Introduccin al Mdulo

ESTUDIOS REALIZADOS Licenciatura en Ingeniera Civil en la

Universidad Privada de Santa Cruz de la Sierra.

Maestra en Ingeniera y Gestin del Gas Natural, Universidad de Oklahoma, Oklahoma, EUA.

Tesis Plan de implementacin de la Norma NB-ISO 14001:2001 en el Laboratorio de Ingeniera Civil de la Universidad Privada de Santa Cruz de la Sierra.

Tesis Efecto del flujo bifsico en el anlisis de produccin de pozos hidrulicamente fracturados en Reservorios de Gas de la formacin Barnett Shale.

PUBLICACIONES

Klinsky A, Callard J.

Anlisis de Produccin con flujo bifsico para Reservorios Hidrulicamente fracturados

SPE 152118

SPE Conferencia Tecnolgica de Fracturas Hidrulicas llevada a cabo en The Woodlands, Texas, USA, 6-8 Febrero 2012.

Kalakkadu S, Klinsky A, Callard J, Devegowda D.

Anlisis de Produccin en pozos Horizontales Multifracturados incluyendo el efecto de adsorcin, mojabilidad mixta y doble porosidad

SPE 164479-MS

SPE Simposio de Produccin y Operaciones, llevada a cabo en Oklahoma City, Oklahoma, USA, 23-26 Marzo 2013.

INTEGRIDAD ACADMICA! Objetivo

Comprender los fundamentos de la composicin de un fluido de reservorio, el clculo de sus propiedades, anlisis composicional y equilibrio de fases

Mtodo de Calificacin PRIMER CONTROL ACADMICO: 10%

SEGUNDO CONTROL ACADMICO: 20%

TERCER CONTROL ACADMICO: 20%

EXPOSICIN GRUPAL: 20%

EXAMEN FINAL ESCRITO: 30%

Fundamentos de Fluidos de Reservorios

Fundamentos de Visual Basic en MS Excel

Clculo de propiedades de las fases acuosa, lquida y gaseosa Mtodos grficos y correlaciones

Clculo composicional de propiedades de un gas natural

Modelos para la Ecuacin de Estado

Modelos para el Equilibrio de Fases

Reservorio: Estructura rocosa que contiene Hidrocarburos en el subsuelo (Yacimientos).

Diagrama de Fase: Grfica que presenta compartimiento termodinmico del cambio de estado (gaseoso, lquido).

GOR: Razn Gas y Petrleo (Gas Oil Ratio).

API: Medida de densidad (Mayor API Menor densidad)

1. Descripcin de la termodinmica de cristalizacin de slidos propios de un fluido de reservorio:

a) Incrustaciones Minerales (Sarro) b) Hidratos de Carbono c) Parafinas y Asfaltenos

2. Descripcin de ensayos de laboratorio y ejemplo del clculo de propiedades

a) Expansin a composicin constante b) Vaporizacin diferencial

3. Ejemplo de clculo de la gravedad especifica del gas natural por recombinacin

a) Tres separadores sin composicin conocida b) Dos separadores con composicin conocida

4. Ejemplo de clculo del factor z dada una composicin de gas natural utilizando la ecuacin de estado Benedict-Web-Rubin

Introduccin a Fluidos de Reservorios

El anlisis PVT es una coleccin de mtodos experimentales y numricos para determinar la interaccin de las propiedades: Presin Volumen Temperatura

Dados los valores de dos las propiedades PVT, el valor de la propiedad restante se puede determinar

Con la tripleta PVT, el anlisis PVT facilita la determinacin de otras propiedades como: viscosidad, compresibilidad, solubilidad, etc.

En general, un fluido de reservorio esta compuesto de tres fases: agua, petrleo y gas

El tipo de fluido de reservorio determina el tipo de drenaje del reservorio

El cmputo del flujo dentro del reservorio requiere: Determinar el estado del fluido, es decir, las fases

presentes en el sistema

Determinar el valor de las propiedades de cada fase presente en el sistema

Expansin monofsica del petrleo: reservorios sin casquete gaseoso inicial, a presin mayor al punto de burbuja, el empuje se da por expansin de los lquidos

Expansin del gas: el empuje es dominado por la expansin del gas que mucho mayor comparado a otras fases, al avanzar la produccin la presin cae y el gas disuelto se libera

Expansin del casquete de gas: se suma a la expansin del gas disuelto que es liberado durante la produccin

Intrusin del acufero: complementa al empuje ya que se altera el nivel de contacto con el acufero

Expansin de la roca: al disminuir la presin el volumen poroso disminuye debido a la mecnica de solidos, la columna rocosa comprime ms al reservorio.

