UNIVERSIDAD DEL ZULIA DIVISION DE POSTGRADO DE INGENIERIA PROGRAMA DE GEOLOGIA PETROLERA GERENCIA DE YACIMIENTOS
GERENCIA INTEGRAL DE YACIMIENTOS Guía de estudio
Realizado por MARQUEZ O NATALIE M
RESUMEN DE GERENCIA DE YACIMIENTOS LA GERENCIA INTEGRAL DE YACIMIENTOS Se define como el uso juicioso de varios medios permisibles para maximizar las ganancias en la explotación de un yacimiento su principal objetivo es la optimización económica del recobro de gas y petróleo, basado en hechos, información y conocimiento. La gerencia adecuada maximiza el recobro de las reservas de un yacimiento a una tasa optima de producción al menor costo posible. El tiempo ideal para comenzar la Gerencia de un yacimiento es a su descubrimiento. La organización debe ser flexible Los 10 mandamientos de una gerencia integrada de yacimientos 1. Planificar y ejecutar adquisición de datos que mejore la descripción de los yacimientos 2. Elaborar Estudios Integrados de Yacimientos 3. Establecer Plan Optimo de Explotación de cada Yacimiento 4. Elaborar Plan del Negocio de Producción con Base a Planes Óptimos de Explotación de los Yacimientos 5. Establecer Compromisos de Producción con Base a Actividad Planificada, Capacidad de Producción Planificada y Comportamiento Histórico de Producción de los Yacimientos 6. Ejecutar Actividad de Perforación y Reparación de Pozos en Base a Jerarquización que Optimice Utilización de Recursos (Taladros, Transporte, Etc.) 7. Mantener instalaciones de producción y de inyección de fluidos en condiciones optimas de funcionamiento y operar las mismas Optimizando el uso de sus capacidades disponibles 8. 8. Ejecutar actividades de producción y disposición de fluidos producidos y de inyección de fluidos con base a lo establecido en plan óptimo de explotación de los diferentes yacimientos. 9. Llevar estadísticas que permitan describir comportamiento real de los yacimientos y su comparación con el esperado (planificado). Establecer desviaciones, razones de ellas y acciones para corregirlas. 10. En casos de desviaciones en compromisos de producción y que exista la posibilidad de ejecutar mayor actividad para tratar de corregirlas. En los procesos de vida de un yacimiento cuenta con varias fases, el primero es el descubrimiento del yacimiento a través de un pozo explorador, luego se harán pozos delineadores como hagan falta para delinear el área del yac. Tomando en cuenta las distancias óptimas de espaciamiento que garanticen una maximización del recobro de la reserva, este espaciamiento tiene carácter
económico y depende del grado de heterogeneidad y homogeneidad en todas las direcciones y sentidos, si es heterogéneo es menor.
El equipo para una gerencia de yacimiento es un equipo multidiciplinario donde se integran profesionales en todas las areas, tecnología, herramientas y data.
Pasos para la gerencia integrada: Identificar y definir todos los yacimientos individuales en un campo particular y sus propiedades físicas. Deducir el pasado y predecir el futuro del comportamiento del yacimiento. Minimizar la perforación de pozos innecesarios. Iniciar el control de las operaciones al tiempo adecuado. Considerar todos los factores económicos y legales pertinentes. La metodología a seguir para la gerencia efectiva de un yacimiento es: Definir objetivos y Alcance. Localización de la Información y de las personas encargadas de cada especialidad. Conocer si existen estudios previos. Recolección, Análisis y validación de la data. Análisis de pozos individuales en el contexto del yacimiento. Análisis del yacimiento a través de Balance de Materiales. Establecer posibles esquemas de explotación: Analizar reservas (incorporación con pozos de desarrollo y/o nuevos, descubrimientos con pozos de avanzada, optimizar el método de producción actual, Implementar nuevas técnicas de estimulación de pozos, Proponer trabajos de reparaciones menores y/o mayores, Analizar la factibilidad técnica-
económica de realizar un método de recuperación secundaria, Perforación de pozos interespaciados, Completacioes inteligentes (uso de sensores),Perforación de pozos horizontales, direccionales, y multilaterales. Tipo de data: Geológica: . Interpretación estructural existente (fallas, topes, buzamiento, etc). Definición estratigráfica (litología, unidades de flujo, etc). Correlaciones. Análisis de información de núcleos (facies, sedimentología, etc) Análisis de las propiedades de la roca asociada al modelo estratigráfico y estructural. Correlación núcleo-perfil. . Interpretación sísmica. Yacimiento: .- Elaborar historias de pozos. .- Elaborar historias de mangas. .- Completaciones de los pozos en el tiempo. .- Producción petróleo, agua, gas. .