HUACAYA

“UNIVERSIDAD AUTÓNOMA GABRIEL RENE MORENO” “FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGÍA”

CARRERA DE INGENIERÍA PETROLERA

Presenta! "!r# Mar$a A%e&anra Ve'a Ve'a ()st*n*an! Ases!r# In'+ Gerar! C!r,!s In-!r.e F*na% e E/a.en e Gra! Presenta! "ara !"tar a% T$t)%! T $t)%! A,a0.*,! A,a0.*,! e LICENCIADO EN INGENIERIA PETROLERA Santa Cruz, Abril de 2017

DEDICATORIA

El presente trabajo de grado está dedicado a toda mi familia y amigos, principalmente principalmente a mi madre que ha sido un pilar fundamental en mi formación como profesional, por brindarme la confianza, consejos, oportunidad y recursos para lograrlo, gracias por estar en esos momentos momentos difíciles brindándome brindándome su amor, paciencia y comprensión y por último a mis hermanos, demás familiares y amigo amigoss con con los que que comp compart artim imos os todos todos estos estos años años juntos juntos,, gracia graciass por estar estar conmigo apoyándome siempre.

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DEDICATORIA

El presente trabajo de grado está dedicado a toda mi familia y amigos, principalmente principalmente a mi madre que ha sido un pilar fundamental en mi formación como profesional, por brindarme la confianza, consejos, oportunidad y recursos para lograrlo, gracias por estar en esos momentos momentos difíciles brindándome brindándome su amor, paciencia y comprensión y por último a mis hermanos, demás familiares y amigo amigoss con con los que que comp compart artim imos os todos todos estos estos años años juntos juntos,, gracia graciass por estar estar conmigo apoyándome siempre.

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AGRADECIMIENTOS

En primer lugar agradezco a ios por haberme acompañado y guiado a lo largo de mi carrera, por ser fortaleza en los momentos de debilidad y por brindarme una !ida llena de aprendizajes, e"periencias e"periencias y sobre todo felicidad.

#e doy las gracias a mi madre #eny por apoyarme en todo momento, por los !alores que me ha inculcado, y por haberme dado la oportunidad de tener una e"celente educación en el transcurso de mi !ida. $obre todo por ser un e"celente ejemplo de madre a seguir.

% mis hermanos por ser parte importante importante de mi !ida y representar la unidad familiar. $in su apoyo, colaboración e inspiración no habría sido posible lle!ar a cabo este duro camino.

% &arcelo, por ser una parte muy importante importante de mi !ida, por apoyarme en las buenas y en las malas, sobre s obre todo por su paciencia y amor.

' por último, a la facultad de (iencias E"actas y )ecnología de la *ni!ersidad %utónoma +abriel -en &oreno/, carrera 0ngeniería 1etrolera por los conocimientos impartidos.

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RESUMEN

Los Mega campos Margarita-Huacaa se encuentran ubicados en una de las zonas m!s m!s rica ricass de rese reser" r"as as de gas gas del del pa#s pa#s,, conc concre reta tame ment nte e dent dentro ro del del blo$ blo$ue ue e%ploratorio denominado Caipipendi, situado en la zona sur de &oli"ia  $ue abarca los departamentos de Santa Cruz, C'u$uisaca  (ari)a* (ari)a* +n la ormacin Huamampampa se encuentran los blo$ues Margarita-Huacaa,  al inte interio riorr de estos estos blo$ blo$ues ues e%ist e%isten en los los reser" reser"ori orios os H1a, H1c, H1c, H1b H1b  H2* +sta +sta ormacin ormacin es una arenisca arenisca de mu ba)a porosidad porosidad de 2. a 3., pero es altamente racturada /porosidad secundaria* +l pres present ente e traba traba)o )o de grado grado tien tiene e por por ob)e ob)eto to el estu estudi dio o de las las prop propie ieda dades des petr petro o#s #sic icas as de la roca roca  lui luido doss e%is e%iste tent ntes es en el camp campo o Huac Huaca aa a /don /donde de actualmente se 'an perorado 2 pozos, el HC-1  recientemente el HC-2, para de esta manera realizar una estimacin de las reser"as de 'idrocarburos e%istentes en este campo e identiicar la ubicacin de uturos pozos

 posteriormente la determinacin de los "alores comerciales de 'idrocarburo, para el an!lisis de "iabilidad del proecto*

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ÍNDICE 56(89:CC5;6****************************************************************************************************2 A6(+C+9+6(+S**************************************************************************************************2 8S***********************************************************************************************************3 8&=+(5>8 ?+6+AL********************************************************************************************3 8&=+(5>8S +S<+C@5C8S**********************************************************************************3 =:S(55CAC5;6**************************************************************************************************** 9+L5M5(AC5;6****************************************************************************************************** 9+L5M5(AC5;6 +S+S(5?AC5;6************************************************************************************4 CA<@(:L8 5  MAC8 (+;5C8****************************************************************************4 1* <8<5+9A9+S 9+ LA 8CA  S:S L:598S********************************************4 1*1* <88S59A9*********************************************************************************************D 1*2* CLAS55CAC5;6 9+ LA <88S59A9*****************************************************7 1*3* Clasiicacin de la porosidad segEn su tiempo de posicionamiento********F 1** AC(8+S G:+ 56L:+6 +6 LA <88S59A9*******************************11 1*4* CAAC(+@S(5CAS 9+ LA <88S59A9********************************************12 1*D* Calidad de la roca en uncin de la porosidad****************************************13 1*7* <+M+A&5L59A9**************************************************************************************13 1** CAAC(+@S(5CAS******************************************************************************1 1*F* :659A9+S 9+ LA <+M+A&5L59A9****************************************************14 1*10*

CLAS55CAC5;6*********************************************************************************1D

1*11*

L#mites de
1*12*

SA(:AC5;6*****************************************************************************************1

1*13*

CLAS55CAC5;6*********************************************************************************1

1*1*

CAAC(+@S(5CAS***************************************************************************1F

1*14*

AC(8+S G:+ 56L:+6 +6 LA SA(:AC5;6**************************1F

1*1D*

:+JAS CA<5LA+S**************************************************************************20 1

1*17*

H:M+C(A&5L59A9*********************************************************************************20

1*1*

Clasiicacin segEn el !ngulo de contactoI*****************************************21

