FUNDAMENTOS DE INGENIERIA DE YACIMIENTOS

Transcripción

1 1 FUNDAMENTOS DE INGENIERIA DE YACIMIENTOS Autr: FREDDY HUMBERTO ESCOBAR MACUALO, Ph.D.

2 Freddy Humbert Escbar Macual de esta edición Editrial Universisad Surclmbiana Primera edición: Xxxxx de 00? ISBN xxx-yyyy-yy-z Tds ls derechs reservads. Prhibida su reprducción ttal parcial Pr cualquier medi sin permis del autr Diseñ de Prtada: xxxxxxxxxxxxxxxxx Ftgrafía prtada: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx Diseñ y diagramación: María Cnstanza Cards Perdm Impresión y encuadernación Editra Guadalupe Ltda.. Impres y hech en Clmbia Editrial Universidad Surclmbiana editrialusc@usc.edu.c Dirección: Avenida Pastrana Carrera 1ª. Teléfn: Ext. 358 Neiva - Huila - Clmbia

3 3 INTRODUCCIÓN Este text didáctic cntiene el cntenid fundamental y actualizad para desarrllar un excelente curs de pregrad de Ingeniería de Yacimients, el cual sirve a ls estudiantes cm text guía y herramienta básica en el desarrll de las clases. Ls cncepts encntrads en el presente text recpilan infrmación de varis librs y artículs relacinads cn el tema de ls yacimients hidrcarburífers existentes en la literatura desde ls añs 60 hasta el añ 004. Fundaments de Ingeniería de Yacimients es un libr que reune cerca de una década de experiencia académic que el autr ha tenid durante sus investigacines y actividades académicas, la mayría de ellas enfcadas a la Ingeniería de Yacimients. El autr cncentró sus esfuerzs en presentar un text cn cncepts actualizads y vigentes que permitan al estudiante un mejr desempeñ en las restantes materias del currícul de ingeniería y en su vida prfesinal. El cntenid del libr se ha dividid en ch capítuls. El capítul 1 presenta una breve revisión de ls cncepts gelógics que definen y clasifican ls yacimients de hidrcarburs. Al igual que una clasificación actualizada de ls yacimients de acuerd al estad de ls fluids. Además, se estudiarán ls regímenes de presión de un yacimient (diagramas prfundidad-presión) cn su imprtancia en la caracterización de yacimients y las escalas de medición que se usan en Ingeniería de Yacimients. El capítul ds se centra en el entendimient de las prpiedades físicas del medi prs, la ley de Darcy cn sus aplicacines y limitacines, las clasificacines de la permeabilidad, ls prblemas asciads cn la gemetría del sistema, el dañ a la frmación, la ecuación de difusividad, prpiedades inherentes a la rca y fluid: presión capilar, función J de Leverett, permeabilidades relativas, etc. El capítul 3 estudia las prpiedades PVT de ls fluids del yacimient, y se presentan diferentes crrelaciónes y ecuacines para la determinación de las prpiedades PVT del agua, gas y petróle, además de presentar ls factres que afectan el recbr de crud. El capítul cuatr intrduce ls primers cncepts de evaluación de reservas de gas y petróle mediante el métd vlumétric, cnstrucción de mapas manualmente y asistids pr cmputadr y determinación de vlúmenes. El capítul cinc se enfca a ls métds de balance de materia. Este es cn seguridad el capítul más larg y quizá más imprtante del curs de Ingeniería de Yacimients. En él, se desarrllará la ecuación de balance de materia y se estudiarán sus múltiples aplicacines, entre las que se cuenta la linealización de dicha ecuación y el estudi de yacimients de cndensads, y yacimients naturalmente fracturads. Este capítul, también hace referencia a las técnicas de predicción del cmprtamient y recbr final de un yacimient de petróle mediante ls métds de Schilthuis, Tarner, Muskat, Pirsn y Tracy, las cuales se presentan en detalle en ls apéndices. El capítul sext cmplementa la discusión capítul del quint per se enfca principalmente a ls cálculs de intrusión de agua a un yacimient

4 4 prcedente de un acuífer adyacente. Aunque las técnicas de curvas de declinación es un cncept hy en desus, el capítuls siete intrduce las bases teóricas de las curvas de declinación más cmunes incluyend el ajuste pr curvas tip. El últim capítul presenta ls cncepts y métds para estimar cnificación y digitación de agua. En tds ls capítuls se presentan ejercicis para clarificar ls cncepts. Dada su imprtancia, alguns de ells fuern tmads directamente de la literatura.

5 5 DEDICATORIAS Cn mi más prfund amr dedic este trabaj a mi espsa Matilde Mntealegre y a mis adrads hijs Jennifer Andrea y Freddy Alns Escbar. A mis padres Ster Escbar (QEPD) y Delfina Macual Vda. De Escbar (QEPD), a mis hermans Ster Alns (QEPD), Dayra Stella y Lenard Fabi Escbar. A mis sbrins Daniel Alfred Escbar, Samuel Alejandr Escbar, Juan David Betancurt y Gabriel Fernand Betancurt. A mis ahijads Raul Alejandr Vageón López, Claudia Patricia Mntealegre Mlina y Jsé Gabriel Rancel López.

6 6 AGRADECIMIENTOS El autr expresa su más sincera gratitud a la Editrial Universidad Surclmbiana pr su valisa cntribución en la publicación de este libr. Especial mención a la prfesra Cecilia Repiz y a la Srta. María Cnstanza Cards Perdm pr su gran clabración en ls trámites interns en la Editrial Universidad Surclmbiana y el gran esfuerz dedicad a la diagramación del presente libr. De igual frma, dese expresar mi gratitud al Dr. Jsé Gregri Osri Galleg, Prfesr de la Universidad Nacinal de Clmbia sede Medellín pr el tiemp dedicad a la evaluación del presente libr y a la frmulación de valisas recmendacines. Finalmente, a mi amig, herman, cmpañer de estudi, clega y estudiante: Ingenier de Petróles y Magíster en Ingeniería de Hidrcarburs Daniel August Gutierrez Arciniegas pr su inmensa clabración en la escritura del prólg del presente libr.

