Formulario Reservorios

8/10/2019 Formulario Reservorios

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Universidad Mayor de San Andrs Ingeniera de Reservorios I (PET 204)

Facultad de Ingeniera

Ingeniera Petrolera

Mauricio Alejandro Arteaga Soruco

INGENIERA DE RESERVORIOS I

La ingeniera de reservorios es laaplicacin de principios cientficos y

estudios del comportamiento esttico ydinmico de los reservorios para

desarrollar y producir hidrocarburos de

tal forma que se obtenga un recobro

eficiente

Al igual que un mdico es responsable de su paciente, el ingeniero reservorista es responsable del reservorio, incluso,

desde antes de ser producido, durante su produccin y hasta su finalizacin; el reservorista debe conocer el

comportamiento presente y futuro del reservorio, identificar sntomas, y corregir problemas mediante un monitoreo

constante, todo con el objetivo de extender al mximo la vida productiva del reservorio bajo condiciones

econmicamente rentables y operativas.

CLASIFICACIN DE RESERVORIOS

EL DIAGRAMA DE FASES.- El diagrama de fases Presin vs Temperatura es la representacin grfica del

comportamiento de fases de un sistema multicomponente con una composicin dada, como es el caso de sistemas

de gas y petrleo. A continuacin se dan algunos trminos utilizados en el diagrama.

TR= Temperatura del reservorio (TY)

PR= Presin del reservorio (PY)

PiR= Presin inicial del reservorio

TS= Temperatura a condiciones de separador en

superficie.

Tc= Temperatura del punto critico

Pc= Presin del punto critico

TCB= Temperatura cricondenbrica

PCB = Presin cricondenbrica (Mxima P a 2

fases)

TCT = Temperatura cricondentrmica (Mxima T

a 2 fases)

PCT= Presin cricondentrmica

TB= Temperatura del punto de burbuja.

PB= Presin del punto de burbuja.

TD= Temperatura del punto de roco.

PD= Presin del punto de roci.


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CLASIFICACIN DE ACUERDO A LAS CONDICIONES DEL FLUIDO

Reservorios de petrleo T

R

< T

C

Petrleo Subsaturado PR> PB

Petrleo Saturado PR= PB

Petrleo Sobresaturado o conCasquete de Gas.

PR< PB

Tipo Diagrama de fases

RGP

scf/STB) API

Bo

rb/STB)

Caractersticas

Petrleo de

bajo

encogimiento

Menor a 200 Menor a

35

Menor 1,24

(min 1)

Curvas de

calidad prximas

a la curva de

puntos de roci

Bajo

encogimiento

de lquido (alta

recuperacin de

lquido, mayor a

50%, hasta 85%)

Petrleo

Negro 200 - 700 15-40 1,24 a 1,25

Curas de calidad

equidistantes

Curva de

encogimientoprxima a una

recta excepto a

presiones bajas

(recuperacin

aprox 50%)


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Petrleo de

alto

encogimiento

voltil)

2 000

3 200

45-55 Mayor a

1,25(menor a 2)

Curvas de

calidad prximas

a la curva de

puntos de

burbuja

Altoencogimiento

lquido (baja

recuperacin de

lquido menor al

50%)

Petrleo

cercano al

critico

Mayor a3 000 50-55

Mayor oigual a 2,0

La TRes prxima

a la TC

Ante una

disminucin depresin muy

poco por debajo

de la PBse

produce un

encogimiento

de casi un 40%

Reservorios de gas T

R

> T

C

Tipo Diagrama de fases

RGP

scf/STB) API

Caractersticas

Gas de

condensacin

retrograda

8 000

70 000

Mayor a

50

La TRcae entre la TCy la

TCT

Con la cada de presin

debajo del punto de

roci parte del gas se

condensa ingresando a

la regin de 2 fases.

El volumen condensado

puede llegar hasta un

19 %


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Gas hmedo

60 000 100

000

Mayor a

60

A condiciones de

separador el fluido

ingresa a la regin de 2

fases obtenindose un% de lquido en

superficie.

