igual a,

    gi

    g

    oiB

    BmNB =

    La expansion de la capa de gas finalmente se expresa como:

    rb ,1

    gi

    g

    oiB

    BmNB

    Cambio en el Volumen Poroso de los Hidrocarburos (HCPV) debido a la

    expansion del agua connata y la reduccion del volumen poroso: El cambio del

    volumen total debido a estos efectos combinados pueden expresarse

    matematicamente como,

    fw dVdVHCPVd +=)(

    Ecuacion General de la Ecuacion de

    Balance de Materiales

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    wi

    fS

    HCPVV

    =1

    Donde Vf, es el volumen poroso total y Vw es el volumen de agua connata

    )1(

    )(*

    wi

    wiwifw

    S

    SHCPVSVV

    ==

    Ya que el HCPV total, incluye la capa de gas: rb ,)1( oiNBm+

    La reduccion del HCPV puede expresarse como:

    PS

    cScNBmHCPVd

    wi

    fwiw

    oi

    ++=

    1)1()(

    Ecuacion General de la Ecuacion de

    Balance de Materiales

    (BY)

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    La produccion en superficie observada durante una caida de presion es llamadaNp para el petroleo (STB) y NpRp para el gas (SCF). Cuando estos volumenesson producidos a una presion P, menor a la inicial, el volumen de petroleo mas elgas disuelto sera NpBo y NpRs respectivamente. De manera que, el gasremanente a ser producido o liberado es expresado en terminos de Np(Rp-Rs).

    Finalmente,el termino total de produccion es expresado como:

    rb ))(( WpBwBRRBNp gspo ++

    De esta manera, igualando esta ultima ecuacion a la suma de cambios devolumenes que toman lugar en el yacimiento, se tiene:

    Volumen producido (RB) = [Expansion de petroleo + gas disuelto originalmente] (RB)

    + [Expansion de la capa de gas] (RB) + [Reduccion en HCPV debido a la expansion

    del agua connata y la disminucion del volumen poroso] (RB)

    Ecuacion General de la Ecuacion de Balance de

    Materiales

    (BY)

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Donde:

    We es la entrada de agua acumulada del acuifero al yacimiento, STB.

    Wp es la cantidad de agua producida acumulada, STB

    Bw es el factor volumetrico del agua, RB/STB.

    +

    +=+ ...

    )()())((

    oi

    gssioio

    oigspopB

    BRRBBNBBRRBN

    wpe

    wi

    fwiw

    gi

    gBWWP

    S

    cScm

    B

    Bm )(

    1)1(1... +

    +++

    +=

    Ecuacion General de la Ecuacion de Balance

    de Materiales

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    La ecuacion de balance de materiales generada por Schilthuis ha sido

    estudiada por muchos investigadores. Havlena y Odeh describieron

    una tecnica para interpretar los resultados del balance de materiales

    como una linea recta, requiriendo realizar los siguientes calculos:

    rb ,))(( wpgspop BWBRRBNF ++=

    Produccion total a condiciones del yacimiento:

    Expansion del petroleo y su gas disuelto:

    rb/STB ,)()( gssioioo BRRBBE +=

    Expansion de la capa de gas:

    rb/STB ,1

    =

    gi

    g

    oigB

    BBE

    6. EBM: TECNICA HAVLENA Y ODEH

    (BY)

    BY/BN

    BY/BN

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Tecnica de Havlena y Odeh para determinar

    volumenes iniciales de hidrocarburo

    Expansion del agua connata y reduccion del volumen poroso:

    rb/STB ,1

    )1(, PS

    cScBmE

    wi

    fwiw

    oiwf

    ++=

    Finalmente la ecuacion generalizada del Balance de Materiales se expresa como:

    wewfgo BWEmEENF +++= )( ,Havlena y Odeh han mostrado que para ciertos casos la ecuacion arriba descrita

    puede ser interpretada como una linea recta. Por ejemplo, en el caso de un

    yacimiento sin capa de gas inicial, sin entrada de agua y terminos de agua connata

    y compresibilidad de la formacion despreciables, dicha ecuacion puede ser

    reducida a:

    oNEF =

    BY/BN

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Havlena y Odeh menciona que dado el caso que el comportamiento de la ecuacion

    anterior no sea lineal, se podria sospechar de la inesperada entrada de agua al

    yacimiento lo cual es tambien diagnosticado a partir del comportamiento de

    presiones en el mismo. Si este fuera el caso, la nueva ecuacion queda expresada en

    terminos de:

    o

    e

    o E

    WN

    E

    F+=

    Tecnica de Havlena y Odeh para determinar

    volumenes iniciales de hidrocarburo

    o

    eo

    oo E

    WE

    E

    N

    E

    F+=

    eo WNEF +=

    Eo

    F

    Eo

    We

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Los mecanismos de produccion que estudiaremos son:

    Mecanismo por gas en solucion

    Mecanismo por capa de gas

    Empuje Hidraulico

    Expansin Roca-Fluido (Compactacin)

    Identificacin del Mecanismo deProduccin Predominante

    Estos mecanismos seran analizados en terminos de:

    Determinar los principales mecanismos de produccion, y sus

    relacionados parametros, tales como: Relacion gas-petroleo de

    produccion, corte de agua, etc.

    Determinar la declinacion de la presion en el yacimiento.

    Estimar el factor de recobro primario.

    Investigar las posibilidades de aumentar el recobro primario.

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    a) Arriba de la presion de burbujeo (petroleo sub-saturado):

    Para el mecanismo de produccion por gas en solucion es asumido no existe capa de gas inicial, asi

    m=0 y el acuifero es relativamente pequeo en volumen, despreciandose la entrada de agua (We).

    De esta manera, arriba del punto de burbujeo, Rs=Rsi=Rp, ya que todo el gas producido en superficie

    debe estar disuelto en el petroleo del yacimiento.

    Identificacin del Mecanismo de Produccin Predominante

    Mecanismo por gas en solucion: Un yacimiento por gas en solucion es aquel en el que el principal

    mecanismo de empuje es debido a la expansion del petroleo y su original gas disuelto. El aumento en

    los volumenes de fluido durante el proceso es equivalente a la produccion.

    +

    +=+ ...

    )()())((

    oi

    gssioio

    oigspopB

    BRRBBNBBRRBN

    wpe

    wi

    fwiw

    gi

    gBWWP

    S

    cScm

    B

    Bm )(

    1)1(1... +

    +++

    +=

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    ++

    = P

    S

    cSc

    B

    BBNBBN

    wi

    fwiw

    oi

    oiooiop

    1

    )()(

    Expansion Liquida

    El componente que describe la reduccion del VPHC, debido a la expansion del

    agua connata y la reduccion del volumen poroso, no puede ser despreciada para un

    yacimiento de petroleo sub-saturado ya que tanto la compresibilidad del agua

    como la de la formacion son generalmente en el mismo orden de magnitud de la

    compresibilidad del petroleo.

    Identificacin del Mecanismo de Produccin Predominante

    Sobre estas suposiciones, la ecuacion general de balance de materiales puede ser

    reducida a:Reduccion del VPHC

    PB

    BBc

    oi

    oioo

    =

    )(

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    PS

    cSccNBBN

    wi

    fwiw

    ooiop

    ++=

    1

    )(

    Identificacin del Mecanismo de Produccin Predominante

    Substituyendo en la expresion reducida del Balance de Materiales:

    Ya que existen solo dos fluidos en el yacimiento, petroleo y agua connata, la suma

    de las saturaciones de ambos fluidos debe ser 100% del volumen poroso;

    1=+ wo SS

    Substituyendo esta nueva condicion, la ecuacion arriba descrita queda expresada

    en los siguientes terminos:

    PS

    cScScNBBN

    wi

    fwiwoo

    oiop

    ++=

    1

    ce: Compresibilidad efectiva

    PcNBBN eoiop =O:

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4Empuje por gas en solucion Petroleo en Yacimiento Subsaturado

    Ejercicio: Determine el recobro de petroleo fraccional, durante la depletacion de

    un yacimiento mientras cae por debajo de la presion de burbujeo, cuyos

    parametros PVT estan listados en la tabla anexa.

    Presion

    (psia)

    Bo

    (RB/STB)

    Rs

    (scf/STB)

    Bg

    (RB/scf)

    4000 (Pi) 1.2417 510 ---

    3500 1.2480 510 ---

    3330 (Pb) 1.2511 510 0.00087

    3000 1.2222 450 0.00096

    2700 1.2022 401 0.00107

    2400 1.1822 352 0.00119

    2100 1.1633 304 0.00137

    1800 1.1450 257 0.00161

    1500 1.1287 214 0.00196

    1200 1.1115 167 0.00249

    900 1.0940 122 0.00339

    600 1.0763 78 0.00519

    300 1.0583 35 0.01066

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Empuje por gas en solucion Petroleo en Yacimiento

