Monografia: Trabajo Final Ing de reservorios

Monografia: Trabajo Final Ing de reservorios

Proyecto de exploración y explotación de Cuenca Norte, Land of Fantasies El presente trabajo tiene como objetivo poner en práctica los conocimientos adquiridos a través de la cursada, se comenzará por definir una situación hipotética de un área de exploración ficticia y las condiciones de exploración y explotación de la misma, para luego continuar con los análisis y cálculos necesarios para finalmente poder realizar un balance económico entre la inversión necesaria y las ganancias por producción. Licitación contrato de concesión de exploración y explotación El proyecto tiene como objetivo estudiar y explorar un área de 60km por 100km de la Cuenca Norte de Land of Fantasies y analizar si es rentable su explotación y producción. Los datos que nos brindan y las condiciones de exploración y explotación de dicha cuenca son los siguientes: Propiedad del Estado Contrato bajo Concesión: - 20% de Royality (regalías) - 40% incoe Tax (imp a las ganancias) Vizcaychipi Albano Ingeniería en Reservorios 4 Área de exploración: - Superficie de 60 km x 100 km - 60 bloks de los cuales se puede adquirir solamente 10 blocks Paquete de datos - Linea sísmica de 100km de este a oeste entre los blocks 3 y 57 - Costo: U$S 50000 Pago único de Acuerdo/ Contrato - Costo: U$S 1.000.000 Pago de Blocks: Se puede hacer la selección en cualquier momento durante el periodo de exploración. En cada selección se hará un pago por cada block de la siguiente forma Detalle de los Bloques: Vizcaychipi Albano Ingeniería en Reservorios 5 Plan de Trabajo Para la ejecución de la explotación del área se procedió a planificar el programa de trabajo que se llevara a cabo. El programa de desarrollo se dividirá en 3 grandes partes: 1- Fase de Exploración 2- Fase de Desarrollo 3- Fase de Producción y Explotación Fase de exploración En esta etapa se tiene como objetivo realizar los estudios geológicos y geofísicos para determinar si existe posibilidad de encontrar hidrocarburos con el objetivo de poder encontrar una estructura a través de la sísmica capaz de contener HC. Al encontrar se debe proceder a realizar una perforación de exploración: - Si hay éxito, el pozo es descubridor por lo tanto se prosigue - Si hay fracaso, se para. El área puede estar en un área inexplorada o un área dentro de una cuenca que ya está en exploración. En el caso segundo puedo hacer analogías con yacimientos cercanos donde se conoce el mecanismo de exploración, estructura, tipos de fluidos, etc. Vizcaychipi Albano Ingeniería en Reservorios 6 CAPEX fase exploratoria: Se debe considerar 4 capex fundamentales en esta fase: a) Los costos de la investigación sísmica que incluyen, trabajos de campo (adquisición, procesamiento e interpretación) b) Los costos del staff de exploración de estudios de Geología y Geofísica c) Los costos de los Wells Exploratorios y Appraisal d) El pago de los Blocks seleccionados Partimos de la información de sísmica obtenida del paquete de datos adquirida con la concesión del área exploratoria. También se cuenta con información de un well cercano al borde de esas áreas, que es productor. Produce de una arena limpia a una profundidad de -2000 m con espesores en un promedio general de 20 m. Costos de la Fase exploratoria: •Realizar un Programa de Sísmica (2D y/o 3 D), (Adquirir, procesar e interpretar la sísmica), costo de la línea sísmica; U$S 6000/km •Proveer un servicio de estudios de Geología y Geofísica (G&G); costo del servicio, U$S 850000 •Realizar un Programa de Perforación, perforando Wells de exploración, delineación (appraisal); costo por pozo: - Costo de