Toma de Muestras de Fluidos de Yacimientos

La composición de los fluidos solo se puede determinar obteniendo una muestra representativa de los fluidos del yacimiento en estudio. Las muestra en superficie son relativamente fácil de tomar a través de la recolección de muestras de líquido y gas en los separadores de prueba y producción, posteriormente estas pruebas se recombinan en laboratorio.

No siempre las muestras tomadas son representativas de las condiciones del yacimiento en estudio, a continuación se presentan algunas de las causas más comunes:
  • Momento en que se tomo la muestra de fluido, deben tomarse ciertas consideraciones.
  • Si el yacimiento es pequeño la muestra puede ser representativa, pero si el yacimiento es de gran espesor o muy heterogéneo, se necesitará realizar varias tomas en diferentes pozos.
  • Puede existir una mala recombinación en el laboratorio de las muestras de gas y líquido en una relación incorrecta.
  • Si existen variaciones en las condiciones de producción existentes antes o durante la extracción de las muestras, los resultados obtenidos no serán completamente representativos.
  • Si el contenido de líquido es pequeño cuando se toma la muestra de superficie, una pérdida pequeña del líquido en los tubulares o en los separadores de producción ocasionaría que la muestra de gas condensado no fuese representativa con respecto al fluido de formación.
  • En un yacimiento de gas subsaturado, si la saturación de gas del yacimiento es menor o igual a la saturación de gas critica la muestra tomada tiene en solución una cantidad de gas inferior que el petróleo original, dando como error que la presión de burbujeo medida sea menor que la original del yacimiento.
  • De igual manera si se tiene un yacimiento de gas subsaturado y la saturación de gas del yacimiento es mayor a la saturación de gas crítica la muestra tomada puede tener exceso de gas y dar como error que la presión de burbujeo medida sea mayor que la presión inicial del yacimiento.

Existen consideraciones que se deben tomar en cuenta al momento de estar realizando la toma de muestra, como por ejemplo: Las muestra debe ser tomada en los primeros días de producción antes de que ocurra una caída significativa de presión en el yacimiento, el pozo debe de donde son tomadas las muestras debe ser preferiblemente exploratorio o nuevo, y tener una producción estable además de un alto índice de productividad, el pozo debe ser estabilizado, es decir, la presión de fondo, la presión del cabezal y la presión de la tasa de producción deben ser estables.

La toma de muestras de fluidos de los yacimientos se puede clasificar de acuerdo al lugar donde serán tomadas:

  • Muestras de Fondo.
  • Muestras de Cabezal.
  • Muestras de Superficie.

Muestras de Fondo

La toma de muestra en el fondo consiste en introducir al pozo una herramienta llamada muestreador generalmente de seis pies de altura y una pulgada y media de diámetro, este posee una cámara para almacenar un volumen de 600 cm3 aproximadamente, la toma se realizará a la presión y temperatura del punto donde se haya tomada la muestra, lo más cercano a la profundidad del pozo. (Ver Figura 1)

Así mismo se recomienda que la toma se realice cuando el pozo esté produciendo a una tasa baja de flujo estabilizado. En cuanto a la presión del fondo fluyente la misma debe ser mayor a la presión de rocío del yacimiento. Se recomienda además tomar más de una muestra al mismo tiempo a las cuales se le deberá calcular la presión de saturación a temperatura atmosférica y la diferencia entre ellas no debe exceder los 30 lpc. Si al momento de realizar la toma, el pozo está produciendo agua, se deberá chequear este valor en la muestra tomada.

Ventajas del Muestreo de Fondo

  • No se requiere de la medición de tasas de flujo de gas y líquido.
  • No es afectado por problemas de separación gas – petróleo en el separador.
  • Se recomienda para yacimientos subsaturados.

Desventajas del Muestreo de Fondo

  • El volumen de la muestra es pequeño.
  • No se pueden realizar muestras representativas si la presión de fondo fluyente es menor a la presión de burbujeo.
  • No se recomienda este tipo de muestreo si la producción de agua es muy grande.
  • Pueden ocurrir fugas de fluidos durante la extracción de la muestra a superficie.
  • El muestreador corre el riesgo de quedarse atascado en el pozo.
  • Peligro de accidentes en el manejo de la muestra a alta presión.
  • La muestra puede contaminarse con fluidos extraños como lodo de perforación, grasa de muestreadores, entre otros.

Figura 1. Muestreador, herramienta que se usa para tomar la muestra en el fondo del pozo.
Esta unidad pertenece a la Compañía de Servicios Schlumberger.

Muestras de Cabezal

Para realizar el muestreo en el cabezal del pozo se utiliza un recolector múltiple construido para recolectar las muestras en superficie (Ver Figura 2). Estas muestras solo pueden tomarse cuando la presión de fondo fluyente y la temperatura son mayores a la presión de saturación del yacimiento, de tal manera que el fluido se mantiene monofásico en el cabezal del pozo. Estas condiciones no son comunes pero a veces existen, por ejemplo en pozos submarinos en los que los fluidos producidos pueden mantenerse monofásicos desde el fondo del pozo hasta el recolector múltiple en superficie.
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Ventajas del Muestreo de Cabezal
  • Es rápido y de bajo costo.
  • No se requiere de la medición de tasas de flujo de gas y líquido.

Desventajas del Muestreo de Cabezal

  • No se recomienda este tipo de muestreo si existe flujo bifásico en el cabezal del pozo.
  • Es difícil tomar una muestra representativa por la agitación de los fluidos durante el muestreo.
  • No se recomienda si la presión del cabezal es menor a la presión de rocío.

Figura 2. Recolector Múltiple para Toma de Muestra en el Cabezal.
Esta unidad pertenece a la Compañía de Servicios Schlumberger.


Muestras de Superficie

El Muestreo de Superficie también llamado Muestreo de Separador o Recombinadas consiste en tomar las muestras de petróleo y gas en los separadores. Con las mediciones precisas de las tasas de flujo, las presiones y temperaturas del petróleo y el gas, se recombinan las muestras en el laboratorio para aproximarse a las propiedades del yacimiento. Las muestras deben tomarse cuando el flujo sea estable en los separadores, preferiblemente en el separador de mayor presión y no en el tanque; se recomienda tomar la muestra en los separadores siempre como precaución a problemas imprevistos generados con las muestras de fondo.

Ventajas del Muestreo de Superficie

  • Se recomienda este tipo de muestreo cuando la presión de fondo fluyente es menor a la presión de burbuja.
  • Tiene un menor costo y riesgo que en el fondo.
  • Son de fácil manejo en superficie.
  • Permite tomar muestras de gran volumen.
  • La muestra no se contamina con fluidos acumulados en el pozo.

Desventajas del Muestreo de Superficie

  • La proporción en que quedan recombinados el gas y el petróleo dependen de la exactitud de las mediciones de las tasas de flujo de gas y petróleo.
  • Los errores en la medición de las tasas de flujo para recombinar las muestras tienen influencia directa en la determinación de la presión de burbujeo.

Figura 3. Esquema de las Corrientes de flujo. Las muestras de fluidos del yacimiento son tomadas en los Separadores. Esta unidad pertenece a la Compañía de Servicios Schlumberger.


Referencias:

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