Gas seco

Mayor a 100

000 --------

A condiciones de

superficie el fluido

permanece en estado

gaseoso y la

recuperacin liquida esnula o despreciable.

CLASIFICACIN DE ACUERDO AL MECANISMO DE PRODUCCIN

Hidrulico, cuando se presenta agua proveniente de un acufero adyacente.

Gas en Solucin Los fluidos gaseosos ayudan a producir la fase lquida cuando el gas intenta liberarse del seno

del crudo.

Capa de gas (No hay distribucin uniforme de los fluidos)

Expansin lquida y de roca (hasta el punto de burbuja)

Gravedad o segregacin gravitacional, el cual es comn en yacimientos con espesor considerable y que tienen

buena comunicacin vertical o en yacimientos que tienen alto buzamiento pues permiten la migracin del gas a

la parte superior de la estructura.

Combinado

En yacimientos gasferos se tiene deplecin o expansin gaseosa


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GOR = Gas Oil Relationship (Relacin gas-petrleo)

WP= Produccin acumulada de agua.

CLASIFICACIN DE ACUERDO A LA GEOLOGIA

CLASIFICACIN DE ACUERDO A LA COMPOSICION DEL HIDROCARBURO.

Hidrocarburos parafnicos llamados tambin hidrocarburos saturados o de la serie parafnica o aliftica, son

qumicamente estables. Esta serie incluye los hidrocarburos de cadena abierta, como el butano, y los hidrocarburos de

cadena ramificada, como el isobutano.

Un petrleo crudo compuesto en su mayor parte de hidrocarburos saturados.

Serie parafnica CnH2n+2

Hidrocarburos naftnicos tienen una estructura de anillo o de ciclo sin doble enlace. Por consiguiente, poseen

propiedades similares a los parafnicos y son qumicamente estables.Serie naftnica CnH2n

Hidrocarburos aromticos o de la serie de bencnica, son hidrocarburos de cadena cerrada no saturada. Estos

compuestos son de doble enlace y qumicamente activos oxigenndose rpidamente.

Serie aromtica o benzoica CnH2n 6


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PROPIEDADES DE LOS COMPONENTES

INDIVIDUALES

El gas y el petrleo son mezclas de componentes individuales (hidrocarburos), los cuales se presentan en grandesrangos de composicin, donde tpicamente el gas contiene mayores cantidades de hidrocarburos livianos (C1, C2.)

con respecto a los lquidos (petrleo y condensados). A continuacin se dan algunas composiciones de mezclas tpicas

(en %) (Estas composiciones son solo de referencia).

Componente Gas seco Gas hmedo Gas condensado Petrleo voltil Petrleo Negro

C1 96 90 75 60 48C2 2 3 7 8 3C3 1 2 4,5 4 2

iC4nC4 0,5 2 3,0 4 1,5iC5nC5 0,5 1 2,0 3 1

C6 - 0,5 2,5 4 1,5C7+ - 1,5 6 17 43MC7+ - 115 125 180 225

COMPONENTES PUROSEs importante conocer las propiedades de aquellas sustancias puras que componen al gas y petrleo. Muchas

propiedades caractersticas se las pueden encontrar tabuladas. Por ejemplo, A continuacin se dan algunas

propiedades de algunos componentes comunes del gas y condensado. (De GPSA)


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As tambin se dispone de correlaciones de diversos autores:

(Referencia: Reservoir Engineering HandbookAhmed Tarek)

= any physical property

n= number of carbon atoms

a1a5 coefficients of the equation = specific gravity of the fraction

M = molecular weight

Tc = critical temperature, R

Pc = critical pressure, psia

Tb = boiling point temperature, R

T = () acentric factor

Vc = critical volume, ft3/lb

PSEUDO-COMPONENTE PESADO.-Tanto el petrleo y el gas producido de los campos presentan una fraccin indefinida, en la cual se incluyen a los

componentes ms pesados de la mezcla, conocida como fraccin plus; como ser el C7+

(mezcla de C7 y ms

pesados) o el C6+ (mezcla de C6 y ms pesados). Por lo tanto las propiedades de esta fraccin no pueden ser

calculadas como un si fuera UN componente puro, es por ello que se tienen las siguientes correlaciones:


