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Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Propiedades de la Roca.

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Presentación del tema: "Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Propiedades de la Roca."— Transcripción de la presentación:

1 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Propiedades de la Roca

2 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Objetivo de Curso: Predecir el comportamiento volumétrico de un yacimiento de aceite.

3 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Propiedades de la Roca: -Porosidad -Saturación -Permeabilidad -Compresibilidad -Presión Capilar -Mojabilidad

4 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Propiedades de la Roca (1/ 5) Con el propósito de conocer la interacción del sistema roca-fluido en los yacimientos de hidrocarburos es necesario conocer cuantitativamente y cualitativamente la relación que existe entre las propiedades petrofísicas y de los fluidos en el yacimiento. La distribución y flujo de los fluidos en un yacimiento esta gobernado por fuerza capilares, de gravedad y viscosas. Dependiendo de las condiciones de análisis, alguna de estas fuerzas sobresale, y por lo tanto, es la fuerza dominante. Por ejemplo, en la migración de hidrocarburos fuerzas de gravedad (flotación) son dominantes.

5 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Propiedades de la Roca (2/5)

6 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Propiedades de la Roca (3/5)

7 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Propiedades de la Roca (4/5) Las fuerzas capilares dominan el entrampamiento de hidrocarburos. Las fuerzas viscosas dominan en la vecindad de los pozos productores e inyectores.

8 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Propiedades de la Roca (5/5) Durante la vida productiva del yacimiento, la combinación de estas fuerzas, da como resultado del empuje de los fluidos hacia el pozo. El flujo de fluidos se da a través del medio poroso que conforma al yacimiento. Por lo tanto, es vital conocer cuantitativamente las propiedades de la roca y de los fluidos. Entre las propiedades de la roca que son útiles para realizar calculos de ingeniería de yacimientos incluyen: porosidad, saturación, permeabilidad, compresibilidad, presión capilar, y mojabilidad.

9 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Porosidad

10 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Porosidad ( 1/5) Este concepto cuantifica la parte del volumen total de una roca que no es ocupado por los granos solidos de la roca. Se expresa en fracción y en porcentaje. Considerando la conectividad de este volumen: se tiene dos tipos de porosidad: Porosidad Absoluta: relación del volumen total que no es roca (Vp) y el volumen total de la roca (V T ).

11 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Porosidad (2/5) Porosidad Efectiva: relación de volumen que no es roca pero únicamente conectado y el volumen total de la roca. La porosidad efectiva es la que se usa en los cálculos de volumen, debido a que es la que representa el aceite móvil en el yacimiento.

12 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Porosidad (3/5) La porosidad se clasifica en primaria y secundaria. La porosidad primaria se forma al momento del deposito de los sedimentos, esta incluye porosidad interparticula e intraparticula. La porosidad interparticular o intragranular es la que se forma entre los granos al momento de su depositación.

13 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Porosidad (4/5) La porosidad intraparticular ocurre dentro de los granos, esta se da en formaciones carbonatadas, cuando existe la disolución de material.

14 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Porosidad (5/5) La porosidad secundaria se forma después de la depositación y se desarrolla durante la diagénesis por disolución, dolomitización, y fracturamiento de la roca debido a esfuerzos. Fractura

15 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Porosidad (5a/5) La porosidad (efectiva) en un yacimiento presenta, generalmente, una distribución, como se muestra a continuación:

16 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Promedio Ponderado Saturación de aceite Saturación de agua

17 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Medición de la Porosidad

18 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Propiedades de los Fluidos: -Antecedentes -Tipos de Fluidos -Factores de Volumen Aceite -Factores de Volumen Gas

19 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Antecedentes Una adecuada descripción de la roca, de los fludios, del sistema roca-fluido, distribución de los fluidos y el comportamiento del yacimiento, son requeridos, ya que son el insumo para realizar estudos y análisis para responder las sigientes preguntas y toma de decisiones: Cual es Volumen Origina en el yacimiento? Cual es el Mecanismos de Producción? Predecir el Comportamiento del Yacimiento Definición de una Estrategia de Desarrollo

20 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Antecedentes…. Una consolidación de la información de todas las fuentes disponibles es una buena practica para eleguir la información representativa del yacimiento. Las muestras analizadas en un laboratorio proporcionan el comportamiento volumétrico y propiedades termodinámicas de los fluidos de la formación. Un análisis PVT proporciona la variación de las propiedades termodinamicas y volumetricas del fluido contra presión y temperatura. Un analisis PVT es util para:

21 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Antecedentes… Determinar el volumen original del yacimiento. Evaluar el volumen original a condiciones de superficie Evaluar el comportamiento del yacimiento Modelar el comportamiento del fluido en toda la cadena de producción. Diseñar Instalaciones superficiales: separadores, ductos, etc.

22 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Tipos de Fluidos: Considerando la variación de la densidad con respecto a la presión, es decir, la compresibilidad, podemos identificar diferentes tipos de fluidos. En general se tienen tres fluidos conocidos como: Fluidos incompresibles Fluidos Ligeramente compresibles Fluidos Compresibles La compresibilidad isotérmica es: V = Volumen del fluido = Densidad del fluido p = presión, psi c = Compresibilad, psi -1

23 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Tipos de Fluidos: Fluido Incompresible Un fluído incompresible es aquel donde el volumen o la densidad no cambian con respecto a la presión, esto es, Fluído incompresible estrictamente no existen. Este comportamiento puede ser asumido para simplificar derivaciones o comportamientos. Un ejemplo de fluido incompresible: agua

24 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Tipos de Fluidos: Fluido Ligeramente Compresible Este tipo de fluidos experimenta ligeros cambios en volumen, o densidad, con respecto a la presión. Conociendo un volumen a una presión de referencia, la variación de la densidad con respecto a la presión puede ser descrita por: O, considerando la densidad, V = Volumen del fluido = Densidad del fluido p = presión, psi ref = referencia c = Compresibilad, psi -1 Se debe de mencionar que muchas crudos presentan éste comportamiento

25 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Tipos de Fluidos: Fluido Compresible Estos fluidos experimentan grandes cambios en volumen con respecto a cambios en presión. La compresibilidad de estos fluido esta dada por, Todos los gases y mezclas gas-liquido son considerados fluidos compresibles.

