1.1 Objetivos métodos, limitaciones, símbolos y unidades.
La ingeniería de yacimiento tiene como objetivo aplicar técnicas de ingeniería para estudiar los yacimientos y conocer su comportamiento bajo diferentes mecanismos de flujo. Esto permitirá llevar a cabo una explotación racional de los mismos. Puesto que el contenido de idrocarburos de los yacimientos y su producción son fundamentales para toda actividad de la ingeniería petrolera! la ingeniería de yacimientos a llegado a ser una parte muy importante dentro de la explotación de dicos idrocarburos. "ímbolos $%&rea (g%)actor de volumen del gas *( g+,-
#nidades factibles de usarse m' 3
m
[email protected]. 3
m
[email protected].
(o%)actor de volumen del aceite *( o,-
m ( o + δd ) @ c . y . 3
3
m
[email protected].
(t%)actor de volumen de las dos fases (t% (o/ (g *0si10s-
m ( o + gd + g 1 ) @ c . y .
(2%)actor de volumen del agua
m ( w + gd ) @ c . y .
3
3
m
[email protected]. 3
3
m
[email protected].
3 43ompresibilidad 3t4 3ompresibilidad total del sistema *o 3abg3f 4 3o 3ompresibilidad de de la la fo formación 3g4 3ompresibilidad del gas 3o4 3ompresibilidad del aceite 3oe% 3t6"o *compresibilidad efectiva al aceite74Profundidad E4Espaciamiento entre po8os ∞
Ei*1x-%
*5g6cm'-1, *5g6cm'-1, *5g6cm'-1, *5g6cm'-1, *5g6cm'-1, *5g6cm'-1, m m
−u
e du −∫ u x
*función integral
exponencialg 4 $celeración de la gravedad 94:o 4:olum lumen orig origin inal al de gas libr libre e ; c.s. c.s. 9i4 :olumen acumulativo de gas inyectado ; c.s. 9p4 :olumen acumulativo de gas producido ; c.s.
m6seg' m< m
=4Espesor bruto del yacimiento 4 Espesor neto del yacimiento i4 9asto de inyección >4 ?ndice de productividad >s 4 ?ndice de productividad especifico 54 Permeabilidad absoluta 5g4 Permeabilidad efectiva al gas
m m m<6día *m<6día-*5g6cm'*m<6día-6*5g6cm'-6*mmilidarcies milidarcies
5o4 Permeabilidad efectiva al aceite milidarcies 524 Permeabilidad efectiva al agua milidarcies 5rg !5ro! 5r24 Permeabilidad relativa al gas! 11 aceite y agua! respectivamente Ln4 Logaritmo natural *base @eA11 Log4 Logaritmo decimal *base @eA11 B4 Peso molecular lb6mole1lb C4 :olumen original de aceite! ; c.s. m
"gr 4 "aturación de gas residual "o4 "aturación de aceite "or 4 "aturación de aceite residual "24 "aturación de agua "2i4 "aturación de agua congénita o intersticial ".94 7ensidad relativa del gas *aire%,t4 iempo t4 iempo adimensional o nFmero de periodos de explotación. t74 iempo adimensional 4 emperatura y4 emperatura del yacimiento c4 emperatura critica pc 4 emperatura pseudo1critica pr 4emperatura pseudo1reducida :4 :olumen :p 4 :olumen de poros :b4 :olumen bruto *total- de roca :s4 :olumen de solidos G4 :olumen de agua Ge4 Entrada acumulativa de agua en el yacimiento! ; c.y. Gi 4 :olumen acumulativa de agua inyectada! ;c.s. Gp4 :olumen acumulativo producido de agua! ; c.s. x4 )racción molar de la fase liquida y4 )racción molar de la fase gaseosa 84 )racción molar de la me8cla H4 )actor de compresibilidad del gas ᶲ 4 Porosidad I4 :iscosidad Ig! Io! I24 :iscosidad del gas! aceite y agua. J 4 Bovilidad e4 7ensidad eg! eo! e24 7ensidad del gas ! aceite! agua
m
m< m< m< m< m< m< m< m< 11 11 11 11 m< poros6m< roca centipoises centipoises *milidarcys 6 centipoisesg6cm< g6cm<
; c.e4 Bedido a condiciones de escurrimiento. ; c.s4 Bedido a condiciones estándar *o superficiales; c.y4 Bedido a condiciones del yacimiento. "#(KC7K3E" a 4 $tmosférica! aire b 4 (urbujeo o saturación c 4 3ritica! congénita d 4 7isuelto 7 4 $dimensional f 4 )luidos! fluyendo! formación g 4 9as i 4 Knicial! invadido l 4 Libre! Liberado o 4 $ceite p 4 Producción acumulativa! poros r 4 0esidual! reducido s 4 Especifico 2 4 agua y 4 acimiento El "istema Bétrico Knternacional *"K"K es la abreviatura oficial! en todos los idiomas! del "istema Knternacional de #nidades. Este no es ni el sistema 39" *cm1gramo1seg-! ni el sistema BD" *m1 5g1seg-. Bás bien es una versión moderni8ada del sistema BD". #nidades (ásicas
