Saturacion de Fluidos - Método de La Retorta

SATURACION DE FLUIDOS

SATURACION DE FLUIDOS

OBJETIVOS

Determinacin de la saturacin de gas, petrleo y agua, expresada en porcentaje del espacio poroso total.

Hallar las saturaciones de los fluidos de una muestra de un Core por medio del Mtodo de la Retorta.

Conocer el uso y procedimiento del Mtodo de la Retorta.

Determinacin de la saturacin original dentro de la roca reservorio.

FUNDAMENTO TERICO

Saturacin

Si consideramos un volumen representativo del reservorio, con los poros llenos de petrleo, agua y gas, en trminos volumtricos podemos representarlo como:

Siendo as que definimos saturacin S como una fraccin del volumen poroso total ocupado por un fluido particular. La distribucin inicial de saturaciones en el yacimiento est controlada por la presin capilar y la gravedad:

Sumando estas saturaciones nos dara:

Donde:

Sw = Saturacin de Agua

Sg = Saturacin de Gas

So = Saturacin de Oil

Si en un medio poroso coexisten dos fluidos, estos se distribuyen en el espacio de acuerdo a sus caractersticas de mojabilidad que viene a ser la tendencia de un fluido a adherirse sobre una superficie slida en presencia de otros fluidos inmiscibles.

La saturacin de fluidos cambia tanto en el espacio como en el tiempo. El reservorio puede tener diferentes niveles e saturacin en sentido horizontal y en sentido vertical y tambin esta saturacin cambia progresivamente de acuerdo al avance de la produccin de fluidos.

Como procedimiento general para estas determinaciones primero debe determinarse la saturacin del agua y luego medir la prdida total de peso de la muestra extrada y seca. La cantidad de petrleo presente se calcula entonces determinado el volumen que corresponde al peso del agua.

Para el clculo de la saturacin del agua intersticial o congnita, la cantidad de agua determinada debe ser corregida a las condiciones de subsuelo.

Existen fundamentalmente dos formas de efectuar la determinacin de las saturaciones originales dentro de la roca reservorio. Una es por procedimientos directo que consiste en seleccionar las muestras y medir las saturaciones de ellas tal como son recuperadas de las formaciones.

La otra forma es la indirectamente la cual se determinara saturacin de fluidos por mediciones de otras propiedades fsicas de la roca y de ellas se deduce la saturacin respectiva; tal como sucede cuando se utilizan los "registros elctricos" y las mediciones de presin-capilaridad.

Los mtodos que a continuacin se indican se refieren a los procesos directos, los cuales incluyen la evaporacin de los fluidos o la extraccin de ellos por medio de solventes.

Dentro de los ms usuales tenemos:

Mtodo de Retorta

Mtodo modificado ASTM

Mtodo Dean and Stark

Mtodo de la temperatura crtica de la solucin.Saturacin de petrleo residual (SOr).- Es la saturacin por debajo de la cual el petrleo no se mover.

Saturacin de agua crtica (SWc).- Es la mnima saturacin por encima de la cual el agua comienza a moverse.

Saturacin crtica de un fluido.- Es la mnima saturacin encima de la cual el fluido inicia su movimiento.

Agua connata.- Llamada agua intersticial o inicial, es el agua presente en la formacin y que originalmente se encontraba en el reservorio cuando migro el petrleo.

En el subsuelo se pueden distinguir 2 tipos de agua: agua libre y agua irreducible, intersticial o connata.

El agua libre est en condiciones de fluir ante un diferencial de presin.

El agua intersticial esta ligada a los granos minerales, bien sea mediante enlaces a la estructura atmica de los minerales o como una discreta adherida a la superficie de los mismos.

El adjetivo irreducible se usa para significar que no puede ser removida durante la produccin de oil/ gas.

El agua connata generalmente se consider originada a partir de agua de mar atrapada durante la sedimentacin.

El agua connata difiere marcadamente del agua de mar en su concentracin de sales y en sus propiedades qumicas.

Las aguas de formacin son alcalinas y fuertemente reductoras. Se encuentran en los yacimientos a saturaciones variables, pero rara vez menos de 10%.