1*1F*

CLAS55CAC5;6 9+ LA H:M+C(A&5L59A9*************************************22

1*20*

M8=A&5L59A9****************************************************************************************23

1*21*

CA<5LA59A9****************************************************************************************23

2* MAC8 ?+8L;?5C8 +?586AL***************************************************************2 2*1* S:& A69568 S:*********************************************************************************2 2*2* 6i"eles +structurales******************************************************************************24 2*3* +S(A(5?A5A************************************************************************************2 2*3*1*

9e"nico**********************************************************************************************2

3* ?eolog#a L8CAL********************************************************************************************30 C86CL:S586+S  +C8M+69AC586+S*******************************************************30 C86CL:S586+S*************************************************************************************************30 +C8M+69AC586+S****************************************************************************************30 &5&L58?A@A*****************************************************************************************************30 A6+8S***************************************************************************************************************31 ?L8SA58 A&+>5AC586+S**************************************************************************3

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INTRODUCCIÓN

ANTECEDENTES

+n marzo de 200D ue presentado ante la direccin de e%ploracin de epsol el documento <8<:+S(A 9+ +
E/"%!rat!r*! 1)a,a2a3 cuo ob)eti"o principal ue la e"aluacin de las areniscas naturalmente racturadas de la ormacin Huamampampa en el !rea 'omnima* 9ic'o prospecto se ubic dentro del 4%!5)e E/"%!rat!r*! Ca*"*"en*3 en la pro"incia Luis Cal"o del departamento de C'u$uisaca* +l ob)eti"o de este pozo ue e%plorar un nue"o compartimiento de la l!mina H1b de la ormacin Huamampampa identiicado inmediatamente al norte del campo Margarita donde a se 'ab#an perorado con K%ito  pozos, siendo el pozo M?  S( el m!s cercano al prospecto Huacaa el mismo $ue se encuentra a 12, m al Sur* Con la peroracin del pozo e%ploratorio HC 1 /9 el ao 2007  las pruebas de produccin a pozo abierto, se conirm el descubrimiento de un nue"o campo denominado Huacaa* La proundidad inal alcanzada por el pozo ue de 00m M9 luego de 'aber perorado 142 m en la ormacin Huamampampa* 9ebido a los recientes estudios realizados por la empresa epsol en bo$ue Margarita-Huacaa  el interKs de encontrar nue"as reser"as $ue incrementen la produccin nacional, es $ue nace mi idea de realizar el estudio de actibilidad de desarrollo del campo Huacaa*

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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La acti"idad de peroracin e%ploratoria en la zona se inici en 1FFF* Cuatro pozos ueron perorados en el campo MargaritaI M?-1, M?-2, M?-3  M?-, tres reser"orios ueron descubiertos en las areniscas del sistema 9e"nicoI Huamampampa H1a, H1b  H2* Mientras en Huacaa a la ec'a 'an sido perorados 2 pozosI HC-1  HC-2* ecientemente se 'a llegado a la culminacin de los traba)os de peroracin del pozo HC-2, logr!ndose el ob)eti"o principal de desarrollar las reser"as del reser"orio H1b  los ob)eti"os secundarios de in"estigacin  e"aluacin de los reser"orios H1c  H2*
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OB(ETIVOS OB(ETIVO GENERAL 

ealizar el estudio de caracterizacin de roca  lu#dos para desarrollar el campo Huacaa*

OB(ETIVOS ESPECÍFICOS 

Analizar las principales propiedades petro#sicas del reser"orio productor H1b*



9escribir el estado actual del campo Huacaa*



Caracterizar los luidos del acimiento productor Huamampampa H1b*



ealizar los c!lculos de reser"as del reser"orio productor H1b*



9eterminar los "alores comerciales de 'idrocarburo del reser"orio H1b*

(USTIFICACIÓN

+l presente estudio es realizado con el propsito de e"aluar las reser"as e%istentes en el Campo Huacaa para la peroracin de nue"os
DELIMITACIÓN DELIMITACIÓN ESPACIAL O GEOGR6FICA +l !rea de ob)eto de estudio es el campo Huacaa, ubicado en el BLO7UE

EXPLORATORIO CAIPIPENDI3 en la pro"incia Luis Cal"o del departamento de C'u$uisaca, operado por la compa#a +
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Figura 1: Ubicación del campo Huacaya Fuente: www.HidrocarburosBolivia.com

DELIMITACION TEMPORAL La realizacin del siguiente traba)o de grado se desarrolla en el periodo de dos meses, donde se estudian las caracter#sticas de la ormacin Huamampampa basada en el estudio del
METODOLOGÍA TIPO DE INVESTIGACIÓN +ste traba)o utiliza primeramente la metodolog#a de N5n"estigacin 9escripti"a (rans"ersalO, a $ue se describir!n  e"aluar!n las caracter#sticas de la ormacin
CAPÍTULO I 8 MARCO TEÓRICO 9+ PROPIEDADES DE LA ROCA Y SUS FLUIDOS La importancia de las propiedades petro#sicas, como porosidad, permeabilidad, saturacin, uerzas capilares  resisti"idad, radica en $ue inluen directamente en la e%istencia de 'idrocarburos en el acimiento* La porosidad de la roca reser"orio depende no solo de la orma de los granos $ue la conorman sino tambiKn de su tiempo de posicionamiento, e%isten "arios actores $ue podr#an alterarla, los cuales pueden me)orar la circulacin del 'idrocarburo a tra"Ks de ella o impedir el lu)o del mismoP se puede determinar una medida de porosidad mediante la utilizacin de dierentes mKtodos a sean en laboratorio o in situ* La permeabilidad es imprescindible para la e%istencia de 'idrocarburo en el acimiento, a $ue gracias a esta propiedad de las rocas, el gas, el agua,  para nuestro interKs primordial el petrleo puede luir, migrar desde la roca madre, 'asta depositarse en el acimiento* Siendo la saturacin otra de las propiedades petro#sicas de gran importancia $ue permiten determinar la distribucin de luidos mediante porcenta)es o racciones a sea de petrleo, agua o gas, se debe tomar en cuenta la relati"idad de esta propiedad una "ez eectuado la ase de produccin* La resisti"idad es una propiedad indispensable para determinar, mediante registros elKctricos, la presencia de los luidos de interKs para la produccin petrolera* +sta propiedad puede ser aectada por distintos actores como porosidad, saturacin, temperatura  presencia de sales  elementos conductores presentes en los luidos* Los resultados obtenidos de los an!lisis son de suma importancia para cada uno de los procesos $ue se lle"aran a cabo posteriormente en las dierentes ases de la industria petrolera*