#nidades 7erivadas
El sistema "K admite prefijos para indicar mFltiplos de las unidades básicas. Prefijos del "istema "K
)actores de 3onversión
1.2 Definición de Yacimientos
"e entiende por yacimiento la porción de una trampa geológica que contiene idrocarburos! la cual se comporta como un sistema intercomunicado idráulicamente. Los idrocarburos ocupan los poros o uecos de la roca almacenante y están a alta presión y temperatura! debido a la profundidad a que se encuentra el yacimiento. 1.3 Diferentes clasificaciones de yacimientos de hidrocarburos y acuífero, así como reservas de hidrocarburos.
Los yacimientos de idrocarburos se an agrupado considerando diversos factores! por lo que an surgido las siguientes clasificaciones4 •
7e acuerdo con el tipo de roca almacenadora.
$renas! cuya porosidad se debe a la textura de los fragmentosM pueden ser arenas limpias o sucias! estas con cieno! limo! lignito! bentonita! etc. 3ali8as detríticas! formadas por la acumulación de fragmentos de cali8as o dolomitas. 3ali8as porosas cristalinasM su porosidad se debe principalmente al fenómeno de disolución. 3ali8as )racturadasM su porosidad se debe principalmente a la presencia de fracturas. 3ali8as oolíticas! cuya porosidad se debe a la textura oolítica! con intersticios no cementados o parcialmente cementados. $reniscasM son arenas con un alto grado de cementación por materiales calcáreos! dolomíticos! arcillosos! etc. •
7e acuerdo con el tipo de trampa.
Estructurales! como los anticlinalesM Por fallas o por penetración de domos salinos. Estratigráficas! debidas a cambios de facies de discordancias. •
7e acuerdo con el tipo de fluidos almacenados.
acimientos de aceite y gas disuelto. odos los yacimientos de aceite contienen gas disueltoM cuando la presión inicial es mayor que la presión de saturación! todo el gas original se encuentra disuelto en el aceite. acimientos de aceite! gas disuelto y gas libre. $lgunos yacimientos de aceite tienen gas libre desde el principio de su explotaciónM en este caso la presión inicial es menor que la presión de saturación. acimientos de gas secoM sus condiciones originales de presión! temperatura y composición son tales que durante su vida productiva el gas está en una sola fase! tanto en el yacimiento como en la superficie. acimientos de gas FmedoM sus condiciones originales de presión! temperatura y composición son tales que durante su vida productiva el gas en el yacimiento está en una sola fase! pero en la superficie se recuperara en dos fases. acimiento de gas y condensadoM sus condiciones originales de presión! temperatura y composición son tales que en cierta etapa de la explotación se
presentara el fenómeno de condensación retrograda y desde luego la producción en la superficie será en dos fases. •
7e acuerdo con la presión original.
acimientos de aceite bajosaturadoM su presión original es mayor que la presión de saturación. $rriba de esta presión todo el gas presente esta disuelto en el aceite *yacimientos de aceite y gas disuelto-. acimientos de aceite saturadoM su presión original es igual o menor que la presión de saturación. El gas presente puede estar libre *en forma dispersa o acumulada en el casquete- y disuelto. •
7e acuerdo con el tipo de empuje predominante.