    SubsaturadoContinuacion del problema:

    -16 lpc 103 = xcw-16 lpc 106.8 = xc f 2.0=wiS

    Solucion: La data que se requiere de la tabla anexa se resume a la siguiente;

    Presion

    (psia)

    Bo

    (RB/STB)

    Rs

    (scf/STB)

    Bg

    (RB/scf)

    4000 (Pi) 1.2417 510 ---

    3330 (Pb) 1.2511 510 0.00087

    1-6 lpc 103.11)33304000(2417.1

    2417.12511.1)( =

    =

    = x

    PB

    BBc

    oi

    oibo

    o

    La compresibilidad promedio del petroleo sub-saturado entre la presion inicial y la

    de burbujeo es,

    PcB

    B

    N

    Ne

    ob

    oiP

    p

    b=

    El recobro de petroleo no es mas que la relacion entre la produccion acumulada

    entre el volumen total (reservas) de hidrocarburos.

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Empuje por gas en solucion Petroleo en Yacimiento Subsaturado

    1-66 lpc 108.2210)6.82.038.03.11(8.0

    1 =++= xxxxce

    %52.1)33304000(108.222511.1

    2417.1 6 == xxxN

    N

    bP

    p

    De esta manera, el recobro de petroleo vendra dado por:

    El recobro de petroleo es extremadamente bajo. Esto se debe al valor muy

    pequeo de la compresibilidad efectiva la cual contiene solo agua y petroleo.

    La situacion, sin embargo, sera totalmente diferente una vez que la presion

    disminuye por debajo de la presion de burbujeo.

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Empuje por gas en solucion Petroleo en Yacimiento Saturado

    +

    +=+ ...

    )()())((

    oi

    gssioio

    oigspopB

    BRRBBNBBRRBN

    wpe

    wi

    fwiw

    gi

    gBWWP

    S

    cScm

    B

    Bm )(

    1)1(1... +

    +++

    +=

    ( )gssioiogspop BRRBBNBRRBN )()())(( +=+

    Expansion Liquida y de gas disueltoProduccion del Yacimiento

    - m = 0; no existe capa de gas inicial

    - No se considera entrada de agua (We = 0)

    - El termino reduccion HCPV es despreciable una vez que exista una significativa

    saturacion de gas libre que se desarrolla en el yacimiento.

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Identificacin del Mecanismo de Produccin Predominante

    Para un yacimiento en el cual la capa de gas sea el mecanismo de produccin

    predominante es aun asumido que la entrada de agua es despreciable (We=0), y en

    la presencia de tan alto valor de compresibilidad del gas, el efecto de las

    compresibilidades agua formacin es tambin despreciable. De manera que la

    forma generalizada de la ecuacin de balance de materiales quedara en los

    siguientes trminos:

    Mecanismo por capa de gas: Sobre las condiciones iniciales el petroleo al contacto

    gas-petroleo debe encontrarse a la presion de saturacion o burbuja.

    +

    +=+ ...

    )()())((

    oi

    gssioio

    oigspopB

    BRRBBNBBRRBN

    wpe

    wi

    fwiw

    gi

    gBWWP

    S

    cScm

    B

    Bm )(

    1)1(1... +

    +++

    +=

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    ...(*)1)()(

    ))((

    +

    +=+

    gi

    g

    oi

    gssioio

    oigspopB

    Bm

    B

    BRRBBNBBRRBN

    Empuje por capa de gas Petroleo en Yacimiento Saturado

    Esta ecuacion es un tanto complicada de manejar, de manera que se propone usar la

    tecnica Havlena y Odeh,)( go mEENF +=

    Sobre estas circunstancias la mejor manera de

    interpretar (*) es graficando F en funcion de

    (Eo+mEg) para un valor asumido m.

    Si el valor correcto de m ha sido empleado, el

    grafico resultara una linea recta pasando a traves

    del origen y con pendiente N.

    Si el valor seleccionado de m es muy pequeo o

    grande, el grafico tendra una desviacion por

    arriba o por abajo de la linea respectivamente.