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9+9+

POROSIDAD

La porosidad nos indica la 'abilidad de la roca para contener luidosP es el "olumen de los poros por cada unidad "olumKtrica de ormacinP es la raccin del "olumen total de una muestra $ue es ocupada por poros o 'uecos* +s deinido como el "olumen poroso /"olumen entre los granos, di"idido para el "olumen total de la rocaI Como el "olumen de espacios disponibles para almacenar luidos no puede ser maor $ue el "olumen total de la roca, la porosidad es una raccin  el m!%imo "alor terico $ue puede alcanzar es 1* Muc'as "eces la porosidad es e%presada como un porcenta)e, esta cantidad resulta de multiplicar la ecuacin 1*1 por 100*

9+:+

CLASIFICACIÓN DE LA POROSIDAD

Clasiicacin de la porosidad segEn en punto de "ista morolgico /intercone%in de los poros*

a+ P!r!s Inter,!ne,ta!s# +ste tipo de porosidad tiene m!s de una garganta poral conectada con otros poros, la e%traccin de 'idrocarburo es relati"amente !cil en este tipo de poros*

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4+ C!ne,ta!s ! s*n sa%*a +ste tipo de porosidad tiene una garganta poral conectada con otros porosP se puede producir 'idrocarburo por la presin natural del acimiento*

,+ P!r! ,erra! ! a*s%a! +l poro se encuentra completamente cerrado, no tiene ninguna garganta poral conectada con otros porosP en un proceso normal no es capaz de producir 'idrocarburo*

+ P!r!s*a e-e,t*;a Se deine como el "olumen total de la roca $ue representa espacios $ue pueden contener luidos  se encuentran comunicados entre s#P es la relacin entre el "olumen de poros interconectados con el "olumen total de roca del acimiento*

e+ P!r!s*a n! e-e,t*;a ! res*)a% +s a$uella $ue representa la raccin del "olumen total de la roca $ue est! conormada por los espacios $ue pueden contener luidos pero no est!n

F

comunicados entre s#P es la relacin entre el "olumen total de poro cerrado con el "olumen a granel*

-+ P!r!s*a a4s!%)ta ! t!ta% La sumatoria del "olumen de los poros no interconectados m!s el "olumen de los poros interconectados es igual al "olumen total de los poros de la roca, entonces la porosidad absoluta es igual a la sumatoria de la porosidad eecti"a m!s la porosidad no eecti"a /residual*

9+<+

CLASIFICACIÓN DE LA POROSIDAD SEG=N SU TIEMPO DE POSICIONAMIENTO

a+ P!r!s*a Pr*.ar*a La porosidad primaria se puede di"idir en dos tiposI

P!r!s*a *nter'ran)%ar ! entre "art$,)%as Qsta se produce entre los granos de un sedimento, es t#pica de las areniscas* (ambiKn se encuentra generalmente en calizas reciKn depositado* Sin embargo, a menudo en las calizas se pierde esta porosidad por la cementacin* +n la porosidad intergranular las gargantas porales se encuentran interconectadas unas con otras* A menos $ue la cementacin se ampl#e con el tiempo, este tipo de porosidad es mu buena  presenta tambiKn buena permeabilidad* +n este tipo la porosidad eecti"a es e$ui"alente a la porosidad total*

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P!r!s*a *nter'ran)%ar ! *ntra"art$,)%a Qsta ocurre dentro de los mismos granos del sedimento* Qsta porosidad es t#pica en el reciKn posicionamiento de los es$ueletos de la calizas* 6o es 'abitual $ue estos poros se conser"en* ?eneralmente son rellenados durante el entierro a principios de la cementacin, pero en algunos casos, el cemento puede ser li%i"iado para de)ar el poro intragranular original* 

P!r!s*a se,)nar*a La porosidad secundaria es la porosidad ormada dentro de un depsito despuKs del posicionamiento primario* +s causada por la accin de uerzas tectnicas o de luidos en la roca madre despuKs del posicionamiento primario* Los principales tipos de porosidad secundaria sonI

a+ Fenestra%es Se desarrolla donde 'a una laguna en el marco de la roca, m!s grande $ue el normal soportado por los espacios porosos del grano* +s caracter#stico de lagunares, es causado por la des'idratacin, contraccin  deormacin de las l!minas* +sta tipo de porosidad es la menos recuente*

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4+ Inter,r*sta%*na Se produce entre los cristales  es el tipo de porosidad encontrado en importantes acimientos de petrleo  gas* +n calizas recristalizadas, porosidad intercristalina es insigniicante* Sin embargo, a menudo, las dolomitas cristalinas presentan alta intercristalinidad*

,+ Fra,t)ra La ractura de las ormaciones puede ocurrir por el rompimiento de cual$uier roca r!gil  no por deormacin pl!stica* As#, 'a acimientos racturados en las pizarras, cementado duro de areniscas cuarcitas, calizas, dolom#as , por supuesto, rocas del basamento, como granitos  metamricas* Las racturas pueden desarrollarse a partir de las uerzas tectnicas asociadas con el plegamiento  allas* La porosidad por ractura puede resultar en altas tasas de produccin durante la prueba inicial de un pozo, seguido de un r!pido descenso en la produccin despuKs* Cuando una roca se 'a racturado, las racturas no necesariamente permanecen abiertas*
9+>+

FACTORES 7UE INFLUYEN EN LA POROSIDAD

La porosidad en las areniscas en aectada por el empa$uetamiento, clasiicacin  cementacin* 12

a+ E."a5)eta.*ent! 9escribe el tipo de arreglo de los granos de arena, con respecto uno con otro* +n la igura se muestra tipos tericos ideales de empa$uetamiento* +l empa$uetamiento cubico tiene una porosidad m!%ima del 7*D., el empa$uetamiento 'e%agonal del 3F*4.  el empa$uetamiento romboKdrico de 24*F.* Como podemos "er por deri"aciones geomKtricas, la porosidad es mu independiente del tamao del grano como tambiKn del di!metro de estos*



