Campo Cusiana

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  • 7/25/2019 Campo Cusiana

    1/15

    ISSN 1657-6985

    a

    \/

    \/

    lt

    \,,/

    I

    Editorial

    Universidad

    Surcolombiana

    l:t uttttt

    N,l.

    L{o

    20I

    I

    f r.

    \\.'

    t"t-

    Ir-

    Littiversidul

    Silrctlantbiuttu

  • 7/25/2019 Campo Cusiana

    2/15

    t

    "

    :

    Regin

    No.

    I Ao 2011

    UNIVERSIDAD

    SURCOLOMBIANA

    FACULTAD

    DE INGENIERfA

    Revists

    Ingenier

    y

    Rgin

    rssN

    t657 -

    6985

    Rector:

    EDUARDO

    PASTRANA

    BONILLA

    Ph.

    D.

    Decano

    Facultd

    de

    Ingenierla:

    LUIS FERNANDO

    BONILLA

    CAMACHO

    M.

    Sc.

    Edltor:

    NELSON

    GUTIRREZ

    G. Ph.

    D.

    Comit

    edltorlal:

    Eduardo.Pastrana

    Boilla

    Ph.

    D.

    Freddy Humbefo

    Escobar

    Macualo

    Ph.

    D.

    Jos

    Duvn

    Henao

    C.

    Ph.

    D.

    Alfiedo OlayaAmaya

    Ph.

    D.

    Nestor

    Enrique

    Cerquem

    Pea

    M.

    Sc.

    Carlos

    Alberto

    Prez

    M.

    Sc.

    Portrda:

    Mural

    Tcnica

    Aerograffa

    "Mutualismo"

    Autores:

    Jonathan

    Jaramillo

    Jeison

    A. Torrejano

    Editoral:

    EDITORIAL

    UNryERSIDAD

    SURCOLOMBIANA

    Diseo

    e

    Impresin:

    OTI

    IMPRESOS

    Telefax:

    8758485

    Neiva

    -

    Huila

    Correspondencis:

    Revista Ingenierls

    y

    Regin

    Univesidad Surcolombiana

    - sede Cental

    Av.

    Pastrana

    Borrero

    -

    Ca.

    1

    Telfono_

    8758775

    [email protected]

    Neiva- Huila

  • 7/25/2019 Campo Cusiana

    3/15

    Facultad de Ingeniera Universidad

    Surcolombiana

    "Implementacin

    del

    Mdulo

    de

    Permeabilidad

    en el

    Modelo

    de

    Simulacin

    del

    Campo

    Cusiana

    para

    Mejorar

    el

    Ajuste

    Histrico de

    Produccin de Petrleo"

    "Permeability

    Module

    Implementation

    in

    the

    Cusiana

    Field

    Simulation

    Model to

    Improve History

    Matching of Oil Production"

    Jairo

    A.

    Seplveda',

    Walter

    Salazar

    V.t,

    Gildardo Osorio G.'

    y

    Ricardo Gaviria

    G.o

    Resumen

    Al

    asumir

    que

    las

    propiedades

    de

    larocano

    varan

    respecto

    a

    lapresin,

    es

    decir, el

    estado

    de los esfuerzos es

    constante

    durante la

    vida

    del reservorio, no se

    obtiene

    un

    modelamiento

    preciso

    de cules son

    los cambios de

    permeabilidad y

    por

    consiguiente

    los cambios

    de transmisibilidad

    en el

    transcurso

    de1

    tiempo.

    Por

    tal

    motivo

    es

    necesario

    introducir en

    el

    modelo

    de

    simulacin

    un

    parmetro

    llamado modulo

    de

    permeabilidad

    para

    determinar

    la

    disminucin

    o incremento de

    permeabilidad

    en

    los

    procesos

    produccin/inyeccin

    y

    modelar

    los canales de

    preferencia

    de

    los fluidos dentro

    del

    reservorio.

