Fundamentos de Exploración y Producción
CARACTERIZACION CARACTERIZACION DE YACIMIENTOS
¿QUE ES UN YACIMIENTO?
CAPA CAPAS S ARENA ENAS HORIZ ORIZO ONTES TES BED BEDS LAY AYER ERS S
¿QUE ES UN YACIMIENTO?
CAPA CAPAS S ARENA ENAS HORIZ ORIZO ONTES TES BED BEDS LAY AYER ERS S
¿QUE ES UN YACIMIENTO?
CUER CUERPO POS S DE DE ARE ARENA NA ARCI ARCILL LLA A - TRAM TRAMPA PA
¿QUE ES UN YACIMIENTO?
UN CUERPO ROCOSO EN EL SUBSUELO CON CAPACIDAD DE ALMACENAR Y PERMITIR EL FLUJO DE FLUIDOS
CONCEPTOS BASICOS • POROSIDAD • PERMEABILIDAD • SATURACION DE FLUIDOS • HUMECTABILIDAD • TENSION INTERFACIAL • PRESION CAPILAR • PERMEABILIDAD RELATIVA • HETEROGENEIDAD • ECUACION DE FLUJO
POROSIDAD ( φ ) PORCENTAJE DEL VOLUMEN TOTAL DE ROCA NO OCUPADO POR LA MATRIZ O MATERIAL SOLIDO. • PRIMARIA
• ABSOLUTA
• SECUNDARIA • EFECTIVA • MATERIAL ORGANICO • FELDESPATOS • FRACTURAS
MARGINAL: 0 – 5 % POBRE: 5 – 10 REGULAR: 10 – 15 BUENA: 15 – 20 EXCELENTE. 20 - 25
PERMEABILIDAD ( κ ) MEDIDA DE LA HABILIDAD DE LA ROCA PARA PERMITIR EL PASO DE FLUIDOS A TRAVES DE ELLA • ABSOLUTA • EFECTIVA
K h
K v
• HORIZONTAL • VERTICAL
POBRE: 1.0 – 10 md; BUENA: 10 – 100; MUY BUENA 100 - 1000
ABSOLUTA.- HABILIDAD DE PERMITIR FLUJO DE UN UNICO FLUIDO PRESENTE. EFECTIVA.- HABILIDAD DE PERMITIR FLUJO DE UN FLUIDO CUANDO OTROS FLUIDOS INMISCIBLES ESTAN PRESENTES.
SATURACION DE FLUIDOS PORCENTAJE DE VOLUMEN DE FLUIDOS PRESENTES PETROLEO – AGUA – GAS
So
Sw
Sg
HUMECTABILIDAD / TENSION INTERFACIAL PREFERENCIA DE UN SOLIDO DE ESTAR EN CONTACTO O MOJADO POR UN LIQUIDO O GAS (FASE MOJANTE) EN VEZ DE OTRO. σow ROCA - YACIMIENTO • MOJADO POR AGUA (θc < 90º) • MOJADO POR PETROLEO (θc > 90º) • INTERMEDIO (AG. Y PET.) (θc = 90º) • NEUTRAL (DEBIL MOJADA)
PETROLEO
σos
AGUA
θc
σws
At = σos - σws = σow cos θc At = TENSION DE ADHESION σ = TENSION INTERFACIAL (dynas/cm) o, w, s = PETROLEO, AGUA, SOLIDO θc = ANGULO DE CONTACTO
PRESION CAPILAR DIFERENCIA DE PRESION A TRAVES DE LA INTERFASE QUE SEPARA DOS FLUIDOS INMISCIBLES, UNO DE LOS CUALES MOJA PREFERENCIALMENTE LA ROCA. Pc = Pnm – Pm DONDE c = capilar, nm = no mojante Y m = mojante
Desplazmiento de petróleo por agua en un sistema mojado por petróleo (drenaje)
Desplazmiento de petróleo por agua en un sistema mojado por agua (imbibición)
Curvas de presión capilar aceite-agua (1) por drenaje (2) e imbibición, en núcleos de la arenisca Venango de mojabilidad al agua
PERMEABILIDAD RELATIVA HABILIDAD DE UN FLUIDO A FLUIR EN PRESENCIA DE OTRO FLUIDO INMISCIBLE κ ro =
κo
κ (So= 100%)
κo
; κ ro = κ (S = 1 - Swc) oo
RELACION ENTRE PERMEABILIDAD EFECTIVA DE UN FLUIDO A UNA SATURACION DADA Y PERMEABILIDAD ABSOLUTA DE ESE MISMO FLUIDO A SATURACION TOTAL
1
Sistema Gas-petróleo
HETEROGENEIDAD LAS PROPIEDADES DE UNA ROCA YACIMIENTO VARIAN EN TODAS LA DIRECCIONES DENTRO DEL MISMO
LEY DE DARCY PARA FLUIDO LINEAL κ A ∂Φ q = µ ∂X q
p
2
p
1
X A α
q
= A = µ = κ = Φ = p = ρ = g = h =
TASA VOLUMETRICA, CM3 /SEG 2
AREA TRANSVERSAL AL FLUJO, CM VISCOSIDAD DEL FLUIDO, CP PERMEABILIDAD DE ROCA, DARCY POTENCIAL DE FLUJO, DONDE:
Φ = p + ρ g h PRESION SOBRE FLUIDO, atm DENSIDAD DEL FLUIDO, gm/cc ACELERACION DE GRAVEDAD ALTURA SOBRE PLANO REFERENCIA CONSTANTE
LEY DE DARCY PARA FLUJO RADIAL q = CONSTANTE
q = N O I S E R P
Pe = CONSTANTE
h ( Pe - Pwf ) µ βo ln r r e
141.2 κ
w
UNIDADES DE CAMPO Pwf
r e
r w REGIMEN FLUJO CONTINUO STEADY STATE FLOW
q =
h ( Pe - Pwf ) µ ln r r e
2π κ
w