C%as*-*,a,*?n

:na arenisca bien clasiicada consiste en tener apro%imadamente el mismo tamao de granos, en cambio en una arenisca mal o pobremente clasiicada consiste en tener una gran "ariedad de tamaos de los granos* La mala clasiicacin reduce la porosidad de a arenisca, pues los granos pe$ueos llenas los poros de)ados por los granos m!s grandes*

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4+ Ce.enta,*?n +n rocas consolidadas, los granos de arena son usualmente cementados )untos por cuarzo o carbonatos* La cementacin reduce la porosidad de la arena*

9+@+

CARACTERÍSTICAS DE LA POROSIDAD

a* Las porosidades de las ormaciones subterr!neas pueden "ariar en alto grado* b* Los carbonatos densos /calizas  dolomitas  las e"aporitas /sal, an'idrita, eso, sil"ita, etc* pueden tener una porosidad pr!cticamente de cero* c* Las areniscas bien consolidadas pueden tener una porosidad de 10 al 14.* d* Las arenas no consolidadas pueden llegar a 30. o m!s de porosidad*

1

e* Las lutitas o arcillas pueden tener una porosidad con contenido de agua de m!s de 0., sin embargo los poros indi"iduales so generalmente pe$ueos, lo $ue 'ace $ue la roca sea impermeable al lu)o de l#$uidos*

9++

CALIDAD DE LA ROCA EN FUNCIÓN DE LA POROSIDAD

Como la porosidad es una medida de la capacidad de almacenamiento de la roca, la calidad de la roca acimiento puede ser determinada en uncin a la porosidad, como se obser"a en la tabla mostrada a continuacin*

9++

PERMEABILIDAD

La permeabilidad es una caracter#stica petro#sica de las rocas reser"orios, $ue se deine como la capacidad $ue tiene una roca de permitir el lu)o de luidos a tra"Ks de sus poros interconectados* Si los poros de la roca no se encuentran interconectados no puede e%istir permeabilidad*

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9++

CARACTERÍSTICAS

actores $ue inluen en la permeabilidad Los actores $ue inluen en la porosidad eecti"a tambiKn inluen en la permeabilidad, es decirI a* +l tamao de los granos* b* +l empa$uetamiento* c* La redondez  esericidad de los granos* d* La distribucin* e* La litiicacin /cementacin  consolidacin*

un eecto considerable sobre la permeabilidad a l#$uidos, especialmente si el luido reacciona con las arcillas* Se considera $ue un lu)o de gas no reacciona con las arcillas e%cepto, tal "ez, por un poco de agua $ue pueda ser remo"ida* Sin embargo, las propiedades isico$u#micas del agua salada o salobre $ue lue a tra"Ks de un medio poroso controlan el estado #sico de las arcillas por consiguiente no aectan a las arcillas cuando entran en contacto con ellas* La aguas dulces son causa de $ue cierta arcillas se 'inc'en resultando una obstruccin parcial o total de las aberturas de los poros* +n orma general, se puede airmar $ue la "elocidad con la $ue el luido atra"iesa el material depende de tres actores b!sicosI a* La porosidad del material* b* La densidad del luido considerado, aectada por su temperatura* c* La presin a $ue est! sometido el luido*

9++

UNIDADES DE LA PERMEABILIDAD

La unidad de permeabilidad es el 9arc, en 'onor a Henr 9arc, un ingeniero 'idr!ulico rancKs $ue ue el primero $ue realiz estudios relacionados con el lu)o de luidos a tra"Ks de medios porosos* Se dice $ue una roca tiene una permeabilidad de una 9arc cuando un luido con una "iscosidad de un centipoise a"anza a una "elocidad de un cent#metro por segundo /cmRs ba)o un gradiente de presin de una atmsera por cent#metro /atmRcm* Como el 9arc es una unidad relati"amente alta para la maor#a de rocas productoras, la permeabilidad generalmente se e%presa en centKsimas de 9arc, es decir, milidarcs, 0,001 9arc*

9+9+ CLASIFICACIÓN +%isten tres tipos de
a+ Per.ea4*%*a a4s!%)ta ! *ntr$nse,a# 17

La permeabilidad absoluta se deine como la capacidad $ue tiene una roca de permitir el lu)o de luidos a tra"Ks de sus poros interconectados, cuando el medio poroso se encuentra completamente saturado por un luido, es decir una saturacin del 100.*

4+ Per.ea4*%*a e-e,t*;a# Cuando m!s de una ase se encuentra presente en un medio poroso, la conducti"idad o capacidad $ue tiene una roca de permitir el lu)o de cada una de las ases a tra"Ks de dic'o medio poroso se deine como permeabilidad eecti"a* La permeabilidad eecti"a a una ase dada es menor $ue la permeabilidad absoluta  es uncin de la saturacin de la ase* La sumatoria de las permeabilidades eecti"as siempre es menor $ue la permeabilidad absoluta, debido a las siguientes razonesI - Algunos canales $ue normalmente permiten el lu)o cuando e%iste una sola ase, son blo$ueados cuando dos o m!s ases se encuentran presentes en el medio poroso, por ello, el nEmero total de canales $ue permiten el lu)o se reduce  la capacidad $ue tiene la roca de permitir el lu)o de luidos es menor* - La presencia de interaces entre los luidos $ue saturan el medio poroso, implican la presencia de tensiones interaciales  presiones capilares, por lo tanto se generan uerzas $ue tienden a disminuir la "elocidad de lu)o de los luidos a tra"Ks del medio poroso*

,+ Per.ea4*%*a re%at*;a# +s la relacin $ue e%iste entre la permeabilidad eecti"a, con la permeabilidad absoluta*

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9+99+ LÍMITES DE PERMEABILIDADES# a+ Per.ea4*%*a E-e,t*;a >a desde cero 'asta la permeabilidad absoluta*

4+ Per.ea4*%*a Re%at*;a 9ebido a $ue la sumatoria de las permeabilidades eecti"as no puede ser maor $ue la permeabilidad absoluta, entonces las permeabilidades relati"as /$ue tienen como base la permeabilidad absoluta no pueden ser maores $ue 1*