- Representación gráfica del comportamiento producción por poz y por yacimiento. .- Pruebas de presiones validadas. .- Representación gráfica del comportamiento de presión. .- Validación de PVT o por Correlaciones. .- Mecanismo de producción .- Curvas de declinación. .- Análisis de Proyectos de Recuperación Secundaria. .- Determinación de las propiedades de la roca. .- Mapas de calidad y distribución de fluidos. .- Determinar K. .- Reservas, FR, POES, RR, R remanentes El proceso de recolección de la data es importante para el calculo de reservas, comportamiento y desarrollo del yacimiento y para extender la vida del yacimiento; la data hay que clasificarla y analizarla en un esfuerzo multidisciplinarlo donde estén integrados tanto los geofísicos, geólogos, petrofisicos, ing. de perforación, ingenieros de yacimientos, de producción y de facilidades que integraran datos y provocaran una sinergia entre estos. La mayoría de la data es recolectada durante la delimitacion del yacimiento y su desarrollo. Existen pozos exploratorios, de desarrollo, y de producción. Durante la fase temprana, a los pozos que delimitan el yacimiento se le efectúan Levantamientos de datos básicos y se Evalúan extensivamente para establecer la Factibilidad económica de desarrollo en estos se deben tomar análisis de núcleos en algunos pozos, propiedades iniciales de los fluidos, contactos de los fluidos y presión inicial del yacimiento. La los pozos de desarrollo se le efectúan Estudios Integrados se establecen las Estrategias de Explotación y se desarrollan las Instalaciones de producción. Para los pozos de producción ya se
han establecido las estrategias de producción y se cuida el mantenimiento de potencial e instalaciones a través del monitoreo y control. La mayoría de la data es recolectada durante la delimitacion del yacimiento y su desarrollo. Los registros deben ser tomados en todos los tipos de pozos, la presión inicial en cada pozo si es posible y la presión debería tomarse periódicamente en pozos claves por ubicación cada 2 o 3 años. Las ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN Son el conjunto de políticas que garantizan la máxima creación de valor en la recuperación de las reservas, maximizan el recobro. Están basadas en la caracterización detallada del yacimiento y son el aspecto más importante de la Gerencia Integrada de Yacimientos y la razón de ser de los Estudios de Yacimientos. Cada Yacimiento responde a políticas de explotación particulares e individuales.,No existen procedimientos y normas específicas para elaborar un plan de explotación.
ESTUDIO INTIGRAL DE YACIMIENTOS El estudio integral es un Análisis Interpretativo y multidisciplinario de un yacimiento, como una unidad geológica e hidráulica integral, a fin de describir su naturaleza y geometría; calificar y cuantificar propiedades de roca y fluidos, y establecer distribución y volúmenes recuperables de hidrocarburos, Integrando aspectos estructurales, estratigráficos, sedimentológicos, petrofísicos y de fluidos en un modelo único, que permita establecer un plan de explotación que garantice la máxima recuperación económica de sus reservas a una tasa optima de producción y al menor costo posible. La Interpretación y análisis se efectúa utilizando herramientas tecnológicas, de Ingeniería, y recursos humanos altamente especializados y depende en alto grado de la calidad y cantidad de los datos disponibles. El objetivo es Reducir la incertidumbre en los planes de explotación mediante la caracterización detallada de nuestros yacimientos, Incrementar Reservas, Maximizar el recobro final, Minimizar declinación, Maximizar Potencial de Producción, Incrementar el % de éxito de las campañas de perforación y reparación de pozos y Maximizar la creación de valor. Un estudio integrado cuenta con 4 fases. la fase 1 es la recolección de la data, la fase 2 la caracterización del yacimiento a través del un modelo estático, la fase 3 la simulación del yacimiento basado en el modelo dinámico y la fase 4 se realiza el modelo del negocio donde se analiza económicamente los escenarios de explotación con la finalidad de saber si los planes de explotación son técnica y económicamente alcanzables. Fase I Permite un estudio integral a través de métodos de recolección de datos. Se ubica el grado de incertidumbre de acuerdo al porcentaje de data obtenida. Si existe menos del 50% de la data requerida no podemos pasar a fase II. En esta fase se realiza: Definición de objetivos y alcance del proyecto Localización, adquisición, análisis y validación de la información Revisión de estudios previos Detección de necesidades adicionales de información Identificación de oportunidades inmediatas.
