UNIVERSIDAD TECNICA PARTICULAR ARTICULA R DE LOJA
GEOLOGIA Y MIA!
La Universidad Católica de Loja
GEOLOGIA DEL PETROLEO
Instruct Ins tructor: or: Jose A. Gua Guar r tán - 20 2018 18 1
FLUIDOS DEL RESERVORIO •
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Reservori Reserv orio o es una acumulac acumulación ión de idro idrocar car!ur !uros os en un medio "oroso "ermea!le cons#i#uido "or rocas sedimen#arias$ En el momen#o momen#o del descu!rimien#o descu!rimien#o%% es#a acumulación de &luidos "resen#a valores de "resión ' #em"era#ura de e(uili!rio en #odo su volumen "oral$
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FLUIDOS DEL RESERVORIO •
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La "resencia "resencia de un reservorio reservorio im"lica im"lica la &ormación &ormación ' mi*ración mi*ración de los idrocar!uros ' su "os#erior acumulación en una #ram"a *eoló*ica es#ruc#ural+es#ra#i*r,&ica$ Es#e Es#e "roceso "roceso de &ormación &ormación%% mi*ración mi*ración ' en#ram"amie en#ram"amien# n#o o se reali-ó reali-ó a lo lar*o de millones de a.os$
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FLUIDOS DEL RESERVORIO •
Un 'acimien#o 'acimien#o o cam"o "e#rol0&er "e#rol0&ero o "uede es#ar cons#i#uido cons#i#uido "or vario arioss reser eservvorio orioss si#u si#uad ados os a di& di&eren eren##es "ro& "ro&un undi dida dade des% s% con con dis#in#as "resiones ' #em"era#uras$
Disposición de los fluidos en el yacimiento. •
Los &luidos se si#an en &unción de sus densidades2 a*ua 345 a!a6o% "e#róleo 3o5 ' *as 3*5 "or arri!a$ Si a' #res &ases "resen#es% a!r, dos -onas de con#ac#o &luido2 "e#róleo+a*ua 3o4c5 ' *as+"e#róleo 3*oc5$ –
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Disposición de los fluidos en el yacimiento •
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Los &luidos encon#rados en dis#in#os reservorios "ueden #ener "ro"iedades &0sicas ' (u0micas mu' di&eren#es$ La ma'or "ar#e de los com"ues#os (u0micos de los idrocar!uros es#,n &ormados "or car!ono e idró*eno$
Disposición de los fluidos en el yacimiento •
Cons#i#u'en me-clas com"le6as de la serie "ara&0nica% nanica ' arom,#ica% con "e(ue.as can#idades de o80*eno% ni#ró*eno% a-u&re ' o#ras im"ure-as $
Disposición de los fluidos en el yacimiento •
Cons#i#u'en me-clas com"le6as de la serie "ara&0nica% nanica ' arom,#ica% con "e(ue.as can#idades de o80*eno% ni#ró*eno% a-u&re ' o#ras im"ure-as $
Disposición de los fluidos en el yacimiento •
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Cons#i#u'en me-clas com"le6as de la serie "ara&0nica% nanica ' arom,#ica% con "e(ue.as can#idades de o80*eno% ni#ró*eno% a-u&re ' o#ras im"ure-as $ Los com"ues#os arom,#icos se nom!ran como derivados del !enceno o de es#ruc#uras relacionadas
Disposición de los fluidos en el yacimiento •
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Los idrocar!uros (ue% a la #em"era#ura ' "resión del reservorio% se encuen#ran en es#ado l0(uido se denominan 9"e#róleo9% ' a(uellos (ue se encuen#ran en es#ado *aseoso se conocen como 9*as na#ural9$ Aora !ien% los volmenes de l0(uido ' *as en condiciones de reservarlo son dis#in#os a los volmenes o!#enidos en su"er&icie$
Petróleo in situ •
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De#erminar la l0nea de con#ac#o a*ua+"e#róleo Volumen idrocar!uro en el reservorio –
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Volumen de roca reservorio :V; Porosidad :<; Volumen "oral del reservorio :V<; Sa#uración de a*ua conna#a :S4c; 31= ' el /=>5 × ∅ × −
Medido en condiciones de reservorio, a alta presión y a alta temperatura.
