07. Balanca de Materia Gas_Gas Cond.pdf

RESERVORIOS II EMI BALANCE DE MA MATERIA TERIA RESERVORIO DE GAS Ing. M.Sc. Pedro Adrian Septiembre 2016

CLASE 2

CONTENIDO

1. INTRODUCCION: MECANISMOS DE EMPUJE 

Reservorios de Gas

2. BALA BALANCE NCE DE MATERIA PARA RESE RESERVORI RVORIOS OS DE GAS  



Ecuación General de Balance de Materia Reservorios Reservori os Volumétricos Reservorios con Intrusión de agua 





Linealización de la Ecuación de Balance de Materia (Havlena & Odeh)

Rese rvorios Reservor ios anormal ano rmalmen mente te presur presurizad izados os Calculo de Índices de Mecanismo de Empuje

3. BALA BALANCE NCE DE MATERIA PARA RESE RESERVORI RVORIOS OS DE GASGAS-COND CONDENSAD ENSADO O

INTRODUCCION: MECANISMOS DE EMPUJE 

Tipos de Mecanismos de Empuje: Reservorios de Petróleo     

  

Expansión de agua y reducción de volumen de roca Expansión del Petróleo y Expansión de la Capa de Gas Fuente: Fundamentals of Reservoir Empuje Hidrául Hidráulico ico Engineering. L. P. Dake. 2008. PP. 71-76. Combinado

Expansión del Gas Empuje Hidrául Hidráulico ico Expansión de agua y reducción de volumen de roca


Tipo Ti poss de Me Meca cani nism smos os de Em Empu puje je:: 

Rese Re serv rvor orio ioss de Ga Gass

Expansión del Gas

 = 

Fuente: Gas Reservoir Engineering. Engineeri ng. John Lee. 1996. PP. 236.


Tipos de Mecanismos de Empuje: 

Reservorios de Gas

Empuje Hidráulico Fuente: Gas Reservoir Engineering. John Lee. 1996. PP. 237. ∆ =  −  

Variación en el volumen poral ocupado por gas debido a la intrusión de agua


Tipos de Mecanismos de Empuje: 

Reservorios de Gas

Expansión del agua y reducción del espacio poral

Fuente: Gas Reservoir Engineering. John Lee. 1996. PP. 245. ∆ =   ∆ Variación en el volumen poral de la formación Variación en el volumen poral ocupado por agua connata

BAL. DE MATERIA PARA RESERV. DE GAS 

Balance de Materia para Reservorios de Gas Balance Molar 

 =   −   = 





 

=

=







 

 

1

=

 

− 

−

 

 

 


Balance de Materia para Reservorios de Gas       

 . . :  = 

 

=

=

=

=

       

−

−

 







  

−

−

  

   

=



 

 

1   

 =

  

=

 

−

   

 

1







=

 

−

   









=

 

=

 

Reserv. Volum.

=


 

Ecuación General de Bal. de Mat. para Reservorios de Gas Reservorio Volumétrico: Utilizando Factor Volumérico 

 

 =



=



−

 

1

 



 



 



   

=

   

−

=

   

     

=

1 

=

1 

−

1   

 −  

 =  −   =

   − 

Reserv. Volum.


Ecuación General de Bal. de Mat. para Reservorios de Gas Reservorio Volumétrico: 

 

=

 

−

  



 =  − 

=

   − 



Ejemplo: Dados los siguientes datos, determinar el cuando la presión media del reservorio llegue a 2000 psia. Cual es el vol. In-situ de gas?. T = 180 deg F

4200

4600 3700 2800

0 1 2



Solución: Paso 1.- Determinar Z para P = 2000 psia.



Solución: Paso 2.- Graficar P/Z vs Gp y realizar regresión lineal.

  = − 

+ b



=

 

−

  





Solución: Paso 4.- Reemplazar P/Z = 2500 y calcular Gp.

Paso 5.- Extrapolar graficamente hasta P/Z = 0, o reemplazar en el valor de “a”.

= =

  

  

=

4600 9 − 7

= .  


Ecuación General de Bal. de Mat. para Reservorios de Gas Reservorio con Empuje Hidráulico: 

 

 . . :  = 

 

=

=

1     



−

−

  

 







Acuífero Muy activo Acuífero Medianamente activo Acuífero Pobremente activo Volumétrico



 

=

1   



 . . .  =  − ∆

 

=

−

   ∆ =  −  

1

 

 −  −  



−

  


Ecuación General de Bal. de Mat. para Reservorios de Gas Reservorio con Empuje Hidráulico: LINEALIZACION DE LA EC. 

=

=

  +   −   −    +    − 

  +    − 

−

= +

  −    − 

 =  −  +  


Ecuación General de Bal. de Mat. para Reservorios de Gas Reservorio con Empuje Hidráulico: LINEALIZACION DE LA EC. 

=

=

  +   −   −    +    − 

  +    − 

y

−

= +

  −    − 

= b + 1x


Ecuación General de Bal. de Mat. para Reservorios de Gas Reservorios : 

Grad. Presión normales: [0.4 – 0.5 psi/ft] Grad. Presión anormales: [0.7 – 1.0] psi/ft

Derivación de Ramagost et al. Fuente: Gas Reservoir Engineering. John Lee. 1996. PP. 245.


Derivación de Ramagost et al. Fuente: Gas Reservoir Engineering. John Lee. 1996. PP. 245.