Por expansión de los fluidos y la roca. Por expansión del gas disuelto liberado Por expansión del gas Por segregación gravitacional Por empuje idráulico Por empujes combinados Por empujes artificiales •
7e acuerdo con los diagramas de fase.
3onsiderando que en una adecuada clasificación de los yacimientos se deben tomar en cuenta la composición de la me8cla de idrocarburos! la temperatura y la presión! se an utili8ado diagramas de fase para acer una clasificación más técnica de dicos yacimientos.
El área encerrada por las curvas de los puntos de burbujeo y de los puntos de rocio es la región de combinaciones de presión y temperatura en la cual existen dos fases *liquida y gaseosa- en equilibrio. Las curvas dentro de la región de dos fases muestran el porcentaje de líquido en el volumen total de idrocarburos! para cualquier presión y temperatura. Knicialmente toda acumulación de idrocarburos tiene su propio diagrama de fases! que depende solo de la composición de la me8cla. Los yacimientos de idrocarburos se encuentran inicialmente ya sea en estado monofásico *$! ( y 3o en estado bifásico *7-! de acuerdo con la posición de sus presiones y temperaturas en los diagramas de fase. 3uando la presión y temperatura iniciales de un yacimiento quedan fuera de la región de dos fases! este puede comportarse como un yacimientoM ,. 7e gas *$-! donde su temperatura es mayor que la cricondenterma *temperatura máxima a la cual pueden existir dos fases en equilibrio.'. 7e gas y condensado! que presenta condensación retrograda *yacimientos de punto de rocío-! *(-! donde su temperatura se encuentra entre la temperatura crítica y la cricondenterma. <. 7e aceite bajo1saturado *de punto de burbujeo-! *3-! donde su temperatura está por debajo de la temperatura critica.
•
0eserva de =idrocarburos.
"e llama así al volumen de idrocarburos! medidos a condiciones estándar! que se puede producir económicamente con cualquiera de los métodos y sistemas de explotación aplicables *0ecuperación Primaria! 0ecuperación "ecundaria! etc."e debe acer notar que los datos de las reservas de idrocarburos no son fijos! sino que tienen un carácter dinámico debido a un ajuste continuó! a medida que se cuenta con mayor y mejor información. Puesto que la exactitud de las reservas depende de la calidad y cantidad de los datos disponibles! su valor más cercano a la realidad se obtendrá a medida que transcurra la vida productiva del yacimiento. 3alcular las reservas no significa aplicar mecánicamente distintos métodos para obtener un valor promedio de los resultados! sino obtener el valor más cercano al real. 7icos volFmenes representan juicios estrictamente técnico y no deben estar influenciados por actitudes conservadoras u optimistas por parte del que los calcula. 3lasificación de 0eservas. Existen diversos criterios para clasificar las reservas de idrocarburos! de los cuales los más importantes son4 a- "egFn la cantidad y el grado de exactitud de los datos4 0eservas probadas 0eservas probables 0eservas posibles b- 7e acuerdo con el tipo de fluidos4 0eservas de aceite 0eservas de gas 0eservas de condensado 0eserva Probada Es aquella que corresponde a yacimientos donde existe la evidencia de producción de idrocarburos! por información confiable! tal como la proveniente de4 *,- Po8os productores! *'- pruebas de formación! *<- Pruebas de producción! *N- registros geofísicos! *O- balance de materia! etc. 0eserva Probable Es aquella cuya existencia se supone en áreas vecinas a las probadas! de acuerdo con la interpretación geológica! geofísica o la aplicación de métodos de balance de materia. $demás! se considerarán como reservas probables!1 los incrementos que puedan provenir de los proyectos de inyección de fluidos o el empleo de mejores técnicas
para complementar el mecanismo de recuperación. Podrán incluirse como reservas probadas cuando el incremento en la recuperación a sido confirmado por una prueba piloto representativa o un programa en operación. 0eserva Posible Es aquella que pudiera provenir de áreas donde se localicen condiciones geológicas favorables para la acumulación de idrocarburos. Esas condiciones podrán ser en nuevas estructuras o en formaciones más profundas que las conocidas. En forma convencional se entenderá como reserva total *asta probable-! a la suma de las reservas probada y probableM análogamente! reserva total *asta posible- será la suma de las reservas probada! probable y posible. (ibliografía4 070K9#EH! C. 0 Apuntes de Principio de mecánica de yacimientos
Béxico )acultad de ingeniería #C$B! ,QRS
3C3EP" ($"K3" 7E KC9ECKE0?$ 7E $3KBKEC" Te gusta este artículoU 3ompártelo
Espesor de arena petrolífera neta4 El espesor de la arena debe ser de por lo menos O pies. Espesores de arena muy pequeVo da lugar a pérdidas muy grandes con peligro de que la temperatura baje de manera que se detenga la combustión. 3on preferencia! el espesor de la arena no debe exceder OW pies! pues en tal caso la cantidad de aire que se necesita para mantener la velocidad al menos O pies6días puede resultar excesivoM con respecto a las limitaciones prácticas impuestas por el equipo de compresión. *,ϖ
Porosidad4 Es la fracción del volumen total de una roca no ocupada por ella misma. En los yacimientos de petróleo! la porosidad representa la cantidad del espacio total que puede ser ocupado por líquidos o gases. ϖ
Permeabilidad4 Es la facultad que la roca posee para permitir que los fluidos se muevan a través de la red de poros interconectados. ϖ
Permeabilidad relativa *al agua! gas y petróleo-4 Es la relación entre permeabilidad efectiva y absoluta! y se expresa en forma fraccional. La permeabilidad efectiva es la conductividad del ϖ
medio poroso a un fluido en un estado de saturación! por su parte la permeabilidad absoluta es una propiedad específica que caracteri8a al medio poroso. Las permeabilidades relativas a los fluidos que se encuentran en los yacimientos como petróleo gas y agua se representan por 5o! 5g! 52. Bovilidad4 Es una función de la umectabilidad del yacimiento y del área promedio de la sección transversal de los canales que conducen el fluido! es decir! de la saturación. *'ϖ
"aturación de fluidos *agua6petróleo6gas-4 Es la fracción del espacio poroso ocupado por el fluido. La suma de la saturación es cien por ciento! esto es! la suma de la saturación del petróleo *"o-! gas *"g- y agua *"2- debe ser ,WWX. ϖ
"aturación inicial del agua4 Es el volumen inicial del agua ocupado en el nFcleo de los yacimientos. ϖ
"aturación residual del petróleo4 se conoce así al volumen del crudo en el nFcleo del yacimiento. Los valores de gas residual se asumen en base a las características físicas de la roca! en sitios de alta porosidad y permeabilidad se espera una invasión moderada con una saturación residual de petróleo alta. ϖ
)actor de recobro4 0ecuperación de crudo en el yacimiento.
ϖ
9as en solución4 Es el gas natural disuelto en el crudo dentro del yacimiento.
ϖ
9as libre4 Es el producto Fnico o con una proporción baja de idrocarburos líquidos *propano asta eptano- que se encuentra e n el yacimiento. ϖ
acimiento de gas seco4 "on aquellos en que la me8cla de idrocarburos permanece en fase gaseosa! tanto en el subsuelo como en superficie! durante su vida productiva *a cualquier presión-. $demás! la temperatura de estos yacimientos es mayor que la temperatura cricondentérmica de la me8cla. ϖ
)actor volumétrico de petróleo4 0epresenta el volumen ocupado *a condiciones de yacimiento- por un barril de petróleo originalmente a condiciones de superficie y todo el gas asociado con él! a la temperatura y presión del yacimiento. ϖ
)actor volumétrico del gas4 es el factor de conversión que permite expresar el volumen que ocuparía a condiciones de presión y temperatura diferentes un cierto volumen de gas. ϖ
0esistividad4 Es la cualidad que se opone al flujo del fluido en un yacimiento.