En esas condiciones% el "e#róleo l0(uido con#iene *as disuel#o% "or eso se e8"resa el "e#róleo in si#u en condiciones de su"er&icie 3o sea% en las condiciones del #an(ue de almacena6e de "e#róleo5$ En la su"er&icie% el volumen del "e#róleo disminu'e% el *as disuel#o se li!era ' se se"ara del "e#róleo l0(uido$ ?ac#or de volumen del "e#roleo :@oi; 3m/ em reservoriom/5 Volumen del "e#roleo in si#u medido em condiciones de su"er&icie sera2 =
×∅×(−)
Petróleo in situ •
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La "orosidad ' la sa#uración de a*ua conna#a se "ueden medir en la!ora#orio so!re mues#ras rocosas% #am!i7n se las "uede evaluar median#e dis#in#os "er&ila6es de "o-o 3well-logging5$ El &ac#or de volumen del "e#róleo es una "ro"iedad #ermodin,mica (ue se mide en el la!ora#orio con un ensa'o PVT$ El volumen de "e#róleo in situ #am!i7n se denomina "e#róleo ori*inal 3OOIPB original oil in place5$
Pe#róleo in si#u FA!OR DE REUPARAI"# $FR% El "e#róleo recu"era!le de un reservorio% N"% ser, una &racción del "e#róleo in si#u% •
= ∗ ; = •
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×∅×(−)
?R es el &ac#or de recu"eración% indica (u7 "ar#e del "e#róleo ori*inal "uede ser recu"erado$ Sus valores var0an en#re O 3no se recu"eran idrocar!uros5 ' 1 3se recu"era la #o#alidad del "e#róleo ori*inal5$ El in*eniero de reservorios de!era es#imar el &ac#or de recu"eración$ s#e de"ende de consideraciones #7cnicas% económicas ' am!ien#ales consideraciones (ue% a su ve-% de#erminan el "roceso de recu"eración$
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La adminis#ración moderna de 'acimien#os admi#e ' evala la necesidad de im"lemen#ar "rocesos de recu"eración secundaria ' me6orada en la e#a"a #em"rana de la vida del 'acimien#o "ara cum"lir su o!6e#ivo
Petróleo in situ E&ERIIO Calculo del volumen del "e#róleo in si#u Se a descu!ier#o un reservorio de "e#róleo ' se an es#imado los "ar,me#ros si*uien#es2 AB Fm 8 1= Fm% B G= m% S4c B =$)1% < B =$1H% @oi B 1$ volvol a5
Calcular el volumen de la roca del reservorio ' del "e#róleo in situ, medido en m3 y en !arriles 31m/BG$) !!l5$
!5 KCómo se de&ine ' de (u7 de"ende el &ac#or de recu"eración FR?
FLUIDOS DEL RESERVORIO •
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En un reservorio na#ural de "e#róleo% se encuen#ran dos &ases como m0nimo$ Ellas son "e#róleo ' a*ua$ Con &recuencia% "ero no siem"re% "uede a!er una #ercera &ase% la &ase *aseosa% (ue cons#i#u'e el cas(ue#e *as0&ero$ Es#as #res &ases se u!ican de acuerdo a sus densidades2 -ona acu0&era a!a6o% "e#rol0&era al medio ' *as0&era en la "ar#e su"erior$
FLUIDOS DEL RESERVORIO AGUA •
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El a*ua de &ormación se encuen#ra #an#o en la -ona acu0&era como en la "e#rol0&era$ La -ona acu0&era suele clasi&icarse como acuífera inactiva cuando no con#ri!u'e al "roceso de "roducción% ' como acuífera activa cuando es ca"a- de "roducir un !arrido len#o ' *radual del "e#róleo acia arri!a$ En la -ona "e#rol0&era ' en el cas(ue#e de *as el a*ua all0 se denomina connata, intersticial o irreducible. Es#a sa#uración de a*ua conna#a en la -ona de idrocar!uros ocu"a en#re un 1=> ' un /=> del volumen "oral$ Dica sa#uración de a*ua no disminu'e duran#e la e8"lo#ación% de all0 su nom!re de irreduci!le$
FLUIDOS DEL RESERVORIO PE!ROLEO Cons#i#uido "rinci"almen#e "or idrocar!uros de la serie "ara&0nica 3Cn)nM)5% con menores can#idades de la serie c0clica nanica 3Cn)n5 ' arom,#ica 3Cn)n+ G5$ Se reali-a un an,lisis (u0mico sim"li&icado$ Se miden las &racciones "ara&inas desde C1 as#a C$ Las m,s "esadas se a*ru"an como una &racción com"ues#a% denominada CGM$ •
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O#ra clasi&icación *ravedad !" #merican !etroleum "nstitute$. %e mide con un idróme#ro &lo#an#e de un modo sencillo% ' se relaciona con la densidad 3o *ravedad es"ec0&ica5 del "e#róleo rela#iva al a*ua a G= ? ' 1 a#m ° =
.
− .
FLUIDOS DEL RESERVORIO PE!ROLEO O#ra clasi&icación2 volumen de *as (ue li!era an#es de iniciar la e8"lo#ación OR2 SC?ST@ s#andard cu!ic &ee#s#ocF #anF !arrel •
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lasificación y composición t'pica de (idrocar)uros *Arc(er + ,all- /012 lase de (idrocar)uro
OR
API
SC?ST@
m/m/
3as seco
in&ini#o
in&ini#o
+
3as (4medo
====
===
G=
Com"osición #0"ica% &racción molar C1 =$
C)
C/
C
C
=$= =$=/ =$=1 =$=1
CG +
=$H =$= =$= =$=) =$=) =$=)
3as condensado
G===+==== 1===+=== =+Q =$H= =$=G =$= =$=/ =$=) =$=
Petroleo 5olatile
)===+G===
/=+1===
+= =$G= =$=H =$= =$= =$=/ =$)=
Petroleo ne6ro
1==+)===
)=+/=
)=+ =$ =$= =$=/ =$=/ =$=) =$
=
=
Petroleo pesado
)=
=$)= =$=/ =$=) =$=) =$=) =$Q1
FLUIDOS DEL RESERVORIO PE!ROLEO El gas seco se "resen#a en el reservorio #o#almen#e en &ase *aseosa duran#e #oda la e8"lo#ación ' no "roduce idrocar!uro l0(uido en su"er&icie$ El gas &'medo #am!i7n "ermanece en &ase *aseosa en el 'acimien#o% "ero "uede &ormar idrocar!uro l0(uido en su"er&icie$ El gas condensado cons#i#u'e una &ase *aseosa en las condiciones iniciales% an#es de ser "roducido$ Sin em!ar*o% al disminuir la "resión del reservorio "resen#a un com"or#amien#o anormal2 la condensación re#ró*rada% (ue &orma un "e#róleo l0(uido liviano$ El petróleo vol(til #iene mu' !a6a densidad ' una al#a relación *as+"e#róleo$ El petróleo negro o blac)oil se encuen#ra en la ma'or0a de los 'acimien#os$ Su #em"era#ura cr0#ica es ma'or (ue la #em"era#ura ori*inal del reservorio$ Su com"or#amien#o de &ase es normal$ El petróleo pesado #iene al#a viscosidad ' densidad$ Su "roducción "rimaria es di&0cil$ eneralmen#e se de!e adicionar calor al reservorio a &in de movili-arlo$ •
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FLUIDOS DEL RESERVORIO 3AS El *as de la &ormación o *as na#ural con#iene #0"icamen#e =$G a =$H de me#ano con idrocar!uros C) a C% cada ve- en menor "ro"orción$ Puede con#ener im"ure-as de ni#ró*eno% dió8ido de car!ono o sul&uro de idró*eno$ Los dos l#imos son corrosivos en "resencia de a*ua$ El sul&uro de idró*eno es% adem,s% venenoso$ Los an,lisis de &racciones de idrocar!uros en &ase *aseosa% as#a C o CG% son sencillos de reali-ar 'a sea "or des#ilación &raccional a !a6a #em"era#ura% "or es"ec#rosco"0a de masa o "or croma#o*ra&0a$ La clasi&icación del *as de la &ormación se !asa en la densidad es"ec0&ica del *as res"ec#o de la del aire a i*ual #em"era#ura$ s#a es una medición (ue se reali-a siem"re en el 'acimien#o$ •