7 7 PROLOGO Ing. MSc. Daniel August Gutiérrez Arciniegas

8 8 TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCION... 3 TABLA DE CONTENIDO... 8 CAPITULO CONCEPTOS FUNDAMENTALES, DEFINICION Y CLASIFICACION ASPECTOS GEOLOGICOS FUENTE DE HIDROCARBUROS MIGRACION DE HIDROCARBUROS DEFINICIONES DE INGENIERIA DE YACIMIENTOS DEFINICION DE YACIMIENTO Clasificación Gelógica de ls Yacimients Clasificación de Acuerd al Punt de Burbuja Clasificación de Acuerd al Estad de ls Fluids Clasificación de Acuerd al Mecanism de Prducción Clasificación de Acuerd a Variacines del Vlumen Originalmente Dispnible a Hidrcarburs REGIMENES DE PRESION DE FLUIDOS APLICACIONES DE REPEAT FORMATION TESTERS, RFT ESCALAS DEL YACIMIENTO CAPITULO...48 PROPIEDADES FISICAS DEL MEDIO POROSO POROSIDAD Clasificación Ingenieril de la prsidad Prsidad absluta Prsidad efectiva Prsidad n efectiva Clasificación Gelógica de la prsidad Prsidad primaria intergranular Prsidad intercristalina Plans estratificads Espacis Sedimentaris Miscelánes Prsidad secundaria, inducida vugular Prsidad de dislución Dlmitización Prsidad de Fractura Espacis secundaris miscelánes Factres que afectan la prsidad Tip de empaque Material cementante Gemetría y distribución de grans Presión de las capas suprayacentes Presencia de partículas finas Prmedi de la prsidad Prmedi aritmétic Prmedi pnderad...54

9 Prmedi estadístic armónic Crrelacines para prsidad Distribución del tamañ del pr SATURACION DE FLUIDOS, S f ESTADOS DE FLUJO PERMEABILIDAD Y LEY DE DARCY Prblemas Asciads cn la Gemetría de Fluj Dañ del Pz Fluj a Través de Fracturas Fluj a Través de Canales Disuelts ECUACIÓN DE FORCHHEIMER EFECTO KLINKENBER PROMEDIO DE PERMEABILIDADES TIPOS DE PERMEABILIDAD Permeabilidad absluta Permeabilidad efectiva Permeabilidad relativa Crrelacines para permeabilidad relativa MODIFICACION DE LA LEY DE DARCY PARA CONSIDERAR EL UMBRAL DEL GRADIENTE DE PRESION LA ECUACION DE DIFUSIVIDAD SOLUCIONES A LA ECUACION DE DIFUSIVIDAD Estad Estable Estad Pseudestable MOVILIDAD TENSION INTERFACIAL Y SUPERFICIAL MOJABILIDAD DRENAJE, IMBIBICIÓN E HISTÉRESIS ECUACIÓN DE LAPLACE PRESIÓN CAPILAR FUNCION J DE LEVERETT O CURVA PROMEDIA DE PRESIÓN CAPILAR ANALISIS DE DATOS DE PRESION CAPILAR RELACIONES ENTRE k-φ Ecuación de Karman-Kzeny Crrelación de Timur Crrelación de Cates-Den CAPITULO PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PROPIEDADES PVT LIBERACION INSTANTANEA LIBERACION DIFERENCIAL CORRELACIONES PARA SISTEMAS DE PETROLEO Presión del punt de burbuja Gas en Slución Factr de cmpresibilidad del petróle Factr vlumétric de frmación del petróle

10 Factr vlumétric ttal Viscsidad del petróle CORRELACIONES PARA SISTEMAS DE GAS Gravedad específica de una mezcla de gases Prpiedades críticas Obtención de las prpiedades críticas y gravedad específica del gas Determinación de las prpiedades críticas de ls Heptans y cmpuests más pesads Factr de cmpresibilidad del gas Cmpresibilidad Istérmica del Gas Factr vlumétric de Frmación del gas Viscsidad del gas CORRELACIONES PARA SISTEMAS DE AGUA Factr Vlumétric de Frmación del Agua Viscsidad del Agua Cmpresibilidad del agua y gas disuelt Gravedad Específica del Agua Tensión Superficial FACTORES QUE AFECTAN EL RECOBRO DEL YACIMIENTO BIBLIOGRAFIA CAPITULO CALCULO VOLUMETRICO DE HIDROCARBUROS TIPOS DE PRODUCCIONES O RECOBROS ECUACIONES VOLUMETRICAS Crrelacines API para calcular el factr de recbr CALCULO DE VOLUMENES Cálculs de vlumen manualmente Cálculs de vlumen asistid pr cmputadr Métd Krigging Métd de Curvatura Mínima Métd de la Distancia Inversa Métd de Triangulación Métd de Funcines de Bases Radiales CALCULOS VOLUMETRICOS EN YACIMIENTOS GASIFEROS Factres de recbr en yacimients de gas vlumétrics Factres de recbr en yacimients de gas n-vlumétrics CALCULOS VOLUMETRICOS EN YACIMIENTOS DE PETROLEO CAPITULO BALANCE DE MATERIA CONSIDERACIONES Y APLICACIONES ECUACION DE BALANCE DE MATERIA PARA YACIMIENTOS DE GAS ECUACION GENERAL DE BALANCE DE MATERIA PARA YACIMIENTOS DE PETROLEO OTROS USOS DE LA ECUACION DE BALANCE DE MATERIA LINEALIZACION DE LA ECUACION DE BALANCE DE MATERIA MEDIANTE EL METODO DE HAVLENA Y ODEH... 0

11 YACIMIENTOS SUBSATURADOS VOLUMETRICOS YACIMIENTOS QUE PRODUCEN POR GAS EN SOLUCION POR DEBAJO DEL PUNTO DE BURBUJA CONTROL TOTAL DEL YACIMIENTO PREDICCION DEL COMPORTAMIENTO Y RECOBRO FINAL DE UN YACIMIENTO BALANCE DE MATERIA EN YACIMIENTOS NATURALMENTE FRACTURADOS YACIMIENTOS DE CONDENSADOS DE GAS CAPITULO INTRUSION DE AGUA Mdel de estad estable (Schilthuis) Mdel de estad inestable (Hurst and Van Everdingen) Métd de Fetkvich para Acuífers Finits...59 CAPITULO CURVAS DE DECLINACION INTRODUCCION DECLINACION DE PORCENTAJE CONSTANTE O DECLINACION EXPONENCIAL DECLINACION HIPERBOLICA DECLINACION ARMONICA CURVAS TIPO CAPITULO CONIFICACION Y DIGITACION GENERALIDADES CONIFICACION DE AGUA Métd de Meyer y Garder Métd de Sbcinski y Crnelius Metd de Chaney, Nble, Hensn y Rice Métd de Burnazel y Jeansn Métd de Ku y Desbrisay DIGITACION DE AGUA BIBLIOGRAFIA APENDICE A MÉTODO DE MUSKAT APENDICE B METODO DE PIRSON APENDICE C METODO DE TARNER APENDICE D METODO DE TRACY APENDICE E METODO DE SCHILTHUIS...33

12 1 CAPITULO 1 CONCEPTOS FUNDAMENTALES, DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN DE LOS YACIMIENTOS 1. ASPECTOS GEOLOGICOS Ls ingeniers de yacimients necesitan cntar cn cncimients gelógics durante el desarrll de su vida prfesinal, en virtud a que td yacimient que se estudie tiene antecedentes de tip gelógic. Nrmalmente, un yacimient es definid mediante la perfración, de md que se dispne de alguns dats en punts discrets dentr del sistema. Dicha infrmación es cntenida en análisis de ripis, perfiles de pz, análisis de craznes, análisis de rays X y tmgrafía, muestras de paredes, pruebas de presión y pruebas de prducción, entre trs. L que indica que una buena descripción del yacimient depende de la habilidad para interpretar la infrmación reclectada FUENTE DE HIDROCARBUROS A pesar de algunas eventuales bjecines, universalmente se está de acuerd que ls hidrcarburs tienen una prcedencia de tip rgánic. L que indica que la materia rgánica tuv que ser sintetizada pr rganisms vivientes, y pr l tant debió depsitarse y preservarse en sediments. Dependiend de las cndicines gelógicas dadas, parte de este material se transfrma en cmpuests de naturaleza petrlera. La base fundamental para la prducción masiva de materia rgánica fue la ftsíntesis, la cual apareció aprximadamente hace 000 millnes de añs en tiemps precámbrics. Desde esa épca a la era devónica la primera fuente de materia rgánica el fitplanctn marin. A partir del devónic, la mayr cntribución a la materia rgánica fue pr parte de plantas terrestres. Alguns animales grandes, cm peces, cntribuyern muy pc en la generación de materia rgánica. En resumen, ls principales cntribuidres de material rgánic en ls sediments fuern las bacterias, fitplanctn, zplanctn y plantas de mayr tamañ 1. Ls escuds cntinentales en áreas de aguas tranquilas, cm lags, cuencas prfundas y pendientes cntinentales, pseen las cndicines favrables para la depsitación de ls sediments rics en materia rgánica. Las tres etapas principales para la evlución de la materia rgánica sn diagénesis, catagénesis y metagénesis. La diagénesis tma lugar en sediments recientemente depsitads dnde se presenta actividad micrbial. Al finalizar la diagénesis, la materia rgánica cnsta principalmente de un residu fsilizad e insluble llamad kerógen. La catagénesis resulta de un increment en la temperatura durante el sepultamient del material en las cuencas sedimentarias. La mayr parte de la generación de hidrcarburs se debe a la

13 13 descmpsición térmica del kerógen. La metagénesis tma lugar a altas prfundidades, dnde tant la presión cm la temperatura sn altas. En esta etapa, la materia rgánica esta cmpuesta slamente de metan y carbn residual. Ls cnstituyentes del kerógen residual se cnvierten en carbn granític. 1.. MIGRACION DE HIDROCARBUROS La mayría de ls hidrcarburs se hallan en rcas prsas de gran grues y permeables, cn pc nada de materia rgánica insluble. Es imprbable que el crud hallad en estas rcas se pudieran riginar allí puest que n hay señales de materia rgánica sólida. Pr l tant, la mayría de yacimients de hidrcarburs sn trampas para la migración de ésts. La migración primaria es la liberación de cmpuests hidrcarburs del kerógen en las capas fuentes y su transprte dentr de ls prs estrechs de la rca fuente de gran fin. Ls hidrcarburs expelids de la rca madre pasan hacia unidades de rca más prsas y más permeables. Este fenómen se llama migración secundaria 1. Puest que la mayría de las rcas en el subsuel se hallan saturadas cn agua, el mvimient de hidrcarburs tiene que ser debid a fluj activ de agua, fluj independiente de la fase acusa, pr desplazamient pr difusión. Puest que nrmalmente ls hidrcarburs sn mens denss que el agua, su acumulación tma lugar en la parte más alta de la trampa. La migración es detenida pr rcas superires relativamente impermeables DEFINICIONES DE INGENIERIA DE YACIMIENTOS Es la aplicación de principis científics a prblemas de drenaje que resultan durante el desarrll y prducción de yacimients de hidrcarburs. Puede también definirse cm El arte de desarrllar y prducir fluids hidrcarburs de tal frma que se btenga un recbr eficiente DEFINICIÓN DE YACIMIENTO Se entiende pr yacimient una unidad gelógica de vlumen limitad, prs y permeable que cntiene hidrcarburs en estad líquid y/ gases. Ls cinc ingredientes básics que deben estar presentes para tener un yacimient de hidrcarburs sn: (1) fuente, () Camin migratri, (3) Trampa, (4) Almacenaje/prsidad, (5) Transmisibilidad/ Permeabilidad Clasificación Gelógica de ls Yacimients Gelógicamente, ls yacimients se clasifican en estratigráfics, estructurales y cmbinads.

14 14 ESTRATIGRAFICO GAS PETROLEO ESTRUCTURAL PETROLEO AGUA Fig. 1.1.a. Clasificación Gelógica de ls Yacimients: Estratigráfic y estructurales COMBINADO PETROLEO FALLA AGUA Fig. 1.1.b. Clasificación Gelógica de ls Yacimients: Cmbinad 1. Estratigráfics: lentes de arena, cambis de facies, calizas dlmitas prsas, cambis de permeabilidad. Ver Fig. 1.1.a.. Estructurales: Fracturas en calizas rcas ígneas, discrdancias, fallamient en areniscas, sinclinales, anticlinales, dms salins, etc., cm se describe en la Fig. 1.1.a. 3. Cmbinads: Hace referencia a las psibles cmbinacines que se presenten entre ls ds grups anterires. Ver Fig. 1.1.b.

15 Clasificación de Acuerd al Punt de Burbuja 1. Subsaturads. Yacimients cuya presión inicial es mayr que la presión en el punt de burbuja. El lectr debería referirse al punt A de la Fig Inicialmente sl se presenta la fase líquida. Las burbujas de gas se desprenden del crud una vez el punt de burbuja se alcanza. Eventualmente, el gas librad empieza se aglutina hasta tener cndicines de fluj hacia al pz en cantidades cada vez incrementales. Cntrariamente, el fluj de crud decrementa gradualmente y en la etapa de depleción permanece much crud en el yacimient,3.. Saturads. Yacimients cuya presión inicial es menr igual que la presión en el punt de burbuja. Ver punt B y C de la Fig. 1..a. Este yacimient bifásic cnsiste de una zna gasesa suprayaciend una zna líquida. Puest que la cmpsición del gas y el crud sn cmpletamente diferentes, estas pueden representarse pr diagramas de fases individuales que tienen pca relación entre ellas en cmpsición. La zna líquida está en su punt de burbuja y será prducida cm un yacimient subsaturad mdificad cn la presencia de la capa de gas. La capa de gas está en el punt de rcí y pdría ser retrógrada n retrógrada (yacimient de gas). Ver Fig. 1..b y 1..c. D A Aceite Pt Crit. E Subsaturad Pb B Pt rci Presin F Aceite + Gas C Saturad Temperatura Fig. 1..a. Clasificación de ls Yacimients de acuerd al punt de burbuja

16 16 Capa de gas retrógrada PC= Punt crític PB= Punt de Burbuja PR = Punt de Rcí PB PRESION PB PC Gas Petróle PC PR PR TEMPERATURA Fig. 1..b. Diagrama de fases de la capa de gas y la zna de crud mstrand capa de gas retrógrada Capa de gas n retrógrada PC= Punt crític PB= Punt de Burbuja PR = Punt de Rcí PC Gas PRESION PB PB Petróle PR PC PR TEMPERATURA Fig. 1..c. Diagrama de fases de la capa de gas y la zna de crud mstrand capa de gas n retrógrada Clasificación de Acuerd al Estad de ls Fluids 1. Petróle negr. Cnsiste de una amplia variedad de especies químicas que incluyen mléculas grandes, pesadas y n vlátiles. El punt crític está lcalizad hacia la pendiente de la curva. Las líneas (is-vlumétricas de calidad) están unifrmemente espaciadas y tienen un rang de temperatura ampli. Ls primers cruds de este tip