9+9:+ SATURACIÓN La saturacin de un medio poroso con respecto a un luido se deine como la raccin del "olumen poroso de una roca $ue est! ocupada por dic'o luido*

9ndeI S%  saturacin de la ase %* >%  >olumen $ue ocupa la ase %* 1F

>t  >olumen poroso total de la roca* La sumatoria de las saturaciones de todos los luidos $ue se encuentran presentes en el espacio poroso de una roca, debe ser igual a 1 siempre  cuando se considere un medio poroso saturado por petrleo, agua  gas, es decirI

9ndeI So*  Saturacin de petrleo ST*  Saturacin de agua Sg*  Saturacin de gas*

9+9< 9+9<++ CLA CLASIFI SIFICA CACI CIÓN ÓN a+ Sat)ra Sat)ra,*? ,*?n n e e a')a a')a ,!nnata ,!nnata La saturacin de agua connata /STc es la saturacin de agua e%istente en el aci acimi mien ento to al mome moment nto o del del descu descubri brimi mien ento to,, la cual cual se cons consid ider era a como como el remanente del agua $ue inicialmente ue depositada con la ormacin  $ue debido a la uerza de la presin capilar capilar e%istente, no pudo ser desplazada por los 'idrocarburos cuando Kstos migraron al acimiento* ?eneralmente la saturacin de agua connata se considera inm"ilP sin embargo, al inectar agua en un acimiento, la primera $ue se produce tiene composicin dierente a la inectada, lo $ue indica $ue el agua connata es desplazada por la inectada*

4+ Sat)ra Sat)ra,*? ,*?n n res*) res*)a% a% e )na )na -ase -ase La saturacin residual de una ase, generalmente e%presada como S%r, donde % corresponde a la ase /petrleo, agua o gas, corresponde a la saturacin de dic'a ase $ue $ueda en el acimiento en la zona barrida, despuKs de un proceso de desplazamiento*

,+ Sat)ra Sat)ra,*? ,*?n n ,r$t* ,r$t*,a ,a e e )na -ase -ase 20

La saturacin cr#tica de una ase, generalmente e%presada como S%c, donde % corresponde a la ase /petrleo, agua o gas, corresponde a la m#nima saturacin re$u re$uer erid ida a para para $ue $ue una una ase ase pued pueda a mo"e mo"ers rse e en el aci acimi mien ento to,, es deci decirr, corresponde a la m!%ima saturacin a la cual la permeabilidad relati"a de dic'a ase es cero*

9+9> 9+ 9>++ CARA CARACTE CTERÍ RÍST STICA ICAS S a* ?eol ?eolog og#a #a del del lug lugar ar** b*
9+9@+ FACTORE FACTORES S 7UE INFLUYEN INFLUYEN EN EN LA SATURA SATURACIÓN CIÓN La saturacin de agua connata se correlaciona conI a* La per perme meab abililid idad ad b* +l !rea !rea super superic icia iall c* +l tama tamao o de de los los poros poros** +s decir, a maor !rea supericial  menor tamao de part#culas, maor es la saturacin de agua connata*

9+9 9+ 9++ FUER FUERA AS S CAPI CAPILA LARES RES 9einida como la dierencia de presin $ue se produce entre dos ases de luidos inmiscibles en las gargantas porales  $ue genera contraccin de los mismos ocupando la menor !rea posible por unidad de "olumen* +n cuanto a la presin capilar en un acimiento de petrleo es el resultado combinado de los eectos de la (ensin supericial e interacial entreI la roca  los luidos, el tamao  la geometr#a de los poros,  la 'umectabilidad del sistema* 21

+n procesos de recuperacin me)orada se tiene un proceso de desplazamiento de luidos inmiscibles en los cuales e%iste una dierencia de presin entre les ases, esta dierencia de presin se conoce como presin capilar* La (ensin supericial se deine como la uerza e)ercida en el l#mite de las supericies entre una ase l#$uida  una ase de "apor por unidad de longitud* +sta uerza es causada por la dierencia entre las uerzas moleculares del "apor  de la ase l#$uida* +l tKrmino (ensin supericial es utilizado para el caso en el cual la supericie supericie est! entre un l#$uido  su "apor o aire* Si la supericie supericie est! entre dos dierentes l#$uidos o entre un l#$uido  un slido se utiliza el tKrmino (ensin interacial* La (ensin supericial entre el agua  aire a temperatura ambiente est! alrededor de 73 dinasRcm* La (ensin interacial entre el agua e Hidrocarburos puros a temperatura ambiente est! alrededor de 30 a 40 dinasRcm*

9+9 9+ 9++ 1UME 1UMECT CTA ABILI BILIDA DAD D +s la tendencia de una supericie slida a de)arse mo)ar preerencialmente por un luido en presencia de otros luidos, con los cuales es inmiscible* +l luido $ue se ad'iere sobre la supericie se denomina ase 'umectante* +n acim acimie ient ntos os de 'idro idroca carb rbur uros os usua usualm lmen entte agua gua o acei aceite te son son las ases ases 'ume 'umect ctan ante tes* s* +l !ngu !ngulo lo de cont contac actto es usad usado o como como una medi medid da de la 'umectabilidad* La 'umectabilidad de la roca aecta las saturaciones del luido  las caracter#sticas de permeabilidades relati"as de un sistema luido-roca* Considerando el eecto de la Humectabilidad en la distribucin de los luidos es !cil )ustiicar $ue las cur"as de permeabilidad relati"a est!n en uncin de la Humectabilidad*

9+9+ CLASIFICA CLASIFICACIÓN CIÓN SEG=N SEG=N EL 6NGULO 6NGULO DE DE CONTA CONTACTO# CTO# a+ 1).e,t 1).e,ta4* a4*%* %*a a *nter. *nter.e* e*aa 22

Signiica $ue el slido no presenta preerencia 'umectante por agua o aceite* +n este caso el !ngulo de contacto U  F0V*

4+ 1).e,t 1).e,ta4* a4*%* %*a a "!r a')a a')a +ste tipo tipo de 'umectabilid 'umectabilidad ad nos indica $ue $ue el slido tiene tiene preerencia preerencia por el agua*
,+ 1).e,t 1).e,ta4* a4*%* %*a a "!r a,e* a,e*te te +sto signiica signiica $ue el slido es preerencialm preerencialmente ente 'umectado por aceite* aceite* +n este caso el !ngulo de contacto U X F0V*

