Ecuación General de Balance de Materiales

La cantidad de petróleo y/o gas en el yacimiento puede ser estimada por el método de balance de materiales. Los cálculos para realizar el balance de materiales son aplicables solo cuando hay suficiente registros de producción y el análisis PVT describe las características y el comportamiento del fluido existente en el yacimiento. La ecuación de balance de materiales podría también ser usada para evaluar el influjo de agua en el yacimiento, las dimensiones de la capa de gas, entre otros.

En su forma más simple, la ecuación de balance de materiales puede ser escrita como:
Volumen Inicial = Volumen Remanente + Volumen Producido
XXX
Así pues esta ecuación requiere datos correspondientes a los fluidos y a la formación en sí, tales como las cantidades de petróleo, agua y gas producido, la presión del yacimiento en función de tiempo de producción y unos datos apropiados del análisis PVT, relaciones empíricas de las propiedades físicas del petróleo, agua y gas, etc. Adicionalmente a estos datos, es útil conocer el tipo de mecanismo de empuje representativo del yacimiento.

La ecuación general de balance de materiales fue presentada por primera vez por Schilthuis en 1941, la misma se deriva de un balance volumétrico el cual iguala las acumulaciones de los fluidos producidos y es expresada como Vaciamiento, donde la expansión de los fluidos en el yacimiento resulta de una variación de presión.

Vaciamiento = Expansión del Petróleo y el Gas en Solución
XXXXXI+ Expansión del Gas de la Capa de Gas
X+ Expansión del Agua Connata
XXI+ Reducción del Volumen Poroso
l+ Influjo de Agua del Acuífero

La forma general de la Ecuación de Balance de Materiales viene dada por:

Donde:

N: Volumen Inicial de Petróleo Original en Sitio a Condiciones Estándar [MMBN]

m: Relación entre el volumen inicial de gas en la capa de gas y el volumen inicial de petróleo más
el gas disuelto en la zona de petróleo. m es un valor constante y adimensional

Np: Petróleo acumulado a Condiciones Estándar [MMBN]


Rp: Relación Gas – Petróleo acumulado

Volumen de Petróleo y Gas en solución inicial a Condiciones de Yacimientos [MMBY]

N βoi

Volumen Inicial de Gas Libre en la Capa de Gas a Condiciones de Yacimientos [MMBY]

m N βoi

Volumen de Gas Inicial disuelto en el Petróleo a Condiciones de Yacimientos [MMBY]

N Rsi βgi

G : Volumen de Gas Total a Condiciones Estándar [MMMPCN]

Expansión del Petróleo

Volumen producido por expansión del líquido a Condiciones de Yacimiento [MMBY]

N (βo - βoi)

Expansión del Gas en Solución

Gas en Solución Inicial a Condiciones de Estándar [MMMPCN]

N Rsi

Gas en Solución Inicial a Condiciones de Yacimiento [MMBY]

N Rsi βg

Gas en Solución a Condiciones de Yacimiento [MMBY]

N Rs βg

Volumen por Expansión del Gas en Solución a Condiciones de Yacimiento [MMBY]

N (Rsi - Rs) βg

Expansión del Petróleo y del Gas en Solución

Volumen por Expansión del Petróleo y del Gas en Solución a Condiciones de Yacimiento [MMBY]

N [βo - βoi + (Rsi - Rs) βg]

Expansión de la Capa de Gas

Volumen por Expansión del Gas en la Capa de Gas a Condiciones de Yacimiento [MMBY]

Expansión del Agua Connata y Reducción del Volumen Poroso

Volumen Total por Expansión del Agua Connata y Reducción del Volumen Poroso a
Condiciones de Yacimiento [MMBY]

Influjo de Agua

Influjo Acumulado de Agua en el Yacimiento a Condiciones de Yacimiento [MMBY]

We

Producción

Vaciamiento total a Condiciones Estándar [MMBN]

Np [βo + (Rp - Rs) βg] + Wp βw


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

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