Arquitectura
Sísmicos Geológicos
Petrofísicos
Fluidos
Históricos
Perfiles Núcleos
P.V.T. Muestras
Pruebas de pozos Producci Inyecci
Fase II . La fase 2 caracteriza el yacimiento en base al modelo estático y dinámico .El modelo estático esta comprendido por el modelo geológico y petrofisico, a su vez el modelo geológico esta comprendido por el modelo estratigráfico, el modelo estructural y el modelo sedimentologico. Modelo Est 疸 ico
Modelo estratigr畴 estratigr畴 ico Modelo estructural Modelo sedimentologico Modelo Petrofísico -general e integradoModelo Geológico
Modelo Din 疥 ico Determinar propiedades de los fluidos. Comportamiento de los fluidos. Mecanismos de produccion. Comportamiento de producci. C疝 culo de POES y Reservas. Balance Balance de Materiales. Simulaci mulaci Nu 駻 ica. Si define la marquitectura interna
MODELO ESTATICO Modelo estratigráfico El modelo estratigráfico del yacimiento, marcadores de interés, unidades cronoestratigraficas, unidades paleontológicas, miembros y otras unidades menores informales, límites de secuencias y superficies de máxima inundación del área, a través de electrofacies. Correlaciona y Define unidades de flujo y Mapas de distribución de arenas, mapas de espesores. A partir de esta definición y basados en la correlación de marcadores regionales de pozo a pozo, análisis de estratigrafía secuencial, estudios sedimentológicos y sismoestratigráficos, se pueden identificar los diferentes ciclos de sedimentación y la extensión areal de los distintos cuerpos de rocas porosas, generando así un modelo estratigráfico.
Modelo estructural Define a través de la interpretación sísmica la Orientación y geometría de los elementos estructurales y la Delimitación Areal del yacimiento por fallas, truncamientos, erosiones o contactos. Se generan mapas y secciones que muestran estructuras principales y menores que no pueden ser interpretados por la sísmica. Dichos mapas isopacos y estructurales deben ser elaborados
por unidad de flujo y las secciones deben ser realizadas en todas las direcciones y sentidos, esto garantiza un mayor detalle en la estructura del yacimiento. Utilizando sísmica de mayor resolución (Hz) podría servir para delimitar trampas estratigráficas más sutiles: acuñamientos, capas delgadas, apilamiento de cuerpos
Modelo sedimentologico Permite la identificación de facies, ambientes sedimentarios y unidades sedimentarias, que integrada con la información petrofísica y de yacimientos permitirá definir las unidades de flujo y sus características. También son indispensables para la debida calibración de la litología y los fluidos contenidos en ella mediante la correlación núcleo-perfil. El modelo sedimentológico complementa y calibra los modelos estratigráfico y estructural, además de las propiedades de la roca para la caracterización petrofísica final. CANAL DISTRIBUTARIO
CANALES APILADOS
BARRA DE DESEMBOCADURA
SEDIMENTOS INTERDISTRIBUTARIOS (ABANICOS DE ROTURA, SED. HETEROLITICOS) HETEROLITICOS)
cilíndrico limpio
Eico, fluvial, Plataforma carbon 疸 ica, Arrecife
Embudo
Tope abrupto
Abanico de rotura, Barra de desembocadura, Isla de barrera, Marino somero, Banco de carbonatos
Campana
Base abrupta
Barra de meandro fluvial, Barra de meandro tidal, Canal de abanico submarino, arenas transgresivas
Simétrica
Tope basegraduales
Barra costa afuera, Arenas transgresivas, Apilamiento de barras o canales.
Irregular
I utitas arenas
.
Llanura de inundaci, Talud carbon 疸 ico o cl 疽 tico, Relleno de can submarino.