    El

    presente

    eshrdio

    obtuvo

    y

    analizo mdulos

    de

    permeabilidad de

    iferentespozos

    del campo

    Cusianacon

    la

    finalidad

    de

    estudiar los efectos

    que

    impactan

    al

    yacimiento

    en cuanto

    a los cambios

    de

    permeabilidad en

    funcin

    de diferenciales

    de

    presin

    y por

    ende determina su equivalencia

    en

    incremento

    o

    reduccin

    de nansmisibilidad.

    El mdulo

    de

    permeabilidad

    se

    obtuvo analizando

    varios

    PBUs

    de

    diferentes

    pozos

    del

    campo

    mediante

    el

    ATS

    (Ana$ic

    Transient

    Simulator)

    un simulador

    desanollado

    por

    la

    Universidad Nacional

    de Medelln.

    Posteriormente

    estos

    valores de mdulos de

    permeabilidad

    se

    incorporaran

    al

    ,mulador

    MP

    de

    Landmark

    y

    se evaluar su

    impacto

    en

    la

    produccin

    del

    modelo

    mediante

    un anlisis

    de

    nsibilidad

    de los

    panmetros

    que

    intervienen

    en

    el

    proceso

    de

    fluj

    o de

    agua y

    gas'

    l'alabras

    clave: Cusiana;

    Mdulo de

    Permeabilidad;

    Transmisibilidad;

    Sensibilidada

    Esfuerzos'

    Abstract

    By

    assuming

    that the

    properties

    of

    the

    rock

    do

    not differ from

    pressure,

    ie,

    the

    state's

    stress

    is

    constant

    during

    life ofthe reservoir,

    do

    not

    get

    an accurate

    model

    ofwhat

    permeability

    changes

    and therefore

    changes

    transmissibility

    over

    time. For this

    reason

    it

    is

    necessary

    introduce the simulation

    model

    a

    parameter

    called

    module

    permeability to

    determine

    the decrease

    or increase

    permeability in

    productiorVinjection

    processes and

    mold

    channels ofpreferably

    fluid within the reservoir.

    This study

    obtained and

    analyzed modules

    permeability

    different

    wells

    inthe

    Cusiana

    field in order to

    study the effects

    that impact the

    field in terms

    of

    changes

    permeability

    as

    a

    function

    of

    pressure

    differentials

    and thus

    equivalency

    in

    increasing

    or

    decreasing

    transmissibility.

    Module

    permeability

    was obtained

    by

    analyzing several different

    wells

    PBUs

    field

    by

    the

    ATS

    (Analltic

    Traniient

    Simulator)

    simulator

    developedby

    the

    National University

    ofMedellin.

    Later these

    modules

    permability

    values

    are incorporated

    into the simulator

    Landmak

    VIP

    and assessed

    its impact on

    the

    production

    model through

    a sensitivity

    analysis ofparameters

    involved

    intheprocess

    ofgas

    andwaterflow.

    Keywords:

    Cusiana;

    Permeability

    Module; Transmissibility;

    Stress Sensitivity.

    I

    MSc.

    en tngenieria

    de

    Petrleos. tJniversidad Surcolombiana,

    Avenda

    Paslrana Carrera I'.

    [email protected]

    2

    Ingeniero

    de

    Petrleos.

    [Jnversidad Surcolombiana.

    Avenida Pastranq Csrrera

    ]". [email protected]

    3 PhD. en

    Ingeniera de Petrleos.

    New Mexco

    Tech, Equion Energ4

    Liit.

    gildado.osoro@equion-energia

    com

    4 MSc. en Ingeniera

    de Petrleos. Texas

    A&M Unversily,

    Equon

    Energa Lmit. ricado.gavria@equio

    -ehergia.con

  • 7/25/2019 Campo Cusiana

    4/15

    Revsta

    Ingeniera

    y

    Regin

    No.

    8 Ao

    20II

    1.

