Ecuación de Balance de Materiales para Yacimientos de Petróleo

Existe un número considerable de yacimientos de petróleo que producen por períodos significativos por la simple Expansión del Petróleo en el Yacimiento. Estos yacimientos son generalmente grandes pero tienen una permeabilidad efectiva limitada, por lo tanto, las tasas de producción obtenidas son pequeñas, la presión promedio del yacimiento se mantiene por encima de la presión de burbuja o la presión de saturación por un tiempo. Durante este período, la producción resulta exclusivamente de la expansión del petróleo en el yacimiento y la reducción en el volumen poroso es causada por la disminución en la presión del yacimiento., lo que hace que se asuma que el volumen poroso es despreciable. Esto representa un error considerable al realizar los cálculos.

Mucha de la producción se realizo por encima de la presión de burbujeo como resultado del cambio del volumen poroso, si se mantiene la producción de esta forma la presión del yacimiento irá disminuyendo poco a poco hasta alcanzar la presión de burbujeo y con el tiempo se generara una capa de gas que también influirá en los mecanismos de producción.

Al asumir que la producción es solo causada por la expansión del petróleo, la ecuación de materiales para este tipo de yacimientos será:

N βoi = (N - Np) βo

Donde,
XXN: Volumen de Petróleo Originalmente en Sitio a a Condiciones Estándar [MMBN]
XXNp: Petróleo acumulado a Condiciones Estándar [MMBN]
XXβoi: Factor Volumétrico del Petróleo Inicial [BY/BN]
XXβo: Factor Volumétrico del Petróleo [BY/BN]

Se presente 3 casos particulares de la Ecuación de Balance de Materiales para Yacimientos de Petróleo:

Empuje por Expansión del Petróleo Pyac ˃ Pb

Se tiene que la Ecuación General de Balance de Materiales es:


Como la presión del yacimiento es mayor a la presión de burbujeo:
m = OXXXXXXRsi - Rs = OXXXXXXRp = Rs

Adicionalmente se asume que no existe influjo de agua y la producción de agua es insignificante:
We = OXXXXXXWp = O

Tal que:Multiplicando y dividiendo βoi por se tiene rearreglando la ecuación:
Se sabe que la Compresibilidad del petróleo viene dada por:
Adicionalmente la Saturación del Petróleo más la Saturación del Agua más la Saturación del Gas es igual a 1, se asume la Saturación del Gas cero, quedando así:

Sustituyendo en la ecuación:

Reordenando la ecuación, se tiene:

Empuje por Gas en Solución (Sin Capa de Gas) Pyac ˂ Pb

Se tiene que la Ecuación General de Balance de Materiales es:

La presión del yacimiento es menor a la presión de burbujeo, lo que quiere decir que ya se libero la primera burbuja de gas, más sin embargo se asume que no se ha generado la capa de gas, por tanto:

m = O

Adicionalmente se asume que no existe influjo de agua y la producción de agua es insignificante:

We = OXXXXXXXXXXWp =O

Además se hace despreciable el siguiente término:

Tal que:

Empuje por Gas en Solución (Con Capa de Gas) Pyac ˂ Pb

Se tiene que la Ecuación General de Balance de Materiales es:

La presión del yacimiento es menor a la presión de burbujeo, lo que quiere decir que ya se libero la primera burbuja de gas y se considera para los cálculos el efecto de la capa de gas.

Se asume que no existe influjo de agua y la producción de agua es insignificante:

We = OXXXXXXXXXXWp =O

Adicionalmente se hace despreciable el siguiente término:

Tal que:

Multiplicando y dividiendo por , se tiene rearreglando la ecuación:

Referencias:

  • Universidad Central de Venezuela. Clases de Ingeniería de Yacimientos.
  • Mian, M. Petroleum Engineering Handbook for the Practicing Engineer. Penn Well Publishing Co. Tulsa, Oklahoma, 1992. Versión digital limitada.
    http://books.google.com/books?id=sDYtmIcJ1ycC&printsec=frontcover
  • Slider, H. Worldwide Practical Petroleum Reservoir Engineering Methods. Penn Well Publishing Co. 2° Edición. Tulsa, Oklahoma, 1983. Versión digital limitada.
    http://books.google.com/books?id=IfwBCgJjdn8C&pg=PA447&lpg=PA447&dq=material+balance+equation+for+reservoir&source=bl&ots=HXXCVQQEgz&sig=P1aX2K1zifaWQbOZa37umm4kvso&hl=en&ei=L2fdSbKmKZPUlQehvb2BDg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=5#PPA453,M1

Entradas populares de este blog

Tuberias de revestimiento.

Imagen
Son tuberías especiales que se introducen en el hoyo perforado y que luego son cementadas para lograr la protección del hoyo y permitir posteriormente el flujo de fluidos desde el yacimiento hasta superficie. También son conocidas como: Revestidores, Tubulares, Casing. Selección. La selección apropiada de las tuberías de revestimiento es uno de los aspectos más importantes en la programación, planificación y operaciones de perforación de pozos. La capacidad de la sarta de revestimiento seleccionada para soportar las presiones y cargas para una serie dada de condiciones de operación, es un factor importante en la seguridad y economía del proceso de perforación y en la futura vida productiva del pozo. El objetivo es diseñar un programa de revestidores que sea confiable, sencillo y económico. Funciones: La razón primaria de colocar una tubería de revestimiento en un pozo, es proporcionar protección al hoyo en una forma segura, confiable y económica. Entre las funciones más imp
Leer más

Ecuación de Balance de Materiales para el Análisis de Yacimientos. Método de Havlena- Odeh

Imagen
La ley de conservación de la masa o ley de conservación de la materia es una de las leyes fundamentales en todas las ciencias naturales. Fue elaborada por Lavoisier y otros científicos que le sucedieron. Establece un punto muy importante: “En toda reacción química la masa se conserva, es decir, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos”. Este principio ha sido fundamental en el trabajo de la Ingeniería, ya que anteriormente se creía que la materia era destructible y se aducía como ejemplo: la combustión de un trozo de carbón que, después de arder, quedaba reducido a cenizas, con un peso muy inferior, sin embargo, el uso de la balanza permitió al científico comprobar que si se recuperaban los gases originados en la combustión, el sistema pesaba igual antes que después de la experiencia, por lo que dedujo que la materia era indestructible. En el estudio de los yacimientos de hidrocarburos la ley de la conservación de la materia, se utiliza para deducciones
Leer más

Prueba de Liberación Diferencial

Imagen
Las pruebas de liberación diferencial son pruebas que se realizan a los fluidos del yacimiento para poder determinar las propiedades de los fluidos. En esta Prueba PVT a diferencia de la liberación flash el gas liberado durante la reducción de presión es removido parcialmente o totalmente del contacto con el petróleo, es decir la composición del sistema varía con cada paso ya q la masa varía. Procedimiento. Fig.1 Se toma una muestra de los líquidos del yacimiento y se colocan en una celda. En la celda se simulan las condiciones de temperatura y presión del yacimiento o a mayor temperatura y presión. La presión es reducida como se observa en la Fig.1 Al ser liberado gas de la mezcla este es retirado y cuantificado esto mismo se realiza con el petróleo remanente en la celda. Se continua bajando la temperatura y presión hasta llegar a las condiciones de superficie. Al igual que con la liberación flash la celda es agitada constantemente para mantener el equilibrio, el volumen remanente en
Leer más