Grad. Presión normales: [0.4 – 0.5 psi/ft] Grad. Presión anormales: [0.7 – 1.0] psi/ft

∆ =   ∆ ∆ =   ∆  =   ∆ =    ∆ ∆ =  +    ∆


Ecuación General de Bal. de Mat. para Reservorios de Gas Reservorios : Dado que: 

 

=

 . . :  = 

 . . .  =  − ∆

1   

 



=

 

−

−

 

  

 

∆ =  +    ∆


Ecuación General de Bal. de Mat. para Reservorios de Gas Reservorios : Dado que: 

 

=

 . . :  = 

 . . .  =  − ∆

1   

 



=

 

−

−

 

  



 =  −  +    ∆  

1 −  ∆ =



∆ =  +    ∆

Donde:

 =

 

−

  



  +  1 − 

Fuente: Engenharia de Reservatórios de Petróleo. Rosas et al. 2011. PP. 369.



Ejemplo: Profundidad: 4050 m = 13287 ft T = 263 deg F Swi = 0.22 cw = 3.02E-6 psi^-1 cf = 1.95E-5 psi^-1

Gp

P

Z

[Bscf]

[psi]

0.00

11450

1.496

2.86

10127

1.397

5.37

9259

1.330

7.77

8577

1.280

10.14

7908

1.230

12.04

7382

1.192

14.51

6856

1.154

16.07

6386

1.220

18.22

5832

1.084

21.58

5007

1.033

24.58

4167

0.988


Ecuación General de Bal. de Mat. para Reservorios de Gas Reservorios : Gp P Z Solución: [Bscf] [psi] 0.00 11450 1.496 Paso 1.- Calcular P/Z y DP 2.86 10127 1.397 Paso 2.- Calcular compresibilidad 5.37 9259 1.330 efectiva 7.77 8577 1.280 

 =

  +  1 − 

Paso 3.- Calcular P/Z corregido y graficar vs. Gp  

1 −  ∆

P/Z

ΔP

[psi] 7653.58

0

7249.10

1323

6961.93

2190

6700.51

2873

10.14

7908

1.230

6429.39

3542

12.04

7382

1.192

6192.86

4068

14.51

6856

1.154

5940.75

4594

16.07

6386

1.220

5234.64

5063

18.22

5832

1.084

5379.66

5618

21.58

5007

1.033

4846.66

6443

24.58

4167

0.988

4218.04

7282



Gp

P/Z(1-cewf*ΔP)

[Bscf] 0.00

7653.58

2.86

7001.51

5.37

6568.18

7.77

6203.43

10.14

5841.45

12.04

5542.39

a

14.51

5236.04

G

16.07

4550.25

18.22

4599.25

21.58

4040.34

24.58

3424.90

-135.79

56.363 Bscf

a corr G corr

-166.29

46.03 Bscf


Ecuación General de Bal. de Mat. para Reservorios de Gas   +   −  =   +   −  +  ∆ 1 −   , 

Vol. acum. de Gas y agua producida

 , 

Factor volumétrico del gas y del agua

∆,  ,  , 

Para la mayoria de reservorios, cg >> cw, cf

Caida de presión media de reservorio e Intrusión de ∆ =  −  agua Compresibilidad del agua, de la roca y saturación de agua inicial


Índices de Mecanismo de Empuje Energia por Empuje hidráulico Agua Intrusión producida de Agua   +   −  =   +   −  +  ∆ 1 −  Gas producido

Energia por Gas Expansión del agua y (Depleción) reducción del espacio poral


Índices de Mecanismo de Empuje   +   −  =   +   −  +  ∆ 1 −    =   −  + 

1=

  − 

1= 

  + 

 + + 

  +  1 − 

∆ −   − 

  +  ∆  −   1 −  +    

BAL. DE MATERIA PARA RESERV. DE GAS-COND. 

Características:


Calculo del Gas y Condensado In-situ:

Objetivo: Det. gravedad especifica promedio del fluido total de pozo (ϒw). A través de: Recombinación del gas y el condensado producido: Métodos : a) Fórmula de Campo: Fluidos producidos y propiedades b) Laboratorio: Cromatografías


Fórmula de Campo:

R1, R3 = Razón gas/petróleo del separador (1,) y del tanque (3). ϒ1, ϒ3

= Gravedad específica del gas del separador, y del gas de tanque.

ϒ0 = Gravedad específica del petróleo del tanque. Mo = Peso Molecular del petróleo del tanque


Fórmula de Campo:


Fórmula de Campo:

 =

   


Gas In-situ total:  =

43560ℎ∅ 1 −  

 =  ∗ 

=

  + 


Balance de Materia para Reservorios de Gas-Condensado 






Ecuación General de Bal. de Materia Reservorio Volumétrico: 

 2

=

 

−

  

 

Donde:   =  +  ∗   = 133000

Z2p

→

 

G total

Rayes et al. 1992. Two-phase Compressibility Factors for Retrograde Gases. SPE Form Eval. March: 87-118. SPE 20055.

PRACTICO 5: 



Realizar los ejercicios 10.2 a 10.4 (PP. 252), y 10.8 (PP. 253) del libro: Gas Reservoir Engineering. John Lee. 1996. Realizar los ejercicios 3.9 a 3.12 (PP. 103-104) de libro: Applied Petroleum Reservoir Engineering. Craft-Hawkins. 1991.

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