    Introduccin

    La

    caracterizacinde

    los

    yacimiens se realiza

    mediante

    diferentes

    tcnicas

    como

    interpretacin

    de

    registros,

    anlisis

    de

    ncleos,

    ssmica,

    interpretacin

    de

    pruebas

    de

    pozo,

    enffe

    otras.

    Las

    pruebas

    de

    presirt

    co-nstituyen

    una

    herramienta

    clave

    para

    la obtencin

    de los

    parmetros

    caractersticos

    de

    los

    yacimientos

    de

    hidrocarburos.

    En

    los

    ltimos

    aos

    se

    hanrealizado

    estudios

    que

    consideran

    el

    cambio

    en

    las

    propiedades

    de la

    roca (tales como

    la

    permeabilidad)

    como

    respuesta

    a

    los cambios

    de

    presin del

    yacimiento

    por

    las

    operaciones

    de

    produccin

    (Vairogs

    y

    Rhoades,

    1973). En

    la ingenierla

    de

    yacimientos

    convencionales

    estos

    cambios

    en

    las

    propi"dud.r

    de'la

    roc

    rspecto

    a

    la

    presin

    asume

    que

    el estado

    de esfuerzos

    dentro

    de

    yacimientos

    se mantiene

    ionit-t"

    con

    el tiempo.

    Por

    lo tanto,

    no hay deformacin

    de

    lamatizni

    de las

    fracturas

    naturales,

    causadas

    por

    cambios

    de

    la tensin

    durante

    la vida

    productiva

    de

    yacimientos

    (Vairogs

    et al.

    1971).

    En

    este

    caso,

    la

    dinmica

    de

    yacimientos se

    rige

    slo

    por los cambios

    en

    la

    presin

    de

    poro.

    Sin

    embargo,

    las

    observaciones

    del

    campo

    mulstran

    que la magnitud

    y

    direccin

    de

    las tensiones

    inducidas

    por

    laproduccin

    /

    inyeccin

    pueden

    cambiar

    a

    lo largo del

    yacimientos con

    el tiempo

    (Osorio

    et

    al,2008).

    Al asumir

    que las

    propiedades

    de la roca

    no varan

    respecto a

    la

    presin,

    es

    decir,

    el

    estado

    de

    los esfuerzos

    es constante

    durante

    ta viO

    aet

    yacimientos, no

    se obtiene

    un

    modelamiento

    preciso

    de

    cules

    son

    los cambios

    de

    permeabilidad

    ypor

    consiguiente

    los

    cambios

    de

    transmisibilidad

    en el

    transcurso

    del tiempo

    paraas obtener

    los

    canales

    prefernciales

    de

    flujo.

    Por

    1o

    cual

    es

    necesario

    introducir

    un

    parmetro

    llamado

    modulo

    de

    permeabilidad

    para determinar

    la disminucin

    o incremento

    de

    permeabilidad

    en

    los

    procesos

    produccin/inyecin

    y

    modelar

    los canales

    de

    preferencia

    de

    los

    fluidos

    dentro

    de

    yacimientos.

    La obtencin

    y

    anlisis

    de

    los

    mdulos

    de

    permeabilidad se

    raliza

    con

    la

    finalidad

    de

    estudiar

    los

    efectos

    que

    impactan

    al

    yacimientos

    en

    cuanto

    a

    loi cambios

    de

    permeabilidad

    en

    funcin

    de diferenciales

    de

    presin

    y lograr

    una

    quivalencia

    en incremento

    de

    transmisibiiidad,

    considerando

    las

    condiciones

    estticas

    iniciales

    del

    yacimiento

    como

    la curvatura

    de

    la superficie

    y

    proximidad

    a

    la

    falla.

    2. Metodologa

    Z.l

    Por

    qu

    la

    implementacin

    del

    mdulo

    de

    permeabilidad en el

    modelo

    numrico

    del

    Campo

    Cusiana?