9+9+ CLASIFICA CLASIFICACIÓN CIÓN DE LA 1UMECTA 1UMECTABILIDAD BILIDAD a* 1).e,ta4*%*a "!r a')a ! "!r a,e*te +l luido 'umectante ocupar! completamente los poros pe$ueos  entrar! en cont contac acto to con la maor maor part parte e de la super superic icie ie mine minera rall e%pue e%puest sta* a* +l lui luido do no 'umectante ocupar! el centro de los poros grandes* 23

b* 1).e,ta4*%*a ne)tra ! *nter.e*a (odas las porciones de la supericie de la roca presentan igual preerencia a ser 'umectadas por agua o por aceite* c* 1).e,ta4*%*a -ra,,*!na%
9+:+ MO(ABILIDAD +n los Eltimos aos la Mo)abilidad 'a sido reconocida como uno de los m!s importantes par!metros en un acimiento* +l Enico mKtodo cient#ico apropiado de medir Mo)abilidad es obtener el !ngulo de contacto entre dos luidos  la roca* La Mo)abilidad es la preerencia de un slido por estar en contacto con un luido en lugar de otro* :na gota de un luido preerentemente mo)ante "a a desplazar a otro luido dispers!ndose por la supericie, por el contrario un luido no mo)ante ormar! gotas, disminuendo su contacto con la supericie del slido* 2

+l e$uilibrio de estos casos crear! un !ngulo de contacto U entre los luidos D de la supericie, $ue est! determinado por el e$uilibrio de uerzas resultante de la interaccin de las tensiones interaciales* A menor !ngulo de contacto, maor mo)abilidad* La mo)abilidad est! relacionada con otros eectos, como la capilaridad*

?ota de petrleo -"erde- en una supericie slida mo)ada por agua -azul/iz$uierda, mo)ada por petrleo /derec'a o con mo)abilidad intermedia /centro*

9+:9+ CAPILARIDAD La capilaridad es una propiedad de los l#$uidos $ue depende de su tensin supericial /la cual a su "ez, depende de la co'esin o uerza intermolecular del l#$uido, $ue le coniere la capacidad de subir o ba)ar por un tubo capilar* Cuando un l#$uido sube por un tubo capilar, es debido a $ue la uerza intermolecular /o co'esin intermolecular entre sus molKculas es menor a la ad'esin del l#$uido con el material del tubo /es decir, es un l#$uido $ue mo)a* +l l#$uido sigue subiendo 'asta $ue la tensin supericial es e$uilibrada por el peso del l#$uido $ue llena el tubo* Qste es el caso del agua,  Ksta propiedad es la $ue regula parcialmente su ascenso dentro de las plantas, sin gastar energ#a para "encer la gra"edad* Sin embargo, cuando la co'esin entre las molKculas de un l#$uido es m!s potente $ue la ad'esin al capilar /como el caso del mercurio, la tensin supericial 'ace $ue el l#$uido descienda a un ni"el inerior,  su supericie es con"e%a*

24

:+ RESERVAS DE 1IDROCARBUROS Las eser"as de Hidrocarburos son los "olEmenes de
a C%as*-*,a,*?n e %as reser;as e a,)er! a %a ,ert*).4re e !,)rren,*a SegEn la certidumbre de ocurrencia, las reser"as se clasiican en eser"as
Reser;as Pr!4aas Son a$uellas $ue e%isten en zonas conocidas  e%plotadas o sea $ue 'an sido descubiertas  desarrolladas, aun$ue no agotadas* ?eneralmente est!n en e%plotacin al momento de su "aloracin e indican "olEmenes de 'idrocarburos $ue se pueden e%traer inmediatamente, en base a las condiciones econmicas del momento de la e"aluacin  a inormacin $ue asegure muc'a certeza* Las eser"as probadas pueden ser deinidas como a$uellas cantidades de petrleo Ro gas $ue se estima pueden ser recuperadas en orma econmica  con las tKcnicas disponibles, de acumulaciones conocidas /"olEmenes in situ a partir de los datos disponibles en el momento de la e"aluacin*
Reser;as "r!4a4%es Son las reser"as $ue no disponen de la suiciente inormacin geolgica  de reser"orios como para asegurar el "olumen de luidos a recuperar, aun$ue estKn identiicados los "olEmenes del acimiento en general* Son atribuidas a acumulaciones conocidas  cua estimacin se basa en inormacin similar a 2D

la $ue se re$uiere para las reser"as comprobadas, pero la certidumbre de su e%istencia no es suiciente para clasiicarlas como tales* Las eser"as
Reser;as P!s*4%es +st!n determinadas por la inormacin elaborada disponible, pero no e%iste la seguridad ni de su "olumen total, ni de las condiciones  cantidad de 'idrocarburos $ue se pueden recobrar en orma econmica* As# deinidas las reser"as, debe tenerse en cuenta un concepto undamentalI el re$uisito de "iabilidad econmica de la recuperacin, establecida por las condiciones imperantes en el momento en $ue se 'ace la estimacin* La ausencia de este re$uerimiento es suiciente para $ue los "olEmenes estimados no puedan ser considerados como reser"as*
<+ GEOLOGÍA REGIONAL <+9+ SUB ANDINO SUR +l Subandino Sur de &oli"ia es una t#pica a)a plegada  corrida de l!mina delgada, con una notable regularidad en la geometr#a de las estructuras* +sta es una caracter#stica t#pica de las a)as plegadas en las $ue no se in"olucra el basamento en la deormacin* Sin embargo, cuando se analiza en detalle la geometr#a  e"olucin de la deormacin del Subandino Sur, se "eriica $ue e%isten numerosas des"iaciones de dic'a regularidad*