17 17 fuern de clr negr, de allí su nmbre. También se le llama crud de baj encgimient crud rdinari. Ests cruds tienen GOR 1000 pcs/stb, el cual se incrementa pr debaj del punt de burbuja. B y API 45 y el cntenid de C 7+ mayr igual a 30 %, ver Fig. 1.3.c. Las temperaturas del yacimient sn menres de 50 F. La gravedad decrece lentamente cn el tiemp hasta bien avanzada la vida del yacimient dnde vuelve a incrementarse ligeramente. Este crud es nrmalmente negr (cmpuests pesads) aunque pude ser marrón verduzc. (Figs. 1.3.a, 1.3.b, 1.3.c y 1.7.b) 5.. Petróle vlátil. El rang de temperatura es más pequeñ que en petróle negr. La temperatura crítica, T cr, es también menr que en cruds negrs y está cerca de la temperatura del yacimient, T R (T cr > T R ). Las líneas de calidad n están igualmente espaciadas y están desplazadas hacia arriba hacia el punt de burbuja. Una pequeña reducción en presión pr debaj del punt de burbuja causa una liberación enrme de gas. Hasta un 50 % de ests cruds puede cnvertirse en gas en el yacimient cuand la presión cae uns cients psi debaj del punt de burbuja. Ests también se llaman cruds de alta encgimient cruds cercans al punt crític. La Ecuación de Balance de Materia (EBM) de petróle negr n trabaja en ests cass. El punt de división entre crud vlátil y negr es arbitrari, per se tma cm referencia la tlerancia de la EBM. B >, 1000 < GOR < 8000 scf/stb (Ver. Fig. 1.4.c), 45 < API < 60, C 7+ mayr igual a 1.5 %, la temperatura del yacimient ligeramente menr que la crítica y el gas liberad puede ser del tip gas cndensad. El GOR y La API se incrementan cn la prducción a medida que la presión cae pr debaj de la presión del punt de burbuja. El clr es usualmente café clar a verde). Ver Figs. 1.4.a y 1.4.b,5.,500 PETROLEO NEGRO Cndicines iniciales,000 Punt Crític Presión de Rcí 1, , Presión de Burbuja Separadr Fig. 1.3.a. Diagrama de fases para el petróle negr 5

18 PETROLEO NEGRO Presión, psia GAS SECO Punts de rcí % de líquid PETROLEO NEGRO 90 % Línea de punts de burbuja 80 % Punt crític 70 % 60 % 50 % 40 % Punts de rcí % 0 % 00 Separadr 10 % Temperatura, F Fig. 1.3.b. Diagrama de fases para el petróle negr Gases secs Relación Gas-Petróle Prducida Inicial, scf/stb C 7+ en ls fluids del yacimients, % ml Aceites negrs 1.3.c. Variación en el prcentaje de C 7+ de acuerd a la relación gas petróle inicial

19 19 4,000 PETROLEO VOLATIL 3,500 3,000 Cndicines iniciales Pt Crític Presión de Rcí,500,000 1,500 1,000 Presión de Burbuja % líquid Separadr Presión de Rcí Fig. 1.4.a. Diagrama de fases para el petróle vlátil PETROLEO VOLATIL PETROLEO NEGRO Punts de rcí Presión, psia GAS RETROGRADO Punt crític 0 % Punt crític 60 % 50 % 40 % 15 % 30 % PETROLEO VOLATIL 1000 Separadr 10 % 0 % 10 % % Temperatura, F Fig. 1.4.b. Diagrama de fases para el petróle vlátil Punts de rcí

20 Aceite STB/D GOR, scf/stb Relación Gas-Petróle Prducida Inicial, scf/stb Tiemp, meses Fig. 1.4.c. Prducción de crud vlátil y GOR en un pz clmbian 3. Gas cndensad (retrógrads). El diagrama de fases es menr que el de ls aceites negrs y el punt crític está bien pr debaj y a la izquierda de la envlvente. Est es el resultad de gases retrógrads cnteniend muy pcs hidrcarburs pesads que ls cruds. La (T cr < T R ) y el punt cricndentérmic es mayr que T R. A medida que la presión cae, el líquid, nrmalmente clar, se cndensa y se frma líquid en el yacimient, el cual nrmalmente n fluye y n puede prducirse. C 7+ menr igual a 1.5 % (ver Fig. 1.5.c) < GOR < pcs/stb (Fig. 1.5.b) y se incrementa a medida que la prducción tma lugar. API > 60 y se incrementa a medida que la presión cae pr debaj de la presión de rcí. El líquid es ligeramente clrad, marrón, anaranjad, verduzc transparente. También se les llama cndensads. Ver Fig. 1.5.a. 3,000,500 GAS RETROGRADO Cndicines iniciales Presión de Rcí,000 1,500 1,000 Pt Crític Presión de Burbuja % líquid Separadr Fig. 1.5.a. Diagrama de fases para el gas retrógrad 5

21 Aceite STB/D GOR, scf/stb Relación Gas-Petróle Prducida Inicial, scf/stb Tiemp, días Fig. 1.5.b. Prducción de cndensad y GOR en un pz clmbian 6000 Punts de Rci Punts de burbuja 5000 Relación Gas-Petróle Prducida Inicial, scf/stb C 7+ en ls fluids del yacimients, % ml 1.5.c. Variación en el prcentaje de C 7+ de acuerd a la relación gas petróle inicial (Cndensads) 4. Gas húmed. Td el diagrama de fases de la mezcla de hidrcarburs cn mléculas predminantemente pequeñas yacen debaj de la temperatura del yacimient. La línea de presión n entra la envlvente y pr tant n se frma líquid en el yacimient, per si en superficie (ds fases). La gravedad, mayr de 60 API, de ls líquids es similar a la de ls gases retrógrads. La gravedad se mantiene cnstante y el clr de ls líquids es

22 transparente. GOR > pcs/stb y permanece cnstante durante tda la vida del yacimient. Se prducen mens de 60 STB crud pr cada millón de pies cúbics nrmales de gas. Ver Fig. 1.6.a y 1.6.b. 3,500 3,000 Cndicines iniciales GAS HUMEDO,500,000 Presión de Rcí 1,500 % líquid 1, Presión de Burbuja Pt Crític Separadr Fig. 1.6.a. Diagrama de fases para el gas húmed Relación Gas-Petróle Prducida Inicial, scf/stb C 7+ en ls fluids del yacimients, % ml 1.6.b. Variación en el prcentaje de C 7+ de acuerd a la relación gas petróle inicial (gas húmed)