    Los

    simuladores

    numricos

    de

    diferencias

    finitas

    comercial,

    generalmente

    no tienen

    en cuenta

    los

    cambios

    de

    permeabilidad en

    funcin

    de

    los

    cambios

    de

    presin, se

    deben

    utilizar

    opciones

    adicionales

    para modificar

    variables

    que

    estn

    relacionadas

    directamente

    con

    los

    cambios

    de

    permeabilidad,

    como

    es el

    caso

    de

    la

    transmisibilidad.

    Para

    el campo

    Cusiana

    se es

    necesario

    la

    implementacin

    de

    este

    parmetro

    por

    el

    aumento

    o

    disminucindelapermeabiliaddurantelosprocesosdeproduccineinyeccin(FayersyHewett,

    L992).

    En

    los

    procesos

    de

    produccin

    al

    depletar

    el

    yacimiento

    y

    extraer

    el

    fluido

    las

    fracturas

    se

    cierran

    originando

    una

    reduccin

    en

    la

    permeabilidad

    (ver

    figura

    1a),

    por

    el

    contrario

    en

    los

    procesos

    de

    inyeccin

    auentar

    la

    presin

    las

    fracturas

    se reactivan

    aumentando

    la

    permeabilidad

    en esa

    zona

    (ver

    figura 1b).

    Como

    se

    muestra

    en

    la

    Figura

    2 cuando

    el

    mdulo

    de

    permeabilidad

    (matriz

    +

    fractura)

    no

    tiene

    variacin,

    es

    decir,

    su

    valor

    es

    cero,

    no sJtiene impacto alguno

    sobr las reservas

    y

    la

    produccin'

    Cuando el

    modulo

    de

    p"r-"uilidad

    es

    diferenie

    de

    cero

    los cambios

    en

    la

    permeabilidad tiene

    un impacto

    directo

    en

    las reservas

    y

    la

    produccin

    (Rock

    Mechanics

    Schlumberger,

    2000).

    28

  • 7/25/2019 Campo Cusiana

    5/15

    Facultad

    de

    Ingeniera

    Universidad

    Surcolombiw

    I **

    Time

    tr

    {P=fi}

    Figura

    la.

    Aumento

    y

    disminucin

    de

    la

    permeabilidad

    por

    procesos de

    produccin

    e

    inyeccin.

    Figura

    lb. Cierre

    de fracturas

    en el

    proceso

    de

    produccin

    En el

    caso del

    simulador

    VIP, existe

    una caracterstica

    que relaciona

    los cambios

    de

    porosidad

    y

    permeabilidad

    en funcin

    de

    los

    cambios

    de

    presin,

    mediante

    la

    modificacin

    del

    volumen

    poroso

    y la

    iransmisibilidad

    de

    las

    celdas.

    Estos

    cambios se

    relacionan

    en

    las

    Tablas

    de

    Compactacin.

    Figura

    2. Permeabilidad

    vs

    Presin

    Las

    Tablas

    de compactacin

    relacionan

    cambios

    de

    volumen

    poroso

    y

    ffansmisibilidad

    de

    una

    celda en

    funcin

    de

    los

    cambios

    d

    presin.

    Para

    efectos

    de

    lapresente

    investigacin,

    se

    asume

    que no

    hay

    cambios

    en

    los

    volmenes

    porosos de

    cda celda,

    y

    las transmisibilidades

    calculadas

    por

    el simulador

    se

    modifican

    por

    aumentos

    o

    reducciones

    de

    presin.

    El

    grado

    de

    aumento

    o reduccin

    de la

    permeabilidad

    y por

    ende

    de

    la

    transmisibilidad,

    est

    definido

    por

    el

    Mdulo

    de

    Permeabilidad del

    sistema

    de

    aporte

    de

    fluidos

    (matriz, fractura

    o

    matnz-fractura)

    de

    la

    roca.