Modelo Petrofisico Un análisis petrofísico es de gran importancia, ya que suministra toda la Información relacionada con las propiedades de una formación (roca–fluido). Además permite determinar la calidad del yacimiento y potencialidad para Producir hidrocarburos.La Evaluación Petrofísica debe ser realizada p/pozo y por Unidad de Flujo. Una vez realizada la evaluación petrofísica las propiedades obtenidas deben ser representadas en forma esquemática, construyendo Mapas de Isopropiedades por Unidad. La función de un modelaje petrofisico es determinar parámetros básicos, correlacionar núcleo / perfiles, definición parámetros corte, definir valores promedio p/unidad de flujo, correlación c/ atributos Sísmicos, calibrar datos producción, realizar mapas isopropiedades y mapas de ANP. La Evaluación Petrofísica debe ser realizada p/pozo y por Unidad de Flujo. Una vez realizada la evaluación petrofísica las propiedades obtenidas deben ser representadas en forma esquemática, construyendo Mapas de Isopropiedades por Unidad de Flujo. Los mapas de isopropiedades son Iso- arcillocidad Iso-porosidad Iso- permeabilidad Isosaturación Isocalidad de
ANP efectiva e inicial K arena
Sw Afin am ien to hacia e l tope Upw ard-finin g (AT) Engrosam ien to hacia el top e Upwa rd-coarsening (ET) Bloqu e Blocky (B) Serrado Lodoso M uddy se rrate (SL)
Para efectuar una necesario siguientes *Porosidad Volumen de Grano
evaluación petrofísica es determinar las propiedades de la roca: : ΦT = Volumen Total – DEPÓSITOS DE CORRIENTES ENTRELAZADAS, CARGA DE FONDO BEDL OAD FLUVIAL AXIS (B/AT)
DEPÓSITOS DE LLANURA DE INUNDACIÓN, FLOOD PLAIN (SL) BARRAS DE DESEMBOCADURAS P OINT BARS (ET) EROSIÓN PARCIAL E ROSIÓN TOTAL
MAPA DE ELECTROFACIES B6M1
AUTOR:
Volumen Total *Permeabilidad
PIA 35
FECHA: 25 -JUNIO , 2002
ÁREA DE ESTUDIO: VLA16/33 Y B6X-25
:Q = kA dp µ dx
*Espesor de arena neta (ANT) *Espesor de arena petrolífera (ANP) *Volumen de arcilla *Saturación de los fluidos
DEPARME NTO: DMC
BL OQUE: I y A-183- A- 184 A-185, A-166, A167 ESCALA
1:20000
El modelo petrofisico puede ser: General: Consiste en caracterizar las propiedades físicas de la roca en todas las direcciones y sentidos. Integrado: Consiste en caracterizar las propiedades físicas de la roca en todas las direcciones y sentidos en concordancia con el Modelo Estructural, Estratigráfico y Sedimentológico. El objetivo de un modelaje petrofisico es determinar parámetros básicos, correlacionar núcleo / perfiles, definición parámetros corte, definir valores Prom. P/unidad de flujo, correlación c/ atrib. Sísmicos, calibrar datos producción, realizar mapas isopropiedades y mapas de ANP. Los parámetros petrofisicos son: Factor de Cementación (m) Exponente de Saturación (n) Coeficiente de tortuosidad (a) Resistividad de agua de formación (Rw) Densidad de la matriz (Dma) Densidad del hidrocarburo Mineralogía de las rocas/arcillas Estimación de propiedades geomecánicas
Valores de corte cut-off. Para determinar las propiedades petrofísicas de un yacimiento se utilizan ciertos parámetros de corte o criterios, en los cuales se representan los valores límites o críticos, que se establecen basándose en las propiedades petrofísicas de las rocas. Tales criterios pueden ser los siguientes: Parámet ro Vsh
ANP
Sw K Ǿ
<=50% >=5 md >=10%
<=50%
Los parámetros petrofisicos se obtienen de:
Perfiles de pozos Información presente en los cabezales de los Registros Curvas de los pozos cargadas en el Sistema Valores Cut-off existentes en el yacimiento Análisis de Núcleos Convencionales y Especiales
Análisis de Muestras de canal o de pared Los pozos según las pruebas que tengan pueden ser: Pozos claves: que poseen el conjunto completo de registros, litologia resistividad, porosidad, análisis de núcleo, pozos control que no tienen núcleo pero tienen todos los registros pozos petrofisicos: tienen los registros gamma, sp y el de resistividad Un buen modelaje debe poseer los 3 tipos de pozos. Data: 1. De los perfiles de pozos obtenemos los siguientes parámetros 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Rt (DLL, DIFL) Porosidad (Densidad, Neutrón, Sónico, MRIL) Vsh (GR, SP) Contactos Rxo (Registros Microrresistivos) Definición de estratos (GR, SP, Caliper) 7. Condiciones de Hoyo (Caliper, Imágenes) 2. De los análisis de núcleos obtenemos: Convencionales Ø K (Aire, Klinkinberg Descripción de las muestras Densidad de grano Especiales Presión Capilar Krw, kro, krg m, n, a Swi, Sor Sensibilidad Mineralogía ( Difracción de Rayos X ) Propiedades geomecánicas Muestras de Agua de Formación: Determinación del Rw