perforación U$S 5,8 MM (no incluye terminación) - costo de terminación: U$S 770000 Los pasos a seguir serían los siguientes; a) En la estructura encontrada, definir las locaciones a perforar. En general, en el tope de la estructura y en los flancos los de delineación. b) Una vez que hemos tenido éxito exploratorio, seleccionamos locaciones para los pozos de delineación que probaran y confirmaran las reservas. Es practica general, perforar hasta 4 pozos de delineación por estructura, a distancia y posición alejada del descubridor. Vizcaychipi Albano Ingeniería en Reservorios 7 Consideraciones Técnicas La información obtenida de las perforaciones seria; • Profundidad al tope de la arena productora • Espesor de la arena productora • Espesor de la arena con petróleo • Producción inicial del pozo (ensayo de potencial del pozo, IPR) • Datos de la arena (petrofísicos), del fluido, y presión de la formación. Ejecución de la fase de exploración: Se adquieren en el primer año el total de los bloques 𝐵𝑙𝑜𝑞𝑢𝑒𝑠 = 9 ∗ 195000 𝑈$𝐷 = 1.755.000 𝑈$𝐷 La selección de los mismos fue en base a los estudios realizados, y quedan detallados en la siguiente imagen. Se procedió a realizar la Sísmica sobre el total de los bloques: - Líneas Sísmicas sobre una cuadricula de 15 líneas horizontales x 15 líneas verticales donde el espaciamiento por línea, tanto horizontales como verticales, es de 2 km. 𝑆𝑖𝑠𝑚𝑖𝑐𝑎 = ( 30 𝑘𝑚 𝑙í𝑛𝑒𝑎 ∗ 15 𝑙í𝑛𝑒𝑎𝑠 ∗ 2) ∗ 6000 𝑈$𝐷 𝑘𝑚 = 5,4 𝑀𝑀 𝑈$𝐷 Vizcaychipi Albano Ingeniería en Reservorios 8 Con lo cual se obtuvo las siguientes gráficas: Se realizan también los estudios de geografía y geofísica en el periodo que dura la etapa de exploración (3 años). 𝐺&𝐺 = 850000 𝑈$𝐷 𝑎ñ𝑜 ∗ 3 𝑎ñ𝑜𝑠 = 2,55 𝑀𝑀 𝑈$𝐷 Vizcaychipi Albano Ingeniería en Reservorios 9 Una vez recolectada toda la información se procede a perforara en esta etapa exploratoria, 1 well exploratorio y 3 wells de delineación, para confirmar reservas. Costo por well; 5,8 MM/well (no incluye la terminación, 770 MU$S/well). 𝑃𝑜𝑧𝑜𝑠 = 4 𝑤𝑒𝑙𝑙 ∗ 5,8 𝑀𝑀𝑈$𝐷 𝑤𝑒𝑙𝑙 = 23,2 𝑀𝑀 𝑈$𝐷 La ubicación de los mismos queda representada en la siguiente imagen: Información Recolectada de la Etapa Exploratoria • Factor de recuperación: FR = 17% • Porosidad de la roca: Pr = 15 % • Saturación de agua: Sw = 25 % • Saturacion de oil: So = 75 % • Factor volumétrico: Bo = 1.3 bsta/br • Espesor de la arena productora: E = 20m • Mecanismo de producción del reservorio: Por empuje de gas Vizcaychipi Albano Ingeniería en Reservorios 10 Fase de desarrollo Descripción de la fase Con toda la información obtenida de la Fase exploratoria (año 1, 2 y 3) procedemos a continuar con la fase de desarrollo del proyecto. Se estima que esta fase durara dos años, como su nombre lo indica en esta fase se busca desarrollar y ejecutar todas las inversiones para poder poner en marcha el periodo de producción con su curva de producción asociada: - Perforar todos los pozos de producción y completarlos; - Construir todas las instalaciones de superficie de tratamiento y procesamiento de los fluidos producidos. - Instalaciones de transporte (oleoductos propios), para llevar el oil a los puntos de entrega. - Almacenaje con capacidad suficiente para sostener la producción ante eventuales situaciones de paro de instalaciones o roturas en ductos; - Facilities de generación, etc. Estimation volumetric: Initial Oil in Place and Reserves 𝐼𝑂𝐼𝑃[𝑏𝑟] = 𝐴[𝑚2 ] × 𝐸[𝑚] × 𝑃𝑟 × 𝑆𝑂 × 1 𝐵0 [ 𝑏𝑟 𝑏𝑠𝑡𝑎] × 6,29 [ 𝑏𝑠𝑡𝑎 𝑚3 ] Donde: • A= Area • E= Espesor de las Arenas • Pr= Porosidad de la roca • 𝑆𝑂 = (1 − 𝑆𝑤) donde 𝑆𝑂 = 𝑆𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑡𝑟ó𝑙𝑒𝑜 𝑆𝑤 = 𝑆𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 • 𝐵𝑂= Factor