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7I3RAI"# DE 8IDROAR9UROS
7I3RAI"# PRI7ARIA DEFI#II"# Despla
Se plantean : mecanismos de e;pulsión de los (idrocar)uros de la roca madre
:
7I3RAI"# PRI7ARIA 7EA#IS7OS DE 7I3RAIO# PRI7ARIA
.= E;pulsión en solución acuosa- Por com"ac#ación de la roca madre 3so#erramien#o5 donde se dis#in*uen los si*uien#es casos2 E8"ulsión de a*ua in#ers#icial (ue arras#ra "e(ue.as *o#as de "e#róleo @a6a solu!ilidad de los idrocar!uros en a*ua Di&usión de los idrocar!uros Sus"ensión coloidal >
7I3RAI"# PRI7ARIA 7EA#IS7OS DE 7I3RAIO# PRI7ARIA
?.= E;pulsión como Protopetróleo- mi*racion de los "recursores de los idrocar!uros 3N+O+S5 muco mas solu!les% lue*o en e#a"as "os#eriores es#os com"ues#os se #rans&ormar0an en "e#róleo
@.= E;pulsión como solución 6aseosa- se e8"ulsa *as a "resión (ue arras#ra el "e#róleo
1
7I3RAI"# PRI7ARIA 7EA#IS7OS DE 7I3RAIO# PRI7ARIA
:.= 7i6ración como fase li)re- se dis#in*uen2
?ase de "e#róleo li!re Desarrollo de re#0culo de "e#róleo li!re en los "oros Re#0culo #ridimensional de Feró*eno
7I3RAI"# PRI7ARIA 8IP"!ESIS DE LA 7I3RAIO# PRI7ARIA
A*ua e'ec#ada de las arcillas ' lu#i#as
Circulación normal de a*ua
Pe#róleo sedimen#ario Pe#róleo reciclado
7I3RAI"# PRI7ARIA 8IP"!ESIS DE LA 7I3RAIO# PRI7ARIA
BA6ua eyectada de las arcillas y lutitasC
El petróleo entra solo en los poros 6randes en rocas (umectadas al a6ua
Esta (ipótesis destaca la acción de las fuer
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7I3RAI"# PRI7ARIA 8IP"!ESIS DE LA 7I3RAIO# PRI7ARIA
irculación normal de a6ua
Desarrollo de esuemas de circulación ue 5arian dependiendo de los 6radientes de presion
Un factor importante es la disminución de la 5iscosidad y de la tensión interfacial entre los fluidos de la roca
7I3RAI"# PRI7ARIA 8IP"!ESIS DE LA 7I3RAIO# PRI7ARIA
Petroleo Sedimentario Petróleo reciclado Recorrido de *randes dis#ancias via6ando con los sedimen#os
Pe#róleo de"osi#ado como sedimen#o
A #rav7s de la erosión de la su"er&icie &ueron arras#radas can#idades de "e#roleo
7I3RAI"# SEU#DARIA DEFI#II"# Se concen#ra el "e#róleo en lu*ares es"ec0&icos 3#ram"as5% de donde se e8#rae comercialmen#e$
Condiciones de "orosidad "ermea!ilidad% dis#ri!ución del #ama.o de "oro en la roca
?
7I3RAI"# SEU#DARIA 7EA#IS7OS DE 7I3RAIO# SEU#DARIA
.= Fuer
radien#e de "resión en los "oros
Condiciones idrodin,mica
?lo#a!ilidad
@
7I3RAI"# SEU#DARIA 7EA#IS7OS DE 7I3RAIO# SEU#DARIA
?.= Fuer
Presión apilar
!ensión interfacial
Procesos en función de la compocisión del petróleo y la temperatura
7I3RAI"# SEU#DARIA 8IP"!ESIS DE LA 7I3RAIO# SEU#DARIA
Se de&inen as"ec#os (ue in#ervienen en el "roceso de mi*ración secundaria% mas (ue i"ó#esis al res"ec#o
arco *eoló*ico de la mi*racion de idrocar!uros
Dis#ancia de recorrido del idrocar!uro
7I3RAI"# SEU#DARIA 8IP"!ESIS DE LA 7I3RAIO# SEU#DARIA
n ó i c a r 6 i 7 a l e d o c i 6 ó l o e 3 o c r a 7
Presiones entre fluidos y el mo5imiento de a6ua fa5orece altamente la mi6ración secundaria.
Fluidos inmisci)les *6as- petróleo y a6ua2
Presencia de trampas ue permitan la retención de los (idrocar)uros 1
7I3RAI"# SEU#DARIA 8IP"!ESIS DE LA 7I3RAIO# SEU#DARIA
n ó i c a r 6 i 7 a l e d o c i 6 ó l o e 3 o c r a 7
Forma y distri)ución de la porosidad y permea)ilidad
!iempo reuerido para la 6eneraciónmi6ración y acumulación
Limites superiores impermea)les
7I3RAI"# SEU#DARIA 8IP"!ESIS DE LA 7I3RAIO# SEU#DARIA
o d i r r o c e r e d a i c n a t s i D
7i6ración a cortas distancias- lo ue deGar'a sin efecto la mi6ración secundara
7i6ración a tra5Hs de 6randes distanciascompro)ados con e5idencias *menes- producción2
0
FUERAS JUE AUSA# LA 7I3RAI"# FUERAS DE9IDAS A LA AI"# DE LA 3RAVEDAD La "resión e6ercida "or las ca"as de rocas% La "resión del a*ua El "eso es"ec0&ico di&erencial$ La "resión de las rocas causan la mi*ración del "e#róleo acia arri!a la cual se ori*ina "or las "resiones di&erenciales a di&eren#es "ro&undidades$ La "resión idros#,#ica a'uda a la "resión e6ercida "or las rocas el a*ua #iende a moverse ' al &luir en dirección de la "resión m0nima% es#e movimien#o *eneralmen#e es ori-on#al$ El "eso es"ec0&ico di&erencial del "e#róleo ' del a*ua ' su inmisci!ilidad "rovocan en es#os l0(uidos un movimien#o rela#ivo en (ue el "e#róleo #iende a si#uarse so!re el a*ua$ La &lo#ación del "e#róleo ' *as en las rocas "orosas sa#uradas de a*ua$ –
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FUERAS JUE AUSA# LA 7I3RAI"# FUERAS 7OLEULARES A)sorción.= Ocurre cuando las rocas a#raen las mol7culas de acei#e o *as ' las re#iene en#re sus "oros$ Ad(esión.= es la mu#ua a#racción en#re las mol7culas desi*uales la adesión con#rola la dirección de la acción ca"ilar$ La acción capilar y la tensión superficial.= La ca"ilaridad es la "ro"iedad de los sólidos de a#raer a los l0(uidos (ue los mo6an ' re"elen a los (ue no los mo6an$ El e&ec#o de las &uer-as moleculares es el de se*re*ar el "e#róleo ' el a*ua en cuer"os donde "ueda ac#uar el "eso es"ec0&ico di&erencial$ –
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FA!ORES JUE 3O9IER#A# LA 7I3RAI"# •
1$+ Porosidad e&ec#iva de las rocas$
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)$+ rado de sa#uración de las rocas$
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/$+ Peso es"ec0&ico% viscosidad ' can#idad de *as$
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$+ La mi*ración es &avorecida "or &uer#es "endien#es en los es#ra#os% "or las discordancias an*ulares ' "or el &rac#uramien#o$
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$+ La com"osición ' can#idad de las a*uas asociadas con el "e#róleo a&ec#an su mi*ración$
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G$+ Tama.o de la *ar*an#a del "oro