q = TASA VOLUMETRICA, BPD µ = VISCOSIDAD DEL FLUIDO, CP κ = PERMEABILIDAD DE ROCA, mD pe = PRESION EN LIMITE EXTERIOR, psi pwf = PRESION EN EL FONDO DEL POZO, psi r w = RADIO DEL POZO, PIES r e = RADIO DEL LIMITE EXTERIOR, PIES h = ESPESOR DE ARENA, PIES
PROCESO DE CARACTERIZACION PEFORACION EXPLORATORIA
EVALUACION PEFORACION Y DELINEACION DESCRIPCION
DECISIONES DE DESARROLLO
• DESCUBRIMIENTO • CAPTURA INFORMACION • EVALUACION POTENCIAL • PERFORACIÓN DE DELINEACIÓN • CAPTURA DE INFORMACIÓN • GEOLOGÍA • CARACTERISTICAS DE FLUIDOS • VOLUMEN DETERMINISTICO (POES & GOES) • MECANISMOS DE PRODUCCION • RESERVAS RECUPERABLES • ESTRATEGIAS DE EXPLOTACION
PERFORACION EXPLORATORIA • UBICACIÓN DEL POZO • DISEÑO – ARQUITECTURA
PERFORACION EXPLORATORIA CAPTURA DE INFORMACION • RIPIOS Y NUCLEOS • PRESIONES DE FORMACIONES • REGISTROS HOYO ABIERTO •TEMPERATURA • ELECTRICOS • RADIOACTIVOS • LODO • SONICOS • MAGNETICOS • BUZAMIENTO • TOMA DE MUESTRAS DE FLUIDOS
PERFORACION EXPLORATORIA RIPIOS Y NUCLEOS • LITOLOGIA • POROSIDAD • PERMEABILIDAD RELATIVA • HUMECTABILIDAD • PRESION CAPILAR • SATURACION DE FLUIDOS • FLUORESCENCIA • COMPRESIBILIDAD DE ROCA • DENSIDAD DE GRANOS • TAMAÑO GARGANTA PORAL • SALINIDAD DEL AGUA • OTROS
PERFORACION EXPLORATORIA PRESIONES DE FORMACIONES RFT (REPEAT FORMATION TESTER)
PRESION (psi)
PETROLEO
0.355 psi/ft ) s e i p ( D A D I D N U F O R P
BAJA PERMEABILIDAD
AGUA
0.45 psi/ft PROBABLE CONTACTO AGUA - PETROLEO
NOTE: GAS 0.08 psi/ft
• PRESION INICIAL • COMUNICACIÓN AREAL • COMUNICACION VERTICAL • TIPO DE FLUIDOS • CONTACTO DE FLUIDOS • ZONAS PERMEABLES • ZONAS HETEROGENEAS • OTRAS
PERFORACION EXPLORATORIA PRESIONES DE FORMACIONES RFT (REPEAT FORMATION TESTER) PRESION (psia)
2250
2375
2500
POZO EXPLORATORIO
5000 ) s e i p ( D A D I D N U F O R P
GAS CGP @ 5200 pies = 2385 Psia
CONTACTO GAS PETROLEO
5250
CRUDO
5500
CAP @ 5500 pies = 2490 Psia
MEDICION: 2402 psia @ 5250 pies dP/Dd = 0.35 psi / pie
CONTACTO AGUA PETROLEO
AGUA
PERFORACION EXPLORATORIA REGISTROS DE HOYO ABIERTO HERRAMIENTA • TEMPERATURA • RAYOS GAMMA • RESISTIVIDAD • DENSIDAD • NEUTRON • SONICO • RESONANCIA MAGNETICA • DIPMETER • IMÁGENES • CALIPER
INFORMACION • GRADIENTE TERMICO • ARCILLOSIDAD • ESPESORES • LITOLOGIAS • POROSIDAD • SATURACIONES • PERMEABILIDAD • MICROFRACTURAS • CONDICION DEL HOYO • DIRECCION DE CAPAS
PERFORACION EXPLORATORIA REGISTROS DE HOYO ABIERTO Rayos Gamma
Resistividad
Densidad Neutrón
PERFORACION EXPLORATORIA REGISTROS DE HOYO ABIERTO PROCESADO
PERFORACION EXPLORATORIA REGISTROS DE BUZAMIENTO
FALLA
PERFORACION EXPLORATORIA REGISTROS DE IMAGENES
Porosidad vugular con desarrollo de cavernas
Fracturas Naturales Cementadas
Fracturas Naturales Abiertas
Porosidad vugular y móldica
PERFORACION EXPLORATORIA TOMA DE MUESTRAS DE FLUIDOS CON HOYO ABIERTO
INFORMACION • PRESION • MUESTRAS DE FLUIDOS • PERMEABILIDAD •VERTICAL • HORIZONTAL
PERFORACION EXPLORATORIA REGISTROS DE HOYO ABIERTO
REGISTROS ELECTRICOS
A I G O L O T I L
POTENCIAL ESPONTANEO
RESISTIVIDAD
S O R U B R A C O R D I H
D A D I S O R O P
A D I Y Y D A O T S E R N O A M U E I N D D I N T O M C A I O I U A S M U L E I F S R Z E T U R T R S B P S E P E
S A R U T C A R F
L I V O M A U G A
OTROS CALCULO DE Rw Y ARCILLOSIDAD CALCULO DE Rxo, Rt Y Sw
REGISTROS RADIOACTIVOS GAMMA
ARCILLOSIDAD Y CONT. ORGANICO
NEUTRON
DENSIDAD
SONICO RESONANCIA
IDENTIFICACION DE GAS LITOLOGIA CON CROSSPLOTING CALIBRACION DE SISMICA (SONICO)
BUEN ESTIMADO DE PERMEABILIDAD
