pozos petroleros y de gas parte 1
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8/19/2019 Pozos Petroleros y de Gas parte 1
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COMPORTAMIENTO
DE FORMACIONES
PRODUCTORAS
(INDICE
DE PRODUCTIVIDAD Y CURVAS
DE
COMPORTAMIEN-
TO
DE
AFLUENCIA)
ABEL
Trabajo presentado
promoci6n
Por
NARANJO AGUDELO
como
requisito
parcial para
la
a Profesor sistente
Nacional
de Minas
de recursos
Minerales
UN L
Medellin
Facultad
epartamento
I
64 49816
-
8/19/2019 Pozos Petroleros y de Gas parte 1
2/11
GR DEC mENTOS
eseo expresar m i s a g r ~ d e c i m i e n t o s a l a
Secretaria de la Ca rera
Ingenieria
de
Petro l
eos
Senora a g d a l e n a Vasquez de
Giraldo por su v a l i o ~ a colaboracion al
pasar a maquina el presente trabajo.
i i
-
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TABLA
DE
CONTENIDO
LI
STA DE FIGURAS
, . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v
LISTA
DE
TABLAS
. vii
R E S U H E r ~
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
viii
INTRODUCCION
1.
101
1.2
1.3
1. 3.1
1.
3.2
1.
3. 3
1. 3.4
1.4
2.
2.1
2.2
2.2.1
2.2.1.1
2.2.1.2
2.2.1.3
2.2.1.4
2.2.1.5
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . .. . . . . . . . . . . •. • • 1
INDICE DE PRODUCTIVIDAD
4
FACTORES
QUE AFECTAN EL INDICE DE
PRODUCTIVIDAD
. .
8
CLASIFICACION DE LAS FORMACIONES DE ACUERDO
AL
INDICE
DE
PRODUCTIVIDAD
. . . . . . . .
.
. . . . . . . • . . . . . . • .
10
OBTENCION
DEL
INDICE
DE
PRODUCTIVIDAD . . . . . . . . . •
11
Obtencion del indice
de
productividad a
partir de
una
curva de P f Vs q
. . . . . . . . • . . . . . . . . . . . • . . . .
Obtencion del indice de productividad a partir de
una
prueba
de flujo
Obtencion del ~ n d i e de productividad a partir de
. . • • . . . . . . . . . . . . . .
.
. . .
.
. . . . . .
11
12
pruebas
de
formaci on
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . • • . .
13
Indice de productividad Teorico
. . . . . . . . . . • . . • .•
17
IMPORTANCIA DEL INDICE DE
PRODUCTIVIDAD .•.•. .•••.
25
CURVAS
DE COMPORTAMIENTO
DE AFLUENCIA (CURVAS IPR)
28
29
ORMA DE LA IPR . . .
•
. . . . . • . . •• . . . . . . ••• . . • . •• . . .
OBTENCION DE LA IPR . • . . . •• .•• . . • . . . . . . •• . . • .• .••
32
Obtencion de la IPR en el presente
. . . .••••••.••
32
IPR
adimensional de
Vogel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. .
35
IPR adimensional c Standing
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
42
IPR
segGn
Fetkovich
. . . . . . . . . . . . . . • . . . . . • . • . . . •••
52
IPR segGn
Patton
y
Golan
. • . . . . . •• .• .•• . . .•••••.
57
IPR segGn
Diaz-Couto
y Golan . . . . . . . . . . . . . . . .
.
62
-
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2.2 2
Obtencion
de
IPR en el futuro .
71
2.2.2.1
Metodo
de
Stand
n9
.
71
2.2.2.2
M§todo de Fetkovich • • •
74
2.2.2.3
M§todo
de
Al Saadon
75
2.2.2.4
Metodo
de
Dia Couto y
Golan
•
.
78
2.3
IMPORT NCI
DE
L
IPR
78
BIBLIOGRAFIA
•
80
v
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LISTA DE FIGUR S
Pag.
FIGUR S
1. Carta ideal obtenida en
una
prueba DST supuesta
de
dos
periodos
de
flujo
y
dos
periodos
de cierre.. . .
14
2.
