Fundamentos de Ingeniería de Yacimientos Ecuación de Balance de Materia

1. Comportamiento de Yacimientos Oct 05, 2013 • Fundamentos de Ingeniería de Yacimientos • Ecuación de Balance de Materia

2. Comportamiento de Yacimientos Oct 05, 2013 Objetivo de Curso:

3. Comportamiento de Yacimientos Oct 05, 2013 • 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

4. Comportamiento de Yacimientos Oct 05, 2013 • Ecuación de Balance de Materia, EBM. • EBMGeneral • Índices de Empuje • Aplicaciones • EBM comolínea recta • Aplicaciones • Pronósticos de Producción con la EBM • Cálculo de la RGA producido • Método de Tracy • Método de Muskat • Método de Tarner

5. Comportamiento de Yacimientos Oct 05, 2013 Antecedentes (1 de 4) Al inicio, antes de suexplotación, el yacimientoconsiste de un medioporoso (roca) conteniendohidrocarburos, el cualeventualmente, puedetener un acuiferoasociado, ambos en equilibrio. Cuando el primer pozoesperforadoy puesto a producción, estecausa un perturbación en todo el sistema, esdecir, en el medioporosoconectadohidráulicamente. Existeunacaída de presión, causandoque el sistemareaccione: i.e., el solido de la roca, el acuifero, aguacongenita y los hidrocarburos.

6. Comportamiento de Yacimientos Oct 05, 2013 Antecedentes (2 de 4) En el caso general, un yacimientos con capa de gas, aceite y acuifero. Al produciraceite, sucede los siguiente: La capa de gas se expande, Cg esgrande. El acuifer se expande, avanzahacia la zona de aceite El mediosolido, el agua y el aceite se expanden. Estosefectossucedenparacompensar el volumenque ha sidoextraido, el cualcausa un desequilibrio en el sistema. Esdecir, se deblecumplirqueSo+Sg+Sw = 1

7. Comportamiento de Yacimientos Oct 05, 2013 Antecedentes (3 de 4) Estosefectos en el sistema o mecanismos de drene o de producciónhansidoestudiadosdesde 1936 con lo que se hizollamar la ecuación de balance de materia, EBM. Tenemosquetener en mentequeestosurgiocuando solo existia la regla de cálculo, no calculadoras, no computadoras. Los calculosque se realizabanestabanbasados en la relaciones de volumenesen el fondo y superficie. La EBM fue la herramientabásicapara el ingeniero de yacimientosdurantemuchosaños ( hasta los 60´s quesurguieron los primerossimuladoresnumericos.

8. Comportamiento de Yacimientos Oct 05, 2013 Antecedentes (4 de 4) La EBM ha sido, es , y seráusada, cuando la informaciónque se disponga sea insuficienteparaalimentar un modelonuméricoque sea capaz de realizarpronósticossensatos de producción. Modelo de tanque : dimensión cero

9. Comportamiento de Yacimientos Oct 05, 2013 Utilidad de la EBM. Usando la EBM, se puededeterminar: El volumeninicialde hidrocarburos Predicción del comportamiento del yacimiento Analizarconsistencia de los datos de producción Entendermecanismos de producción. La EBM puedeserusadacomo un prefaciopara la SNY.

10. Comportamiento de Yacimientos Oct 05, 2013 Mapa de Ruta en la EBM. En 1936 Shiltusfueuno de los primeros en proponer un analisisusandouna EBM. Em 1963 Havlena y Odhepropusieronsutécnica de interpretar la EBM comounaecuación de linea recta (todos los softwarescomerciales lo contienen) En 1987 Campbelpropusoexpresar la EBM en forma de indices de empuje, i.e, identificando los mecanismos de empuje.

11. Comportamiento de Yacimientos Oct 05, 2013 Suposiciones de la EBM (1 de 4) TemperatureConstante Los cambios en presión-volumen en el yacimiento se asume que ocurre a temperatura constante. Reservoir Characteristics. El yacimientoposeepropiedadesconstante: Porosidad Espesor Saturación de agua irreducible

12. Comportamiento de Yacimientos Oct 05, 2013 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)

13. Comportamiento de Yacimientos Oct 05, 2013 Suposiciones de la EBM (3 de 4) Equilibrio en presión Todos los puntos del yacimientoposenla mismapresión, estoes, referidacomopresión media del yacimiento. Por lo tanto, laspropiedades del fluido son identicas en Cadapunto del yacimiento. En la forma convencional de EBM, Se considera la formulación de aceite negro

14. Comportamiento de Yacimientos Oct 05, 2013 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 provocanunadeformaciónconsiderable del yacimiento.

15. Comportamiento de Yacimientos Oct 05, 2013 Derivación de la EBM - Simbología. (1 de 3) Antes de derivar la Ecuación de Balance de Materia (EBM), esconvenienteidentificaralgunosterminos y susimbología. Los simbolosusadosaqui son adoptados de la nomenclatura de la SPE. Pi Presión inicial de yacimiento, psi p Presión Volumétrica de yacimiento, psi Δp Cambio de presión= Pi- p, psi pbPresión de burbuja, psi N Volumen de aceite original, STB NpProducciónacumulada de aceite, STB GpProducciónacumulada de gas, scf

16. Comportamiento de Yacimientos Oct 05, 2013 Derivación de la EBM – Simbología (2 de 3) Wp Producción acumulada de agua, STB Rp Relación gas-aceite acumulado, scf/STB GOR Relación gas-aceiteinstantanea, scf/STB RsiSolubilidadinicial de gas en el aceite, scf/STB Rs Solubilidad de gas en el aceite, scf/STB BoiFactor de volumen de aceiteinicial, bbl/STB Bo Factor de volumen de aceite,bbl/STB Bgi Factor de volumen de gas inicial, bbl/scf Bg Factor de volumen de gas, bbl/scf WinjVolumen de aguaacumuladainjectada, STB GinjVolumen de gas acumuladoinjectado, scf We Volumen de entrada de aguaacumulada, bbl

17. Comportamiento de Yacimientos Oct 05, 2013 Derivación de la EBM – Simbología. (3 de 3) m Relación entre el volumen de la capa de gas inicial y volumen de aceiteinicial, 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

18. Comportamiento de Yacimientos Oct 05, 2013 Derivación de la EBM : Modelo de Tanque P Pi 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