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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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Conceptos Bsicos de Ingeniera de
Yacimientos Petroleros
Concepto Descripcin Grafico
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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Conceptos Bsicos de Ingeniera de
Yacimientos Petroleros
Concepto Descripcin Grafico
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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Conceptos Bsicos de Ingeniera de
Yacimientos Petroleros
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.