DIPMETER
IMAGENES
MDT / RFT
FALLAS / INCONFORMIDADES PERMEABILIDAD (H/V), DAÑO, OTROS
PERFORACION EXPLORATORIA EVALUACION DE PRODUCCION HUECO ABIERTO DRILL STEM TEST (DST)
POZO REVESTIDO
• POTENCIAL DE PRODUCCION • TIPO DE FLUIDO • PERMEABILIDAD EFECTIVA • PRESION INICIAL • SELECCIÓN DE COMPLETACION
PRUEBAS EXTENDIDAS
• LIMITES DE YACIMIENTO • HETEROGENEIDADES • FACTOR DE DAÑO / EF
MUESTREO PVT FONDO SEPARADOR/TANQUE
• FACTOR VOLUMETRICO PETROLEO (Bo) • RELACION GAS DISUELTO/PETROLEO (Rs) • FACTOR VOLUMETRICO GAS (Bg)
PERFORACION EXPLORATORIA EVALUACION DE PRODUCCION
CONCEPTO FACTOR DE DAÑO (s)
r
r e
w
Presión Estática
Presión en la Formación r e
r d
h
Ko
Kd
q βµ ∆ ps = 141.2 (s) κh q = κ h ∆ ps 141.2 β µ(s) ∆ ps
q
PERFORACION DE DELINEACION DIMENSIONES DEL DESCUBRIMIENTO • VOLUMEN POROSO OCUPADO POR HIDROCARBUROS? POES (By) = V φ (1 – Swc) • GEOLOGIA DEL YACIMIENTO? • GRADO DE HETEROGENEIDAD? • MECANISMOS DE PRODUCCION? • ACUMULACION COMERCIAL? • TIPO DE INFRAESTRUCTURA REQUERIDA?
PERFORACION DE DELINEACION
PERFORACION DE DELINEACION
’ 0 0 3 - 7
’ 0 0 4 - 7
’ 0 0 5 - 7
POZO DESCUBRIDOR POZOS DELINEACION
IMPORTANCIA CAPTURA DE INFORMACION QUE SOLO PUEDE SER OBTENIDA EN ESTA ETAPA DEL YACIMIENTO PROCESO FUNDAMENTAL PARA DEFINIR UN EXITOSO PLAN DE NEGOCIO
PERFORACION DE DELINEACION OBJETIVOS • DIMENSIONES DE LA TRAMPA SATURADA CON PETROLEO • VARIACION DE PROPIEDADES DE ROCA Y FLUIDOS • ESTRUCTURA Y CAMBIOS ESTRATIGRAFICOS • CONTACTOS AGUA-PETROLEO Y/O PETROLEO-GAS • POES Y GOES • RESERVAS ECONOMICAMENTE RECUPERABLES • INFRAESTRUCTURA DE SUPERFICIE • PLAN DE EXPLOTACION
’ 0 0 3 ’ - 7 0 0 4 - 7 ’ 0 0 5 - 7
POZO DESCUBRIDOR
PERFORACION DE DELINEACION EVALUACION DE PRODUCCION
CONCEPTOS FACTOR VOLUMETRICO PETROLEO (Bo en By/Bst) NUMERO DE BARRILES DE PETROLEO Y GAS DISUELTO EN EL YACIMIENTO NECESARIOS PARA PRODUCIR UN BARRIL DE PETROLEO A CONDICIONES DE SUPERFICIE 14.7 PSI Y 60ºF Bo (By/Bst)
Bob
.
YACIMIENTO SUBSATURADO
YACIMIENTO SATURADO
Pb .- PRESION DE BURBUJEO Pb .- PRESION DE INICIAL
Pb PRESION
Pi
PERFORACION DE DELINEACION EVALUACION DE PRODUCCION
CONCEPTOS RELACION GAS DISUELTO / PETROLEO (Rs en pcs / Bst) RELACION GAS / PETROLEO (RGP) O VOLUMEN DE GAS PRODUCIDO CON CADA BARRIL DE PETROLEO MEDIDO EN SUPERFICIE Rsi
Rs Pcs / Bst)
EJEMPLO: YACIMIENTO Boi = 1.40 By/Bst Rsi = 500 pcs/Bst
GAS LIBRE EN EL YACIMIENTO
PRESION
PRODUCIDO UN BARRIL PETROLEO Y 500 pcg
PERFORACION DE DELINEACION EVALUACION DE PRODUCCION
CONCEPTOS FACTOR VOLUMETRICO GAS (Bg en By/pcs) VOLUMEN EN BARRILES QUE UN PIES CUBICO DE GAS A CONDICIONES DE SUPERFICIE OCUPA EN EL YACIMIENTO
Bg By / pcs
SE REQUIERE: • YACIMIENTO SUBSATURADOS AL ALCANZAR PRESION BURBUJEO • YACIMIENTOS SATURADOS
Bgi
Pi PRESION
PERFORACION DE DELINEACION ANALISIS PVT GAS SEPARADOR
MUESTRA DE GAS
Pwf > Pb EN EL POZO
Shrinkage factor
Psep Tsep
CAMARA DE MUESTRA
Pc
Ptq Ttq MUESTRA DE CRUDO
TANQUE PETROLEO
Pwf > Pb POZO MUESTREO EN SUBSUELO
EN EL YACIMIENTO
MUESTREO EN SUPERFICIE
PERFORACION DE DELINEACION ANALISIS PVT MEDIDOR DE PRESION
MERCURIO
Pi
Pb
CRUDO
CRUDO
P < Pb GAS CRUDO
CELDA PV
Hg T CONSTANTE
• PRESION DE BURBUJEO • Bo, Rs Y Bg • COMPOSICION • VISCOSIDAD • DENSIDAD • GRAVEDAD ESPECIFICA GAS • Z FACTOR • E FACTOR
Hg
Hg
SEPARACION FLASH
CRUDO
GAS
CRUDO
CRUDO
Hg
Hg
Hg
SEPARACION DIFERENCIAL
GEOLOGIA
PLIEGUE
FALLA
INTRUSION
