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UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELAFACULTAD DE INGENIERA
ESCUELA DE INGENIERA DE PETRLEO
ESTUDIO DEL EFECTO TRMICO DE LA INYECCIN DE AGUA FRA EN YACIMIENTOS DE PETRLEO (COMPARACIN ENTRE LOS
SIMULADORES ECLIPSE 500 Y STARS)
MSc. Pedro Vaca Gonzlez
Realizado por los Brs:
De Oliveira Coelho, Roberto. Mndez Flrez, Sergio Augusto.
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Objetivos
Metodologa
Conceptos Bsicos
Anlisis de resultados
Conclusiones y recomendaciones
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Evaluar el efecto trmico que puede presentar la inyeccin de agua fra sobre el recobro de petrleo en yacimientos de hidrocarburos, mediante la simulacin de un modelo conceptual y con la ayuda de la opcin trmica del simulador ECLIPSE 500.
Objetivo General
OBJETIVOS
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Analizar la informacin relacionada con la inyeccin de agua, enfocados principalmente en los temas relacionados con los efectos que pueden traer la inyeccin de agua fra en yacimientos de petrleo
Consultar la informacin concerniente al tema de simulacin de yacimientos, as como de los simuladores ECLIPSE 500 y STARS.
Objetivos Especficos
OBJETIVOS
-
Realizar un estudio de sensibilidad de los parmetros que afectan y que son afectados por el comportamiento trmico de la inyeccin de agua.
Comparar los resultados arrojados por la opcin trmica del simulador ECLIPSE 500 y los obtenidos con el STARS.
Objetivos Especficos
OBJETIVOS
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CONCEPTOS BSICOSInyeccin de agua
La inyeccin de agua es el mtodo dominante entre los procesos de inyeccin de fluidos; generalmente es utilizada como mecanismo de recuperacin secundaria en los yacimientos de petrleo para incrementar la energa del mismo y de esta manera obtener una mayor recuperacin de petrleo.
Simulacin de yacimientos
El objetivo principal de la simulacin de yacimientos es pronosticar el comportamiento de los yacimientos sometidos a diferentes esquemas de produccin, basndose en su historia previa y en su comportamiento actual. Mientras un yacimiento es desarrollado una sola vez, un simulador puede ejecutarse innumerables veces hasta lograr los objetivos propuestos.
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CONCEPTOS BSICOS
a) Empuje de lnea directa b) Empuje de lnea alterna
e) Arreglo de nueve pozosg) Arreglo de siete pozosd) Arreglo de cinco pozos
ARREGLOS DE POZOS
Rpi/pp= 1
Rpi/pp= 1 Rpi/pp= 1
Rpi/pp= 2 Rpi/pp= 3
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Arreglo de cinco pozos
Es el tipo de arreglo ms usado.
Es altamente conductivo.
Proporciona una buena eficiencia de barrido.
La perforacin de este tipo de arreglo es muy flexible.
CONCEPTOS BSICOS
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ndice de inyectividad
Se define como la razn entre la tasa de inyeccin de un determinado fluido (a condiciones estndar) y la diferencia de presin requerida para inyectar esa tasa.
CONCEPTOS BSICOS
BPRESSUREI:BHPCWIR
PPQ
IIewf
iny
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Conductividad Trmica Es una propiedad que nos indica la cantidad de calor transferido por unidad de rea transversal, normal a un gradiente unitario de temperatura. Las unidades son BTU/pies/das/F
CONCEPTOS BSICOS
Capacidad Calorfica
Es la capacidad trmica de las rocas saturadas con uno o varios fluidos y su valor se mide por el calor que hay que suministrar para elevar la temperatura de la roca y los fluidos que ella contiene.
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METODOLOGA
CONCLUSIONESY
RECOMENDACIONES
REVISIN BIBLIOGRFICA
REVISIN BIBLIOGRFICA
MANEJO DEL SIMULADOR ECLIPSE
500
MANEJO DEL SIMULADOR STARS
CONSTRUCCIN DEL
CASO BASE
ANLISISDE
RESULTADOS
SENSIBILIDADES DELCASO BASE
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METODOLOGA
Propiedades de la roca y de los fluidos
Kx y Ky 300 md
Kz 30 md
28%
Conductividad trmica
35 BTU/pies/das/F
Capacidad calorfica 30 BTU/pies
3/F
w 62,36 lb/pc
g 0,05 lb/pc
o 50 lb/pc
(15,15)
Keyword Especificacin
Grid
HEATCR Indica la capacidad calorfica de cada celda
ROCKPROPIndica las propiedades de la roca que rodea al
yacimiento
THCONR Indica la conductividad trmica de cada celda
ROCKCONIndica la conexin de cada celda desde el tope hasta la base
PVT
GASVISCTMuestra la viscosidad
del componente gaseoso vs temperatura
OILVISCTMuestra la viscosidad
del componente petrleo vs temperatura
Init
TEMPI (LGR)
Indica la temperatura inicial del refinamiento
TEMPI Indica la temperatura inicial de la malla
50 pies50 pies
20 piesNX Ny Nz Total
20 20 5 2205
Caractersticas principales de la malla
Tope 1500 pies
Base 1600 pies
Datm 1500 pies
Pi@ Datm 1500 lpca
Pb 1000 lpca
Rsi 390 Pcn/BN
Temp. del yac. 250 F
Cr 5E-5lpc-1
Swi 20 %
Soi 80%
POES 4.253 MM BN
GOES 1.658 MMM PCN
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METODOLOGA
Sensibilidades realizadas al Caso Base
Variacin de la viscosidad 0,01-0,1-0,2-0,3
Variacin de la temperatura inicial del modelo 200, 150 y 100 F
Variacin de la temperatura de inyeccin 250, 150, 100 y 60 F
Variacin de la permeabilidad areal (Kx y Ky) 3000, 1000, 500, 100 y 50 md
Variacin de la permeabilidad vertical (Kz) 100, 50, 10 y 0 md
Variacin de la capacidad calorfica de la roca 50, 10 y 5 BTU/pies3/F
Variacin de la conductividad trmica de la roca
50, 10 y 5 BTU/pies/das/F
Variacin del buzamiento 5,79 y 17,75
Comparacin entre los simuladores ECLIPSE y STARS
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Variacin de la temperatura de inyeccin.Variacin de la temperatura de yacimiento.Cambio de las viscosidades del petrleo.Variacin de las permeabilidades verticales y horizontales.Variacin de la conductividad trmica y capacidad calorfica de la roca.Inclinacin del yacimiento.Comparacin con el simulador STARS.
Comparaciones con el Caso Base
ANLISIS DE RESULTADOS
-
Inyeccin a 60 F
Inyeccin a 100 F
Inyeccin a 150 F
14 460 906 1352 1795 2244 2691
14 72 131 189 248
14 985 2800 3900 4900 6800 7784Viscosidad en cp
Viscosidad en cp
Viscosidad en cp
ANLISIS DE RESULTADOS
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Variacin de la temperatura de inyeccin.
ANLISIS DE RESULTADOS
ndice de inyectividad para diferentes temperaturas de inyeccin
ndice de inyectividad para diferentes temperaturas de inyeccin
Flujo fraccional y corte de agua para los yacimientos con distintas temperaturas
Comportamiento de la viscosidad para diferentes celdas ubicadas en la capa cinco del modelo simulado
Temperatura en la celda central del refinamiento para cada capa
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Factor de recobro para los casos donde se inyecta agua a diferentes temperaturas
ANLISIS DE RESULTADOSVariacin de la temperatura de inyeccin.
-
Temperatura de la zona refinada
Perfil de temperatura para diferentes temperaturas de yacimientos
ANLISIS DE RESULTADOSVariacin de la temperatura de yacimiento.
ndice de inyectividad para diferentes temperaturas del modelo de simulacin
-
6712 cp
7574 cp 7590 cp
7285 cp
Viscosidad del petrleo para diferentes temperatura de yacimiento
Volumen de agua total inyectado
ANLISIS DE RESULTADOSVariacin de la temperatura de yacimiento.
-
Factor de recobro para diferentes temperaturas del modelo de simulacin
ANLISIS DE RESULTADOSVariacin de la temperatura de yacimiento.
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Factor de recobro inyectando a 60 F
(%)
Factor de recobro inyectando a la misma
temperatura del yacimiento(%)
1) Caso Base (Temp. Yacimiento 250 F) 40 42
2) Caso (Temp. Yacimiento 200 F) 30 33
3) Caso (Temp. Yacimiento 150 F) 15 20
4) Caso(Temp. Yacimiento 100 F) 3 3
Factor de recobro inyectando agua a 60 F y a la temperatura del yacimiento
ANLISIS DE RESULTADOSVariacin de la temperatura de yacimiento.
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Variacin de la viscosidad del petrleo
Temperatura(F)
Viscosidad normal
(cp)
Viscosidad normal x 0,01
(cp)
Viscosidad normal x 0,1
(cp)
Viscosidad normal x 0,2
(cp)
Viscosidad normal x 0,3 (cp)
60 9000 90 900 1800 2700
75 7500 75 750 1500 2250
100 2000 20 200 400 600
125 532 5.32 53,2 106,4 159,6
150 210 2,1 21 42 63
200 50 0,5 5 10 15
250 15 0,15 1,5 3 4,5
300 8,1 0,081 0,81 1,62 2,43
400 3 0,03 0,3 0,6 0,9
500 1,5 0,015 0,15 0,3 0,45
Variaciones realizadas a la viscosidad del petrleo en el Keyword Olvisvict
ANLISIS DE RESULTADOS
-
Variacin de la viscosidad del petrleo
Factor de recobro para distintas viscosidades de petrleo
Corte de agua (caso donde se inyecta agua a una temperatura de 60 F)
ANLISIS DE RESULTADOS
-
Variacin de la viscosidad del petrleo
Factor de recobro para distintas viscosidades de petrleo
Corte de agua (inyectando agua a una temperatura de 150 F)
ANLISIS DE RESULTADOS
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Kx, y Ky (md) Kz (md)3000 100
1000 50
500 10
1000
50
Variacin de las permeabilidades Kx, Ky, Kz
ANLISIS DE RESULTADOS
Variacin de las permeabilidades verticales y horizontales
-
Variacin de las permeabilidades verticales y horizontalesPerfil de temperatura para los casos en que se tiene Kz= 100, 30, 10 y 0 md
ANLISIS DE RESULTADOS
Produccin total petrleo variando la permeabilidad vertical (Kz)
Produccin de petrleo total variando la permeabilidad areal (Kx y Ky) vs tiempo en
aos.
-
Conductividad trmica
(Btu/ft/da/F)
Capacidad calorfica(Btu/ft3/F)
50 50
35 (caso base) 30 (caso base)
10 10
5 5
Variacin de las propiedades de la roca
ANLISIS DE RESULTADOS
Temperatura de la zona refinada para diferentes valores de conductividad trmica y capacidad calorfica de la roca Viscosidad en la celda (14,14) variando conductividad trmica de la roca as como capacidad calorfica de la roca
Variacin de la conductividad trmica y capacidad calorfica
-
Factor de recobro para diferentes valores de conductividad trmica as como de capacidad calorfica de la roca
Variacin de la conductividad trmica y capacidad calorficaANLISIS DE RESULTADOS
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Inclinacin del yacimiento
ANLISIS DE RESULTADOS
Temperatura para diferentes celdas ubicadas buzamiento abajo y arriba
Temperatura para diferentes celdas ubicadas buzamiento abajo y arriba (yacimiento
inclinado 17,74)
Temperatura para diferentes celdas ubicadas buzamiento abajo y arriba
(capacidad calorfica y conductividad trmica de la roca igual a 5 Btu/ft/dia/F
y 5 Btu/ft3/F)
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Comparacin con el STARS
Temperatura del refinamiento para el simulador STARS
ANLISIS DE RESULTADOS
Temperatura del refinamiento para el simulador ECLIPSE
Diferencia de agua inyectada acumulada entre capas del yacimiento
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Viscosidad en la capa 4 para el simulador STARS
Comparacin con el STARS
ANLISIS DE RESULTADOS
Viscosidad en la capa 4 para el simulador ECLIPSE
Tasa de inyeccin de agua para los simuladores ECLIPSE y STARS
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En el modelo conceptual que se utiliz en este trabajo, el efecto que tiene la inyeccin de agua a una temperatura de 60 F sobre las propiedades del fluido solo es percibido de manera importante en los alrededores del pozo inyector.
Existe un mejoramiento gradual en el ndice de inyectividad a medida que la temperatura del agua inyectada aumenta.
El modelo de simulacin no refleja una variacin significativa en el factor de recobro si se inyecta agua a una temperatura de 60 F o a temperaturas superiores a sta.
Variar las permeabilidades tanto vertical (Kz) como areal (Kx y Ky) en este modelo, no constituy un factor determinante en la produccin total de petrleo, al inyectar agua a una temperatura de 60F.
CONCLUSIONES
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El modelo de simulacin que se utiliz en este trabajo mostr igualmente ser poco sensible a la variacin del buzamiento en cuanto a los efectos de las propiedades del fluido en los alrededores del pozo al inyectar agua a una temperatura de 60 F.
El proceso de simulacin mostr ser ms sensible a la inyeccin de agua, a una temperatura de 60 F, al variar la conductividad trmica y la capacidad calorfica de la roca.
Los resultados obtenidos de las corridas hechas con los simuladores STARS y ECLIPSE, se diferenciaron por los volmenes de agua que fueron inyectados en las capas donde se encuentra ubicada la completacin del pozo inyector.
CONCLUSIONES
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Se recomienda utilizar la versin actualizada del simulador ECLIPSE 500 y, donde se disponga, aparte de la opcin trmica, usar tambin la opcin geomecnica, para determinar los efectos que produce la inyeccin de agua en las propiedades de la roca.
Se recomienda tambin utilizar una data PVT real para establecer la diferencia en las propiedades del petrleo para las diferentes sensibilidades propuestas, ya que no se percibieron variaciones en las propiedades de fluidos en la mayora de las sensibilidades.
RECOMENDACIONES
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Igualmente es recomendable tener bien en cuenta las propiedades de la roca, en especifico la conductividad trmica y la capacidad calorfica, al momento de realizar un proceso de inyeccin de agua, ya que estos parmetros mostraron ser los ms sensibles a este proceso.
Finalmente parece muy conveniente aumentar la temperatura del agua que se va a inyectar o fracturar la formacin, para disminuir la resistencia al flujo de la fase acuosa en los alrededores del pozo inyector y de esta manera mejorar el ndice de inyectividad.
RECOMENDACIONES
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PREGUNTAS?
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