23 3 4,500 4,000 Cndicines iniciales GAS SECO 3,500 3,000,500,000 Presión de Rcí % líquid 1,500 Pt Crític 5 1 1, Separadr Fig. 1.7.a. Diagrama de fases para el gas sec 5 5. Gas sec. Está frmad principalmente pr metan y alguns intermedis. El diagrama de fases muestra una mezcla de hidrcarburs gasesa tant en superficie cm en el yacimient. N hay presencia de líquids ni en yacimient ni superficie. Sin embarg, a temperaturas crigénicas, menres de 50 F, se puede btener luids de ests gases. La EBM puede aplicarse tant a gas cm gases húmeds para determinar gas riginal in-situ y predecir reservas de gas. Ver Fig. 1.7.a. 6. Asfalténics. En ests yacimients, las cndicines iniciales del yacimient están muy pr encima y a la izquierda del punt crític. El rang de temperatura es bastante ampli. Ests n se vaprizan ni tiene punt crític. Ver Fig. 1.7.b. Cuand la presión del yacimient lcaliza a éste en la zna de una sla fase, nrmalmente la cmpsición se mantiene cnstante. Sin embarg, cuand la presión lcaliza al yacimient pr debaj de la envlvente, el gas puede prducirse más fácilmente y la relación gas-petróle n se mantiene causand un cnsecuente cambi del punt de burbuja y un desplazamient del diagrama de fases. Cas típic curre en un yacimient de cndensad retrógrad. Al pasar pr el punt de rcí la cndensación tma lugar y el líquid queda atrapad dentr de ls prs de la rca, lueg el prduct en superficie tendrá mens cntenid líquid y cm cnsecuencia se incrementa el GOR. Una vez el punt de rcí se alcanza, la cmpsición del fluid cambia y la envlvente se desplaza a la derecha l que agrava la pérdida de líquid en ls prs. Las Figs. 1.7.b, 1.7.c, 1.8 y 1.9 también ilustran la carecterización de ls fluids del yacimient.

24 4 Pyt, Tyt Pt Crit. gas sec Pt Crit. gas humed Pt Crit. Presin Gas cndensad Pt Crit. Petrle vlatil Pt Crit. Petrle negr crud asfaltenic Psep, Tsep Temperatura Fig. 1.7.b. Clasificación de ls yacimients de acuerd al estad de ls fluids Temperatura de yacimient Vlátil Cndensad Vlátil Presión, psia Gas húmed Gas sec Aceite negr Temperatura, F Fig. 1.7.c. Cmprtamient de fases de diferentes mezclas cn diferentes prprcines de ls misms hidrcarburs

25 Punts de Rci Punts de burbuja Gas retrgrádl Aceite vlátil Aceite negr Relación Gas-Petróle Prducida Inicial, scf/stb Gas húmed C 7+ en ls fluids del yacimients, % ml Fig Variación en el prcentaje de C 7+ de acuerd a la relación gas petróle inicial (tds ls fluids) Aceite Negr Aceite Vlátil Gas retrógrad Gas Húmed Gas Sec GOR GOR GOR GOR GOR N hay líquid Tiemp Tiemp Tiemp Tiemp Tiemp API API API API API N hay líquid Tiemp Tiemp Tiemp Tiemp Tiemp Fig Cmprtamient del GOR y la gravedad API a través del tiemp Clasificación de Acuerd al Mecanism de Prducción La prducción inicial de hidrcarburs está acmpañada pr el us de la energía natural de este y nrmalmente se cnce cm prducción primaria. El petróle y el gas sn desplazads hacia ls pzs prductres baj prducción primaria mediante a) expansión

26 6 de fluid, b) desplazamient de fluids, c) drenaje gravitacinal y d) expulsión capilar. Cuand n existe ni acuífer ni inyección de fluids, el recbr de hidrcarburs se debe principalmente a la expansión del fluid, sin embarg en crud, este pdría prducirse mediante drenaje gravitacinal. El us de gas natural inyección de agua es llamad prducción secundaria y su principal prpósit es mantener la presión del yacimient (adición de energía), de md que el términ mantenimient de presión nrmalmente se usa para describir prcess de recbr secundari. Cuand el agua prcede de un acuífer es inyectada en ls pzs, el recbr es acmpañad pr un mecanism de desplazamient, el cual puede ser ayudad pr drenaje gravitacinal expulsión capilar. El gas se inyecta cm fluid de desplazamient para ayudar al recbr de crud y también cm gas cíclic para recuperar cndensads. Dicha inyección nrmalmente mdifica la presión de rcí y pr l tant desplaza el diagrama de fases. Existen trs prcess de desplazamient llamad recuperación terciaria y mejr referida cm recbr realzad (Enhanced Oil Recvery, EOR) ls cuales se desarrllarn para cuand ls prcess secundaris resultan inefectivs. Adicinal a la adición de energía al yacimient, este prces cnsidera cambis en las prpiedades de la rca (cm la mjabilidad) del fluid (cm la viscsidad la tensión interfacial). Sin embarg, el mism prces se cnsidera para cass dnde el recbr primari n se utilizó pr baj ptencial de recbr. En este cas el términ terciari está mal emplead. En alguns yacimients es ventajs iniciar un prces secundari terciari antes de terminar la prducción primaria. En ests cass el términ recbr mejrad (imprved il recvery, IOR) se ha cnvertid en ppular y alguns cnsideran que la diferencia entre EOR e IOR es que esta última invlucra un prces de reingeniería y caracterización del yacimient. En muchs yacimients pudieren simultáneamente perar varis mecanisms de prducción, per generalmente predmina un ds. Durante la vida del yacimient la predminancia puede cambiar de un mecanism a tr ya sea natural artificialmente. Pr ejempl, un yacimient vlumétric pdría prducir inicialmente pr expansión de fluids, cuand este se ha depletad l suficiente la prducción hacia ls pzs pdría deberse a drenaje gravitacinal ayudad pr un mecanism de bmbe. Más tarde, un prces de inyección de agua puede usarse para adicinar mayr empuje a ls hidrcarburs. En este cas el cicl de ls mecanisms es expansión-gravitacinal y desplazamient de drenaje. En general la prducción de ls yacimients se debe a ls siguientes mecanisms: 1. Hidráulic, cuand se presenta agua prveniente de un acuífer adyacente.. Gas en Slución (línea B-C en Fig. 1..a). Ls fluids gasess ayudan a prducir la fase líquida cuand el gas intenta liberarse del sen del crud. 3. Capa de gas (N hay distribución unifrme de ls fluids) 4. Expansión líquida y de rca (hasta el punt de burbuja) Línea A-B en Fig. 1..a. 5. Gravedad segregación gravitacinal, el cual es cmún en yacimients cn espesr cnsiderable y que tienen buena cmunicación vertical en yacimients que tienen alt buzamient pues permiten la migración del gas a la parte superir de la estructura. 6. Cmbinad