TRAMPA ES EL ELEMENTO QUE RETIENE EL PETROLEO Y GAS EN UN LUGAR CONOCIDO COMO YACIMIENTO COMBINACION DE SELLOS ESTRUCTURALES Y ESTRATIGRAFICOS CON DEPOSITOS IMPERMEABLES ARRIBA Y ABAJO
PRINCIPALES PLACAS TECTONICAS
BORDE DE PLACAS CONVERGENTES
BORDE DE PLACAS DIVERGENTES
GEOLOGIA DEFORMACION DE ESTRUCTURAL TIPOS DE ESFUERZOS (STRESS)
TENSION COMPRESION
CORTE STRESS.STRESS.- PRESION PRESION DIFERENC DIFERENCIAL IAL STRAIN.- RESULTADO DEL FENOMENO
GEOLOGIA DEFORMACION DE ESTRUCTURAL EFECTOS DE PRESION Y TEMPERATURA
FALLAS
PLIEGUES
GEOLOGIA DEFORMACION DE ESTRUCTURA
TIPOS DE FALLAS FALLA NORMAL
FALLA INVERSA
FALLA TRANSCURRENTE TRANSCURRENTE
GEOLOGIA DEFORMACION DE ESTRUCTURAL “ Rollower ”
TIPOS DE FALLAS FALLA DE NORMAL CRECIMIENTO
FALLA INVERSA CORRIMIENTO
FALLA TRANSCURRENTE
GEOLOGIA DEFORMACION DE ESTRUCTURAL
TIPOS DE PLIEGUES
ANTICLINAL MONOCLINAL
ANTICLINAL
DOMO
GEOLOGIA DEFORMACION DE ESTRATIGRAFICA
LINEAMIENTOS ESTRUCTURALES CUENCA ORIENTAL
CORTE ESQUEMATICO S-N, CUENCA ORIENTAL (NORTE DE MONAGAS)
CARACTERISTICAS DE FLUIDOS TIPOS DE FLUIDOS DE YACIMIENTOS
- ASFALTOS Y BITUMENES - PETROLEOS NEGROS - PETROLEOS VOLATILES - GAS CONDENSADOS - GAS NATURAL
CARACTERISTICAS DE FLUIDOS DECISIONES DE PRODUCCION • METODO DE MUESTREO • TIPO DE ANALISIS DE LABORATORIO • TIPO Y TAMAÑO DE EQUIPOS DE SUPERFICIE • PROCEDIMIENTO PARA ESTIMAR POES Y GOES • TECNICAS DE PREDICCION • PLAN DE EXPLOTACION • SELECCIÓN DE METODO DE RECOBRO MEJORADO
CARACTERISTICAS DE FLUIDOS DIAGRAMA DE FASES PUNTO CRITICO
COMPORTAMIENTO DEL YACIMIENTO
PETROLEO NEGRO
1
90 2
N O I S E R P
O J E U B R U B D E T O N P U
80 70 60 50
3
40 30 20 10
SEPARADOR
0
% LIQUIDO
P U N T O
D E R O C I O
CARACTERISTICAS DE FLUIDOS DIAGRAMA DE FASES COMPORTAMIENTO DEL 1 YACIMIENTO
PUNTO CRITICO P U N T O D E R O C I O
2
PETROLEO VOLATIL N O I S E R P
9080 80 O E J U B R U B E D O T N U P
70 60
50 40
3
30
20 15
10 5
% LIQUIDO
SEPARADOR
CARACTERISTICAS DE FLUIDOS DIAGRAMA DE FASES COMPORTAMIENTO RETROGRADO DEL 1 YACIMIENTO
GAS CONDENSADOS
2
P U N T O D E R O C IO
PUNTO CRITICO N O I S E R P
O E J U B R U B E D O T N U P
50 40 3
30
% LIQUIDO
20 10 SEPARADOR
CARACTERISTICAS DE FLUIDOS DIAGRAMA DE FASES COMPORTAMIENTO DEL 1 YACIMIENTO
O I C O R E D O T N U P
N O I S E R P PUNTO CRITICO
GAS HUMEDO
2
50
15 5
1
SEPARADOR
TEMPERATURA
CARACTERISTICAS DE FLUIDOS DIAGRAMA DE FASES 1
COMPORTAMIENTO DEL YACIMIENTO
I O C O R E D O T N U P
N O I S E R P
GAS SECO
PUNTO CRITICO
2
50
15 5
1 SEPARADOR
TEMPERATURA
CARACTERISTICAS DE FLUIDOS Fluid phase behavior 100 D I U Q I L D E T A R U T A S %
VOLATIL CRUDE OIL ( Pb)
80 60 40
50 % LIQUID FASE + 50 % GAS FASE
20
E S A F D I U Q I L % 0 0 1
D U Q I L D E T A R G O R T E R %
50 40 30 20
2000
4000
6000
LIQUID CONDENSATE ZONE
10
0 0
GAS CONDENSATE ( Pd)
0
8000
0
2000
PRESSURE (PSI)
4,0 O T L E U S I D . T L A F S A
CRITICAL POINT
10000 8000
Pb
6000
Pd Pd (7500 - 290) PVT MUC- 12C
Pb (6696 - 290) PVT MUC- 10L
4000
%
2000
NATURAL MISCIBILITY
0 0
200
400
600
4000
6000
8000
PRESSURE (PSI)
12000 ) I S P ( E R U S S E R P
E S A F S A G % 0 0 1
RESERVOIR PRODUCTION LOST DUE ROCK POROUS BLOCKAGE
3,0
1000
ASFALTHENE PRECIPITATION IN SUBSURFASE COMPLETION EQUIPMENT
2,0 1,0
MAXIMUM PRECIP. OF ASFALTHENES
0,0 800
ASPHALTENES RES. PRESS.. Pwf
0
Pb = 6000
5000
10000
1500
CARACTERISTICAS DE FLUIDOS
Identificación de tipo de fluido en campo Black Volátil Gas Gas Oil Oil Condensado Rico RGP inicial PC/BP Gravedad API Inicial Color del liquido
Gas Seco
< 1750
1750 a 3200
> 3200
> 15000 No Liq.
< 45
> 40
> 40
Hasta 70 No Liq.
Colores
Colores claros
Oscuro
Blanco agua
No Liq.
CARACTERISTICAS DE FLUIDOS TENDENCIAS DE PRODUCCION PETROLEO NEGRO
RGP
API
PETROLEO VOLATIL
GAS CONDENSADO
GAS HUMEDO
POES & GOES ….. Volumen estimado de petroleo y/o gas originalmente en sitio en una provincia, campo o yacimiento……
EXPLORACION Y DELINACION
VOLUMEN DETERMINISTICO PETROLEO ORIGINAL EN SITIO EN CONDICIONES DE YACIMIENTO
POES (By)
=
V φ (1-Swc)
PETROLEO ORIGINAL EN SITIO EN CONDICIONES DE SUPERFICIE
POES (Bst)
=
V φ (1-Swc) βoi ’ 0 0 3 - 7
’ 0 0 4 - 7 ’ 0 0 5 - 7
POZO DESCUBRIDOR
VOLUMEN DETERMINISTICO GAS ORIGINAL EN SITIO EN CONDICIONES DE SUPERFICIE
GOES (pcs) = V φ (1 – Swc) Ei DONDE:
Pi Ei (pcs/pc) = 35.37 Zi T (ºR)
Zi ES EL FACTOR DE CORRECCION EN EL COMPORTAMIENTO DE GASES REALES
PV = ZnRT P = PRESION (lpc) R = CONSTANTE DE GASES (10.732) V = VOLUMEN (PIES CUBICO) T = TEMPERATURA ºR(ºF+460) N = PESO MOLECULAR (LIBRAS-MOL) Z = ADIMENSIONAL
’ 0 0 3 - 7
’ 0 0 4 - 7 ’ 0 0 5 - 7
POZO DESCUBRIDOR
FACTOR DE RECOBRO PETROLEO RECUPERABLE (Bst)
=
V φ (1 – Swc) F.R. βoi
F.R. = FACTOR DE RECOBRO ESTIMA CUANTO PETROLEO ES POSIBLE PRODUCIR DEL VOLUMEN TOTAL ORIGINAL (POES) • FUNDAMENTAL PARA ÉXITO ECONOMICO • PRIMARIO Y SUPLEMENTARIO • DEPENDE DE FACTORES TECNICOS, ECONOMICOS Y AMBIENTALES
RESERVAS RECUPERABLES POES
Mecanismos de producció producción % DE AGOTAMIENTO VS FR
100 .
) % ( i P / y P n ó i c a l e R
80
EMPUJE HIDRAULICO
60
SEGREGACION GRAVITACIONAL
40
EXPANSIÓ EXPANSIÓN DE LA ROCA
20
0 0
10
GAS EN SOLUCIÓ SOLUCIÓN 20
EXPANSIÓ EXPANSIÓN CAPA DE GAS
30
40
50
60
FR (%)
RESERVAS RECUPERABLES
• VOLUMETRICO • CURVAS DE DECLINACION • BALANCE DE MATERIALES • SIMULACION NUMERICA
CLASIFICACION DE RESERVAS
O I T I S N E L A N I G I R O O E L O R T E P
O I T I S N E L A N I N I R O O T R E I B U C S E D O E L O R T E P
L IA C R E M O C
L A I C R E M O C O N
O O N T R O E E I L B O U R C T S E E P D
PRODUCCION RESERVAS
Probadas + Probables + Posibles
Probadas + Probables
Probadas
RECURSOS ADICIONALES Bajo Estimados
Mejor Estimado
Alto Estimado
No Recuperable RECURSOS PROSPECTIVOS Bajo Estimados
Mejor Estimado
Alto Estimado
En Producción En delineación Planes de desarrollo Tecnología probada Tecnología no desarrollada No comercial PROSPECT LEAD PLAY
No Recuperable Aprobado 2000 SPE, WPC Y AAPG
RESERVAS PROBADAS VOLUMEN DE PETROLEO QUE CON BASE A LA INTERPRETACION DE DATA GEOLOGICA Y DE INGENIERIA PUEDE
SER
RAZONABLE
ESTIMADO CERTEZA
A
CON SER
ECONOMICAMENTE RECUPERABLE, DURANTE UN LAPSO DE TIEMPO ESTABLECIDO,
DE
YACIMIENTOS
CONOCIDOS Y BAJO CONDICIONES ECONOMICAS VIGENTES
RESERVAS PROBABLES
VOLUMEN DE PETROLEO CUYOS ESTUDIOS
GEOLOGICOS
Y
DE
INGENIERIA SUGIEREN QUE SUS PROBABILIDADES
DE
SER
COMERCIALMENTE EXPLOTABLES SON MAYORES A LAS DE CASO CONTRARIO
CORTESIA DEL POZO ILUSTRADO
RESERVAS POSIBLES
VOLUMEN DE PETROLEO CUYOS ANALISIS DE DATA GEOLOGICA Y DE
INGENIERIA
SUGIEREN
MENORES PROBABILIDADES DE EXPLOTACION COMERCIAL QUE LAS RESERVAS PROBABLES
MECANISMOS DE RECOBRO PRIMARIO ENERGIA BASICA PARA PRODUCCION ES LA EXPANSION DE LOS FLUIDOS EN EL YACIMIENTO A CONSECUENCIA DE DISMINUCION DE PRESION dV = c V ∆ P dV = VOLUMEN EXPANDIDO
c = COMPRESIBILIDAD ISOTERMICA V = VOLUMEN TOTAL ∆ P = DISMINUCION DE PETROLEO dVtot = PRODUCCION PETROLEO = dVo + dVw + dVg
ACUIFERO Vw
PETROLEO dVw
dVg
CAPA DE GAS
Vo
Vg
dVtot = Co Vo ∆ P + Cw Vw ∆ P + Cg Vg ∆ P Co = 15 X 10 -6 lpc -1
Cw = 3 X 10 -6 lpc -1
Cg 500 X 10 -6 lpc-1
METODOS DE PREDICCION
• CURVAS DE DECLINACION • BALANCE DE MATERIALES • SIMULACION NUMERICA
CURVAS DE DECLINACION
.... ... ....
PRESION INICIAL
PRESION
• LINEAL • EXPONENCIAL • HIPERBOLICA
PRESION DE ABANDONO MAXIMA PRODUCCION A RECOBRAR PETROLEO ACUMULADO
BALANCE DE MATERIALES PRODUCCION TOTAL (By)
=
EXPANSION PETROLEO Y GAS EN SOLUCION
+
EXPANSION DE LA CAPA DE GAS
REDUCCION VOLUMEN POROSO OCUPADO + POR HIDROCARBUROS DEBIDO A EXPANSION DE AGUA CONNATA Y DISMINUCION DE VOLUMEN POROSO
+
EXPANSION DE ACUIFERO
dVtot = PRODUCCION PETROLEO = dVo + dVw + dVg
ACUIFERO Vw
PETROLEO dVw
Vo
dVg
CAPA DE GAS Vg
BALANCE DE MATERIALES Np (Bo + (Rp – Rs)Bg = N Boi PETROLEO Y GAS DISUELTO
(Bo – Boi) + (Rsi – Rs) Bg Boi
GAS LIBRE
+ m (Bg/Bgi – 1)
EXPANSION DE PETROLEO
( Cw1Swc- Swc+ Cf )∆P
+ (1 + m)
EXPANSION CAPA DE GAS
+ (W e – W p) Bw
EXPANSION AGUA CONNATA Y REDUCCION VOLUMEN POROSO
EXPANSION DE ACUIFERO
Rp = RELACION GAS – PETROLEO ACUMULADA scf/stb We = INTRUSION DE AGUA ACUMULADA Wp = AGUA PRODUCIDA ACUMULADA Bw = FACTOR VOLUMETRICO DEL AGUA Cf = COMPRESIBILIDAD DE VOLUMEN POROSO Cw = COMPRESIBILIDAD DEL AGUA CONNATA
m
= VOLUMEN INICIAL DE CAPA DE GAS / VOLUMEN INICIAL DE PETROLEO • REQUIERE SUFICIENTE DATA DE PRODUCCION, PRESION Y PVT • DEFINIR PRESION AVERAGE DEL YACIMIENTO
SIMULACION NUMERICA • •
Se basa en principios de balance de materiales
•
Toma en cuenta las localizaciones de pozos productores e inyectores y sus condiciones operacionales
•
Los pozos pueden operarse y cerrarse de acuerdo a condiciones especificadas
• • •
Se pueden prefijar las tasas o las presiones de fondo o ambas
Toman en cuenta heterogeneidad del yacimiento y dirección de flujo de los fluidos
El yacimiento se divide en múltiples celdas o bloques (tanques) Los cálculos se efectuan para las fases petróleo, gas y agua a intervalos discretos
SIMULACION NUMERICA PETROLEO NEGRO ENTRADA
SALIDA
GAS GAS
GAS
PETROLEO PETROLEO
PETROLEO
AGUA AGUA
AGUA
ACUMULACIÓN
TRES FASES, TRES COMPONENTES
SIMULACION NUMERICA COMPOSICIONAL SALIDA
ENTRADA GAS C1 C2 PETROLEO : : AGUA Cn
C1 C2 : : Cn
GAS PETROLEO AGUA
Pc VOLATIL D O A S N E D N C O
P
ACUMULACIÓN GAS SECO
PETROLEO NEGRO
T
TRES FASES, n COMPONENTES
SIMULACION NUMERICA Modelo 2D Vertical PRODUCTOR PRODUCTOR INYECTOR INYECTOR
PRODUCCION
•Procesos de inyección en yacimientos Homegeneos •Modelos conceptuales de desarrollo
SIMULACION NUMERICA Modelo 3-D Rectangular PRODUCTOR PRODUCTOR INYECTOR INYECTOR
PRODUCCION
• Modelos detallados de yacimientos
SIMULACION NUMERICA MODELO DETALLADO
SIMULATION GRID
SIMULACION NUMERICA Modelos Radiales Modelo radial areal (r,θ)
Modelo radial vertical (r,z)
• Modelo para reproducir la región de drenaje de un pozo completamente penetrado • Yacimiento homogéneo- Espesor Constante
• Penetracion Parcial de Pozos • Conificacion • Inyeccion Alternada de vapor • Estimulaciones • Produccion conjunta
SIMULACION NUMERICA RESPUESTAS
• Cómo se debe desarrollar y producir un yacimiento para maximizar el recobro.
• Dónde y cuando perforar los pozos. • Cual es el mejor esquema de recuperación adicional para el
yacimiento, número de pozos inyectores, inyección por arreglos o periférica, tasas de inyección y producción.
• Cómo y cuándo debe ser implementado el proyecto. • Porqué no se está comportando el yacimiento como se había pronosticado. Qué se puede hacer para mejorarlo.?
SIMULACION NUMERICA RESPUESTAS
• Cuáles son los parámetros críticos que se deben medir en la aplicación en el campo de un esquema de recobro particular?
• Cuál es el mejor esquema de completación de pozos en un yacimiento selectivo doble. De qué porción del yacimiento proviene la producción?
• Qué tan sellantes son las fallas y las barreras de permeabilidad observadas.
PREDICCION DE RECOBRO Aplicabilidad y Confiabilidad de técnicas Qo vs tiempo Presi ó n vs t
Curvas de Declinación
Balance de Materiales
Modelo de Simulación
SI
SI
SI
NO
SI
SI
NO
SI / Cuestionable
SI / Razonable
NO
SI / Razonable
SI / Buena
SI / Razonable
SI / Buena
SI / Muy Buena
DELINEACION
DESARROLLO
PRODUCCION
-
Certidumbre
+
MECANISMOS DE PRODUCCION Mecanismos de producción
% DE AGOTAMIENTO VS FR
100 .
80
) % ( i 60 P / y P 40 n ó i c 20 a l e R 0
EMPUJE HIDRAULICO
SEGREGACION GRAVITACIONAL
EXPANSIÓ EXPANSIÓN DE LA ROCA GAS EN SOLUCIÓ SOLUCIÓN
0
10
20
EXPANSIÓ EXPANSIÓN CAPA DE GAS
30
FR (%)
40
50
60
MECANISMOS DE PRODUCCION Mecanismos de producción
Mecanismos de Producción del Yacimiento
% DE AGOTAMIENTO VS FR
100
.
) % ( i P / y P n ó i c a l e R
80
EMPUJE HIDRAULICO
60
SEGREGACION GRAVITACIONAL
40
EXPANSIÓ EXPANSIÓN DE LA ROCA
20 0 0
10
GAS EN SOLUCIÓ SOLUCIÓN 20
EXPANSIÓ EXPANSIÓN CAPA DE GAS 30
40
50
60
FR (%)
PRESION
RGP
AYS
EXPANSIÓN DE LA ROCA
muy r ápido
Baja
------
1 - 10% FR
REC SEC !
GAS EN SOLUCIÓN
r ápido
r ápido
------
5 - 25% FR
REC SEC !
20 - 40% FR
REC SEC ?
40 - 80% FR
REC SEC ?
35 - 80% FR
REC SEC ?
despacio Alta -----EXPANSIÓN (buz.arriba) CAPA DE GAS SEGREGACION despacio Baja -----GRAVITACIONAL Alta EMPUJE HIDRAUL. muy despacio Baja
FR
ESQ.REC.
ESTRATEGIAS DE EXPLOTACION Un sentido de Dirección ............. LAS
ESTRATEGIAS
SON
EL
CONJUNTO
IMPORTANTES
DE
DE EXPLOTACIÓN DE LA
ASPECTOS GERENCIA
INTEGRADA DE YACIMIENTOS
CONJUNTO DE POLÍTICAS QUE GARANTIZAN LA MÁXIMA CREACIÓN DE VALOR EN LOS PROCESOS DE RECUPERACIÓN DE LAS RESERVAS DE HIDROCARBUROS.
ESTRATEGIAS DE EXPLOTACION Máximo recobro vs Máxima creación de valor CADA YACIMIENTO REQUIERE DE POLÍTICAS DE EXPLOTACIÓN PARTICULARES E INDIVIDUALES.
SE REQUIERE CONOCER EL YACIMIENTO Y CONTAR CON HERRAMIENTAS IDONEAS PARA ELABORAR UNA ESTRATEGIA DE EXPLORACION DIRIGIDA A MAXIMIZAR EL VALOR DE LAS RESERVAS
ESTRATEGIAS DE EXPLOTACION SEGÚN LA ETAPA EN LA VIDA DEL YACIMIENTO
EXPLORACIÓN Y DELINEACIÓN
Estrategias para optimizar el recobro
• LEVANTAMIENTO DE DATOS BÁSICOS • EVALUACIÓN EVAL UACIÓN EXTENSIVA EXTENSIVA DE POZOS • FACTIBILIDAD ECONÓMICA DE DESARROLLO • ESTRATEGIA PRELIMINAR DE DESARROLLO DESARROLLO
• ESTUDIOS INTEGRADOS • CONSTRUCCIÓN DE POZOS • INSTALACIONES DE PRODUCCIÓN • IMPLANTAR IMPLANTA R PROYECTOS PROYECTOS DE RECOBRO RECOBRO SECUNDARIO SECUNDARIO PRODUCCION PRODU CCION Y DECLINACION DECL INACION
• GERENCIA GERENCIA DE LA ESTRATEGIA DE EXPLOTACIÓN • MANTENIMIENTO MANTENIMIENTO DE POTENCIAL POTENCIAL E INSTALACIONES INSTAL ACIONES • IMPLANTAR IMPLANTA R PROYECTOS PROYECTOS DE RECOBRO TERCIARIO • RACIONALIZACION DE ACTIVOS
ESTRATEGIAS DE EXPLOTACION Estrategias para optimizar el recobro
EXPLORACION Y DELINEACION INTERROGANTES
MEDIANTE CUÁLES MECANISMOS PRIMARIOS PRODUCIRÁ EL YACIMIENTO ? REQUERIRÁ UN PROCESO PROCESO DE RECUPERACIÓN RECUPERACIÓN SECUNDARIA ? SE REQUERIRÁ CUÁNDO ?
CUÁL SERÁ LA CAPACIDAD CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN DEL CAMPO ?