27

+l Subandino Sur se di"ide en dos segmentos bien dierenciados*
<+9+9+ NIVELES ESTRUCTURALES+ 9e acuerdo a la ubicacin de los ni"eles de despegue principales,  al comportamiento mec!nico de las dierentes unidades, se puede di"idir a la columna estratigr!ica deormada en tres inter"alos estructurales* a* N*;e% estr),t)ra% *n-er*!r# Comprende las unidades del SilErico  el 9e"nico Medio /ormaciones Yirusillas, (arabuco, Santa osa, 5cla, Huamampampa  la seccin basal de la ormacin Los Monos* +sta limitada por ni"eles de despegue localizados en la ormacin Yirusillas  en la seccin basal de la 2

ormacin Los Monos* +l espesor general de este ni"el estructural es de alrededor de 2400-3000 m* b* N*;e% estr),t)ra% *nter.e*!# +st! compuesto por la parte media de la ormacin Los Monos* Se encuentra limitado por ni"eles de despegue ubicados cerca de la base  el tec'o de la ormacin Los Monos* +l espesor general de este ni"el estructural es de alrededor de D00 a 00 m en las zonas no deormadas,  puede llegar a alcanzar los 3000 m de espesor en los nEcleos anticlinales de algunas estructuras* +ste ni"el es responsable del desacople entre las estructuras proundas  las supericiales* +n este ni"el estructural se caracteriza por presentar ele"adas presiones porales* c* N*;e% estr),t)ra% s)"er*!r# Comprende todas las unidades desarrolladas por encima del ni"el de despegue localizado en la seccin superior de la ormacin Los Monos* +n los e)es sinclinales, el espesor de este ni"el estructural puede superar los 7000 m de espesor*

2F

Figura: Estratigrafía del ub !ndino ur Fuente "aniel #enteno $nc%e& ' 1((( )#F )ari*a.

<+9+:+ ESTRATIGRAFIA <+9+:+9+ DEVÓNICO F!r.a,*?n Santa R!sa Las Areniscas &asales Santa osa est!n e%puestas en un espesor de unos 120 m, no se puede "er la base de esta ormacin* La parte inerior de las areniscas se presenta estratiicada en bancos gruesos  se compone de granos de cuarzo de 30

tamao mediano  ino de colores claros, con estratiicacin entrecruzada, 'acia arriba esta arenisca pasa a una arenisca arcillosa de colores m!s oscuros gris "erdusco, estratiicada en l!minas de colores delgados, las areniscas no son osil#eras*

F!r.a,*?n I,%a
F!r.a,*?n 1)a.a."a."a Constituida por areniscas potentes, de color gris, gris claro, de grano medio a grueso, estratiicadas en bancos de 2 metros de espesor, los cuales presentan una alta dureza e intercalaciones de lutitas limolitas se encuentran abundantes siles, 'acia la parte alta de la serie arenosa e%iste una capa delgada de arenisca conglomer!dica integrada por rodados de cuarcita gris  cuarzo blanco, bien redondeada*

F!r.a,*?n L!s M!n!s Consiste principalmente de lutitas gris oscuras con subordinacin de delgadas capas gris blan$uecinas de areniscas cuarc#ticas, en especial en su parte superior, e%isten inter"alos arenosos $ue llegan 'asta los 70 m de espesor, $ue en algunas estructuras son portadores de 'idrocarburos* Su espesor promedio es de 1*400 metros*

F!r.a,*?n I5)*r* Compuesta por una alternacin de lutitas, limolitas  areniscas* +l predominio corresponde a lutitas, estim!ndose en un D0., las areniscas por lo general son de grano ino a medio, subredondeado, mal seleccionado, porosas a poco porosas, no se 'an encontrado siles se sealan el piso rasniano, base del 9e"nico Superior*

31

Fig. + #olumna Estratigr$fica ,enerali&ada Fuente www.HidrocarburosBolivia.com

32

>+ GEOLOGÍA LOCAL F!r.a,*?n 1)a.a."a."a N!.4re#

Ran'!# ormacin

Huamampampa

L*t!%!'$a# Arenisca  limonitas con intercalacin de lutitas D*str*4),*?n#

Ea# 9e"nico Es"es!r#

Jona central, Sur de la Cordillera 8riental, Subandino  >ariable, llega alcanzar los D00m cuenca del C'aco

L$.*tes# 5nerior concordante con la ormacin lela  superior concordante con la ormacin los monos

+s el principal reser"orio de gas en el Subandino sur, esta es una arenisca de mu ba)a porosidad 2. a 3., pero es altamente racturada /porosidad secundaria* La ormacin Huamampampa est! constituida por capas de arenisca inas  medianas, alternando 'orizontes pel#ticos de espesores "ariables entre 12 a 32 metros, en su parte inerior posee una intercalacin de arenisca gris marrn amarillo, grano medio a ino, subredondeado a subanguloso, de seleccin regular a buena, abundante matriz, mic!cea, cemento silicioP 'acia arriba pasa gradualmente a un predominio arenoso, obser"!ndose espor!dicamente intercalaciones arcillosas* Areniscas cuarc#ticas de grano medio a ino, estas rocas son grises, coloradas, claras, medio duras  mic!ceas, son comunes las camas delgadas de lutitas  limolitas* La secuencia superior del Huamampampa, normalmente llamada sucia, es comprendida de lutitas interestratiicadas  areniscas l#ticas* La secuencia m!s ba)a normalmente llamada limpia, est! conormada por areniscas macizas, ricas en cuarzo de grano ino a medio, con intercalaciones

menores

de

lutitas



areniscas

l#ticas*

La

ormacin

Huamampampa se caracteriza por los altos buzamientos, esta presenta un sistema de esuerzos tipo Strie Slip, alta presin de ormacin  est! altamente racturada* 33

A ni"el de reser"orio se identiican tres l!minas denominadas H1a, H1b, H2 /"er igura %%%%*

Mediante la peroracin del
eser"orio Huamampampa H1b* 5normacin

$ue ue corroborada a tra"Ks de estudios realizados por ?ane, Cline and Associates*

>+9+ RESERVORIO 194+ >+9+: E;a%)a,*?n Petr!-$s*,a +n la e"aluacin petro#sica se sacan muestra para e"aluar la densidad eecti"a, densidad aparente, porosidad  permeabilidad a dierentes proundidades* +n la igura %%% se obser"a buena cantidad de racturas dentro de la ormacin Huamampampa, las cuales 'a $ue cuantiicar  clasiicar entre abiertas, cerradas, naturales e inducidas* Las racturas cerradas son a$uellas racturas $ue si se presentan en la ormacin pero no presenta peligro para la migracin del luido* Las racturas abiertas son 3

a$uellas $ue se presentan en la ormacin a sea por la peroracin o por la presin establecida por la 'erramienta de peroracin*

