Conceptos Basicos de Ingenieria de Yacim

7/24/2019 Conceptos Basicos de Ingenieria de Yacim

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Conceptos sicos de Ingeniera

de Yacimientos Petroleros

lejandro Castaeda Prez

Edgar lonso Nava Cu

Oscar Ochoa Herrera

Ingeniera en Petrleo y Gas Natural

7mo semestre Gpo. B

Materia: Yacimientos III

Recuperacin Secundaria y Mejorada


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Conceptos Bsicos de Ingeniera de

Yacimientos Petroleros

Concepto Descripcin Grafico

Bo

Es el volumen de aceite con su gas disuelto ocupado en el

yacimiento, entre el volumen unitario a condiciones de

superficie.

Bg

Se define como el volumen de gas @ c.y. requerido para

producir un 1 pie de gas @ c.s.

Rsi

La relacin de gas disuelto en el aceite, Rs, es defino como

la relacin de gas disuelto en un volumen unitario de un

tanque de almacenamiento de aceite a condiciones de

superficie

RGA

En el yacimiento la relacin gas aceite es una funcin de la

solubilidad del gas en elaceite y del flujo de gas libre. A

condiciones de superficie la relacin gas aceite es la

relacin entre el volumen de gas (gas en solucin y libre) y el

volumen de aceite,producidos y medidos a condiciones depresin y temperatura normales de la superficie

Pb Pi


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Es una medida de los espacios vacos o huecos en una roca,

expresada como una fraccin (o porcentaje) del volumen

total de dicha roca.

K

Es la propiedad que tiene el medio poroso (roca), para

permitir que un fluido fluya a travs de l. Es un tensor,

puesto que la direccin del flujo de fluidos puede variar en el

medio poroso

Se define como la resistencia que presenta un fluido a fluir.

En el caso de la viscosidad del aceite se representa con el

smbolo o, y su unidad de medida comnmente empleada

en la industria petrolera es el centipoise (cp).

Sf, So,

Sg, Sw

Es la relacin que expresa la cantidad de fluido que satura el

medio poroso. Conocida dicha cantidad y la extensin del

volumen poroso se puede volumtricamente determinar

cuanto fluido existe en una roca


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Sor

Al tener un yacimiento petrolero en produccin, parte delaceite permanecer como residuo dentro de los poros de la

roca almacn, por lo tanto la saturacin de aceite residual

ser la fraccin del volumen poroso que est ocupada por

aceite no mvil

Mo

Es la tendencia que tiene la roca de ser mojada por un fluido

el particular en presencia de otros fluidos inmiscibles. Bajoeste concepto, se pueden clasificar las rocas como hidrfilas

(con tendencia a ser mojadas por agua) y olefilas (con

tendencia a ser mojadas por aceite).

Co

La compresibilidad se puede definir como el cambio relativo

de volumen de materia entre una variacin de presin a

condiciones de temperatura constante.

El incremento de presin provoca disminucin de volumen(compresin).

La disminucin de presin provoca aumento de volumen (expansin).

Z

El factor de compresibilidad tambin es conocido como

factor de desviacin del gas, es la relacin de el volumen

ocupado por un gas real a una presin y temperatura dadas

entre el volumen que el gas ocupara a la misma presin y

temperatura si ste se comportara como un gas ideal.


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Concepto Descripcin

N Volumen original de aceite @ cs

NBoi, NBti Volumen original de aceite @ cy

Np Volumen de aceite producido @ cs

NRsi Gas disuelto en el aceite original @ cs

G Volumen original de gas @ cs

GBgi, mNBoi, mNBti Gas libre inicial @ cy

Gp, NpRp Produccin acumulada de gas @ cs

We Volumen de agua que invade el yacimiento

We-WpBw Entrada neta de agua @cy

(N Np) Bo Aceite remanente residual @cy

(N Np) Rs Gas disuelto en el aceite remanente residual @cs


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DESPLAZAMIENTO DE

FLUIDOS INMISCIBLES


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INTRODUCCIN

Se denomina desplazamiento al proceso mediante el cual un fluidopasa a ocupar el lugar de otro en un medio poroso.

En los yacimientos este fenmeno se da de forma natural en el

empuje por acufero y por expansin del casquete de gas.

Tambin de forma artificial mediante de la inyeccin de gas o agua.

Para que exista el desplazamiento es necesario que el fluido

desplazante tenga mas energa que el fluido desplazado.

En la inyeccin de fluidos se forma un frente de separacin y se

observan dos zonas en el yacimiento: una zona no invadida y una

zona invadida (formada por el fluido desplazante y el aceite

remanente)


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TIPOS DE DESPLAZAMIENTO

Existen dos tipos de desplazamiento:

Pistn sin fugas.

Pistn con fugas.

En ambos tipos se distinguen dos fases:

Fase inicial o antes de ruptura: responsable de casi toda

la produccin, el fluido producido no contiene fluido

desplazante.

Fase subordinada o despus de ruptura: existeproduccin de ambas fases, considerndose que la fase

desplazante arrastra a la desplazada por el camino de

flujo.


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PISTN SIN FUGAS

El desplazamiento de pistn sin fugas ocurre cuando el petrleo

remanente en la zona invadida no tiene movilidad, por lo que en

esta zona la saturacin del fluido desplazante es mxima y la

del petrleo es residual. Cuando el fluido desplazante llega a

los pozos se dice que se a producido la ruptura.


