DEFINICIÓN DE YACIMIENTO, CLASIFICACIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE CONFIGURACIÓN CATEDRA CA TEDRATICO: TICO: Dr Dr.. Sc. PALACIOS VELÁSQUEZ , Abraham CATEDRA: CA TEDRA:
INGENIERÍA INGENI ERÍA DEL GAS NA NATURAL TURAL I
ALUMNOS:
HUACHO CHOQUE, Juan Carlos LAHURA RODRIGUEZ. RODRIGUEZ. Mirella Gisela
Nameofpresentation Companyname
• Acumulación de aceite y/o gas en roca
porosa tal como arenisca. Un yacimiento petr pe trol oler ero o no norm rmal alme ment nte e co cont ntie iene ne tre tres s flflui uido dos s (aceite, gas y agua) que se separan en seccionesdistintasdebidoasusgravedades variantes.Elgassiendoelmásligeroocupa lapartesuperiordelyacimiento,elaceitela parteintermediayelagualaparteinferior.
• Acumulación de aceite y/o gas en roca
porosa tal como arenisca. Un yacimiento petr pe trol oler ero o no norm rmal alme ment nte e co cont ntie iene ne tre tres s flflui uido dos s (aceite, gas y agua) que se separan en seccionesdistintasdebidoasusgravedades variantes.Elgassiendoelmásligeroocupa lapartesuperiordelyacimiento,elaceitela parteintermediayelagualaparteinferior.
Para que exista una trampa se requieren los siguientes elementos: Una roca almacén, una roca sello y un cierre, los cuales se definen así:
Roca almacén: Roca porosa y permeable en la cual se acumulan
los
hidrocarburos,
siendo
las
más
comunes
areniscas y calizas.
Roca sello. Rocas que impiden a fuga del fluido hacia otro medio, siendo las principales: Lutita, arcilla, anhidrita y arcillas calcáreas.
Cierre. Es la distancia vertical entre el punto más alto de la trampa y un cierto nivel, por debajo del cual c ual migra el petróleo.
eslapresiónmínima enlacualestandoenfaseliquidaseformala primeraburbujadegas. eslapresiónmínimaen • la cual estandoen fase gaseosase forma la primeragotadelíquido. son los puntos de fase • liquida en los cuales aparece la primera burbujadegas. • son los puntos en la fase gaseosa en los cuales aparece la primera gotadelíquido. •
es la presión máximaenlacualcoexistegasylíquido máxima • temperaturaenlacualcoexistelafaselíquida ygaseosa. puede • definirse como, la condensación de líquido durante la expansión de gas a temperatura constanteolacondensacióndelíquidodurante calentamientodegasapresiónconstante. • :eselpuntoenelcualconvergen lascurvasderocíoydeburbujeo. •
• El
gas seco está compuesto principalmentedemetano. • Elfluidosemantieneenfasegaseosa enelyacimiento. • No hay presencia de líquidos en el yacimiento.
• El fluido en el yacimiento se mantiene
siemprecomogas,enunasolafase. • Normalmente el gas del yacimiento contieneaguavaporizada. • Lagravedadsemantieneconstanteyel colordeloslíquidosestransparente.
• Lamezclasemantieneenlafasegaseosa
o en el punto de rocío a las condiciones inicialesdelyacimiento. • El gas presenta condensación retrograda durante el agotamiento isotérmico de la presión. • El líquido producido es incoloro-amarillo y deºAPI40-60 • Larelacióngas-petróleoseencuentraentre 5000-100000PCN/BN
CONDENSACIÓN RETROGRADA •
Lapresiónen elpunto1.indicaqueelsistemaseencuentraenlafase gaseosayamedidaquelapresióndisminuyeyalcanzala curvaderocio,secomienzaaformarellíquido.Enelpunto 2enelsistemaindica18%delíquidoy82%degas,aeste fenómeno se le denomina condensación retrograda. Al seguirbajandolapresióndelpunto2alpunto3,lacantidad delíquidodisminuyehastadesaparecer.
