COMPORTAMIENTO DE AFLUENCIA DE FORMACIONES PRODUCTORA

Un yacimiento es una reserva natural de hidrocarburo esta acumulado puede o no puede estar en contacto con agua y poseer caractersticas qumicas, fsicas y geolgicas propias. El movimiento de los fluidos comienza en el yacimiento a una distancia del pozo donde existe un valor de presin y viaja a travs del medio poroso hasta llegar a la cara de la arena o radio del hoyo, en este mdulo el fluido pierde energa en la medida que el medio sea de baja capacidad del flujo presente restricciones en la cercanas del hoyo y el fluido ofrezca restricciones al fluir. Para realizar una prediccin del comportamiento del fluido en el medio poroso a travs del tiempo se debe considera la composicin de los fluidos presente, las condiciones de presin y temperatura para establecer si existe flujo simultaneo de petrleo, agua y gas. En algunos casos poseen caractersticas que son fciles de determinar por lo cual se recurre al modelo matemtico de yacimiento. La representacin grfica de la energa con la cual en el yacimiento entrega a los fluidos al pozo, en trminos de presin fluyente en el pozo; en funcin de la tasa de produccin, representa la llamada curva de relacin del comportamiento de afluentes y se conoce ms comnmente como la curva de IPR. Su determinacin para pozos de petrleo, es extremadamente importante en el anlisis de sistema de produccin. Los procedimientos usados por los ingenieros en produccin, como mtodos abreviados para la preparacin de las curva IPR. Cuando se dispones de modelo de simulacin numrica de yacimiento, estos debern ser utilizados en lugar de los mtodos o procedimiento abreviados.

El IPR (Inflow performance Relationship)

Este se define como la relacin funcional entre el caudal de produccin y la presin dinmica de fondo. Gilbert, en 1954 fue el primero en proponer esta relacin. El IPR se define en el rango de presin desde la presin promedia de Reservorio y la presin atmosfrica. El caudal correspondiente a la presin atmosfrica, como presin dinmica de fondo, se define a flujo potencial completamente abierto al pozo (Qmax), mientras que el caudal a la presin promedio del reservorio en fondo, es siempre cero.

La correcta estimacin de IPR es clave para poder estudiar el comportamiento del sistema de produccin; si no se estima en forma confiable, cualquier esfuerzo por optimizar la produccin del pozo a travs de tcnicas de levantamiento artificial tiene posibilidades de xito limitado.

La curva IPR es la representacin grfica de las presiones fluyentes, Pwfs, y las tasas de produccin de lquido que el yacimiento puede aportar al pozo para cada una de dichas presiones. Es decir para cada Pwfs existe una tasa de produccin de lquido ql, que se puede obtener de la definicin del ndice de productividad:

Obsrvese que la representacin grfica de Pwfs en funcin de ql es una lnea recta en papel cartesiano. La IPR representa una foto instantnea de la capacidad de aporte del yacimiento hacia el pozo en un momento dado de su vida productiva y es normal que dicha capacidad disminuya a travs del tiempo por reduccin de la permeabilidad en la cercanas del pozo y por el aumento de la viscosidad del crudo en la medida en que se vaporizan sus fracciones livianas.

DIAGRAMA ESQUEMTICO DE FLUJO RADIAL

El movimiento del petrleo hacia el pozo se origina cuando se establece un gradiente de presin en el rea de drenaje dado que la distribucin de presin cambia a travs del tiempo es necesario establecer lo distintos estados de flujo que pueden presentarse en el rea de drenaje al abrir a produccin un pozo.

ndice de productividad: Se define como a la relacin existente entre la tasa de produccin y el diferencial entre la presin del yacimiento y la presin fluyente en el fondo del pozo.