Volumétrico Ultimate recovery: 𝑈𝑅[𝑏𝑟] = 𝐼𝑂𝐼𝑃 × 𝐹𝑟 Donde: • Fr= Factor de recuperación en primaria Vizcaychipi Albano Ingeniería en Reservorios 11 Tenemos entonces 𝑈𝑅 𝐹𝑅 = 𝐼𝑂𝐼𝑃 = 𝐴 × 𝐸 × 𝑃𝑟 × 𝑆𝑂 × 1 𝐵0 × 6,29 Por las características del reservorio estimamos un UR para un pozo de producción mediano: • 𝑈𝑅 = 50 ∗ 106𝑏𝑟 Y sabiendo que 𝐹𝑅 = 17%, podemos estimar el Área de la estructura: 𝐴 = 𝑈𝑅 × 𝐵0 𝐹𝑅 × 𝐸 × 𝑃𝑟 × 𝑆𝑂 × 6,29 Recordando que 𝐸 = 20𝑚, 𝑃𝑟 = 15%,𝐵0 = 1,3 𝑏𝑠𝑡𝑎 𝑏𝑟 𝑦 𝑆0 = 75%, reemplazando tenemos que: 𝐴 = 50 ∗ 106𝑏𝑟 × 1,3𝑏𝑠𝑡𝑎/𝑏𝑟 0,17 × 20𝑚 × 0,15 × 0,75 × 6,29𝑏𝑠𝑡𝑎/𝑚3 𝐴 = 27 ∗ 106𝑚2 = 2700 𝐻𝑎 = 6672 𝑎𝑐𝑟𝑒𝑠 Una vez determinada el área de la estructura podemos proceder a calcular el IOIP 𝐼𝑂𝐼𝑃 = 27 ∗ 106𝑚2 × 20𝑚 × 0,15 × 0,75 × 𝑏𝑟 1,3 𝑏𝑠𝑡𝑎 × 6,29 𝑏𝑠𝑡𝑎 𝑚3 𝐼𝑂𝐼𝑃 = 293.936.538 𝑏𝑟 Procedemos a calcular el UR 𝑈𝑅[𝑏𝑟] = 𝐼𝑂𝐼𝑃 × 𝐹𝑟 𝑈𝑅 = 293.936.538 𝑏𝑟 × 0,17 𝑈𝑅 = 49.969.211 𝑏𝑟 Habiendo determinado el UR procedemos a determinar la cantidad de pozos de explotación y la dimensión de las instalaciones de superficie. Vizcaychipi Albano Ingeniería en Reservorios 12 Asumimos que durante el plateau, produciremos el 2%/year del IOIP, durante 5 años; es decir, 5.880.000 bsta/año; 16.109 bsta/dia. Este caudal diario, sería el máximo caudal de diseño (MDR) para diseñar las instalaciones de tratamiento en superficie. Esto nos daría en el plateau, una recuperación del 10% del IOIP. A partir del sexto año el yacimiento declina en forma exponencial al 10% por año. Criterio de cantidad y espaciamiento entre pozos Asumimos una permeabilidad de 200 mD, en un yacimiento homogéneo que con este criterio y basándose en la bibliografía asumimos una distribución de 140 acres/pozo, por lo que procedemos a determinar la cantidad de perforaciones necesarias: 𝐶𝑎𝑛𝑡 𝑑𝑒 𝑝𝑜𝑧𝑜𝑠 = 6672 𝑎𝑐𝑟𝑒𝑠 140 𝑎𝑐𝑟𝑒𝑠/𝑝𝑜𝑧𝑜𝑠 = 48 𝑝𝑜𝑧𝑜𝑠 • Determinada la cantidad de pozos podemos calcular que cantidad de barriles por día producirá cada uno de ellos: 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑝𝑜𝑧𝑜𝑠 = 16110 𝑏𝑠𝑡𝑎/𝑑í𝑎 48 𝑝𝑜𝑧𝑜𝑠 = 335,6 𝑏𝑠𝑡𝑎/𝑑𝑖𝑎/𝑝𝑜𝑧𝑜s • De acuerdo al ensayo inicial del pozo el MDR seria 671bsta/día/pozos, pero asumimos al MDR al 50% para el dimensionamiento de las instalaciones de superficie para mantener la producción en plateau por 5 años, considerando la declinación de los mismos. • Se considera la planta de almacenaje de crudo con capacidad para 10 MDR Determinación del radio y del área de drenaje de cada pozo: Sabemos que 𝐴 = 𝜋 ∗ 𝑟 2 Despejando el radio de drenaje tenemos: 𝑟 = √𝐴/𝜋 Teniendo en cuenta que: 1 𝑎𝑐𝑟𝑒 = 43000 𝑓𝑡2 Vizcaychipi Albano Ingeniería en Reservorios 13 Reemplazando tenemos que 𝑟 = √ 140 𝑎𝑐𝑟𝑒𝑠 ∗ 43000 𝑓𝑡2/𝑎𝑐𝑟𝑒𝑠 𝜋 𝑟 = 1384 𝑓𝑡 = 415 𝑚 Por lo que tendremos finalmente un espaciamiento entre pozo y pozo de: 𝑑 = 2 ∗ 415 𝑚 = 830 𝑚 La ubicación de los mismos queda representada en la siguiente imagen: Costos de la fase de desarrollo del yacimiento: • Costo de cada well de producción: 6,80 MM U$S/well (perforación y completacion), 𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑝𝑜𝑧𝑜𝑠 = 44 𝑤𝑒𝑙𝑙𝑠 ∗ 6,8 𝑀𝑀𝑈$𝐷 𝑤𝑒𝑙𝑙 = 299,2 𝑀𝑀 𝑈$𝐷 *Son 48 pozos en total pero ya se habían perforado 4 anteriormente (1 exploración y 3 de avanzada) • Instalaciones de superficie: ); líneas de campo, manifulls, plantas de tratamiento y Procesamiento de crudo y agua de producción, oleoductos, generación de energía, Tratamiento de gas para energía, instalaciones de medición (costudy transfers), etc. o Costo total para el MDR =60 MMU$D Vizcaychipi Albano Ingeniería en Reservorios 14 • Oleoducto de 6” diámetro, y 50 km de longitud, capacidad para MDR); 17 MMU$S • Almacenaje (con capacidad para 10 MDR); 1 MMU$S

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