REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION UNIVERSITARIA

UNIVERSIDAD BOLIVARIANA DE VENEZUELA

CENTRO DE ESTUDIOS EN CIENCIAS DE LA ENERGA

PROGRAMA DE FORMACIN DE GRADO EN GAS

Realizado por:Alianis Medina C.I: 20.861.552Luis Gonzales C.I: 23.454.884Profesora: Lismery Barriga Maracaibo, Julio, 2015.

CONTENIDO: Distribucin de los fluidos en el yacimiento. Fuentes naturales de energa para producir hidrocarburo. Factor de recobro primario y secundario. Que factores afectan el recobro de los hidrocarburos. Funciones de la ingeniera de yacimientos. Distribucin de los fluidos en el yacimiento.Antes de 1950, la idea convencional de la distribucin de los fluidos en un medio poroso consista en suponer la fase mojante fluyendo cercana a la roca y la fase no mojante fluyendo dentro de la fase mojante, pero sin entrar en contacto con la roca. En otras palabras, se presuma que las dos fases, mojante y no mojante, fluyen simultneamente en un mismo canal de flujo o abertura porosa. Aunque esta idea condujo a muchos de los desarrollos sobre permeabilidades relativas, fue considerada errnea a partir de 1950, cuando con base en observaciones microscpicas se estableci la teora de los canales de flujo. Esta teora considera que cada fluido que satura una roca se mueve a travs de su propia red de canales de flujo interconectados: el agua se mover en una red de canales y el petrleo en otra red diferente. Los canales varan en dimetro y estn limitados por interfases lquido-lquido o por interfases slido-lquidos. Con un cambio en saturacin, la geometra de los canales de flujo se altera: cuando se aumenta la saturacin del fluido no mojante, el nmero de canales de flujo de petrleo aumenta y el correspondiente al agua disminuye.

La distribucin de los fluidos en un yacimiento no depende solamente de la saturacin de cada fase, sino que tambin depende de la direccin del cambio de saturacin. As tenemos que la inyeccin de agua en un yacimiento preferencialmente mojado por agua es un proceso de imbibicin, mientras que la inyeccin de agua en un yacimiento humectado preferencialmente por petrleo es un proceso de drenaje. En conclusin, a la distribucin de los fluidos le afecta, principalmente, la humectabilidad preferencial y la historia del cambio de saturacin.

Fuentes naturales de energa para producir hidrocarburo.Un pozo produce por flujo natural cuando el yacimiento tiene la suficiente energa como para llevar el fluido desde la roca hasta el cabezal de pozo, esto se da por la magnitud de la cada de presin existente entre el pozo y el yacimiento. Existen diferentes mtodos de flujo natural, que se les conoce tambin como mecanismo de recuperacin primarios, entre los cuales destacan: Empuje por gas disuelto: Lafuerzala provee el gas disuelto enel petrleo, el gas tiende a expandirse y a escaparse por la disminucin de presin. La recuperacin final es de alrededor 20%.

Empuje de una capa de gas: Cuando el gas est por encima del petrleo y debajo del techo de la trampa este realiza un empuje sobre el petrleo. La recuperacin vara entre el (40-50) %. Empuje hidrosttico: Es la fuerza ms eficiente para provocar la expulsin del petrleo de manera natural, en este casoel aguase encuentra por debajo del petrleo, la recuperacin es alrededor del 60%.Tambin existen mecanismos que al aplicrselos al yacimiento estos pueden producir por flujo natural como son inyeccin de gas, inyeccin de agua siendo los mecanismos de produccin secundarios. Los terciarios vienen siendo inyeccin de vapor, polmeros.Cuando un pozo produce por el flujo natural del yacimiento, este mecanismo no se mantiene hasta agotarse las reservas de hidrocarburos en el yacimiento, sino que llega un momento en que la presin del yacimiento ha descendido lo suficiente como para que la cada de presin sea menor, lo cual va a hacer que el yacimiento suba los fluidos hasta cierta parte del pozo y a partir de all haya que aplicar un mecanismo para llevarlos hasta el cabezal de pozo y en este caso a la plataforma o al respectivo equipo usado para la produccin costa afuera.Aqu se presentan los mtodos artificiales de produccin, los cuales buscan recuperar el mximo posible del remanente que ha quedado en el yacimiento luego de que parara la produccin por flujo natural, en ciertos casos desde el comienzo de la extraccin de fluidos se aplican mtodos artificiales de produccin. Los ms comunes son:

Bombeo Mecnico (Balancn): Se usa ms que todo en aguas poco profundas y suele verse en el Lago de Maracaibo.

BCP (Bomba de cavidad progresiva):El fluido del pozo es elevado por laaccinde un elemento rotativo (rotor) degeometrahelicoidal dentro de un alojamiento semiplstico de igualgeometra(estator). El resultado es el desplazamiento positivo de los fluidos (hacia el cabezal de pozo) que se desplazaron llenando las cavidades existentes entre el rotor y el estator. Es unmtodoartificial con muchas ventajas debido a que ocupa muy poco espacio en las plataformas y es muy usado enVenezuelaespecficamente en el Lago de Maracaibo. Bombeo elctrico sumergible:Los fluidos se producen por impulsores instalados en elsuelo, giran a granvelocidady son alimentados desde la superficie por un cable elctrico. Este sistema funciona particularmente para bombear altos volmenes de crudos. En la produccin costa afuera es muy til debido a que puede ser utilizado en aguas poco profundas hasta ultra profundas ya que puede estar sumergido en el fondo del mar y bombear desde all y no desde la plataforma, facilitando an msel trabajo. Este mtodo es parte de la apuesta de Petrobras para su futuro desarrollo en produccin costa afuera en aguas ultra profundas, segn Ricardo Savini (Gerentede Desarrollo deNegocios) de la reconocidaempresa, lo dio a conocer en unaconferenciahecha el ao pasado (2006). Gas-lift controlado por satlite:Este mecanismo de levantamiento artificial pudo ser adaptado a la produccin en aguas profundas gracias al avance tecnolgico que est aplicandoel hombrepara la produccin de hidrocarburos costa afuera y especficamente para aguas ultra profundas que es el mayor reto del negocio. Este mtodo tambin es una apuesta para el desarrollo de la produccin costa afuera en Brasilsegn el Gerente de Desarrollo de Negocios mencionados anteriormente.Factor de recobro primario y secundario.Con frecuencia se utilizarn los trminos recuperacin primaria, secundaria que significan lo siguiente:

Primaria:Cuando el petrleo surge naturalmente, impulsado por la presin del gas o el agua de la formacin, o bien por la succin de una bomba.

Secundaria:Cuando se inyecta gas y/o agua para restablecer las condiciones originales del reservorio o para aumentar la presin de un reservorio poco activo.

Recuperacin primaria

Los mecanismos naturales de produccin contribuyen a lo que se conoce como recuperacin primaria. Dependiendo del tipo de petrleo, las caractersticas del reservorio y la ubicacin de los pozos, el porcentaje de petrleo, inicialmente contenido en un reservorio que puede ser producido por estos mecanismos (factor de recuperacin) puede variar de un pequeo porcentaje para un empuje por separacin del gas disuelto a un 30-35 por ciento para un empuje por agua o expansin del casquete. Tomando un promedio mundial, se estima que la recuperacin primaria produce un 25 por ciento del petrleo contenido inicialmente en la roca.

Para que el petrleo fluya de la roca reservorio al pozo, la presin a la que se encuentra el petrleo en el reservorio debe ser superior a la del fondo del pozo. El caudal con que el petrleo fluye hacia el pozo depende de la diferencia de presin entre el reservorio y el pozo, la permeabilidad, grosor de las capas y la viscosidad del petrleo.

La presin inicial del reservorio generalmente es lo suficientemente alta para elevar el petrleo en los pozos de produccin a la superficie, pero a medida que se extraen el gas y el petrleo la presin disminuye y el ritmo de produccin comienza a descender. La produccin, aun cuando est declinando, se puede mantener por un tiempo mediante procedimientos naturales tales como expansin del casquete de gas y el empuje del agua.

Los principales mecanismos de produccin natural son entonces, el empuje de agua, el empuje por gas disuelto y expansin del casquete de gas.

Cuando esa energa natural deja de ser suficiente, se impone recurrir a mtodos artificiales para continuar extrayendo el petrleo. Hay cinco mtodos principales de extraccin artificial:

Bombeo con accionamiento mecnico:La bomba se baja dentro de la tubera de produccin, y se asienta en el fondo con un elemento especial. Es accionada por medio de varillas movidas por un balancn, al que se le transmite movimiento de vaivn por medio de un tubo pulido de 2 a 5 metros de largo y un dimetro interno de 1 1/2 a 1 3/4 de pulgada, dentro del cual se mueve un pistn cuyo extremo superior est unido a las varillas de bombeo. El 70 % de los pozos de extraccin artificial utiliza este medio, y sus limitaciones son la profundidad que pueden tener los pozos y su desviacin (en el caso de pozos dirigidos).

Bombeo con accionamiento hidrulico:Una variante tambin muy utilizada son las bombas accionadas sin varillas. Se bajan dentro de la tubera y se accionan desde una estacin de bombeo hidrulico, que atiende simultneamente 5 ms pozos desde una misma estacin satlite. Este medio carece de las limitaciones que tiene el bombeo mecnico, y se pueden bombear pozos profundos o dirigidos.

Extraccin con gas o "gas lift" (surgencia artificial):Consiste en inyectar gas a presin en la tubera, para alivianar la columna de petrleo y llevarlo a la superficie. La inyeccin del gas se hace en varios sitios de la. Dos equipos de bombeo mecnico operan simultneamente en el mismo pozo y extraen petrleo de dos formaciones productivas. En el Yacimiento Chhuido de la Sierra Negra, el ms importante de Argentina, al norte de la provincia de Neuqun. Tubera, a travs de vlvulas reguladas que abren y cierran el paso del fluido automticamente.

Pistn accionado a gas ("plunger lift"):Es un pistn viajero, empujado por gas propio del pozo, y lleva a la superficie el petrleo que se acumula entre viaje y viaje del pistn.

Bomba centrfuga con motor elctrico sumergible:Es una bomba de varias paletas montadas axialmente en un eje vertical, unido directamente a un motor elctrico. El conjunto se baja con una tubera especial que lleva el cable adosado y se baja simultneamente o no con los tubos. Permite bombear grandes volmenes.

Recuperacin secundaria

A travs de los aos, los ingenieros en petrleo han aprendido que la aplicacin de tcnicas para el mantenimiento depresin en el reservorio puede producir ms petrleo que el que se extrae por recuperacin primaria nicamente. Mediante tales tcnicas (conocidas como recuperacin secundara), la energa y el mecanismo de desplazamiento naturales del reservorio, responsables por la produccin primaria, son suplemntales por la inyeccin de gas o agua. El fluido inyectado no desplaza todo el petrleo. Una cantidad apreciable queda atrapada por fuerzas capilares en los poros de la roca reservorio y es pasada de largo. A esto se llama petrleo residual y puede ocupar de un 20 a un 50 por ciento del volumen del pozo. Adems por las variaciones de permeabilidad, el agua inyectada puede saltear ciertas regiones portadoras de petrleo.

La eficiencia total de un procedimiento de desplazamiento depende no slo del nmero y la ubicacin de los pozos de inyeccin y productores y de las caractersticas del reservorio (permeabilidad y petrleo residual), sino tambin de la relativa inmovilidad de los fluidos desplazantes y del petrleo desplazado. S la relacin de movilidad es menor que uno (es decir, cuando el fluido desplazantes tiene menor inmovilidad que el desplazado) la eficiencia del arrastre o desplazamiento ser alta y se remover una gran cantidad de petrleo.Que factores afectan el recobro de los hidrocarburos.Cuando se evala un yacimiento para predecir su rentabilidad y as ponerlo en produccin, se debe tener en cuenta una serie de factores que afectan la produccin de hidrocarburos. Estos factores que van a aumentar o disminuir el recobro se nombran a continuacin: Presin del yacimiento: La solubilidad el gas en el crudo es funcin de la presin. Se obtiene un aumento general en el recobro cuando la presin inicial es menor. Cuando la presin es ms alta la curva de solubilidad alcanza un mximo al final debido a que se ha liberado una gran cantidad de gas para producir un barril de petrleo. Gran parte de la energa del yacimiento se desperdicia en la formacin de canales de flujo de gas. La baja recuperacin cuando la presin inicial es alta tambin se debe a una mayor contraccin de petrleo al pasar a condiciones normales.

Viscosidad y Gravedad API: El factor de recobro disminuye al aumentar la viscosidad debido que al aumentar la viscosidad el fluido tiende a moverse ms lento.

Gas en solucin: A menor gas en solucin mayor ser el recobro de crudo. El crudo del yacimiento que contiene menor gas disuelto requiere una mayor contraccin para tener una saturacin de gas crtica adems existe una mayor cada de presin en las primeras etapas de la vida del yacimiento. El petrleo con mayor solubilidad se crea un vaco para permitir la formacin de la saturacin de gas crtica.