Escala tpica de valores del ndice de productividad en bpd/lpc:Baja productividad: J < 0,5 Productividad media: 0,5 < J < 1,0 Alta Productividad: 1,0 < J < 2,0 Excelente productividad: 2,0 < J

Los Estados de flujo dependen de cmo es la variacin de la presin con tiempo; Existen tres estados de flujo:

Flujo No-Continuo o Transitorio (Unsteady State Flow): Es el flujo donde la distribucin de presin a lo largo del rea de drenaje cambia con tiempo inicialmente se presenta cuando se abre a produccin un pozo que se encontraba cerrado o viceversa. La medicin de la presin fluyente en el fondo del pozo durante este perodo es de particular importancia para las pruebas de declinacin y de restauracin de presin, cuya interpretacin a travs de soluciones de la ecuacin de difusividad, permite conocer parmetros bsicos del medio poroso. El flujo de Transicin entre estados de flujo luego de un periodo de flujo ocurre una transicin hasta alcanzarse una estabilizacin pseudo-estabilizacin de la distribucin de presin a lo largo del rea de drenaje no cambia con el tiempo se presenta cuando se estabiliza la distribucin de presin en el rea de drenaje de un pozo perteneciente a un yacimiento suficientemente grande o asociado a un acufero de tal forma que en el borde exterior de dicha rea existe flujo para mantener constante la presin.

Flujo Continuo o Estacionario (Steady State Flow): la distribucin de presin a lo largo del rea de drenaje no cambia con tiempo. Se presenta cuando se estabiliza la distribucin de presin en el rea de drenaje de un pozo perteneciente a un yacimiento lo suficientemente grande, asociado a un gran acufero, de tal forma que en el borde exterior de dicha rea existe flujo para mantener constante la presin. En este perodo de flujo el diferencial de presin a travs del rea de drenaje es constante y est representado por la diferencia entre la presin en el radio externo de drenaje, Pws a una distancia re del centro del pozo, y la presin fluyente en la cara de la arena, Pwfs a una distancia rw radio del pozo; ambas presiones deben ser referidas a la misma profundidad y por lo general se utiliza el punto medio de las perforaciones caoneo. Para cada valor de este diferencial (Pws-Pwfs), tradicionalmente conocido como Draw-down, se establecer un caudal de flujo del yacimiento hacia el pozo. La ecuacin de Darcy para flujo radial que permite estimar la tasa de produccin de petrleo que ser capaz de aportar un rea de drenaje de forma circular hacia el pozo productor bajo condiciones de flujo continuo.

La integral de la ecuacin puede simplificarse para yacimientos sub-saturados con presiones fluyentes en el fondo del pozo, Pwfs, mayores que la presin de burbuja, Pb. despus de resolver la integral y evaluar el resultado entre los lmites de integracin, quedar simplificada de la siguiente manera:

Se puede obtener el ndice de productividad, despejando la relacin que define al J, es decir:

Flujo Semi-continuo (Pseudo-steady State Flow): Es un tipo de flujo donde la distribucin de presin a lo largo del rea de drenaje cambia con tiempo pero a una tasa constante, (dP/dt = cte). Se presenta cuando se seudo-estabiliza la distribucin de presin en el rea de drenaje de un pozo perteneciente a un yacimiento finito de tal forma que en el borde exterior de dicha rea no existe flujo, bien sea porque los lmites del yacimiento constituyen los bordes del rea de drenaje o porque existen varios pozos drenando reas adyacentes entre s.

La ley de Darcy para flujo semicontinuo es las siguientes:

Se puede obtener el ndice de productividad, despejando la relacin que define al J, es decir:

Para considerar la forma del rea de drenaje se sustituye en la ecuacin el trmino Ln (re/rw)" por Ln (X) donde X el factor de forma inducida por Mathews & Russel, el valor de X incluye el factor de forma de drenaje con distintas posiciones relativa del pozo en dicha rea desarrollado por Dietz en 1965.

EFICIENCIA DE FLUJO (EF)

Cuando no existe dao (S=0) el ndice J reflejar la verdadera productividad del pozo y recibe el nombre de Jideal y en lo sucesivo se denotara J para diferenciarlo del ndice real J. Se define eficiencia de flujo a la relacin existente entre el ndice de productividad real y el ideal, matemticamente: