Caracterizacion e identificasion del mecanismo de empuje de los yacimientos mediante los balance de materiales

ECUACIÓN DE BALANCE DE MATERIALES

El concepto de la ecuación de balance de materiales fue presentado por Schilthuis, en 1941. Ha sido considerada como una de las herramientas básicas de la ingeniería de yacimientos para la interpretación y predicción del funcionamiento de un yacimiento. Dicha ecuación, permite estimar el volumen de hidrocarburos original en sitio, predecir el comportamiento yrecobro final de los yacimientos, especialmente los que producen por gas en solución o depleción, así como también predecir los factores de recobro dependiendo de los tipos de mecanismos de empuje primarios o naturales ya mencionados en artículos anteriores en el blog. En su forma más simple se tiene:

Volumen inicial = volumen remanente + volumen removido


Seguidamente, existen ciertasconsideraciones que deben cumplirse fundamentalmente para aplicar balance de materiales, ellas son:
Presión uniforme en todo el yacimiento.
El PVT es representativo del yacimiento.
Equilibrio termodinámico entre el gas y el petróleo a presión y temperatura de yacimiento.

Deducción de la ecuación de Balance de materiales (EBM):

Cabe recordar que el volumen de petróleo en sitio, está dado por:Ahora, si se trata al espacio poroso del yacimiento como un contenedor ideal, como el que seguidamente se muestra, se puede estudiar haciendo un balance volumétrico:



Mecanismos de producción

En el campo petrolero cuando nos referimos a producción, siempre estaremos considerando la construcción de modelos dinámicos que permitan conocer el comportamiento de los fluidos contenidosen las rocas, cuantificar los volúmenes de hidrocarburos, cuánto de éstos son recuperables y por lo tanto tomar decisiones acerca de los procesos o mecanismos a emplear para extraer de manera exitosa e interesada el petróleo y gas o ambos en combinación. Este éxito va a depender más que de un potencial humano, de la tecnología que pueda ofrecerse en el competente mercado y lo más importante, nosólo que esté disponible sino además asequible.
Así que, la producción de los hidrocarburos no parece en la mayoría de las veces un proceso sencillo, es por ello que se invoca la suma importancia de los datos de PVT para la aplicación de una ecuación que permite cuantificar los efectos de los mecanismos de producción a medida que ocurre la declinación de la producción o vaciamiento. Esta ecuación esdenominada Ecuación de Balance de Materiales y se expresa a continuación:

Vaciamiento = ∑ Mecanismos de Producción

mecanismos de producción:

Compresibilidad de la roca y de los fluidos.
Liberación de gas en solución.
Segregación gravitacional.
Empuje por capa de gas.
Empuje hidráulico.
Inyección de fluidos.
Compresibilidad de la roca y de los fluidos

Cuando la presión internadel fluido en los poros de una roca yacimiento, acostumbrada a ser sometida a la presión de las capas suprayacentes por la acumulación constante de sedimentos, se reduce, ocurre que el volumen total de la roca disminuye mientras que el volumen de la matriz mineral o material sólido aumenta, tendiendo a reducir por consiguiente la porosidad. Esto ocurre debido a la compresibilidad de la roca, cuandoes sometida a una reducción de presión, la misma va a expandirse hacia la zona de menor esfuerzo y en este caso de trata hacia el poro.

Mientras que los fluidos, sin importar citar alguno en particular, se expanden, aumentando su volumen. Para calcular este volumen total hacemos uso de la siguiente ecuación, siempre considerando que el yacimiento se encuentra por encima de la presión deburbuja:

V = Vi*[1+ c*(Pi - P)]; donde c es la compresibilidad del fluido.

C = - dV/(V *dp)

Y si se quiere expresar en factor volumétrico de formación de petróleo:
βo = βi*[ 1 + c*∆P] ;
Los gases están gobernados por una ecuación de estado, así que su compresibilidad será dada de la siguiente manera:
Cg = (1/P) - (dZ/Z*dP)
Liberación de gas en solución:
 Empuje por gas en solución,...