MODELO DINAMICO El modelo dinámico comprende varios aspectos Propiedades de los fluidos Comportamiento de presión si es posible por unidad de flujo Presiones
Comportamiento de producción si es posible por unidad de flujo Balance de materiales Calculo de reservas Calculo del factor de recobro Propiedades de los fluidos Existen 2 formas de tomar las muestras de fluidos : por muestras de fondo y por muestra recombinada de superficie. En el se obtienen Presión de burbujeo Factores Volumétricos Viscosidades Compresibilidades Sensibilidad del gas Estos datos deben estar validados bien sea por funcion ‘’y’’ o por pruebas de temperatura, etc Comportamiento de los fluidos 1. Yacimientos Saturados: Presion del yac < Presion pto de burbujeo 2. Yacimientos Subsaturados : Presion del yac > presion pto de burbujeo 3. Condensado Retrogrado: gas 4. Gas : gas Mecanismos Naturales de producción del yacimiento Se determinar a partir del balance de materiales Yacimientos de Petróleo Expansión de rocas y fluidos Gas en solución Capa de gas Influjo de agua Segregación gravitacional Compactación Mecanismos combinados Yacimientos a Gas Expansión o agotamiento Influjo de agua Mecanismos combinados Comportamiento de presión-producción Calculo del POES y reservas 1. volumétrico 2. balance de materiales Modelo de Balance de materiales Para lo cual es necesario obtener los datos de historias de presiones, historia de inyección, características del acuífero, análisis pvt , saturaciones iniciales de los fluidos curvas de permeabilidad. La simulación matemática Para la simulación matemática se necesitan datos pvt, datos de yacimiento, datos de producción y se realiza un cotejo de la información que no es mas que
la comparación de la data con ls producción que reproduce la simulación a ver si coinciden. El cotejo representa los mecanismos de producción y principales características geológicas, que permitan reproducir adecuadamente el movimiento de los fluidos y el comportamiento del yacimiento. Si se reproduce el cotejo pasamos a la fase III
Fase III La simulación es una importante herramienta de gerencia y planificación bien llevada y permite modelar procesos complejos y permite hacer sensibililidades consiste en un mallado en 3D del yacimiento donde se divide en celdas y va estar definido por las unidades de flujo. Mientras más heterogéneo sea el medio mas celdas se obtendrán pues serán mas pequeñas. No todos los yacimientos son prospectivos para una simulación, solo se le hará aquellos que tengan un grado mayor de certidumbre en la data, mayor reservas recuperables, y mayor prospectividad. La finalidad de Una simulación de yacimientos es: Estimar reservas recuperables, analizar comportamiento de producción, analizar comportamiento de presión, reducir el comportamiento futuro del yacimiento, y la realización de pronosticos. nos indica como desarrollar y producir un campo para maximizar reservas, donde y cuando perforar pozos, establecer un mejor esquema de recuperacion adicional (arreglos de pozos inyectores, mejorar la productividad, conocer los parámetros críticos en la aplicación de un esquema de recobro particular, establecer el mejor esquema de completacion Fase IV ELABORAR ESTRATEGIAS DE EXPLOTACION Las estrategias de explotación son el conjunto de políticas que garantizan la máxima creación de valor en la recuperación de las reservas, maximizan el recobro. Están basadas en la caracterización detallada del yacimiento y son el aspecto más importante de la Gerencia Integrada de Yacimientos y la razón de ser de los Estudios de Yacimientos. Cada Yacimiento responde a políticas de explotación particulares e individuales., No existen procedimientos y normas específicas para elaborar un plan de explotación. Es Donde se presentan los escenarios tecnicos de explotacion para determinar los planes que posiblemente se pueden llevar a cabo y que sean económicamente rentables. Un estudio integrado puede llevar de 1 a 3 años,teniendo en cuenta que los estudios integrados no son infalibles