ϖ
Producción por mecanismo natural4 ambién conocido como flujo natural! es cuando la presión del yacimiento es capa8 de acer fluir el po8o sin necesidad de usar ningFn método artificial! es un sistema que no presenta grandes problemas operacionales y resulta ser muy económico. ϖ
Producción por levantamiento artificial4 Es el método usado una ve8 que la presión del yacimiento declina debido a que a estado durante un largo lapso en producción! además se empie8a a producir agua! que ace que la columna del liquido dentro del po8o más pesada! entonces no es capa8 de producir sin un método artificial. ϖ
Petróleo riginalmente en "itio *PE"-4 "e puede considerar como un volumen de control rodeado por un límite o una línea imaginaria. $ fin de obtener un balance de masa aplicado al volumen de control se reduce a la siguiente expresión4 Basa inicial masa producida masa que a masa remanente 7el volumen 1 del volumen / entrado al % dentro del 7e control de control vol. de control vol. de control ϖ
0ecuperación secundaria4 "e lleva a cabo una ve8 que a disminuido la presión del yacimiento y el petróleo no fluye a ninguno de los po8os! consiste en inyectar un fluido por un po8o del yacimiento! que ayudará a restaurar la presión en el mismo y permitirá el despla8amiento del petróleo. *<ϖ
0ecuperación mejorada4 Estos métodos consisten en inyectar al yacimiento fluidos diferentes a los que contiene originalmente! para mejorar el despla8amiento del crudo a través de diferentes mecanismos! tales como4 Y 0educción de la relación de movilidades YBiscibilidad Y0educción de la tensión interfacial agua6crudo Los métodos de recuperación mejorada se utili8an para contrarrestar los fenómenos responsables del entrampamiento de crudo. ϖ
Bapa estructural4 0epresenta la configuración de una superficie mediante líneas de igual altitud! generalmente referida al nivel medio del mar como plano de referencia. Estas líneas son el resultado de la intercepción de la superficie en cuestión con una serie de planos ori8ontales! igualmente espaciado conociéndose con el nombre de equidistancia a la distancia vertical entre dos planos contiguos. ϖ
0eservas4 "on las posibilidades de alla8gos! descubrimientos ciertos y la continuidad de l a producción comercial de idrocarburos. ϖ
Po8o de desarrollo4 Es el primer po8o que se perfora en un yacimiento para encontrar gas o petróleo. ϖ Po8o de avan8ada4 "on los po8os que se perforan! si y solo si se tiene éxito con el po8o de desarrollo! para determinar el tamaVo del yacimiento. ϖ
3onificacion de agua y gas4 curre alrededor del po8o cuando este procede de una 8ona de petróleo que está debajo de una 8ona de gas. El contacto gas1petróleo es comprimido alrededor del po8o por virtud del flujo radial de petróleo y de la presión diferencial resultante. Para compensar la presión diferencial que causa el flujo de petróleo en la 8ona de gas! debe ϖ
existir una columna de gas de mayor espesor cerca del oyo que lejos del mismo. 0eferencias *,- )errer! >.4 0ecuperación "ecundaria de Petróleo! despla8amientos miscibles y recuperación térmica. Baracaibo ,QSW. Pág. ZN *'- Pirson! ".4 Kngeniería de acimientos Petrolíferos. (arcelona ,QZZ. Ed. mega. Pág. RS *<- Beneven. )ilial de Petróleos de :ene8uela ".$.4 Educación y Petróleo. 3aracas ,QR<. Pág. O, (ibliografía [ Essenfeld! B.4 )undamentos de ingeniería de yacimientos. Ed. ) oninves! ,QSQ [ Beneven. )ilial de Petróleos de :ene8uela ".$.4 Educación y Petróleo. 3aracas ,QR< [ Pirson! ".4 Kngeniería de acimientos Petrolíferos. (arcelona ,QZZ. Ed. mega. [ "mirnov! :.4 9eología de acimientos. BoscF ,QR'.Ed. Bir BoscF
