Yacimiento

Métodos de predicción de yacimiento aplicando balance de materiales:

Estimación Del Petróleo Y Gas En Sitio Métodos De Balance De

Materiales:

Uno de los principios fundamentales utilizados en ingeniería es la ley de la conservación de la masa. La aplicación de este principio a un yacimiento con el propósito de realizar la deducción cuantitativa del volumen de hidrocarburos presentes originalmente en dicho yacimiento y para la predicción del comportamiento del fluido y la presión en el mismo, es lo que se conoce como “El Método de Balance de Materiales”.

Cuando el yacimiento ha producido durante un periodo de tiempo, y se dispone de Historia, tanto de producción como de presión, el ingeniero de yacimientos, tiene la Opción de recurrir a otras herramientas, que son complementarias para cotejar y validar las reservas disponibles del yacimiento a su responsabilidad. Un Balance de Materiales de los fluidos presentes y producidos, le permita determinar el POES y/o el GOES.

Luego puede hacer una comparación, cotejando con el método volumétrico para verificar con el Geólogo el verdadero volumen del yacimiento, haciendo los ajustes pertinentes en el tiempo.

Otra ventaja del método del balance de materiales, es que si se dispone de suficiente historia de producción y presión, la aplicación de este método puede dar una visión interna del yacimiento de los mecanismos predominantes de desplazamiento, donde como quiera que el uso correcto del método volumétrico, requiere de un conocimiento previo de las fuentes primarias de la energía del yacimiento. Como sé vera en las próximas discusiones, cuando se trata de un yacimiento de gas, un gráfico de P/Z vs Gp, resultará en una línea recta, para yacimientos volumétricos, donde la expansión del gas es el mecanismo primario del desplazamiento.

La ecuación de balance de materiales nos es útil entre otras cosas a la hora de planificar la explotación de un yacimiento debido a que la misma nos permite pronosticar o proveer las características futuras del yacimiento como el caudal y volúmenes de producción de hidrocarburos importantes para planificar las estaciones de flujo y el equipo de levantamiento artificial requerido, así como también la energía adicional que necesita el yacimiento mediante la inyección de fluidos.

El método de balance de materiales provee un simple, pero efectiva alternativa para la estimación volumétrica no solamente del POES (petróleo original en sitio) y el GOES. (Gas original en sitio), sino de las reservas en cualquier etapa, conociendo la depleción del yacimiento como consecuencia del vaciamiento del mismo. Una ecuación de balance de materiales es un planteamiento de los principios de conservación de masas:

(█(MASA ORIGINAL DE @HIDROCARBUROS))- (█(MASA DE HIDROCARBURO @PRODUCIDO))= (█(MASA DE HIDROCARBURO @REMANENTE))

Método de Schithuis:

Schithuis3 en 1941, presento una forma general de la ecuación. de materiales como un “Balance de Volúmenes” basado en la suposición simple de que el volumen poroso del yacimiento indistintamente permanece constante o cambiante en una manera tal que puede ser predecible como una función de los cambios de presión en el yacimiento. Con esa suposición, él contabiliza la presión acumulada observada en la superficie (expresada en términos de fluidos producidos a condiciones de yacimiento) por la expansión de los fluidos remanentes en el yacimiento resultantes por un decrecimiento finito en la presión.

También se pueden incluir los efectos resultantes del influjo de agua, cambio de fase de los fluidos, cambios en los volúmenes porosos, causado por la expansión de las rocas y el agua presente en el yacimiento. Algunas veces llamado método de predicción de producción por de Balance de. Materiales, es desarrollado en términos de los fluidos producidos acumulados y los cambios de la presión en el yacimiento, y por eso requiere de medidas precisas de ambas cantidades. A diferencia del método volumétrico, el cual puede ser aplicado temprano en la vida del yacimiento, el método de balance de materiales no puede ser aplicado hasta después de algún desarrollo de la producción.

Una comparación de los métodos Volumétrico y Balance de Materiales, puede proveer una medida cualitativa del grado de heterogeneidad del yacimiento y permite más argumentos precisos de las reservas de gas para una estrategia dada de desarrollo del campo.

La ecuación de Balance de Materiales (EBM) considerando los tres mecanismos de producción tiene la forma siguiente:

Gp/G=(1-Bgi/Bg)+ Bgi/Bg*[(Cw*Swi+Cf)/(1-Swi)]*∆p+5.615* [(We-Wp*Bw)/(G*Bg)]

Partiendo de la ecuación de estado de los gases real, la ecuación de balance de materiales para yacimientos de gas puede expresar en función de P/Z. Si se define la relación del volumen que ocupa el gas en el yacimiento, con respecto al volumen que ocuparía en la superficie, como factor volumétrico del gas, y representados por la Ecuación 5.2.

βg=(0,02829ZT)/P (BY)

Se podría establecer una relación de ese factor volumétrico en un periodo de depleción (cambio de presión por efecto de la producción), a temperatura constante, por no experimentarse cambios de temperatura de importantes en el yacimiento durante ese proceso.

(Zi*P)/(Z*Pi)=βgi/βg

Reemplazando esta relación en la ecuación de balance de materiales, y rescribiéndola en función de P/Z: se tiene la ecuación general:

P/Z= (Pi/Zi [1-Gp/G])/(1- ((Cw*Swi+Cf)/(1-Swi))* ∆p- [(We-Wp*Bw)/(0,00504*Ty*G)]* Pi/Zi)

Existen varios métodos para pronosticar el comportamiento de un yacimiento por la ecuación de balance de materiales. Entre los cuales tenemos:

•Método de Pirson.

•Método de Tarner.

•Método de Muskat.

Estos métodos son aplicables únicamente a yacimientos que producen por agotamiento natural, partiendo de una presión de burbuja y sin casquete de gas ni influjo de agua. No obstante para desarrollar dichos métodos es necesario estables ciertas consideraciones y suposiciones comunes como las siguientes:

• El yacimiento es uniforme en todo momento en cuanto a: porosidad, saturaciones de fluidos y permeabilidad relativa.

• El yacimiento muestra presión uniforme

• Las fuerzas de segregación gravitacional no se toman en cuenta como mecanismo de producción debido a que se consideran insignificantes.

• El análisis completo PVT utilizado refleja aproximadamente

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