• Los yacimientos de petróleo volátil se
encuentran a una temperatura ligeramente menor a la temperatura del puntocrítico. • Lamezcladehidrocarburosenelestado inicial se encuentra cerca del punto crítico. • El crudo producido posee una gravedad API mayor a 40º con un color amarillo oscuroanegro.
• Estos
yacimientos presentan una temperatura mucho menor a la temperaturacrítica. un mayor contenido de • Tienen compuestos pesados (C7+) mayor al 40%, • El crudo producido tiene un color de verde oscuro a negro con una gravedad inferioral40%.
1.- CARACTERIZACI N DINÁMICA •
Se entiende por yacimiento a la porción de una trampa geológica que contiene hidrocarburos, la cual se comporta con un sistema intercomunicado, en la que los hidrocarburos ocupan los poros o huecos de la roca de depósito y están contenidos a alta presión y temperatura, dependiendo de la profundidad a la que se encuentren en el subsuelo .
2.- A) Por el tipo de empuje Para que la energía de unos yacimientos se manifieste y fluya naturalmente el aceite y el gas en la superficie, requiere de una energía o fuerza llamada empuje, existen diferentes tipos como son: •
Empuje Hidráulico. Es el más efectivo ya que el agua ejerce una fuerza que hace que fluya el aceite y el gas hacia el pozo.
•
Empuje Volumétrico (por expansión de gas). La expansión del gas empuja el aceite hacia el pozo. A mayores profundidades aumentara la presión del gas y el aceite.
•
Empuje Mixto. Se combinan los empujes anteriormente mencionados. este empuje es menos efectivo. Operan tanto las fuerzas de empuje de gas como las del agua.
EMPUJE HIDRÁULICO Y EMPUJE VOLUMÉTRICO
• •
• •
• •
Cuyaporosidadsedebeala texturadelosfragmentosdemateriales.Pueden serarenaslimpiasosucias. . Formadas por la acumulación defragmentosdecalizasydolomitas. .Lacualsuporosidad se debe principalmente al fenómeno de disolución. .Laporosidadesdebidaala presenciadefracturas. . Cuya porosidad se debe a la texturaeolitica.
•
Todos los yacimientos de aceite contiene gas disuelto cuandolapresióninicialesmayorquelapresión de saturación. El gas original se encuentra disueltoenaceite. . • Algunos yacimientos tienen gas libre desde el principio de su explotación, en estos la presión inicialesmenorquelapresióndesaturación. Suvidaproductivadel • gasdentrodelyacimientoestáenunasolafasey enlasuperficieserecuperaenunafase. •
Durante su visa productiva el gas dentro del yacimiento está en unasolafase,peroenlasuperficieserecupera endosfases. • En cierta etapa de su explotación, se presentara el fenómeno de condensación retrograda y desde luegolaproducciónenlasuperficieseráendos fases. Su presión es • menorquelapresióndesaturación. Lapresión • original es igual o mayor que la presión de saturación. •
La porosidad es el volumen de huecos de la roca, y define la posibilidad de ésta de almacenar más o menos cantidad de fluido. Se expresa por el porcentaje de volumen de poros respecto al volumen total de la roca (porosidad total o bruta). •
•
Tipos de Porosidad: Absoluta: La porosidad absoluta es considera como el volumen poroso el total de poros estén o no interconectados.
•
Efectiva: La porosidad efectiva se refiere al porcentaje de poros interconectados que permiten la circulación de fluidos. O se considera como el volumen poroso solamente conectado entre sí.
•
No Efectiva: Esta porosidad no efectiva representa la diferencia entre las porosidades anteriores, es decir, la porosidad absoluta y la efectiva.
•
Porosidad Primaria: Es aquella que se desarrolla u origina en el momento de la formación o depositación del estrato. Los poros formados en esta forma son espacios vacíos entre granos individuales de sedimento. Es propia de las rocas sedimentarias como las areniscas (Detríticas o Clásticas) y calizas oolíticas (No-Detríticas), formándose empaques del tipo cúbico u ortorrómbico
•
Porosidad Secundaria: Es aquella que se forma a posteriori, debido a un proceso geológico subsecuente a la depositación del material del estrato o capa.