El agua de mar tiene aproximadamente 35.000 ppm de minerales disueltos. Para el agua de formacin se han registrado desde 0ppm., para aguas de formacin frescas, hasta 650.000 ppm. Comnmente la saturacin de agua connata raramente excede 350.000ppm.

En areniscas la salinidad del agua de formacin generalmente aumenta con la profundidad.

La saturacin de agua connata es inversamente proporcional a la permeabilidad absoluta.

Mtodo de la Retorta

En este mtodo se emplea pequeas muestras de la roca, a las cuales se le calientan y se le vaporizan los fluidos que contienen, que se condensan y se reciben en una probeta graduada. El instrumento est dotado de una resistencia elctrica que permite efectuar dicho calentamiento.

Una desventaja es que para extraer todo el petrleo es necesario llegar a temperaturas que varan entre 1000 1100 F. Y temperaturas as el agua cristalizada dentro de la roca se evapora provocando que se obtenga una recuperacin de agua mayor que el agua propiamente de los poros (agua intersticial).

El mtodo comprende de dos partes:

Calibracin del aparato.

Determinacin de saturacin de la muestra.

Calibracin del aparato y determinacin de las Saturaciones

a) La muestra saturada a procesar debe ser dividida en dos partes: 100gr y 100gr una para la calibracin y otra para la calcular la saturacin de la muestra respectivamente.

b) Pesar el dedal a usar (Dc).

c) Con la muestra para calibracin debe procederse de la siguiente manera:

1. Extraer y secar la muestra a utilizar en el horno.

2. Moler la muestra en tamaos de 2 cc aproximadamente.

3. Dividir la muestra molida en dos partes, 30gr y 70gr.

4. La parte ms pequea saturarla con agua y volver a pesar.

5. Saturar la parte ms grande con petrleo crudo y volver a pesar.

6. Dotar a la retorta de una malla, limpia y fina a fin de impedir que los fragmentos de la muestra caigan en el tubo de medicin.

7. Llenar la retorta con las dos partes saturadas en los puntos 4 y 5.

8. Con los datos obtenidos en los puntos 3, 4 y 5, calcular la cantidad de agua y petrleo que tiene la muestra de la retorta de calibracin. Estas cantidades son necesarias para determinar las constantes de calibracin y usarlas conforme se ver posteriormente.

d) Con la muestra saturada de aproximadamente 100 gr. procederemos as:

1. Separar unos 30gr. y saturar con agua.

2. Saturar el resto, 70gr. con crudo.

3. Pesamos las muestras saturadas juntas.

4. Pesamos el dedal a usar (Dm).

5. Colocamos los 30gr. y 70gr. en una retorta esta ser nuestra retorta de muestra.

6. Teniendo los dos dedales listos los colocamos en el equipo.

7. Haciendo que coincida con las probeta graduadas colocadas debajo de la retorta.

DETERMINACIN DE LAS SATURACIONES

1) Iniciar la circulacin de agua y encender el equipo de las retortas.

2) Debemos tener cuidado que el nivel del agua no sobrepase la ventana que tenemos porque sino el agua del equipo se rebasara por eso un integrante del equipo se encargara de observar eso que al ocurrir abrira la llave de desfogue del agua para que baje el nivel de nuevo.

3) Anotar cada 5 min. Los volmenes de agua y petrleo, a partir de la primera gota que cae.

Curvas tpicas de comparacin

4) Hacemos un tabla donde anotamos los datos obtenidos

CalibracinMuestra

tVwaterrecVtotalrecVoilrecVwaterrecVtotalrecVoilrec

0000000

52.22.80.622.550.55

102.34.11.82.54.11.6

152.55.32.82.65.52.9

202.66.642.774.3

252.67.554.952.77.75

302.77.752.88.385.58

352.77.752.88.385.58

402.77.752.88.385.58

5) Hacemos graficas de volmenes recuperados vs. Tiempo

Para calibracin:

Graficas volmenes recuperados para muestras versus tiempos

Calculos:Dato adicional:

Pozo numero 3541 hora hora de perforacin: 6:00 pm fecha: 23-01-2002Calibracin

Peso del dedal de calibracin:

WDcal=388.1gPeso de la muestra antes de la saturacin:

W seco oil (cal) = 70.4g

W seco water (cal) = 30g

Peso de la muestra despus de la saturacin:

W sat oil (cal) = 77.7g W sat water (cal) = 31.2g

Peso de todo el conjunto despus de la Retorta:

WDcal + Woildes (cal) + Wwaterdes (cal) = 523.9g

A este conjunto le restamos el peso de dedal de calibracin WDcal para obtener el peso de la muestra seca despus de la retorta,

Peso de la muestra seca despus de la retorta:

Wsecodes (cal)= 135.8g

Calculo dela densidad del oil:API: 31.1 temperatura: 21.2 C

API 60C= (API tc 0.159 (T 60)) / (1+0.000045 (T 60))API 60C = 37.3

oil / wc = 141.5 / (131.5 + API) = 141.5 / (131.5 + 37.3) = 0.8383 wc : agua comnata a temperatura de 18 C y API 18c= 7.6

Calculo de la densidad del agua combata:

API 60C = (7.6 0.159 (18 60)) / (1+0.000045 (18 60))API 60C= 14.31

wc / w = 141.5 / (131.5 + 14.31)

wc / (1g/cm3) = 0.97

wc = 0.97g/cc oil / wc = 0.8383

oil = 0.8131g/ccVolumen del oil introducido:

Voi = Woi / oil = (Wsat oil (cal) Wseco oil (cal)) / oilVoi = (77.4g 70.4g) / 0.8131g/cc = 8.61cc

Volumen del oil recuperado:

Voil rec (cal) = 5ccCoeficiente de craqueo del oil :

Co = ( Voi - Voil rec (cal)) / Voil rec (cal) Co = (8.61cc 5cc) / 5cc

Co = 0.722

Volumen del agua introducido:

Vwi = Wwi / wc = (Wsat water (cal) Wseco water (cal)) / wc Vwi = (31.2g 30g) / 0.97g/cc = 1.24 cc

Volumen de water recuperada:

Vwater rec = 2.7cc

Coeficiente del agua:

Cw = (Vwater rec Vwi) / Wsecodes (cal) = (2.7cc 1.24cc) / 135.8g

Cw = 0.011cc/g

Muestra

Peso del dedal de muestra:

WD (m) = 366.3 g Peso de las muestras antes de la saturacin:

W seco oil (m) = 71.1g

W seco water (m) = 30.6g

Peso del conjunto antes de la retorta:

WD (m) + W sat oil (m) + W sat water (m) = 476g

Restando el peso del dedal obtenemos el peso saturado de la muestra antes de la retorta

Peso saturado de la muestra antes de la retorta:

Wsatdes (m) =109.7gPeso de todo el conjunto despus de la Retorta:

WD (m) + W oil secodes (m) + W water secodes (m) = 466.2gDe aqui restando el peso del dedal obtenemos el peso seco despuesde la retorta

Peso seco de la muestra despus de la retorta:Wsecodes (m) = 99.9g

Volumen del oil recuperado:

Voil rec = 4.3cc

Volumen del agua recuperada:

Vw rec = 2.7cc

Obs : Estos datos se han tomado de a tabla pero para eso se a tenido que ajustar la curva.

Volumen corregido del oil:

Voil cor = (1+ Co)*(Voil rec)Voil cor = (1+ 0.722)*(4.3cc)

Voil cor = 7.405cc

Volumen corregido del agua:

Vw cor = Vw rec Cw*( Wsecodes(m))

Vw cor = 2.7cc (0.011cc/g)*(99.9g)Vw cor = 1.6011cc

Calculo de Saturacion:Para los clculos de saturacion, se necesitan hallar el volumen poroso de toda la muestra para esto vamos a utilizar los datos obtenidos del primer laboratorio con respecto a los datos del core utilizado.