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Empuje por capa de gas Petroleo en Yacimiento Saturado

    Ejercicio: El principal mecanismo de produccion de un yacimiento particular es la

    capa de gas y cuyo volumen inicial de petroleo (N) fue estimado

    volumetricamente en 115x106 BN. La produccion acumulada de petroleo y su

    relacion gas-petroleo acumulada son listadas en la tabla contigua, sobre la

    asumpcion que Pi = Pb = 3330 Lpca. El tamao de la capa de gas es incierto y el

    mejor estimado basado en informacion geologica es de 0.4

    Presion

    (psia)

    Np

    (MMstb)

    Rp

    (scf/stb)

    Bo

    (rb/stb)

    Rs

    (scf/stb)

    Bg

    (rb/scf)

    3330 (Pi=Pb) 1.2511 510 0.00087

    3150 3.295 1050 1.2353 477 0.00092

    3000 5.903 1060 1.2222 450 0.00096

    2850 8.852 1160 1.2122 425 0.00101

    2700 11.503 1235 1.2022 401 0.00107

    2550 14.513 1265 1.1922 375 0.00113

    2400 17.730 1300 1.1822 352 0.00120

  • 23/08/2012

    Empuje por capa de gas Petroleo en Yacimiento Saturado

    Presion

    (psia)

    F

    (MMrb)

    Eo

    (rb/stb)

    Eg

    (rb/stb)

    Eo+mEg

    m=0.4

    Eo+mEg

    m=0.5

    Eo+mEg

    m=0.6

    3330 (Pi=Pb)

    3150 5.807 0.01456 0.7190 0.0433 0.0505 0.0577

    3000 10.671 0.02870 0.12942 0.0805 0.0934 0.1064

    2850 17.302 0.04695 0.20133 0.1275 0.1476 0.1677

    2700 24.094 0.06773 0.28761 0.1828 0.2115 0.2403

    2550 31.898 0.09365 0.37389 0.2432 0.2806 0.3180

    2400 41.130 0.12070 0.47456 0.3105 0.3580 0.4054

    Solucion: Usando la tecnica de Havlena y Odeh, el balance de materiales para un

    empuje por capa de gas es expresado como:)( go mEENF +=

    STB 10132N 4.0 6xm ==STB 10114N 5.0 6xm ==STB 10101N 6.0 6xm ==

  • 23

    /08

    /20

    12

    Tema 4

    Tema 4

    Tema 4

    Tema 4

  • Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Empuje por capa de gas Petroleo en Yacimiento Saturado

    Solucion: Si existe incertidumbre en ambos parametros N y m, luego Havlena y

    Odeh proponen re-expresar la anterior equacion en terminos de,

    o

    g

    o E

    EmNN

    E

    F+=

    stb 108.589.108 6xE

    E

    E

    F

    o

    g

    o

    +=

    De acuerdo a esta interpretacion:

    STB 109.108N 54.0 6xm ==

    3.932340.82400

    3.992340.62550

    4.246355.72700

    4.288368.52850

    4.509371.83000

    4.938398x1063150

    3330

    (Pi=Pb)

    Eg/EoF/Eo

    (stb)

    Presion

    (psia)

  • 23

    /08

    /20

    12

    Tema 4

    Tema 4

    Tema 4

    Tema 4

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Empuje Hidraulico: Una caida en la presion de yacimiento, debida a la produccion de fluidos, origina que el agua del acuifero se expanda y fluya dentro del yacimiento.

    Identificacin del Mecanismo de Produccin Predominante

    Aplicando la definicion de compresibilidad al acuifero, luego:

    PWccW ifwe += )(

    En la cual la compresibilidad total del acuifero es la directa suma de las compresibilidades del agua y formacion ya que el espacio poral se encuentra totalmente saturado con agua.

    Usando la tecnica de Havlena y Odeh (asumiendo Bw = 1), la ecuacion completa de balance de materiales se expresa como:

    ewfgo WEmEENF +++= )( ,En la cual el termino Ef,w es despreciado al considerarse una entrada de agua, esto debido a que ayuda a mantener presion en el yacimiento y de esta manera el termino DP es reducido de la ecuacion Ef,w.

    Intrusin de Agua, we

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Si adicionalmente se considera el yacimiento no posee capa de gas inicial, la ecuacion puede ser reducida a:

    Identificacin del Mecanismo de Produccin Predominante

    Intentando usar esta ecuacion para cotejar la historia de produccion y presion de un yacimiento, la mayor incertidumbre siempre se enfoca en la determinacion de la entrada del agua, We. La razon es que el calculo de We necesita de modelos matematicos que requieren del conocimiento de las propiedades del acuifero.

    ewfgo WEmEENF +++= )( ,

    eo WNEF +=

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Identificacin del Mecanismo de Produccin Predominante

    El camino mas apropiado para expresar la consideracion de un empuje hidraulico, se expresa como:

    o

    e

    o E

    WN

    E

    F+=

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Identificacin del Mecanismo de Produccin Predominante