27 7 7. En yacimients gasífers se tiene depleción expansión gasesa (línea D-E-F en Fig. 1..a) Clasificación de Acuerd a Variacines del Vlumen Originalmente Dispnible a Hidrcarburs 1. Vlumétrics, cuand n existe un acuífer adyacente al yacimient (yacimient cerrad).. N vlumétrics. El vlumen dispnible a hidrcarburs se reduce pr la intrusión de agua prcedente de un acuífer aledañ. Tabla 1.1. Características de ls diferentes mecanisms de prducción Mecanism Expansión líquida y rca Gas en slución Capa de gas Empuje de agua Segregac. gravitacinal Presión de yacimient Declina rápida y cntinu P i > P b Declina rápida y cntinu Cae lenta y cntinu Permanece alta. P depende de caudal Declina rápida y cntinu Permanece baj y cte GOR W p Eficiencia Otrs 1. Alt, incrementa y cae Crece cnt. En frmacines inclinadas Permanece baj si P es alta Baj en frm. pc inclinad. Alt en frm. inclinadas N, except alt S w 1-10 % Prm. 3 % N, except alt 5-35 % S w Prm. 0 % Despreciable 0-40 % Prm. 5% > Pzs bajs tienen % W p que crece Prm. 50 % Despreciable % Prm. 60 % Requiere bmbe tempran Ruptura temprana de gas indica m N de BM crece si We = 0 Presin del yacimient, % Presin Original Expansin Rca y fluid Empuje pr gas disuelt 3 Expansin capa de gas 4 Intrusin de agua 5 Drenaje gravitacinal Eficiencia de recbr, % OOIP 5 4 Fig Influencia de ls mecanisms de prducción en el recbr de petróle

28 REGIMENES DE PRESIÓN DE FLUIDOS 3,4 La presión ttal a cierta prfundidad es la cmbinación del pes de la rca + fluids = Presión de sbrecarga. En la mayría de las frmacines sedimentarias es aprximadamente 1 psi/ft. OP =FP + GP La presión de sbrecarga es cnstante, lueg: d(fp)=-d(gp) Es decir, una reducción en la presión de fluid cnduce a un increment en la presión de gran viceversa. Para un cas nrmal de agua: P w dp = D dd agua Esta ecuación asume que hay cntinuidad desde la superficie al fnd lueg la salinidad es cnstante. El gradiente del agua dulce es psi/ft. Para un cas anrmal de agua: dp Pw = D C dd agua dnde C es + (sbrepresión) (subpresinad). Ls gradientes aprximads para agua salada (depende de salinidad) sn 0.45, para il 0.35 y para gas Presines anrmales se deben a: (a) Cambis en temperatura. Un grad Fahrenheit causa un cambi de 15 psi en sistemas sellads, (b) Cambis gelógics pr levantamient del yacimient, (c) Osmsis entre aguas que tienen diferente salinidad. Si el agua dentr de la frmación es más salada que ls alrededres, causa altas presines anrmales Usand ls gradientes prmedis y de acuerd cn la figura, en el cntact agua-petróle, WOC, a 5500 ft, la presión del agua y del petróle deben ser iguales para que exista una interfase estática. De md que: Pw = 0.45D = 0.45(5500) + 15 = 490 psi Ahra, la ecuación lineal para el aceite encima de la zna de agua es: P = 0.35D+ C Puest que P = 490 a 5500 psi, la cnstante se evalúa de md que: 490 = 0.35(5500) + C de dnde C = 565, lueg P = 0.35D+ 565

29 Presin, psi Prfundidad, ft Presin de fluid FP Presin de gran GP Presin de sbrecarga, OP Sbrepresin Subpresinad Presin hidrstatica nrmal Fig Regímenes de presines GOC Gas Psible gradiente nrmal Oil 5500 WOC 5600 Agua Fig Regímenes de presines para ejempl

30 30 En el GOC a 500 ft, P g = P, lueg P = 0.35D+ 565 = 0.35(500) = 385 psi La ecuación de gas, arriba de la zna de petróle, es P = 0.08D+ C g Puest que P g = P y a 500 ft, 385 psi, se tiene 1969, lueg P = 0.08D g 385 = 0.08(500) + C de dnde C = La presión en el tpe de la frmación (5000 ft) es: Pg = 0.08D = 0.08(5000) = 369 psi. Si se asume que se está perfrand una frmación cn agua dulce, a la prfundidad de 5000 ft (tpe) la presión será de: Pw = 0.433D = 0.433(5000) + 15 = 66 psi L que equivale a que se tendría una patada de = 103 psi al entrar a la zna de petróle. EJEMPLO Un pz penetra la arena First Brmide a una prefundida de 7500 ft. El pz cruza el cntact gas-petróle a 7510 ft y el cntact agua-petróle a 7550 ft. La frmación está nrmalmente presinada. Qué presines se esperan en ls cntacts y en el tpe de la frmación. Asuma que ls gradientes de agua, gas y crud sn 0.45, 0.35 y 0.08 psi/ft, respectivamente. SOLUCIÓN Es cnveniente para la slución de este prblema referirse al diagrama de la Fig La ecuación de agua está dada pr: Pw = 0.45D En el WOC la presión será: Pw = 0.45(7550) = 341. psi A la prfundidad de 7550 ft, P = P w = 341. psi, lueg: P = 0.45D+ C 341. = 0.45(7550) + C de dnde C = psi. En el cntact gas petróle (D=7510 ft):

31 31 Tpe frmacin, 7500' GOC 7510' WOC 7550' Fig Representación esquemática del ejempl de la arena First Brmide Una milla GOC 7510' P =3880 D=8600 ft WOC = X ft PW=4050 D=9000 ft Fig Representación esquemática de las presines en la frmación Red Frk P = 0.35D P = 0.35(7510) = psi En el cntact gas petróle, P g = P =3398. psi, lueg: P = 0.08D+ C g = 0.08(7510) + C de dnde C = psi. En el tpe de la frmación, se tiene: P = 0.08D = 0.08(7510) = psi g EJEMPLO Un pz perfrad en la ten Mile Falt encntró la frmación Red Frk prbó psitiv para prducción de crud. El peradr midió una presión de 3880 psia en el fnd del pz a

32 3 una prfundidad de 8600 ft. También sbre la frmación Red Frk a una milla de distancia se midió una presión de 4050 psia en un pz sec a una prfundidad de 9000 ft. a) Esta presión anrmal nrmal? Prqué? b) Dnde se lcaliza el cntact WOC? c) Supnga que el gradiente tiene un errr de ±5 % y lcalice nuevamente el cntact agua-petróle d) Estime nuevamente la psición del WOC asumiend que la herramienta de medida tiene una precisión de 0.5 % y la psición de la herramienta tiene un errr de ± 10 ft SOLUCIÓN a) Esta presión anrmal nrmal? Prqué? De acuerd cn la Fig a la prfundidad de 9000 ft, la ecuación gbernante (agua) está dada pr: P dg dp w w = D dg 4050 w = 9000 dp De dnde resulta un gradiente de psi/ft pr l que se cnsidera que la frmación está nrmalmente presinada. b) Dnde se lcaliza el cntact WOC? Se sabe que en el WOC, las presines de agua y petróle (P = P w ) tienen el mism valr para que halla equilibri: P Pw = 0.35D = 0.45D Se sabe, además, que la presión a 8600 ft es de 3880 psia. Lueg en el cntact WOC, se tiene: P = ( X 8600) Igualand las ecuacines de agua y crud: ( X 8600) = 0.45X