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PISTN CON FUGAS

El petrleo remanente tiene cierta movilidad y ocurre flujo de

dos fases en la zona invadida donde la saturacin de petrleo es

mayor que la residual, por lo que cuando el fluido desplazante

llega a los pozos se siguen produciendo cantidades variables de

aceite.


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MECANISMO DE DESPLAZAMIENTO

El desplazamiento de un fluido por otro es un proceso de flujo no

continuo debido a que las saturaciones de los fluidos cambian

con el tiempo, y esto ocasiona que hayan variaciones en las

permeabilidades relativas, presiones y viscosidades.

El mecanismo de desplazamiento de una inyeccin de agua en un

yacimiento homogneo puede presentarse en cinco etapas:

1. Condiciones iniciales (antes de la inyeccin)

2. Invasin.3. LLene

4. Ruptura del agua.

5. Posterior a la ruptura.


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CONDICIONES INICIALES

Se considera un yacimiento homogneo en el cual los fluidos se mueven demanera horizontal con saturaciones constantes.

El yacimiento ha sido producido por agotamiento natural y comnmente su

presin actual es menor que su presin de burbuja, por lo que existir una

capa de gas presente, tambin homognea.


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INVASINEl comienzo de la inyeccin es acompaado por un aumento de presin en el

yacimiento, la cual es mayor alrededor de los pozos inyectores y declina hacia losproductores.

Al continuar la inyeccin el aceite comienza a desplazarse formando un banco que

empuja con efectividad al gas hacia adelante.

Detrs se forma el banco de agua, donde nicamente hay agua y aceite residual.


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LLENE

Todo el gas se desplaza de la parte inundada del yacimiento antes de

que se produzca el petrleo y para esto la acumulacin de agua

inyectada debe ser igual al volumen del espacio ocupado por el gas

mvil en el yacimiento.

En esta fase parte del gas se disuelve en el petrleo que va

contactando mientras que el remanente va hacia los pozosproductores.

La llegada del frente de petrleo a los pozos marca el final del periodo

de llene.

El frente de petrleo viaja mas rpido que el frente de agua y detrs de

este la saturacin de gas es residual mientras que la saturacin de

petrleo se reduce progresivamente a medida que va siendo

desplazado por la corriente de agua hasta que alcanza la saturacin

residual.


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RUPTURA

Al alcanzarse el llene el avance del frente continua y la tasa de produccin

de aceite aumenta hasta alcanzar la tasa de inyeccin de agua.

Si la saturacin de agua inicial es menor que la requerida para fluir la

produccin de aceite en esta etapa estar libre de agua.

El comienzo de una produccin significativa de agua indica que se ha

producido la ruptura del frente de agua.


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POSTERIOR A LA RUPTURALa produccin de agua aumenta a expensas de la de aceite. La

recuperacin de aceite en esta etapa se logra solo con la circulacin de

grandes volmenes de agua.

Durante esta fase el rea barrida aumenta y esto puede proveer

suficiente produccin para justificar la continuacin de la inyeccin.


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TEORA DE BUCKLEY Y LEVERETT

Considera dos fluidos inmiscibles: desplazante y desplazado.

Se basa en el concepto de permeabilidades relativas y la idea de

desplazamiento de pistn con fugas.

Tiene como mayor limitacin que se aplica a un sistema lineal.

Supone flujo lineal y continuo de dos fases, formacin homognea, saturacin

de agua connata constante, tasa de inyeccin constante y are perpendicular al

flujo constante.


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SOLUCIN DE BUCKLEY Y LEVERETT

La distribucin de saturacin que proponen Buckley y Leverett parte de ladistribucin de saturacin. Para ubicar el frente de saturacin,

consideran que la curva de distribucin existe una porcin(A) y que la

curva de distribucin verdadera tiene una discontinuidad en el frente. El

mtodo consiste en trazar una lnea vertical de manera que las reas

encerradas a la derecha(A) y a la izquierda de ella(B), sean iguales.


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FLUJO FRACCIONAL

El desarrollo de esta ecuacin se atribuye a leverett y para deducirla, seconsidera un desplazamiento tipo pistn con fugas, en cual el fluido

desplazado es el aceite y el desplazante es agua. Sea el caso general de

una formacin homognea con permeabilidad Ky porosidad ,saturada

con aceite y agua connata, sometida a la inyeccin de fluidos a tasa q1.


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AVANCE FRONTALEn 1942 Buckley y Leverett presentaron la ecuacin bsica para describir el

desplazamiento inmiscible en una sola dimensin. Si se considera que el agua

esta desplazando al aceite, la ecuacin determina la velocidad de avance de un

plano de saturacin de agua constante que se mueve a travs de un medio

poroso lineal, en el cual se esta inyectando un fluido a una tasa qt . Aplicando la

ley de la conservacin de la masa al flujo de fluidos(agua y aceite) en la

direccin X, a travs del elemento de volumen Ax de la formacin.


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FLUJO ESTACIONARIO

Flujo de estado Estable

La presin en cada punto del yacimiento permanece constante durante el

Flujo de estado Estable a una tasa de flujo constante en el pozo. Es muy

poco frecuente observar este comportamiento en yacimientos de petrleo;solamente los casos donde se mantiene la presin con inyeccin de agua a

gas pueden acercarse al flujo de estado estable. El flujo de estado estable

es ms aplicable a experimentos de desplazamiento en laboratorio que a

condiciones de yacimiento.

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