    Si el yacimiento tiene una capa de gas, la ecuacion de BM que considera entrada de agua queda expresada como:

    ego WmEENF +++= )(

    )()( go

    e

    go mEE

    WN

    mEE

    F

    ++=

    +

    Que alternativamente puede ser expresada como:

    Mecanismo por compactacion: La produccion de liquido o gas resulta en una reduccion en la presion de fluido y consecuentemente en un aumento en la presion del grano.Este aumento de presion entre los granos causara que el yacimiento se compacte y que se produzca la subsidencia en superficie.El mecanismo de compactacion es la expulsion de los fluidos del yacimiento debido a la reduccion dinamica del volumen poroso y representara un mecanismo significativo en la medida que la compresibilidad del poro sea un altisimo valor.Como ejemplo, Merle et al, describe el caso del Campo Bachaquero, Venezuela donde el mecanismo de compactacion representa un recobro mayor al 50%.

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    RELACIN DE PRESIONES VS FR

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    0 10 20 30 40 50 60

    FR (%)

    R

    e

    l

    a

    c

    i

    n

    P

    y

    /

    P

    i

    (

    %

    )

    .

    EXPANSIN DE LA ROCA GAS EN

    SOLUCIN EXPANSIN CAPA DE GAS

    EMPUJE HIDRAULICO

    Mecanismos de produccin

    SEGREGACION GRAVITACIONAL

    Identificacin del Mecanismo de Produccin PredominanteIndices de Empuje

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Identificacin del Mecanismo de Produccin PredominanteIndices de Empuje

    Walsh y Lake (2003) describen las siguientes relaciones para calcular los indices de empuje y de esta manera conocer cual o cuales son los mas predominantes en el yacimiento que sea objeto a estudio. Cabe destacar que algunas relaciones son identicas a las definidas por Havlena y Odeh ya que vienen de la misma ecuacion generalizada de Balance de Materiales.

    ( )( )gspopwp BRRBNDBWFD +==

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Los clculos realizados para cada mecanismo de empuje se realiza por cada ao y/o cada de presin!

    gas de capapor empuje de indice =cgI

    ( )

    ( )( )gspop

    gig

    gi

    oi

    cg

    g

    cgBRRBN

    BBB

    mNB

    ID

    mNEI

    +

    ==

    Identificacin del Mecanismo de Produccin PredominanteIndices de Empuje

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Identificacin del Mecanismo de Produccin PredominanteIndices de Empuje

    solucin en gaspor empuje de indice =gsI

    ( )( )( )( )gspop

    gssioio

    gsgsBRRBN

    BRRBBNI

    D

    NEoI

    +

    +==

    Los clculos realizados para cada mecanismo de empuje se realiza por cada ao y/o cada de presin!

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Identificacin del Mecanismo de Produccin PredominanteIndices de Empuje

    Hidrulico Empuje acuferopor empuje de indice =ehI

    ( ) ( )( )( )gspop

    wpe

    eh

    pwe

    ehBRRBN

    BWWI

    D

    WBWI

    +

    =

    =

    Los clculos realizados para cada mecanismo de empuje se realiza por cada ao y/o cada de presin!

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Identificacin del Mecanismo de Produccin PredominanteIndices de Empuje

    :siguiente lo tiene se P-PP omo i=C

    ( )( )gspop

    wi

    fwiw

    oi

    fw

    fw

    fwBRRBN

    PS

    cScNBm

    ID

    NEI

    +

    ++

    ==1

    )1(

    Los clculos realizados para cada mecanismo de empuje se realiza por cada ao y/o cada de presin!

    ( )

    ( )( )gspop

    i

    wi

    fwiw

    oi

    fwBRRBN

    PPS

    cScNBm

    I+

    ++

    =1

    )1(

    fluidos los y roca la de expansinpor empuje de indice =ehI

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Identificacin del Mecanismo de Produccin PredominanteIndices de Empuje

    gas de capapor empuje de indice =cgI

    solucin en gaspor empuje de indice =gsI)Hidrulico (Empuje acuferopor empuje de indice =ehI

    fluido roca ncompactacipor empuje de indice =fwI

    1=+++ fwehgscg IIII

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Los indices de empuje cambian con tiempo. For ejemplo, Igs puede dominar en una etapa temprana de la vida de un yacimiento, mientras Ie podria dominar despues que comience la entrada de agua.