Grafico de P
wf
Vs
t que se obtiene al analizar el
periodo
de
flujo
en
una prueba DST
14
3. Variacion
de la relacion
Kg/Ko
con la
saturacion
de petroleo
•
22
4. Grafico
de Kro Vs
P
segGn
Evinger y Muskat . .
24
J oB
o
5. Forma
General
de
la
IPR
• • • • 30
6. Forma
de la IPR
considerando que
la
presion
de
bur-
bujeo, P
b
' la divide en dos secciones
• •
31
7. Diferencia entre
la IPR
considerada como recta y
la
IPR considerada como curva
• • • • • 34
8. Error
que
se
puede
cometer al extrapolar la curva
de
la IPR pa
ra
calcular
el potencial del
pozo
. .••
36
9. IPR adimensional
de
Vogel
•• •• • •••••• •
37
10. IPR1S del ejemplo 1 • • • • 41
11. IPR1S adimensionales
de
Standing • • • •••••. . . 48
12. IPR1S del ejemplo 2 • • 52
13.
Forma
del
grafico
.JSro
Vs
P
segGn
Fetkovich
54
),.loBo
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Pag.
14.
Forma
de
l
IPR
segun
Patton
58 J ..................
15.
IPR
para
el ejemplo
3
62
16.
IPR
para
el
ejemplo
4
70
v
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LISTA E T GL S
Pag.
T BL
1.
IPR
segun Vogel para el problema 1 •
40
2. IPR para
eficienci s
de 1,Q7 y 1,3
en
el ejemplo 2 51
3. Datos para l porci6n curva
de
l IPR segun Patton,
en el ejemplo
3
61
4. IPR
ctu les
antes y d e s p u ~ s de
l
estimulaci6n pa-
ra el ejemplo 4 : 68
5. IPR obtenida para el pozd del ejemplo 4 dentro de
un no 69
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RESUMEN
Un obstaculo , a veces diffcil, que he notado encu entran los
estudian-
tes
de
la Carrera
de
Ingenierfa
de
Petroleos cuando se trata
de
consul-
·
tar
sobre un
tema
determinado
de
la Carrera es que, por una parte la
informacion aparece, la mayorfa
de
las veces, bastante dispersa y por
otra parte genera 1mente en ingles. Teniendo en cuenta esto un buen
trabajo de
un
profesor, que genera 1mente tiene mas acceso a la informa-
cion que
existe
y que va apareciendo sobre los temas de las asignaturas
que dicta. serfa tratar de reunir
la informacion
que
va obteniendo y
presentarla
de
una manera mas compacta y en espaHol.
En el presente
trabajo
se trato
de
reunir informacion
10
mas actualiza-
da posible relacionada
con
el tema Comportamiento
de
Formaciones Pro-
ductoras , el cual es una parte de la
asignatura
Produccion por Flujo
Natural y Artificial que he venido dictando durante varios semestres
en
la
Carrera Ingenierfa
de
Petroleos.
E
tema
consta
de dos
partes que son i Indice
de
Productividad J) y Cur-
vas
de
Comportamiento
de
Afluencia IPR por sus inicia1es en Ingles ).
~ n b s partes se cubriran partiendo del concepto 0 definici6n de cada
una, su importancia en la elaboraci6n de un adecuado plan
de
producci6n
viii
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para un pozo 0 campo dados y 10s diferentes
metodos que
se pueden se-
guir para calcular J 0
1a IPR
en un momenta dado.
Como
se p o d r ~ dedu
cir
conociendo la
IPR
se pu e
de
determinar J. A medida
que
se
van
de
sarrollando
algunos conceptos y metodos especialmente para obtener
la
IPR se presentan ejemplos.
En
vista que
se debe ir adoptando
e1
sistema de unidades propuesto
por el sistema 5.1,
las
unidades para las variables de
las
ecuaciones
que
aparecen
en
el texto se
dan en
unidades del s-i-s-terna ingles y en pa
rentesis se dan las unidades correspondientes al s i ~ t e m 51. Cuando la
ecuacion se da en unidades p r ~ c t i c s r ~ acornpana
da de
una C la cual
representa
1a
constante para la conversion
de
unidades; luego de la
ecuaci6n aparece el valor
de C
para cuando se usan unidades p r ~ c t i c s
del sistema
ingles
y en parentesis el mismo
valor de C
cuando se us
an
uni dades p r ~ c t i cas del s i sterna S.
I
Las uni dades
practi
cas del s--stema
5.1 son
las
recomendadas por
liThe
Society of Petroleum Engineers of
AIMEI
3)
3) Las referencias b i b l i o g r ~ f i c s se encuentran al final de1 texto
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INTRODUCCION
E estudio del f1ujo natural de
~
pozo consta de tres partes que son:
€
estudio del comportamiento
de
1a formacion productora, del comporta-
miento mu1tif§sico
vertical
y del comportamiento mu1tif§sico
horizontal.
Estudiando
e1
comportamiento
de 1a
formacion productora se
puede deter-
minar 1a presion
con
que 11ega
e1
fluido
a1
fonda del
pozo
cuando 1a
formacion
10 est§
entregando a
una tasa
dada; mediante
e1
estudio del
c o m p o r t ~ i e n t o
mu1tif§sico
vertical
si
e1 pozo
es
vertical)
se
puede
ca1cu1ar
las
p ~ r d i d s
de
presion
que
sufre e1
f1uido
en
el
trayecto
des
de
e1 fonda del
pozo
hasta
1a
cabeza del
mismo
y
1a
presion reque-
rida para
que
e1 f1uido viaje desde 1a cabeza del
pozo
hasta e1 separa-
dor,
conocida
como p ~ r d i d de
presion
horizontal,
se puede determinar
ana1izando e1 comportamiento mu1tifasico horizontal. Cuando
1a
presion
con que sale e1
petro1eo
a1
fondo del
pozo
es
mayor que 1a suma de las
p ~ r d i d s
de presion vertical y horizontal para una tasa dada, se dice
que e1 pozo
produce por f1ujo natural y
si
es
menor
habra necesidad
de
recurrir
a algan
m ~ t o d o
de 1evantamiento
artificial
para ayudar a
pozo
a producir a
1a tasa
deseada.
£ comportamiento de 1a formaci6n productora tiene que ver
con
1a for-
ma
como
f1uyen los fluidos a t r v ~ s
de
1a formaci6n
1 cua1
a su
vez
1
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depende
de
factores como el
tipo de
yacimiento y estado del mismo
(porosidad,
perill
eabilidad, espesor de forillacion, radio
de
drenaje,me-
canismo
de
empuje, presi6n est§tica del yacimiento, etc.), del
tipo
y cantidad
de
fluidos
(
saturaciones
de
agua,
aceite
y
gas),
de la in-
teraccion
de los
fluidos
entre
si
y con la f o r ~ c i o n (presiones capi-
lares y humectabilidad), de las
caracterfsticas
de los fluidos, etc.
La
forma como cada
uno de
estos factores afecta el flujo
de
fluidos
a
traves de
la formacion se analiza en ingenierfa
de
y c i ~ i e n t o s por
medio de
curvas
de
permeabilidad relativa,
de
presion capilar y
de
pre-
diccion del yacimiento 1,2,4). Existen otros
factores que
tambien
afectan el
flujo
de
fluidos
a traves del yacimiento pero que no
son
caracterfsticos
de la formacion ni de los
fluidos
contenidos sino que
han
side
inducidos 0 provocados
como son
el da o de la formacion conti-
gua a la pared del pozo y el completamiento que se le ha hecho al mis-
m o ~
Desde el punto
de
vista
de
ingenieria
de
produccion se considera que
para el yacimiento en consideracion ya se ha analizado el efecto
de
los facto res mencionados antes y por 10 tanto el
estudio
del comporta-
nliento
de
la
formacion se reduce a conocer
la
capacidad productora
de
esta, 0 sea)que cantidad de
fluido
esta entregando la formacion si
este e s t ~
saliendo
al fondo del pozo con una presion dada 0 , 10 contra-
rio, si la formaci6n e s t ~ entregando una cantidad dada de
fluidos,que
presion hay en el fonda del pozo.
n este
sentido, para estudiar el com-
portamiento
de la
formaci6n productora se
recurre
a los conceptos
de
fndice de productividad y curvas de comportamiento de
afluencia.
El
2