4.- Es la capacidad de un material para que un fluido lo atraviese sin alterar su estructura interna. Se afirma que un material es permeable si deja pasar a través de él una cantidad apreciable de fluido en un tiempo dado, e impermeable si la cantidad de fluido es despreciable. •
La velocidad con la que el fluido atraviesa el material depende de tres factores básicos:
a) la porosidad del material; b) la densidad del fluido considerado, afectada por su temperatura; c) la presión a que está sometido el fluido.
•
Sedefinecomolacapacidadquetiene unarocadepermitirelflujodefluidosatravésde sus poros interconectados, cuando el medio porososeencuentracompletamentesaturadopor unfluido Cuandomásdeunafaseseencuentra • presenteenunmedioporoso,laconductividado capacidadquetieneunarocadepermitirelflujo decadaunadelasfasesatravésdedichomedio poroso. Larazónentrelapermeabilidadefectiva • yunapermeabilidadbase. •
•
•
A la fuerza que actúa por centímetro de longitud de una película que se extiende se le llama tensión superficialdellíquido,lacualactúacomounafuerza que se opone al aumento de área del líquido. La tensión superficial es numéricamente igual a la proporcióndeaumentodelaenergíasuperficialconel áreaysemideenerg/cm 2oendinas/cm. Se llama a la energía libre existente en la zona de contacto de dos líquidos inmiscibles. Esta energía es consecuencia de las tensionessuperficialesdelosdoslíquidos,yevitaque se emulsiones espontáneamente.Las unidades de medida de la tensión interfacial son las mismas que lasdelatensiónsuperficial.
Eslacapacidadquetieneunlíquidodeextendersey dejar una traza sobre un sólido. Depende de las interacciones intermoleculares entre lasmoléculassuperficialesdeambassustancias.Se puededeterminarapartirdelánguloqueellíquido forma en la superficie de contacto con el sólido, denominadoángulodecontacto;amenorángulode contacto,mayormojabilidad
La diferencia entre las presiones de dosfasescualesquierasedefinecomo presióncapilar.Laspresionescapilares se pueden determinar para sistemas bifásicos de diferentes clases; de interés para la industria del petróleo están los sistemas de gas-salmuera, gas-aceiteyaceite-salmuera.
• Los estudios PVT se llevan a cabo con el
propósito de analizar los yacimientos, y partiendo de los resultados de estos estudios, determinar los diversos parámetros y metodologíasquesedesarrollaránparaponera producir el yacimiento. El muestreo de fluidos serealizaalprincipiodelavidaproductivadel yacimiento. Existen dos formas de recolectar lasmuestrasdefluidos: Muestreodefondo. Muestreoporrecombinaciónsuperficial.
MUESTREODEFONDO YMUESTREOPORRECOMBINACIÓN SUPERFICIAL
• LosanálisisPVTsonabsolutamentenecesarios
parallevaracaboeldiseñodeinstalacionesde producción, análisis nodales, diversas actividades de la ingeniería de yacimientos; permiten obtener cálculos como el POES del yacimiento, predecir su vida productiva; definir los esquemas óptimos de producción, evaluar métodos de recuperación mejorada y demás propiedades que predicen el comportamientodelospozosamedidaqueson explotados.Lanuevasherramientasyequipos disponibles de manejo automatizado y computarizado, hacen más factibles la realizacióndelosestudios.
• Estosyacimientossecaracterizanporteneruna
temperatura menor, pero cercana a la temperaturacríticadelamezcladehidrocarburos. • La presióncrítica es aproximadamente igualala presióncricondenbarica. • La composición típica de un petróleo volátil es C1<60%yC7+>12.5%. • El petróleo se encuentra en fase líquida en el yacimiento.