    Bi

    vtdulo

    de

    Permeabilidad

    es

    una

    propiedad

    que

    vara

    segn

    la

    localizacin

    en

    el

    yacimiento

    y

    segn

    el tipo

    de

    formacin

    entre

    otras

    caractersticas.

    2.2

    Deduccin

    Matemtica

    El

    coeficiente

    del

    Mdulo de

    permeabilidad

    se

    define

    como

    la variacin

    de

    la

    permeabilidad

    por unidad

    de

    cambio

    en

    lapresiny

    estadado

    por

    la

    siguiente

    expresin:

    v-

    Aunque

    la reduccin

    de la

    permeabilidad

    originada

    por

    cambios

    en

    formaciones productoras

    es pequea, esta se

    puede

    convertir

    en

    un

    factor

    produccin

    e

    inyeccin

    de

    fluidos

    (Pedrosa y

    Kikani,

    199

    1)

    L

    (AK\

    x \ap)

    (1)

    la

    presin en

    la

    mayora

    de las

    importante que contribuYe

    a

    la

    I

    h

    t)

    -

    L

    )

    (a)

    No

    inpacton

    I

    _ ry"l-? _ _

    _

    *

    rusnts&production

    I

    i+

    (b)

    Impact

    on

    reserve$

    &

    proilauion

    Iitiel

    Pernreabilif

    -8.t'

    Iur:b""

    Trandelt

    Test

    Bottom-Hole

    Pressure

    "+

    29

  • 7/25/2019 Campo Cusiana

    6/15

    Revista

    Ingeniera

    y

    Regin No.

    8

    Ao

    201I

    Integrando

    setiene:

    roP:(ilu*

    v

    I:,oP

    :

    t[,(*)

    u*

    y(P-Po)-

    r"(#)

    K

    :

    Koe-Y(LP)

    2.3

    Seleccin

    de Modulo

    de

    permeabilidad

    Promedio

    Luego

    de

    deducir

    la

    ecuacin 3 se

    procede

    a

    determinar

    el valor

    promedio

    del

    Mdulo de

    permeabilidad

    mediante

    el

    anlisis

    de

    pruebas

    de

    presin

    de

    cierre

    (built

    up)

    realizadas

    en

    el campo

    utilizando

    el

    simulador

    analtico

    ATS

    desarrollado en la

    Universidad Nacional

    de

    Medelln, es

    de

    aclarar

    que

    los resultados

    analizados

    por

    eIATS

    (Naranjo

    yArango,

    2009)

    son solo de la fase

    petrleo

    debido

    a

    unos

    inconvenientes

    presentados

    por

    el

    tipo

    de

    fluido

    de

    Cusiana, es un fluido

    supercrtico y

    sus fases no

    son

    faciles

    de

    estudiar,

    pero

    la

    interpretacin

    de

    este

    simulador

    se realiza en fase

    gas,

    petrleo y

    condensado

    y

    un control de

    calidad es

    que

    las

    tres

    interpretaciones

    suministren

    resultados

    similares. Las consideraciones

    tomadas

    para

    escoger

    las

    pruebas

    de

    presin

    ms

    representativas

    que

    pennitan

    obtener

    un

    modulo

    de

    permeabilidad

    confiable fueron las siguientes:

    .

    Se escogieron

    pruebas

    de

    presin

    que

    mostraron

    un mayor delta de

    presin (entre

    1500

    y

    3000

    psi),

    es decir,

    los mdulos

    de

    permeabilidad que

    hayan

    sentido

    mayores

    disturbios en la roca.

    .

    Los

    mdulos

    de

    permeabilidad

    no deban

    superar un error de ajuste de

    presin

    mximo del

    10%.

    .

    Se

    determinaron

    tres casos de seleccin

    para

    encontrar el Modulo

    de

    Permeabilidad

    con

    mayor consistencia:

    Caso

    I:

    Los Mdulos

    de Permeabilidad

    con

    valores

    altos

    (>

    tO')

    y

    bajos

    (