    Identificacin del Mecanismo de Produccin PredominanteIndices de Empuje

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    EjercicioDada la siguiente informacin de un yacimiento que comienza suproduccin en 1962, realice la estimacin del Petrleo Original en Sitio(POES). Diga si existe entrada adicional de energa, y cuantifique de sernecesario. Adems, calcule los ndices de empuje para cada mecanismode produccin. En la historia de produccin se sospecha que no existecapa de gas inicial.

    Datos Adicionales: Compresibilidad de la Formacin, Cf=4*10-6 lpc-1

    Saturacin de Agua Inicial, Swi=25% Factor Volumtrico del Agua, Bw=1,0375 BY/BN Compresibilidad del Agua de Formacin, Cw=3,65*10-6 lpc-1

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Solucin:1. Calcular F, Eo y Efw, ya que como no hay capa de gas, m=0 y no se toma

    en cuenta Eg.2. Graficar F vs Eo.

    BY ,))(( wpgspop BWBRRBNF ++=

    BY/BN ,)()( gssioioo BRRBBE +=

    BY/BN ,1

    )1(, PS

    cScBmE

    wi

    fwiw

    oiwf

    ++=

  • 23/08/2012

    m 0 Swi 0,25

    Cw 3,65E-06 lpc-1

    Cf 4,00E-06 lpc-1

    AoPresin (LPC)

    Rp (PCN/BN)

    Np (MMBN)

    Wp (MMBN)

    Rs (PCN/BN)

    Bo (BY/BN)Bg

    (BY/pcn)F, MMBN

    Eo (BY/BN)

    Efw (BY/BN)Eo+Efw (BY/BN)

    1962 2400 466 0 0 466 1,2882 0 0 0 0

    1963 2340 910 3,794 0,023 443 1,2769 0,0013 7,170 0,0186 0,000506 0,0191063

    1964 2245 930 5,867 0,078 421 1,2662 0,00135 11,544 0,0388 0,001308 0,0400578

    1965 2150 931 7,737 0,236 401 1,2564 0,0014 15,709 0,0592 0,002109 0,0613094

    1966 2080 935 9,444 0,348 385 1,2487 0,00145 19,688 0,0779 0,002700 0,0806501

    1967 2040 960 10,755 0,448 370 1,2415 0,0015 23,339 0,0973 0,003038 0,1003376

    1968 1975 997 12,180 0,581 356 1,2348 0,00155 27,738 0,1171 0,003586 0,1206860

    1969 1920 1046 13,540 0,698 344 1,2291 0,0016 32,578 0,1361 0,004050 0,1401501

    1970 1860 1094 14,642 0,807 332 1,2234 0,00165 37,162 0,1563 0,004556 0,1608564

    1971 1825 1150 16,142 0,929 324 1,2197 0,0017 43,307 0,1729 0,004852 0,1777517

    1972 1790 1231 17,564 1,052 317 1,2164 0,00173 50,226 0,1860 0,005147 0,1911170

    1973 1750 1277 18,465 1,152 308 1,2121 0,00175 54,895 0,2004 0,005485 0,2058845

    1974 1720 1276 18,632 1,226 302 1,2093 0,00178 56,098 0,2130 0,005738 0,2187576

    1975 1700 1285 18,983 1,317 298 1,2074 0,00183 58,584 0,2266 0,005906 0,2325464

    1976 1690 1305 19,454 1,400 296 1,2065 0,00185 61,245 0,2328 0,005991 0,2387908

    1977 1660 1304 19,893 1,433 290 1,2037 0,00188 63,372 0,2464 0,006244 0,2526239

    1978 1640 1299 20,517 1,488 286 1,2018 0,0019 65,699 0,2556 0,006413 0,2620127

    1979 1610 1303 21,101 1,567 279 1,1986 0,00195 69,052 0,2751 0,006666 0,2817158

    1980 1600 1316 21,573 1,628 277 1,1977 0,00197 71,694 0,2818 0,006750 0,2885802

    1981 1580 1330 21,895 1,712 273 1,1958 0,00198 73,786 0,2897 0,006919 0,2966589

    1982 1560 1342 22,302 1,912 269 1,1939 0,002 76,452 0,2997 0,007088 0,3067877

    1983 1550 1358 22,694 2,056 267 1,193 0,00201 78,994 0,3048 0,007172 0,3119621

    1984 1540 1386 23,137 2,289 265 1,1921 0,00202 82,347 0,3099 0,007256 0,3171764

    1985 1530 1401 23,589 2,482 263 1,1912 0,00203 85,190 0,3151 0,007341 0,3224308

    1986 1525 1402 24,037 2,650 262 1,1907 0,00204 87,267 0,3187 0,007383 0,3260430

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Balance de Materiales

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100

    0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35

    Eo+Efw, BY/BN

    F

    ,

    M

    M

    B

    Y

    Serie1

  • 23/08/2012

    Balance de Materiales

    y = 235,19xR2 = 0,9892

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100

    0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35

    Eo+Efw, BY/BN

    F

    ,

    M

    M

    B

    Y

    Serie1

    Serie2

    Lineal (Serie2)

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    m 0 Swi 0,25

    Cw 3,65E-06 lpc-1 Bw 1,0375 BY/BN POES ESTIMADO

    Cf 4,00E-06 lpc-1 N 235,19 MMBN

    AoPresin (LPC)

    Rp (PCN/BN)

    Np (MMBN)

    Wp (MMBN)

    Rs (PCN/BN)

    Bo (BY/BN)

    Bg (BY/pcn)

    F, MMBNEo

    (BY/BN)Efw

    (BY/BN)Eo+Efw (BY/BN)

    We, MMBY

    1962 2400 466 0 0 466 1,2882 0 0 0 0 0

    1963 2340 824 3,794 0,023 443 1,2769 0,0013 6,747 0,0186 0,000506 0,0191063 2,254

    1964 2245 930 5,867 0,078 421 1,2662 0,00135 11,544 0,0388 0,001308 0,0400578 2,123

    1965 2150 931 7,737 0,236 401 1,2564 0,0014 15,709 0,0592 0,002109 0,0613094 1,289

    1966 2080 935 9,444 0,348 385 1,2487 0,00145 19,688 0,0779 0,002700 0,0806501 0,720

    1967 2040 960 10,755 0,448 370 1,2415 0,0015 23,339 0,0973 0,003038 0,1003376 -0,259

    1968 1975 997 12,180 0,581 356 1,2348 0,00155 27,738 0,1171 0,003586 0,1206860 -0,646

    1969 1920 1046 13,540 0,698 344 1,2291 0,0016 32,578 0,1361 0,004050 0,1401501 -0,384

    1970 1860 1094 14,642 0,807 332 1,2234 0,00165 37,162 0,1563 0,004556 0,1608564 -0,670

    1971 1825 1150 16,142 0,929 324 1,2197 0,0017 43,307 0,1729 0,004852 0,1777517 1,502

    1972 1790 1231 17,564 1,052 317 1,2164 0,00173 50,226 0,1860 0,005147 0,1911170 5,277

    1973 1750 1277 18,465 1,152 308 1,2121 0,00175 54,895 0,2004 0,005485 0,2058845 6,473

    1974 1720 1276 18,632 1,226 302 1,2093 0,00178 56,098 0,2130 0,005738 0,2187576 4,649

    1975 1700 1285 18,983 1,317 298 1,2074 0,00183 58,584 0,2266 0,005906 0,2325464 3,891

    1976 1690 1305 19,454 1,400 296 1,2065 0,00185 61,245 0,2328 0,005991 0,2387908 5,083

    1977 1660 1304 19,893 1,433 290 1,2037 0,00188 63,372 0,2464 0,006244 0,2526239 3,957

    1978 1640 1299 20,517 1,488 286 1,2018 0,0019 65,699 0,2556 0,006413 0,2620127 4,076

    1979 1610 1303 21,101 1,567 279 1,1986 0,00195 69,052 0,2751 0,006666 0,2817158 2,796

    1980 1600 1316 21,573 1,628 277 1,1977 0,00197 71,694 0,2818 0,006750 0,2885802 3,823

    1981 1580 1330 21,895 1,712 273 1,1958 0,00198 73,786 0,2897 0,006919 0,2966589 4,015

    1982 1560 1342 22,302 1,912 269 1,1939 0,002 76,452 0,2997 0,007088 0,3067877 4,298

    1983 1550 1358 22,694 2,056 267 1,193 0,00201 78,994 0,3048 0,007172 0,3119621 5,624

    1984 1540 1386 23,137 2,289 265 1,1921 0,00202 82,347 0,3099 0,007256 0,3171764 7,750

    1985 1530 1401 23,589 2,482 263 1,1912 0,00203 85,190 0,3151 0,007341 0,3224308 9,357

    1986 1525 1402 24,037 2,650 262 1,1907 0,00204 87,267 0,3187 0,007383 0,3260430 10,585