El tipo de fluido se determina con un anlisis termodinmico de la Presin, Volumen y Temperatura

Segn el fluido, los reservorios se pueden clasificar en (McCain, 1989): Petrleo Negro, se produce petrleo rico en

queroseno, disel y lubricantes

Petrleo Voltil, el petrleo producido es comnmente denominado como liviano

Gas Retrgrado, se produce gas con condensado rico en energa calorfica

Gas Hmedo, se produce gas con condensado de bajo octanaje

Gas Seco, se produce gas sin condensado

Los reservorios Gas Retrgrado y Gas Hmedo suelen denominarse indistintamente como: Gas con Condensado

Usualmente se desea un fluido Petrleo Negro a Petrleo Voltil por los derivados del petrleo Gasolina con buen contenido de octanaje Destilacin de queroseno, disel y mezclado de Jet

Fuel

Dependiendo del mercado, se prefiere un fluido Gas Retrgrado a Gas Hmedo por los derivados del petrleo Gas Hmedo es deseado cuando se favorece al

gas natural acondicionado, GLP y materias primas de la petroqumica

Gas Retrgrado es deseado cuando se favorece al condensado enriquecedor de mezclas

Otras clasificaciones incluyen el tipo Petrleo Pesado que se caracterizan por ser muy viscosos y casi tan densos como el agua

Construir el diagrama de fases es un objetivo mayor del anlisis PVT

Mtodos experimentales y numricos

Calcular el estado del fluido de reservorio es primordial para el modelado de Reservorios

Existe una regin cncava en el plano Presin-Temperatura de un fluido de reservorio en cual gas y lquidos coexisten

Regin conocida como envolvente de fase por ser una regin cerrada delimitada por curvas

LNEAS CARACTERSTICAS

Punto de Burbuja, borde de la envolvente con fase lquida al 100%.

Punto de Roco, borde de la envolvente con fase gaseosa al 100%.

Calidad de Vapor, lneas internas de igual porcentaje de cantidad de fase gaseosa.

PUNTOS CARACTERISTICOS

Punto Crtico: convergencia de las lneas caractersticas debido a que las fases lquida y gaseosa son idnticas en naturaleza.

Cricondenbrico: presin mxima a la que gas y lquidos coexisten.

Cricondentrmico: temperatura mxima a la que gas y lquidos coexisten.

Otros nombres son petrleo ordinario o petrleo de baja reduccin de volumen

Generalmente presenta las caractersticas varias: Grado API en el stock-tank menor de 45

GOR de produccin menor a 2000 scf/stb inicialmente

Color muy oscuro si existen hidrocarburos pesados pero muy usualmente negro, tambin verdoso o marrn

Factor de volumen del petrleo inferior al 2.0 rb/stb inicialmente

Componentes heptanos y mayor con porcentaje molar mayor al 30%

(Modificado de McCain, 1989)

Pre

sin

Temperatura

Cada de Presin

% Lquidos

Separador

Petrleo Negro

Explotacin siempre mucho menor al punto critico (1 a 3)

Inicialmente todo gas esta en solucin (1)

En la superficie el gas se libera

Parte de la explotacin el reservorio consta slo de lquidos

Otros nombres son petrleos livianos o petrleo de alta reduccin de volumen

Generalmente presenta las caractersticas varias: Grado API en el stock-tank mayor a 40 GOR de produccin entre 2000 scf/stb a 3300

scf/stb inicialmente Color usualmente verdoso, tinte naranja o marrn Factor de volumen del petrleo superior al 2.0

rb/stb inicialmente Componentes heptanos y mayor con porcentaje

molar entre al 12.5% y 30%

(Modificado de McCain, 1989)

Pre

sin

Temperatura

Cada de Presin

% Lquidos

Separador

Petrleo Voltil

Comportamiento similar al Petrleo Negro.

Explotacin siempre cercana y menor al punto critico.

Mas produccin de gas en la superficie.

Durante casi toda la explotacin se tiene Lquidos y gas asociado en el reservorio.

Otros nombres son gas retrgrado con condensado o simplemente gas con condesado

Generalmente presenta las caractersticas varias: GOR producido superior a 3300 scf/stb inicialmente y

aproximadamente no mayor al 150 000 scf/stb

GOR producido superior a 50 000 scf/stb no se considera retrgrado por practicidad

Grado API del condensado en el stock-tank mayor a 40

Componentes heptanos y mayor con porcentaje molar menor al 12.5%

(Modificado de McCain, 1989)

Pre

sin

Temperatura

Cada de Presin

Punto Crtico

Separador

Gas Retrgrado

Explotacin siempre cercana y mayor al punto critico

Inicialmente todo lquido esta en solucin

En la superficie el lquido se condensa

Durante casi toda la explotacin se tiene Lquidos y gas asociado en el reservorio.

