fundamentos de ingeniería de yacimientos ecuación de balance de materia

Comportamiento de Yacimientos Oct 05, 2013

Fundamentos de Ingeniería de Yacimientos

• Ecuación de Balance de Materia


Objetivo de Curso:


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


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


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.


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 aceiteiii. 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


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.


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


Utilidad de la EBM.

Usando la EBM, se puede determinar:

i. El volumen inicial de hidrocarburosii. Predicción del comportamiento del yacimientoiii. Analizar consistencia de los datos de produccióniv. Entender mecanismos de producción.v. La EBM puede ser usada como un prefacio para la SNY.


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.


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:

PorosidadEspesorSaturación de agua irreducible


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:ViscosidadPermeabilidad(únicamente los usa para pronosticos de producción)



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 enCada punto del yacimiento.

En la forma convencional de EBM, Se considera la formulación de aceite negro



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.


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 Presión inicial de yacimiento, psip Presión Volumétrica de yacimiento, psiΔp Cambio de presión= Pi- p, psipb Presión de burbuja, psiN Volumen de aceite original, STBNp Producción acumulada de aceite, STBGp Producción acumulada de gas, scf


Derivación de la EBM – Simbología (2 de 3)Wp Producción acumulada de agua, STBRp Relación gas-aceite acumulado, scf/STBGOR Relación gas-aceite instantanea, scf/STBRsi Solubilidad inicial de gas en el aceite, scf/STBRs Solubilidad de gas en el aceite, scf/STBBoi Factor de volumen de aceite inicial, bbl/STBBo Factor de volumen de aceite ,bbl/STBBgi Factor de volumen de gas inicial, bbl/scfBg Factor de volumen de gas, bbl/scfWinj Volumen de agua acumulada injectada, STBGinj Volumen de gas acumulado injectado, scfWe Volumen de entrada de agua acumulada, bbl


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/bblG Capa de gas inicial, scfPV Volumen Poroso, bblcw Compresibilidad del agua, 1/psicf Compresibilidad de la formación, 1/psi


Derivación de la EBM : Modelo de TanquePi

Gas

Aceite

P

Nueva capa de Gas

Aceite Remanente

Entrada de Agua

Expansión de la Roca y SwiAgua Inyectada

Gas InyectadoGas Liberado

Np, Gp, WpGpi, Wpi

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