= any physical property of the fraction +

af = constants for each property

= specific gravity of the fraction

M = molecular weight of the fracction +



Tb = boiling point temperature, R

Vc = critical volume, ft3/lb

Correlacin de Ahmed en base adatos de Katz-Firoozabadi

Correlacin de Riazi and Daubert


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FACTOR ACNTRICO.-El factor acntrico (T) es un parmetro necesario para calcular el factor de compresibilidad crtico de un gas, ste

mide la desviacin en la presin de vapor de un compuesto, respecto a gases nobles como el criptn, xenn y argn

(tambin llamados fluidos simples) para los cuales el factor acntrico toma el valor de cero. Muchas veces para evitan

confusiones entre el factor acntrico y la temperatura, se utiliza la letra .

T = () acentric factor



Tb = normal boiling point, R


Correlacin de Edmister

Mtodo para calcular Zc EcuacinHaugen

Reid, Prausnitz, and Sherwood

Salerno, et al.

Nath


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PROPIEDADES FSICAS DEL MEDIO POROSO

POROSIDAD

La porosidad (absoluta) se define como la relacin entre el volumen poral y el volumen

total de la roca, es decir:

Porosidad (fraccin)

Vp = volumen poroso (huecos) Vt = volumen total de la roca

Vs = volumen de slidos (granos)

Porosidad promedioponderado

x puede ser rea, volumen o espesor.

NOTA: la porosidad efectiva es aquella que considera nicamente el volumen poral de los poros interconectados.

SATURACIN DE FLUIDOS

Es la relacin que expresa la fraccin de un fluido que satura el medio

poroso. Si son conocidas dicha fraccin y la extensin del volumen poral se

puede, volumtricamente, determinar cunto fluido existe en la roca.

En un reservorio los poros se encuentran ocupados por agua connata,

adherida a los granos de roca, y el resto del espacio poral, por hidrocarburos

(gas, petrleo, o ambos).

Saturacin de un fluido

VF= volumen del fluido

VO= volumen de petrleo SO= saturacin de petrleo

VG= volumen de gas SG= saturacin de gas

VW= volumen de agua SW= saturacin de agua

PERMEABILIDADLa permeabilidad absoluta representa la facilidad del medio poroso para permitir

el flujo de fluidos. Tambin es la constante de proporcionalidad (K) de la ecuacin

de la ley de Darcy, la cual describe el flujo a travs de un medio poroso.

dx

dpk-=u

Permeabilidad relativa deun fluido

KF= permeabilidad efectiva de un fluido en el medio poroso saturado por ms de

un fluido (petrleo/gas/agua)

K = permeabilidad absoluta de la roca.


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MOVILIDADEs la relacin que existe entre la permeabilidad efectiva y la viscosidad de un fluido.

Movilidad

Relacin de movilidad

F1= movilidad de fluido desplazante

F2= movilidad de fluido desplazado

= viscosidad del fluido

VOLUMEN DE LA ROCA RESERVORIO

Conociendo las reas enceradas por dos contornos sucesivos de la

estructura que forman un espesor uniforme, el volumen del prisma

formado se calcula por mtodos geomtricos y el volumen de la

roca se calcula por la sumatoria de los prismas sucesivos.

h = espesor entre dos planos horizontalesA = rea encerrada por la curva ispaca

VOLMENES ORIGINALES IN SITU

Es la cantidad total de hidrocarburos que se encuentran

almacenados en los poros el reservorio.

El mtodo volumtrico para el clculo del VOIS es:

Volumen de un trapezoide

Si An/An-1 > 0,5

Volumen de una pirmidetruncada Si An/An-1 < 0,5

( )


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VOIS de petrleo (STB)

VOIS de gas (casquete)(scf)

Volumen de gas disuelto

(scf)

V = volumen de la roca que contiene al hidrocarburo (Acre-pie)

BO= factor volumtrico de formacin del petrleo (rb/STB)

BG= factor volumtrico de formacin del gas libre en el casquete (rcf/scf)

RS= relacin de solubilidad de gas en el petrleo (scf/STB)

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