CUÁNTOS POZOS POZOS Y DE DE QUÉ TIPO ? CÓMO DEBEN COMPLETARSE ?
QUÉ TIPO DE INSTALACIONES INSTALACIONES DE PRODUCCIÓN PRODUCCIÓN SE REQUIEREN REQUIEREN ?
CUÁL SERÁ EL NIVEL NIVEL DE INVERSIONES Y COSTOS COSTOS DE PRODUCCIÓN ?
CUÁL SERÁ LA RENTABILIDAD RENTABILIDAD DEL PROYECTO DE DESARROLLO DESARROLLO ?
CUÁLES SON LOS RIESGOS ASOCIADOS ?
SE REQUIERE UNA PRUEBA PILOTO O UN DESARROLLO PREVIO LIMITADO ?
VALE LA PENA DESARROLLAR ?
ESTRATEGIAS DE EXPLOTACION Estrategias para optimizar el recobro
PRODUCCION Y DECLINACION INTERROGANTES
COMPORTAMIENTO DE PRODUCCION TAL CUAL COMO SE ESTIMO?
REQUIERE CAMBIOS EN LA ESTRATEGIA INICIAL?
GERENCIA DE DECLINACION?
PRODUCTIVIDAD POR POZO?
CICLO DE VIDA DE POZOS? PROBLEMAS OPERACIONALES? OPERACIONALES?
AREAS DEL YACIMIENTO CON BAJO DRENAJE?
SE REQUIERE MODIFICAR EL PROCESO DE RECUPERACION SECUNDARIA?
NECESARIO
PERFORACION PERFORACION INTERESPACIADA INTERESPACIADA?? RENTABLE?
COSTOS DE OPERACIÓN?
MANEJO DE FLUIDOS INDESEABLES?
RENTABLE PROCESO DE RECUPERACION RECUPERACION TERCIARIA?
ESTRATEGIAS DE EXPLOTACION Improvisación o Estrategia ?........... SOLAPAMIENTO DE ETAPAS
Cuándo se recomienda ? Complejidad del yacimiento media a baja Al menos se tiene el Modelo estático definido Productividad de pozos comprobada Infraestructura de producción existente Tecnologías conocidas y probadas Experiencia de la empresa en el área
“PARALLEL ENGINEERING” O PROCESOS SOLAPADOS
Implantaci ó n
Estudios
Cuáles son los riesgos ? Incremento de desembolsos por cambios no previstos y pérdida de tiempo. Más pozos de los necesarios. Baja ó Sobre-estimación de reservas. Bajo % de éxito
Delineaci ó n
ESTRATEGIAS DE EXPLOTACION ASPECTOS TECNICOS A CONSIDERAR
A S P E C T O S
P R I N C I P A L E S
ESQUEMAS DE RECOBRO • Expansión R-F • Gas en Solución • Rec.Primaria • Empuje Hidráulico • Rec. Secundaria • Expansión Capa Gas • Rec. Terciaria • Segregación Gravit.
Utilizar la energía natural del yacimiento ?
Qo
Recobro Primario Secundario Terciario Economía
Economía
Economía
tiempo
Mantener Presión del yacimiento ? Mejorar eficiencia de barrido Primario ? Mejorar eficiencia de barrido Secundario ? Recobrar el petróleo residual ?
ARQUITECTURA DE DRENAJE • Verticales • Horizontales • Inclinados • Hoyo Reducido
• Hoyo desnudo • Cementado • Sencillo • Selectivo
• Espaciamiento • Control de arena • Lev. Artificial • Cañoneo
PERFIL DE PRODUCCION
• Productividad de pozos • Secuencia de Pozos • Tasa Críticas
Contactar la totalidad de las reservas • AREALMENTE ---> Espaciamientos • VERTICALMENTE ---> Completación Producción conjunta ? Número de pozos ? COMPARACION ECONOMICA DE ESCENARIOS TECNICOS
Perfiles de Ingresos y Desembolsos
ESTRATEGIAS DE EXPLOTACION OTROS FACTORES A CONSIDERAR
Aspectos de Perforación •Integridad mecánica del pozo •Cementación •Daño de formación •Cañoneos
•Aspectos de Producción •Inestabilidad mecánica de la formación. •Escamas, Asfaltenos •Levantamiento artificial •Geoquímica de los fluidos
AMBIENTE
: Venteo de gas. Manejo de fluidos indeseables: (Agua,H2S).
NORMAS : Limites de RGP, Tasas críticas. Seguridad.
$ ECONOMIA : Limite económico (Qo). Condiciones de mercado. SINERGIAS : Optimización
recursos limitados o compartidos.
ESTRATEGIAS DE EXPLOTACION Exito ó Fracaso ……. Es importante que un plan de Explotación…….. Esté INTEGRADO con los procesos operacionales : Las estrategias de Explotación son parte del F.E.L. de los procesos de Construcción de pozos e Instalaciones.
3.- Instalaciones y Operaciones • Exceso de pozos perforados de producción • Completaciones inadecuadas 2.- Construcción de pozos
Si ......
1.- Modelaje de yacimientos
• % de éxito volumétrico • Facilidades insuficientes o sin flexibilidad. • Cuellos de botella por diseño
ESTRATEGIAS DE EXPLOTACION
Exito ó Fracaso ...... Es importante que un plan de Explotación…….. .- SEA FLEXIBLE : Múltiples factores afectan y pueden variar las condiciones iniciales del diseño. .- TENGA SOPORTE GERENCIAL : Sin autorización ni presupuesto un plan no sirve de nada. Siempre se requiere enlazar actividades que dependen de más de un Gerente u organización.
.- CUENTE CON UN PLAN DE MONITOREO : Revisiones periódicas a fondo son necesarias. EL proceso de Monitoreo es el que “ dispara” los correctivos necesarios para lograr el objetivo.