33 33 De dnde X=WOC=8700 ft. c) Supnga que el gradiente tiene un errr de 5 % y lcalice nuevamente el cntact aguapetróle El máxim gradiente de crud es de (0.35x1.005) psi/ft y el mínim es de psi/ft. Efectuand un prcedimient similar al pas b, se btienen las prfundidades de ls cntacts de 8685 y 871 pies, respectivamente. d) Estime nuevamente la psición del WOC asumiend que la herramienta de medida tiene una precisión de 0.5 % y la psición de la herramienta tiene un errr de ± 10 ft Un errr de 0.5 % en la medida de presines resulta en (3880x1.005) y psi, respectivamente. Las psicines respectivas de la herramienta serán 8590 y 8610 pies. Para la primer prfundidad se tiene que WOC=899 ft y para la segunda prfundidad se tiene que la presión es 8859 psi. EJEMPLO De acuerd cn la Fig. 1.15, el pz A está siend perfrad cn un ld base agua cuya densidad es 9 ppg y en la actualidad se encuentra a una prfundidad de 4000 pies cn respect al nivel del terren. Seis meses antes, se terminó de perfrar el pz B que resultó sec. El peradr prudentemente midió la presión de fnd de este pz crrespndiente a 3100 psia. Cn base en la infrmación suministrada en la Fig determine las presines en cada un de ls cntacts y la densidad mínima para perfrar la frmación gasífera. Asuma que el gradiente del crud es 0.35 psi/ft y el del gas es de 0.08 psi/ft. SOLUCIÓN Dada la presión a 6000 pies, es psible determinar el gradiente de presión mediante: dg P= D dp dg 3100 = 6000 dp dg = psi / dp ft Cn este valr de gradiente se determina la presión en el cntact agua petróle (D=5500 ft):

34 34 00 millas 000 ft B A Nivel del mar Frmación 1000 ft 6000 ft 5000 ft 5500 ft 4900 ft Nivel del terren GOC WOC A Presión de 3100 psia fue medida en el punt A Fig Esquematización de las presines en ls pzs A y B P 5500 dg = D dp Entnces: P5500 = 0.517(5500) = psi La ecuación para presión de petróle está dada pr: dg dp P = D+ C Puest que en el cntact agua petróle la presión en la zna de petróle y en la zna de agua debe ser la misma, se tiene: = 0.35(5500) + C De dnde C = 918 psi. En el cntact gas petróle (D=5000 ft), la presión será: P = 0.35D+ 918 = 0.35(5000) = 668 psi La ecuación en la zna de gas inmediatamente después de la zna del cntact está dada pr:

35 35 P = 0.08D+ C g De dnde: 668 = 0.08(5000) + C Lueg C=68. La presión en el tpe de la frmación gasífera es: Pg = 0.08(4900) + 68 = 660 psi Puest que: Pg = 0.05ρh Para h = 4900, la densidad del ld debe ser de 10.4 ppg. El tema del gradiente de presión tma auge cn la aparición de herramientas, tales cm el RFT y el aument de herramientas similares, cm el MDT. El primer ha estad en peración desde mediads de 1970 y ha revlucinad la relación presión-prfundidad en clumnas de hidrcarburs y acuífers. La implicación de la ingeniería a de yacimients en este tema está en la ubicación de ls fluids en cntact cn la frmación que permite calcular el vlumen net de de rca que aparece en la ecuacines vlumétricas (Capítul 4). La situación representada en la Fig. 1.16a muestra una estructura masiva de cabalgamient dnde tds ls pzs penetran directamente el cntact agua-aceite (OWC) el cual será detectad sbre craznes y registrs. Las capas de ls yacimients cn lutitas impermeables (Fig. 1.16b), sin embarg, representa un desafí para la ingeniería en cuant al establecimient de ls cntacts entre fluids. En esta cmplicada, las presines sn cntrladas pr la presión cmún del acuífer, per el cntenid de hidrcarburs en cualquiera de las capas individuales es dictad pr trayectrias de migración, prpiedades de la rca del yacimient, etc. El principi básic en gráficas de presión-prfundidad se ilustra en la Fig para un yacimient que tiene una clumna de crud y una capa de gas libre. El pz 1 es prbad para determinar la presión de gas a una prfundidad particular y la muestra de gas es recgida para hallar las prpiedades PVT mediante análisis de labratri. Si la medida de gravedad es γ g (aire = 1) entnces la densidad a cndicines estándar es ρ gsc = γ g ( lb/ft 3 es la densidad del aire a cndicines estándar) y la densidad del gas en el yacimient puede entnces calcularse cnsiderand la cnservación de la masa así: Vsc ρgr = ρgsc = γ ge (lb/ft 3 ) V r Y el gradiente de gas cm:

36 36 (a) Pz (b) gas gas Pz crud gas OWC gas crud agua agua Falla crud agua agua Fig (a) Estructura de cabalgamient masiva. (b) sistema multi-capa Presión Gas 0.08 psi/ft Pz 1 Pz Prfundidad GOC OWC Petróle 0.33 psi/ft Agua 0.45 psi/ft Falla GOC OWC Fig Gráfica de presión-prfundidad para un yacimient de petróle y gas 3 dpg dd γ ge = (psi/ft) 144 Dnde E (scf/ft 3 ) = 1/5.615 B g, se evalúa a una presión relevante de yacimient. La cmbinación de un punt de presión en el gas en el pz 1 junt cn el gradiente del gas permite que la tendencia de presión - prfundidad sea cnstruida. El prces es el mism para el pz, el cual penetra una clumna de crud. Se realiza una prueba en la que se determina una sla presión y se btiene una muestra de crud. Usualmente la densidad in situ del crud cmprende el gas disuelt, ρ r, y la cnstante de cmpsición se btiene experimentalmente, de l cntrari, ésta puede calcularse cn la aplicación de la ley de la