Volumen del fragmento de la roca saturada (mtodo del picnmetro):

V bruto core =4.41ccPeso del fragmento de la roca saturada (mtodo de saturacion):

W sat core = 9.33gPeso del core seco:

W seco core = 8.85g

Densidad de la roca saturada:

roca sat = W sat core / V bruto core = 9.33g / 4.41cc

roca sat = 2.116g/cc

Volumen bruto de la muestra:

V bruto (m) = Wsatdes (m) / roca sat = 109.7g / 2.116g/cc

V bruto (m) = 51.84 cc

Volumen poroso del core:

Vporoso core = (W sat core Wseco core) / kerosene Vporoso core = (9.33g 8.85g) / 0.81g/cc

Vporoso core = 0.593ccV granos core = V bruto core - Vporoso core

V granos core = 4.41cc 0.593cc

V granos core = 3.817cc

Densidad de los granos del fragmento de la roca:

granos = W seco core / V granos core = 8.85g / 3.817cc

granos = 8.85g / 3.817cc

granos = 2.319g / ccVolumen de los granos de la muestra para la determinacin de la saturacion:

Vgranos (m) = Wsecodes (m) / granos

Vgranos (m) = 99.9g / 2.319g/cc

Vgranos (m) = 43.08cc

Calculo del volumen poroso de la muestra:

V poroso (m) = V bruto (m) V granos (m)

V poroso (m) = 51.84cc 43.08cc

V poroso (m) = 8.76cc

So = Voil cor / Vporoso (m)

So = 7.405cc / 8.76cc = 0.83

Sw = Vwater cor / Vporoso (m)

Sw = 1.6011cc / 8.76cc = 0.18

Porosidad:

= V poroso (m) / V bruto (m)

= 8.76cc/ 51.84cc = 0.169

CONCLUSIONES

En el experimento de saturacion por el mtodo de la retorta que es un mtodo de decantacin hay que tener presente que al usar un core solo se esta usando como datos referenciales el peso seco y saturado del core y bruto y de los granos esto nos ayuda en el la obtencin de los datos para el dedal de muestra donde podemos hallar el volumen bruto.Aparte de eso este mtodo nos ayuda a determinar en un reservorio que tan productivo puede ser aparte debemos tener como informacin adicional el nombre del pozo o del yacimiento en cuestin.EQUIPO PARA LA PRUEBA DE

SATURACION

EMBED Excel.Chart.8 \s


Nivel de Agua

Primera gota

Minutos despus

A mitad del proceso

Casi al finalizar el proceso



14 de 15

_1213774866.unknown

_1257718974.xlsGrfico3

0

2

2.5

2.6

2.7

2.7

2.8

2.8

2.8

Vwaterrec

tiempo

agua recuperada

Vwaterrec(muestra) vs tiempo

Hoja1

tVwaterrec

00

52

102.5

152.6

202.7

252.7

302.8

352.8

402.8

Hoja1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Vwaterrec

tiempo

agua recuperada

Vwaterrec(muestra) vs tiempo

Hoja2

tVoilrec

00

50.55

101.6

152.9

204.3

255

305.58

355.58

405.58

Hoja2

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Voilrec

tiempo

oil recuperado

Voilrec(muestra) vs tiempo

Hoja3


0

0.6

1.8

2.8

4

4.95

5

5

5

Voilrec

tiempo

oil recuperado

Voilrec (calibracion) vs tiempo

Hoja1

tVwaterrec

00

52.2

102.3

152.5

202.6

252.6

302.7

352.7

402.7

Hoja2

tVoilrec

00

50.6

101.8

152.8

204

254.95

305

355

405

Hoja2

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Voilrec

tiempo

oil recuperado


Hoja3


0

2.2

2.3

2.5

2.6

2.6

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2.7

2.7

Vwaterrec

tiempo

agua recuperada

Vwaterrec(calibracion) vs tiempo

Hoja1

tVwaterrec

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102.3

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202.6

252.6

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Hoja1

Vwaterrec

tiempo

agua recuperada

Vwaterrec(calibracion) vs tiempo

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tVoilrec

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50.6

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305

355

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Hoja2

Voilrec

tiempo

oil recuperado


Hoja3


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5.58

5.58

5.58

Voilrec

tiempo

oil recuperado


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Hoja2

tVoilrec

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Hoja2

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Hoja3

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_1213774780.unknown

_1213774857.unknown

_1213774649.unknown

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