• Larelacióngas-petróleoestáenelrangode1750 • • • • •
•
a3200PCN/BN. TieneunagravedadAPI>40°. Tieneuncoloramarillooscuroanegro. Factorvolumétricomayorde1.5BY/BN. Elpetróleovolátilseencuentraaunatemperatura de166°F. Los yacimientos de petróleo volátil pueden ser saturadosendondelapresióninicialesigualala presióndeburbujeo. Los yacimientos de petróleo volátil pueden ser subsaturadosendondelapresióninicialesmayor quelapresióndeburbujeo.
• Estos yacimientos se caracterizan por
•
•
• •
tener un alto contenido de C7+>20% y bajocontenidodemetano<50%. La temperatura de estos yacimientos es inferior a la temperatura crítica de la mezcla. Los petróleos llamados negros (black oil) se caracterizan por su relación gaspetróleomenorde1750PCN/BN. TieneunagravedadAPI<45°. Tieneuncolornegrooverdeoscuro.
• Factorvolumétricomenorde1.5BY/BN. • Losyacimientosdepetróleovolátilpueden • • • • • •
sersaturadosPi=Pb. Losyacimientosdepetróleovolátilpueden sersubsaturadosPi>Pb. Dependiendodelagravedaddelpetróleo: Livianos30°<API<=40° Medianos20°<API<=30° Pesados10°<API<=20° ExtrapesadosAPI<40°
• Las variaciones observadas por la RGP de los
yacimientos de petróleo negro, volátil y gas condensado corresponden a yacimientos subsaturados.Enlostrescasosseobservaque laRGPaumentacuandolapresióndelyacimiento caepordebajodepresióndesaturación.LaRGP permanececonstanteparaunyacimientodegas húmedoynohayformacióndelíquidoenelcaso deunyacimientodegasseco. • La gravedad API también aumenta a presiones por debajo de la presión de saturación, siendo mayoresteaumentoenelcasodeyacimientosde gas condensado debido a la condensación retrógradaenelyacimiento.
La composición de la mezcla de hidrocarburos de un yacimiento de gas condensado es todavía predominante metano>60%. • La mezcla de hidrocarburos a las condiciones iniciales de presiónytemperaturaseencuentranenfasegaseosaoen elpuntoderocío. • La temperatura de yacimiento se encuentra entre la temperaturacríticaylacricondentérmicadelamezcla. • Un gas condensado presenta condensación retrograda isotérmica en un rango de temperaturas (200-400°F) y presiones(3000-8000)normalesenyacimiento. •
• Relación de gas condensado mayor que 3200 • • • •
PCN/BN. GravedadAPIdelcondensadoentre40°-60°. El contenido de metano del gas condensado es mayoroiguala60%yelC7+<=12.5%. Colordelcondensadoincoloroamarillo-claro. Entremásricosencomponentespesadosseael gascondensadomenoreslaRGCylagravedad APIdelcondensado.
Donde eselfactorderecobroquerepresenta lafraccióndelGOESquepuedeextraerse(oque sehaextraído)deunyacimiento. Parayacimientosreciéndescubiertos,seusaun FRanálogodeyacimientossimilaresalos descubiertos.Serecomienda: o o o o
Yacimientosvolumétricos(cerrados):FR=0,8"0,9 Yacimientosconempujemoderadodeagua:FR=0,7"0,8 Yacimientosconempujeactivodeagua:FR=0,5"0,6 Estosvaloressondebidoaqueelgasatrapadoporelaguale restaefectividadalempujehidráulico .
Parayacimientosdegassecosetiene:
• • • • • •
Pi:Presióninicialdelyacimiento,lpca P:Presióndelyacimientoluegodeproducirunvolumende gasGpdado,lpca Zgi:Factordecompresibilidaddelgas,adimensional Zg:Factordecompresibilidaddelgas,adimensional G:GOES,PCN Gp:GasproducidoacumuladoaunapresiónP,PCN
• Debidoaquelacomposicióndelgas
húmedonocambiaduranteelagotamiento depresión,laRGLpermanece depresión, laRGLpermanececonstantey constantey secumple: • DondeFRtienelosmismosvaloresdel
casodeyacimientosdegasseco.