FIGURA <+# 5magen Micro-resisti"a de
POROSIDAD Y SATURACION La porosidad estimada por registros se encuentra en el mismo rango $ue la porosidad medida en nEcleos a condiciones del reser"orio* La porosidad en el pozo HC - 1 posee la misma magnitud $ue la encontrada en los pozos en Margarita*

PERMEABILIDAD La permeabilidad del reser"orio es de 7400 md* 34

ANALISIS DEL CONTACTO DE FLUIDOS CONTACTOS GAS H AGUA

9"# ni"el m!s ba)o conocido de gas, conirmado por pruebas de pozos* :"# estimacin del contacto gas-agua m!s probable* +spesores probados m!s probables*

<"# estimacin del contacto gas-agua optimista* +spesores probados m!s probables m!s posibles*

PRESION Y TEMPERATURA EN EL RESERVORIO

3D

Mediante ensaos de
37

ESPESOR NETO +l espesor atra"esado con la
PRUEBA D+S+T+ Dr*% Stea. Test

3

Con la inalidad de 'acer un pronstico de repuesta de presin  produccin, es necesario realizar diseo de prueba 9S(* +n este caso se dispone de inormacin de la prueba de petro#sica  del probador de ormacin, lo $ue permite realizar diseo con cierto grado de incertidumbre, es decir, 'a actores $ue si bien lo podemos cuantiicar en la etapa de diseo, tales como la permeabilidad  el dao, debemos de contemplar estudio de sensibilidades, por cuanto la inormacin de geolog#a, petro#sica es del tipo est!tica*

CUADRO <+99I Res)%ta! e *seJ!+ PK-

P

Ca)a% n! aJ! s 9.D . +@ .D3* +@ .D MMs,-HD ₌

₌

Ca)a% n! aJ! s @.D

Ca)a% aJ! s@.D

. 9.D3 * [email protected] MMs,-HD

.9.D3*[email protected] Ss<3S.<S*@ MMs,-HD

₌

₌

₌

₌

F000 00 300 700 7300 D00 D300 400 4300 300

300 400 1000 1400 2000 2400 3000 3400 000 300

 D 12 1 2 30 3D 1 7 4F

1 22 4 D7 F 110 131 142 173 21D

3 4 10 14 20 24 30 34 0 40

F)ente# epsol <

Los caudales a esperar segEn el dierencial impuesto a la ormacin* YsI permeabilidad capa superior, YmI permeabilidad capa media, YiI permeabilidad capa inerior* SsI dao capa superior, Sm dao capa media, SiI dao capa inerior*
>+:+ ESTADO ACTUAL DEL CAMPO 1UACAYA 3F

+l campo Huacaa ue descubierto en 9iciembre de 2007, en el blo$ue e%ploratorio Caipipendi en la pro"incia Luis Cla"o del 9epartamento de C'u$uisaca, con la peroracin del pozo e%ploratorio HC-1, $ue mediante un side trac alcanzo la proundidad inal 00 m* +l campo Huacaa corresponde a una culminacin estructural en el 'undimiento regional 6orte de l!mina Huamampampa 1 ba)o /H1b, descubierta en margarita aectada por un corrimiento de direccin 6+-S8 $ue pro"oca una le"e silla estructural entre ambos campos* Se eectu una
re-instalado con el ob)eto de monitorear  e"aluar el grado de comunicacin de las capas* A principios de =unio del 200F se instal en el pozo HC-1 un, memor gauge en el nipple 6 a 423m, para monitorear las presiones

del reser"orio

Huamampampa /H1b una "ez $ue las operaciones de completacin del pozo M?-3 ueran terminadas*
FIGURA+ :bicacin regional del pozo HC-1, en el Subandino boli"iano /iz$uierda  en relacin con la serran#a de &ororigua  Caipipendi  los campos Margarita  S!balo /derec'a F)ente# epsol < 2007

La peroracin del pozo HC-2 conclu recientemente  alcanz una proundidad de

1

D*37 metros, actualmente se encuentran realizando la ase de terminacin $ue implica la cone%in /al sistema de recoleccin de la planta Margarita*

CAPÍTULO II+ MARCO PR6CTICO DATOS HC-1

HC-2

Coordenadas :(M* /

2D

24400

Coordenadas :(M* /

7D4747

7D7240

3424

3374

F11

F11

(emperatura /

220

220

+spesor /e mts*

1D7

14

37*3

*D





Saturacin de Agua ST* /.
CROMATOGRAFIA
2

:tilizando el programa CM?-2014,  a partir de los datos de coordenadas :(M, espesores, propiedades petro#sicas de la roca /saturacin, porosidad, permeabilidad, etc*, obtenemos primeramente los mapasI estructural, isop!$uico, isosaturacin*

MAPA ESTRUCTURAL CAMPO 1UACAYA EN :D

MAPA ESTRUCTURAL DEL CAMPO 1UACAYAEN
3

MAPA ISOP67UICO



A'ora 'aciendo correr el programa  colocando todos los datos de presin, temperatura, propiedades petro#sicas, coordenadas, etc* obtenemos lo siguienteP

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on unit 10, filename is 'C:\Users\MACELO

E!"I#$OLA\$es%top\!IMUL &C\CAM"O(&UACAA)lo*'

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ +++++++ + + + IME -01.)10 + + Adapti/e ( Impliit la% Oil !imulator + + General elease for 2in 345 + + -01.(Ma6(-7 11:08:09 + + + + ; Cop6ri*
Command(line Ar*uments: &C

(dimsum (>d C:\Users\MACELO E!"I#$OLA\$es%top\!IMUL (lo* (f C:\Users\MACELO E!"I#$OLA\$es%top\!IMUL

&C\CAM"O(&UACAA)dat $ate and ?ime of !tart of un:

Apr 18, -017

0.:98:.=

+++ Input@Output files speifiation : Opened data file on unit 11, filename is 'C:\Users\MACELO E!"I#$OLA\$es%top\!IMUL &C\CAM"O(&UACAA)dat' Opened !rat< file on unit 1-

4

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