Al disminuir la presin los lquidos aumentan para luego disminuir

Otro nombre conocido es gas con condensado

Generalmente presenta las caractersticas varias: GOR producido superior a 50 000 scf/stb para

propsitos de ingeniera

GOR producido es constante

Grado API del condensado en el stock-tank mayor a 40

Componentes heptanos y mayor con porcentaje molar menor al 12.5%

(Modificado de McCain, 1989)

Pre

sin

Temperatura

Cada de Presin

% Lquidos

Separador

Gas Hmedo

Comportamiento similar al Gas Retrgrado

Explotacin mucho mayor al punto critico

Menos produccin de lquidos en la superficie

Solo gas en el reservorio durante casi toda la explotacin

Principal compuesto es el metano Las condiciones del reservorio y en la superficie

quedan fuera de la envolvente

No condensa lquidos

Componentes hexanos y mayor con porcentaje molar menor al 1%

(Modificado de McCain, 1989)

Pre

sin

Temperatura

Cada de Presin

% Lquidos

Separador

Gas Seco

Explotacin siempre mayor al cricondentrmico

Inicialmente no hay lquidos en solucin (1)

Toda la explotacin del reservorio consta slo de gas

En la superficie lquidos no se condensan

Existe produccin de agua

Pre

sin

Temperatura

Separador

Petrleo Negro

Petrleo Voltil

Separador

Gas Retrgrado

Separador

Gas Hmedo

Separador

Gas Seco

Separador

GOR

SCF/STB

PETROLEO NEGRO < 2000 < 45 < 2 40 > 2 40 N/A >

GAS HUMEDO > 50000 > 40 N/A >>

GAS SECO Infinito Infinito N/A >>>

TIPO DE FLUIDO API Bo PC

P0 P1 = Pb

P2 < Pb

PF < Pb

P0 T0

Pi

P0 P1 = PR

P2 < PR

PF < PR

P0 T0

Pi

(Dawe, 1989)

(Dawe, 1988)

(Dawe, 1988)

1. Descripcin de la entrada de datos PVT de un simulador de reservorios (ECLIPSE, CMG, IPM, etc.)

a) Modelo Black Oil b) Modelo Composicional

2. Descripcin de ensayos de laboratorio y ejemplo del clculo de propiedades

a) Expansin a composicin constante b) Vaporizacin diferencial

3. Ejemplo de clculo de la gravedad especifica del gas natural por recombinacin

a) Tres separadores sin composicin conocida b) Dos separadores con composicin conocida

4. Ejemplo de clculo del factor z dada una composicin de gas natural utilizando la ecuacin de estado Benedict-Web-Rubin

Descripcin de la termodinmica de cristalizacin de slidos propios de un fluido de reservorio:

a) Incrustaciones Minerales (Sarro)

b) Hidratos de Carbono

c) Parafinas y Asfaltenos

Integrantes:

Vladimir Verduguez

Oscar Mamani Lpez

Miguel Vaca Somoya

Alejandra Salinas Lpez

Alex Fernndez

Rosmery Gomez

Guido Orellanos.

Descripcin de ensayos de laboratorio y ejemplo del clculo de propiedades

a) Expansin a composicin constante

b) Vaporizacin diferencial

Integrantes:

Marcelo Velarde

Luis Paniagua

Luis F Vargas

Jessica H Lino Valverde

Mario Aquino Valeroso

Christian Ral Aguilar Nogales

Oscar Calla Velarde

Ejemplo de clculo de la gravedad especifica del gas natural por recombinacin

a) Tres separadores sin composicin conocida

b) Dos separadores con composicin conocida

Integrantes:

Elmer Jamira Pacci

Luis Fernando Avila Sandoval

Ivo Trcka Gosher

Alberto Zambrana Ramin

Marvin Bnuls Salvatierra

Lizeth Yovana Paredes Choque

Sueli Paola Lima

Ejemplo de clculo del factor z dada una composicin de gas natural utilizando la ecuacin de estado Benedict-Web-Rubin

Integrantes:

Marcelo Velarde

Luis Paniagua

Luis F Vargas

Jessica H Lino Valverde

Mario Aquino Valeroso

Christian Ral Aguilar Nogales

Oscar Calla Velarde