Parayacimientosdegashúmedosetiene: Parayacimientosdegashú medosetiene: Donde: • • • • • • • •
G=GHOES:Gashúmedooriginalensitio,PCN G=GHOES:Gashúmedoorigi nalensitio,PCN Gpt:Produccióntotalacumu Gpt:Producc ióntotalacumuladadefluido(g ladadefluido(gasdelseparad asdelseparador, or, hidrocarburoslíquidosyagua)eq hidrocarbur oslíquidosyagua)equivalenteenga uivalenteengas,PCN s,PCN ,PCN dondeelprimertérminodelae dondeelprimer términodelaecuaciónserefi cuaciónserefierealgasdel erealgasdel separador,elsegundoeselpet separador,else gundoeselpetróleoequivale róleoequivalenteengasyel nteengasyel último,serefierealaguaequ último,sere fierealaguaequivalenteengas, ivalenteengas,siendo: siendo: NL:Producciónacumuladadeh NL:Producc iónacumuladadehidrocarburo idrocarburoslíquidos,BN slíquidos,BN Wp:Aguaproducidaacumulada,BN W:Gravedadespecíficadelagu W:Gravedadesp ecíficadelaguaproducida(agu aproducida(agua=1) a=1) Mw:Pesomoleculardelagu Mw:Pesom oleculardelagua,lb/lbm(Mw= a,lb/lbm(Mw=18) 18)
• se
puede definir como el desarrollo y adecuación de metodologías integradas que permitan una mayor conceptualización de los yacimientos, en términos físicos y geológicos. este concepto, permite definir con certeza la geometría del yacimiento, describiendo sus características petrofísicas e integrando datos de diversas fuentes como: geología, registro geofísicodepozos,sísmicaynúcleos.
1.- • es aquel que representa las propiedades
deunyacimientoquenovaríanenfunción del tiempo, como es el caso de la permeabilidad,porosidad,espesor,cimas, limites,fallas,ambientedesedimentación, continuidadverticalylateraldelasarenas o carbonatos, petrofísica de los lentes, litologíaylímitesdelaroca.
• la
etapa inicial de un proceso de caracterizacióndeyacimientoconsisteen lageneracióndeunmodeloestáticoinicial basado en información previa (estática). esta información previa se consigue a partir de la interpretación de datos sísmicos 2d y 3d, registro de pozos, pruebas de laboratorios, análisis de núcleos (muestras de roca obtenidas durante la perforación en la zona del yacimientodeinterés),entreotros.
2.- •
La modelación geológica – petrofísica integral se puede definir,comounprocesomedianteelcualsedescribenlas características que controlan la capacidad de almacenamiento y de producción de los yacimientos, usandotodalainformaciónposiblequesetengadisponible. Las propiedades del yacimiento incluyen desde una descripción geológica de la cuenca, tipos de roca, distribucióndefacies,ambientededepósito,geometríade los cuerpos que conforman el yacimiento, hasta sus propiedades petrofísicas como son porosidad permeabilidad, saturación de agua, etc. Estos datos provienen de diversas fuentes de información como son: estudios geológicos, levantamientos y procesamiento de informaciónsísmica,registrosgeofísicosdepozo,muestras denúcleo,datosdeproducción,etc.
DATOSRELEVANTES PARAELMODELO • Las
fuentes principales de datos para la – modelación geológica petrofísica de yacimientos,soninformacióndirectadenúcleosy muestras de canal, información indirecta que proviene de registros geofísicos de pozo y la información también indirecta de levantamientos geofísicos, en particular información relacionada con la metodología sísmica. Toda esta informaciónsemanejaenformasimultáneahasta generar un modelo que será contrastado con la informacióndinámicaderivadadelsistemapozoyacimiento.
NÚCLEOS •
Losnúcleosseestudianen laboratorios especializados en análisis petrofísicos para obtener las propiedades intrínsecas de la roca (porosidad, permeabilidad, saturación de fluidos, pruebas de desplazamiento, entre otras).
3 • En el año de 1927 en el sur de Francia, el Sr.
Schlumberger tomó el primer registro (curva de resistividad)conelobjetivodeidentificarlosminerales delacortezaterrestre.Alobservarlosresultadosque seobtuvieron,seextendiósuaplicaciónenlospozos de hidrocarburos. Un registro geofísico es la representación gráfica de una propiedad física de la rocaconrelaciónalaprofundidad.Estamediciónes indirecta;yaquelasrocasylosfluidos “estándentro del pozo”. Las propiedades físicas de la roca obtenidas a partir de los registros geofísicos, como son:laporosidad,ladensidad,tiempodetránsitodela ondaemitidaporelemisor,laresistividad,eldiámetro delagujero,entreotros,sondesumaimportanciapara los estudios de caracterización estática de yacimientos.
EVALUACIÓNPETROFÍSICA CONREGISTROSGEOFÍSICOS
4.-CAMPOSDELESTUDIO GEOLÓGICO • LageologíaseocupadelahistoriadelaTierra,e
incluye la historia de la vida, y cubre todos los procesosfísicosqueactúanenlasuperficieoen la corteza terrestres. En un sentido más amplio, estudiatambiénlasinteraccionesentrelasrocas, lossuelos,elagua,laatmósferaylasformasde vida. • Lageologíafísicaincluyecamposcomogeofísica, petrologíaymineralogía,estáenfocadahacialos procesosylasfuerzasquedanformaalexterior delatierrayqueactúanensuinterior.
GEOFÍSICA • lageofísicadeexploración,combinainformación
física y geológica para resolver problemas prácticos relacionados con la búsqueda de hidrocarburos, con la localización de estratos de agua,conladetección deyacimientoscon minas nuevas de metales y con diversos tipos de ingeniería.
5.-LAGEOLOGÍA ESTRUCTURALCOMPARATIVA • se ocupa de los grandes rasgos externos,
contrasta con las aproximaciones teóricas y experimentales que emplean el estudio microscópico de granos minerales de rocas deformadas. Los geólogos especializados en la búsquedadelpetróleoydelcarbóndebenusarla geología estructural en su trabajo diario, en especial en la prospección petrolífera, donde la detección de trampas estructurales que puedan contener petróleo es una fuente importante de información.
TRAMPASESTRUCTURALESDE HIDROCARBUROS
TIPOSDEROCAS • • Rocas
formadas por el enfriamiento y la solidificacióndemateriarocosafundida,conocida comomagma. • Segúnlascondicionesbajolasqueelmagmase enfríe, las rocas que resultan pueden tener granuladogruesoofino.
• • Rocascuyacomposiciónytexturaoriginaleshan
sidoalteradasporelcalorylapresiónexistentes en las profundidades de la corteza terrestre. El metamorfismo que se produce como resultado tantodelapresióncomodelatemperaturarecibe el nombre de dinamotérmico o regional; el metamorfismoproducidoporelcalorolaintrusión derocasígneasrecibeelnombredetérmicoode contacto.
• • Rocascompuestaspormaterialestransformados,
formadasporlaacumulaciónyconsolidaciónde materia mineral pulverizada (intemperismo), depositada por la acción del agua y, en menor medida,delvientoodelhieloglaciar.Lamayoría de las rocas sedimentarias se caracterizan por presentar lechos paralelos o discordantes que reflejan cambios en la velocidad de sedimentación o en la naturaleza de la materia depositada.
TIPOSDEROCASSEDIMENTARIAS
6.- • sepuededefinircomounsistemadegeneración
de petróleo dinámico que se desarrolla en un espacioyunaescaladetiempogeológico. • un sistema petrolero requiere de la sincronía de ciertos elementos geológicos y eventos esenciales,paralaformacióndelosyacimientos dehidrocarburos;estosincluyen: rocageneradora expulsión migración acumulación retención
• los
elementos esenciales y los procesos que contribuyenalageneracióndeloshidrocarburos,cuyo origen es una sola roca fuente activa son los siguientes:
• • • • • • • • • •