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    Identificacin del Mecanismo de Produccin PredominanteIndices de Empuje

    gas de capapor empuje de indice =cgI

    )Hidrulico (Empuje acuferopor empuje de indice =ehI

    fluido roca ncompactacipor empuje de indice =fwI

  • 23/08/2012

    Tema 4Tema 4Tema 4Tema 4

    ( )( )gspopwp BRRBNDBWFD +==

    Identificacin del Mecanismo de Produccin PredominanteIndices de Empuje

    ( )( )( )

    gspop

    wpe

    ehBRRBN

    BWWI

    +

    =( )( )

    ( )( )gspop

    gssioio

    gsBRRBN

    BRRBBNI

    +

    +=

    ( )

    ( )( )gspop

    i

    wi

    fwiw

    oi

    fwBRRBN

    PPS

    cScNBm

    I+

    ++

    =1

    )1(

    1=+++ fwehgscg IIII

  • 23/08/2012

    POES ESTIMADO

    N 235,19 MMBN

    Ao D, MMBY Eo (BY/BN)Efw

    (BY/BN)N*Efw (BY) N*Eo (BY) We-Wp Igs Ieh Ifw SUMA

    1962 0 0 0 0 0 0

    1963 6,7231 0,0186 0,00051 0,119068 4,374534 2,2294975 65,067221 33,16175 1,771027 100

    1964 11,4629 0,03875 0,00131 0,307592 9,113613 2,0416498 79,505612 17,81101 2,683381 100

    1965 15,4634 0,0592 0,00211 0,496116 13,92325 1,0440694 90,039821 6,75186 3,208319 100

    1966 19,3275 0,07795 0,0027 0,635029 18,33306 0,3593945 94,854874 1,8595 3,285626 100

    1967 22,8741 0,0973 0,00304 0,714407 22,88399 -0,724338 100 0 0 100

    1968 27,1352 0,1171 0,00359 0,843398 27,54075 -1,248961 100 0 0 100

    1969 31,8543 0,1361 0,00405 0,952543 32,00936 -1,107592 100 0 0 100

    1970 36,3251 0,1563 0,00456 1,071611 36,7602 -1,506734 100 0 0 100

    1971 42,3436 0,1729 0,00485 1,141067 40,66435 0,5381892 96,034215 1,271005 2,694781 100

    1972 49,1344 0,18597 0,00515 1,210524 43,73828 4,1855757 89,017672 8,518629 2,4637 100

    1973 53,699 0,2004 0,00548 1,289902 47,13208 5,2769783 87,770935 9,826966 2,402099 100

    1974 54,8264 0,21302 0,00574 1,349436 50,10017 3,376806 91,379626 6,159086 2,461288 100

    1975 57,2177 0,22664 0,00591 1,389126 53,30346 2,5251288 93,159017 4,413194 2,427789 100

    1976 59,7921 0,2328 0,00599 1,40897 54,75223 3,6309248 91,570972 6,07258 2,356448 100

    1977 61,8845 0,24638 0,00624 1,468504 57,94611 2,4698403 93,635972 3,991051 2,372977 100

    1978 64,1546 0,2556 0,00641 1,508193 60,11456 2,5318408 93,702658 3,946468 2,350873 100

    1979 67,4261 0,27505 0,00667 1,567727 64,68901 1,1693942 95,940563 1,734334 2,325104 100

    1980 70,0048 0,28183 0,00675 1,587572 66,2836 2,1336063 94,684394 3,047801 2,267805 100

    1981 72,0097 0,28974 0,00692 1,627261 68,14395 2,2385208 94,631584 3,108636 2,25978 100

    1982 74,4681 0,2997 0,00709 1,666951 70,48644 2,3147493 94,65315 3,108375 2,238475 100

    1983 76,861 0,30479 0,00717 1,686795 71,68356 3,4906233 93,263918 4,541476 2,194605 100

    1984 79,9724 0,30992 0,00726 1,70664 72,89008 5,3756345 91,144097 6,721866 2,134037 100

    1985 82,6144 0,31509 0,00734 1,726485 74,10602 6,7818531 89,701139 8,209049 2,089812 100

    1986 84,5176 0,31866 0,00738 1,736407 74,94565 7,8355372 88,674613 9,270895 2,054492 100

  • 23/08/2012

    Determinacin del Mecanismo de Empuje

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    1961 1966 1971 1976 1981 1986

    Aos

    n

    d

    i

    c

    e

    s

    d

    e

    E

    m

    p

    u

    j

    e

    ,

    %

    Igs

    Ieh

    Ifw