Forma de las curvas de permeabilidades relativas: Para casos donde la saturacin de gas crtica es cero no hay mnimo en el GOR. La existencia de una saturacin de gas crtica contribuye a un mayor recobro. Cuando no hay saturacin de gas crtica la solubilidad es mayor lo cual es adverso al recobro.

Saturacin de agua connata: Cuando hay agua connata hay ms recuperacin ya que las curvas de permeabilidades relativas se desvan hacia la regin de saturacin baja de petrleo. En otras palabras, sin agua connata, el agua fluye ms rpido.

Presencia y formacin de capa de gas: La capa de gas se expande a medida que se produce petrleo del yacimiento, se apreciara que a medida que se reduce la presin en la zona petrolfera, el gas tienda a expandirse y desplaza lquido hacia las zonas de menor presin, donde ocurre la produccin.

Tasa y mtodo de inyeccin de gas: Esto se hace principalmente para mantenimiento de la presin. Una tasa exagerada permite que no haya equilibrio.

Espaciamiento entre pozos: A mayor espaciamiento mayor eficiencia de expulsin y mayor recobro. El gas debe recorrer ms camino.

Histresis de vaporizacin del yacimiento: La histresis es funcin de la presin. Al haber desequilibrio en las fases hay prdida de recobro.

Tasas de produccin de los fluidos y cada de presin: Un alto caudal trae como consecuencia una alta presin diferencial lo que impide el establecimiento de equilibrio en la vaporizacin quedando el petrleo sobresaturado de gas lo que causa histresis de vaporizacin y la consecuente prdida de recobro.

Gradiente de la saturacin de gas en procesos de inyeccin:Al inyectar gas, ste no se dispersa uniformemente en el yacimiento sino que forma un gradiente de saturacin, siendo la saturacin de lquido mayor en la vecindad del pozo productor. Si este gradiente es muy alto perjudica el recobro de petrleo.

Volatilidad del crudo:Cuando el crudo es de alta volatilidad, las proporciones relativas de lquido y vapor no son las mismas a condiciones de superficie y yacimiento. A mayor volatilidad menor recobro por la formacin de bancos de gas.Funciones de la ingeniera de yacimientos.

La funcin principal de la ingeniera de yacimientos es hacer predicciones de la produccin acumulada de un yacimiento, para un momento determinado con la finalidad de establecer un factor de recobro con bases cientficas slidas para cuantificar unas reservas que a la postre sern convertidas en ganancias para la nacin. Para conseguir este objetivo, a lo largo de los aos, se han desarrollado diferentes tcnicas, la mayora de las cuales estn basadas en ecuaciones matemticas, mtodos estadsticos y numricos, mientras que otras pocas estn basadas en simulaciones fsicas realizadas a escala y llevadas a condiciones reales.

En los ltimos tiempos los esfuerzos se han centrado en la aplicacin de un mtodo que combina la estadstica para la descripcin del medio poroso a partir de datos obtenidos del yacimiento en ciertos pozos producto de diferentes pruebas (ncleos, registros elctricos, pruebas de presin, entre otros),este mtodo es conocido como simulacin de yacimientos y que se basa en las ecuaciones de flujo para la prediccin de los fluidos producidos acumulados en un momento determinado tanto de manera natural como en el caso de la aplicacin de mtodos de recuperacin secundarios y terciarios.

La ingeniera de yacimientos aplica los principios cientficos para estudiar los yacimientos y conocer su comportamiento bajo diferentes mecanismos de flujo, con la finalidad de llevar a cabo una explotacin racional de los mismos, ya que el contenido de los hidrocarburos en los yacimientos y su produccin son fundamentales para toda actividad en la industria petrolera, ya que constituye una parte estratgica y fundamental dentro de la explotacin optima de los yacimientos.

Dentro de las funciones de la ingeniera de yacimientos destacan las siguientes:

Calcular el volumen original de aceite.

Determinar las propiedades de las rocas y de los fluidos.

Hacer el clculo de las reservas.

Hacer predicciones del comportamiento del yacimiento.

Analizar las pruebas de pozo.

Estudiar proyectos de GOR (Relacin gas aceite).

Analizar los cambios de propiedades de presin, volumen y temperatura de los fluidos.

TEMA 2.

INTRODUCCION A LA INGENIERA DE YACIMIENTO.

Figura 1. Distribucin de los fluidos en el yacimiento