26 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Tipos de Fluidos: Densidad contra presión.

27 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Tipos de Fluidos: Considerando la Relación Gas-Aceite, RGA y la densidad API del fluido, es posible identificar diferentes tipos de fluidos: Donnis, 2007.Essentials of Reservoir Engineering Leer Capítulo V McCain, 2011.Petroleum Fluid Correlation

28 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Relación de Volumenes en Superficie y Yacimiento: La cantidad de aceite y gas producidos de un yacimiento, medidos a condiciones estandar son convertidas a condiciones de yacimiento usando factores de volumen, esto es, Bo, Bg, Rs and R. Aceite Gas Agua Volumen en el Yacimiento Gas L Gas D Aceite Agua GasT = Gas L + Gas D Aceite Agua Volumen en Superficie Los factores de volumen son obtenidos en el laboratorio, hechos con muestras de aceite, gas y agua tomados a condiciones de yacimiento. L : Libre D: Disuelto T: Total

29 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Concepto de Aceite Negro El concepto de aceite negro, no se refiere a su color. Este concepto surge de la manera en que su comportamiento es modelado. Este, esta formado de dos componentes, esto es, aceite y gas a condiciones estandar, (c.e.). El concepto de Aceite Negro, asume que en el yacimiento, las composiciones del gas y aceite, permanecen constantes, cualquiera que sean las condiciones de presión y temperatura. De esta manera, los cálculos de Balance de Materia pueden ser expresados en volumenes usando Factores de Volumen, relacionando condiciones de superficie con condiciones de yacimiento. Este comportamiento es aplicado a fluidos que estan lejos del punto crítico. Este concepto no puede ser usado, de manera general, en fluidos críticos: aceite volatil o gas y condensado. Estos fluidos deben de ser tratados con Ecuaciones de Estado.

30 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Propiedades Volumétricas Factor de Volumen de Aceite,Bo Bo es la relación de un volumen de una masa dada de aceite mas su gas disuelto, a una presión y temperatura dada, con respecto a su volumen de ese mismo aceite a condiciones de tanque. Note: m Res. Oil = m ST oil +m Std gas

31 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Propiedades Volumétricas Relación Gas Disuelto-Aceite,Rs La Rs es la relación entre el volumen de gas disuelto en el aceite a una presión y temperatura dada y el volumen de aceite en el cual esta disuelto, ambos medidos a condiciones de tanque.

32 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Propiedades Volumétricas Factor de Volumen de Gas, Bg El Bg es la relación de el volumen de gas a una presión y temperaura dada y el mismo volumen de gas medido a condiciones estandar.

33 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Propiedades Volumétricas Relación Gas-Aceite, R,GOR, RGA La RGA es la relación del gas producido entre el aceite producido, ambos medidos a condiciones estandar. Gas Producido = Gas Disuelto + Gas Libre Aceite con gas disuelto Gas Libre Producido Gas Disuelto Producido Gas Libre En yac. Aceite Producido

34 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Propiedades Volumétricas Relación Gas Condensado, CGR El CGR es la relación entre condensado producido y el gas producido, ambos medidos a condiciones estandar

35 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Propiedades Volumétricas: Bo, ( Formation Volume Factor, Temperatura constante. Fluido se expande, debido a su compresibilidad. El Bo aumenta Todo el gas permanece en solución Etapa Bajosaturada p > pb Etapa Saturada p < pb Gas es liberado, al ritmo de su Rs El aceite se encoge en el yac. El Bo disminuye

36 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Propiedades Volumétricas: Rs, relación gas disuelto en el Aceite Etapa Bajosaturada p > pb Etapa Saturada p < pb Todo el gas permanece en solución. Es el único que se produce, Qg = Qo * Rs Rs = R = RGA = GOR = Rp Rs es constante Rs disminuye a medida que se libera gas en solución

37 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Propiedades Volumétricas: Bg, Factor de Volumen del Gas Para yacimientos de aceite. El Bg tiene sentido en condiciones saturadas Etapa Bajosaturada p > pb Etapa Saturada p < pb El Bg aumenta debido a que el gas se expande mas a medida que disminuye la presión. Un yac. a p y T estandar tendría un Bg = 1

38 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Propiedades Volumétricas: R, Relación Gas-Aceite Etapa Bajosaturada p > pb Etapa Saturada p < pb Efecto de Krc. Y Segregación de gas hacia la parte superior Si p > pb, Rs = R = RGA = GOR = Rp

39 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Tipos de Fluidos: McCain (2011) hace analisis resultados obtenidos en laboratorio para clasificar fluidos considerando la Relación Gas Aceite Inicial

40 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Factor de Volumen Total: Un

41 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Tarea 4: Identificación de Contactos y Vol. de Hc kPa/m Psi/ft 7.1 kPa/m Psi/ft kPa/m Psi/ft

42 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Tarea 4: Identificación de Contactos y Vol. de Hc.

43 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Tarea 4: Identificación de Contactos y Vol. de Hc.

44 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Tarea 4: Identificación de Contactos y Vol. de Hc.

45 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Tarea 4: Identificación de Contactos y Vol. de Hc.

46 Comportamiento de Yacimientos Sep 07, 2013 Tarea 4: Identificación de Contactos y Vol. de Hc. C g/a C a/a


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