37 37 cnservación de la masa usand densidades de superficie del crud y del gas junts cn las prpiedades PVT 3. ρ r ( ρsc *5.615) + ( Rs * ρgsc ) = (lb/ft 3 ) ( B *5.615) El gradiente de presión de crud puede ser calculad cm ρ r /144 psi/ft. Cn la cmbinación de un sl punt de presión y el gradiente, es psible realizar las líneas de presión-prfundidad, las cuales se interceptan cn las líneas de gas lcalizadas en el cntact crud-gas 3. Una de las csas más imprtantes de la ingeniería de yacimients es encntrar en un área nueva la tendencia de presión prfundidad en un acuífer. Ninguna prtunidad debe ser perdida para la medición de presines en areniscas prductras de agua para establecer esta relación y determinar si el acuífer está a una presión hidrstática nrmal ó esta sbrepresinad. La intercepción en la línea de crud (Fig. 1.18) cn la tendencia de la línea de agua determina la prfundidad del cntact agua-aceite y pr l tant ambs cntacts pueden ser establecids, sin embarg n se puede ver en el interir del pz para cmprbarl. Ds incertidumbres ptenciales se encuentran en la gráfica presión-prfundidad, ilustrada en la Fig..19a y b. En el primer pz hay una clumna de crud, per la pregunta es, si puede levantarse una capa de gas en el yacimient. Si P es la presión medida en la clumna de crud y P b la presión en el punt de burbuja, entnces el psible increment de la prfundidad en el cntact gas-aceite (GOC), D pude determinarse cn la relación: P Pb D = (ft) dp / dd Si el valr calculad de D lcaliza el GOC dentr del yacimient, entnces, puede haber una capa de gas libre, per est n es segur. En la ecuación dada anterirmente se asume que el gradiente de presión en el crud, dp/dd es cnstante, per en alguns cass, especialmente en yacimients cn suficiente espesr, las prpiedades PVT y pr tant, el gradiente varían cn la prfundidad, l cual distrsina ls cálculs del GOC. La única manera segura de encntrar la presencia de capa de gas es perfrand un pz en la cresta del yacimient. La Fig..19b ilustra una incertidumbre similar asciada cn la estimación de camps de gas. El gas ha sid vist únicamente debaj el nivel baj de gas (gas-dwnt, GDT), per est permite la psibilidad de una zna de crud, cm se verá en el siguiente ejercici.

38 38 (a) Presión Falla Gas? GOC Pz Prfundidad Petróle Petróle OWC Agua (b) Presión Pz Prfundidad GDT Psible GWC Petróle Agua WOC más prfund Gas GWC? GDT OWC? Fig Incertidumbre en gráfics de presión-prfundidad: (a) Psibilidad de gas en la parte superir; (b) Psibilidad de petróle en la parte baja de la estructura 3 EJEMPLO Ls camps de gas csta afuera se evaluarn cn pzs explratris, A1 y después cn ds pzs A y A3. Ests pzs penetrarn ds yacimients delgads que prducen gas, X e Y, cm muestra la Fig. 1.0 y una secuencia de yacimients más prfunds de petróle (n mstrads). Ls resultads de DSTs en ls tres pzs se muestran en la tabla 1.. En las pruebas realizadas en areniscas prductras de petróle, debaj de ls yacimients de gas, se encntró que estaban sbrepresinads debid al increment encntrad cn la prfundidad, el cual, es atribuid a un extens interval de lutitas entre cada yacimient que cambia el equilibri hidrstátic cn el enterramient. Han sid evaluads adecuadamente ests yacimients cn ls tres pzs para permitir el desarrll del camp, en cas cntrari, cuál es la mejr estimación requerida 3?

39 39 Prueba N. Pz Aren a Tabla 1.. Resultads de la pruebas DST 3 Presión Inicial (psia) Prfundida d (pies) Z γ g, (aire = 1) Temperatura, F Fluid 8 A X Gas 9 A3 X Agua 4 A1 Y Gas 7 A Y Gas SOLUCIÓN Primer es necesari cnstruir un diagrama de presión-prfundidad de ls ds yacimients usand ls dats btenids en la prueba. Para el yacimient X, el DST 9 en el pz A3, es una arenisca que prduce agua, el gradiente de presión de superficie es 3040/698 = psi/ft, l cual indica un presión hidrstática nrmal. De esta manera las líneas de presión de agua pueden ser dibujadas a través de las pruebas de punts de presión cm muestra la Fig. 1.1 (sbre esta gráfica la prueba se etiqueta cm -númer de pz/numer de prueba- pr ejempl A3/9). Para graficar la tendencia de presión-prfundidad del gas es necesari calcular el gradiente de presión cn ls dats PVT mstrads en la tabla 1.. Est requiere primer el cálcul del factr de expansión del gas, E, el cual es incluid en la ecuación para calcular el gradiente, ls valres se muestran en la tabla 1.3. P E = ( scf / ft ) = = zt 0.91( ) Lueg: dp g dd γ ge *0.69*155 = = = psi / ft Tabla 1.3. Cálcul de gradientes 3 Prueba N. Pz Arena E, (scf/ft 3 ) Gradient e (psi/ft) 8 A X A1 Y A Y Para el yacimient X la prueba de presión (A/8) se grafica en la Fig. 1.1 y la línea de gradiente es psi/ft. El nivel baj de gas (GDT) en este camp está a 5993 ft.ss y a mayr prfundidad que éste, se puede inferir la presencia de gas.

40 40 A1 SP inducción A SP inducción A3 SP inducción 5900` 5300` 6900` DST 8` DST 9` X 5100` 5500` 7100` DST 7` DST 4` 5300` Y 5700` 7300` Fig Registrs /DST a través de ls ds yacimients gasífers A1/4 Presión (psia) X-gas Y-gas 0.057psi/ft 0.061psi/ft 6000 A/8 A/7 GWC X tendencia del agua psi/ft A3/9 GWC Prfundidad (ft.ss) Fig Presión-prfundidad asumiend slamente gas 3

41 41 Si est es slamente gas, el cntact gas-agua (GWC) puede estar a 6430 ft.ss, per allí, también es psible encntrar subyaciend una acumulación de crud. La máxima extensión de éste se indica pr la línea interrumpida en la Fig. 1.. Est se da pr el hech que el nivel pr encima del agua (water-up-t, WUT) en el yacimient X está a 698 ft.ss, per es psible, en el cas más ptimista que halla crud inmediatamente sbre esta prfundidad. El gradiente de crud en yacimients más prfunds es 0.3 psi/ft y usand esta cifra, cm muestra la Fig. 1., se puede llegar a un psible GOC a 6150 ft.ss implicand una máxima clumna 3 de crud subyacente de 780 ft Presión (psia) 6000 GOC Petróle: 0.3 psi/ft Petróle: 0.3 psi/ft GOC-686 ft.ss Prfundidad (ft.ss) Clumna máxima de petróle, 8000 ft.ss) Fig. 1.. Interpretación alternativa asumiend brdes (rims) de aceite 3 En el yacimient más prfund, Y, hay ds pruebas en la zna de gas. Pdría resultar incrrect unir las presines cn una línea recta prque cm puede verse en la tabla 1. el gradiente de presión resultante puede ser ( )/( ) = psi/ft el cual es un valr físicamente irreal. Las ds pruebas de gas en este yacimient fuern efectuadas usand diferentes registradres de presión y pr l tant n hay validez en la cnexión de ls punts. Cnsiderand que el gradiente prmedi para las ds pruebas calculad cn el PVT es psi/ft, dp g dd = = psi / ft entnces el errr prmedi entre las cantidades medidas es de 9 psi, el cual es cnsiderable. Baj estas circunstancias, l mejr es dibujar la línea de gradiente prmedi (0.061 psi/ft) entre ls punts cm se muestra en la Fig Si se asume que el yacimient cntiene únicamente gas, la extraplación de la tendencia de presines pr debaj de GDT a 61 ft.ss puede implicar un psible GWC a 770 ft.ss, ver Fig Hay sin embarg ds incertidumbres asciadas cn esta determinación: