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METODOLOGÍA PARA REALIZAR BALANCE DE MATERIA, BASE PARA LA PREDICCIÓN
DEL COMPORTAMIENTO DEL YACIMIENTO (MODELO ANALÍTICO TIPO TANQUE)
Categoría Principal: Yacimientos
Categoría Secundaria: Simulación Analítica
Ing. Francisco Reyes Alanís
M.I. Raul Barrón Torres
M.I. Alfredo León García
DESCRIPCION
Entre los objetivos del área de Ingeniería de
Yacimientos se encuentran: desarrollar,
mejorar o innovar metodologías que permitan
estimar dinámicamente las características del
yacimiento como son; la comprensibilidad
efectiva de sistema y los volúmenes originales de aceite (N) y Gas (G), considerando los
mecanismos de producción en el yacimiento
y un diagnóstico de flujo para identificar los
periodos donde es aplicable el concepto de
balance de materia. Una vez ajustado el
modelo de balance de materia se pueden
estimar los pronósticos de producción del
yacimiento; la limitante intrínseca de estos
pronósticos es que se obtienen de un modelo
analítico de dimensión cero (tipo tanque).
El proceso que se plantea en esta metodología es:
 Análisis y validación de la información.
(historias de presión y producción, propiedades de los fluidos).
 Identificación de los mecanismos de
producción.
 Diagnóstico de flujo pseudo-estacionario.
 Aplicación de la Ecuación de Balance de
Materia.
 Estimación de resultados.
 Ajuste de historia de presión.
 Elaboración de Pronósticos de Producción
APLICACION
El método de balance de materia es aplicable
cuando el yacimiento cuenta ya con una
historia de presión y producción; sin embargo
actualmente no hay una regla establecida
que indique cual es el mínimo de información
requerida, o a partir de cuándo es recomendable aplicarlo, además de que no se realiza
una comprobación para asegurar que los
parámetros utilizados en la ecuación de
balance de materia sean los correctos.
La aplicación de la ecuación de balance de
materia y los parámetros a utilizar en la
ecuación deben estar congruentes con el tipo
de yacimiento y del mecanismo de producción predominante (aceite saturado o bajo
saturado, gas y condensado o gas seco,
acuífero, inyección de fluidos, etc.).
Con esta nueva metodología, se puede
definir cuándo es aplicable el balance de
materia mediante una gráfica de diagnóstico
para determinar el flujo pseudo-estacionario
en el yacimiento, así como determinar la
compresibilidad efectiva, el tamaño del
acuífero, la entrada de agua y el volumen
original de hidrocarburos, realizar una
comprobación que reproduzca el comportamiento histórico de presión del yacimiento y
finalmente estimar los pronósticos de producción del yacimiento. Para este último
punto es recomendable utilizar algún software comercial de Balance de Materia, ya que
se tendrá una mayor capacidad de análisis y
rapidez en los resultados.
RESULTADOS
Entre los resultados que se pueden mencionar con la aplicación de esta metodología se
encuentran los siguientes:
• Estimar con mayor precisión el volumen
original de hidrocarburos utilizando un
método dinámico así como determinar la
compresibilidad del sistema (incluyendo
medios fracturados), la entrada de agua y la
caracterización del acuífero asociado.
• Contar con una herramienta confiable y
sencilla que pueda ser manejada por los
ingenieros de yacimientos, y que sirva como
base para el entendimiento del comportamiento del yacimiento, antes de usar algún
software comercial para la aplicación del
balance de materia.
• Optimizar el desarrollo del campo en cuanto
al número de pozos y las dimensiones de la
infraestructura en superficie, al tener un dato
del volumen original de hidrocarburos
confiable.
Esta metodología se comenzó a emplear en
el año 2003, principalmente para la estimación de volúmenes originales de hidrocarburos, desde entonces ha estado operando
exitosamente en los Activos de PEP: Abkatún-Pol Chuc, Bellota-Jujo, Muspac, Samaria
– Luna, Macuspana, Ku-Maloob-Zaap,
Veracruz, Poza Rica – Altamira
El empleo de un software comercial, una vez
ajustado el modelo de balance de materia
con la metodología propuesta, le da más
versatilidad al empleo de Balance de Materia
al poder estimar pronósticos de producción
de manera relativamente rápida.
CONCLUSIONES
Se plantea una metodología práctica que
propone la utilización de modelos analíticos y
de gráficas especializadas, con el fin de
estimar con mayor precisión el volumen
original de hidrocarburos de un yacimiento;
así como la compresibilidad del sistema y
características del acuífero asociado. Una
vez ajustado el modelo de balance de
materia estimar los pronósticos de producción mediante un software comercial.
REFERENCIAS
• Red de Expertos en Ingeniería de Yacimientos: “Nueva Metodología para Realizar
Balance de Materia”, 2005
• Craft and Hawkins.: “Applied Petroleum
Reservoir Engineering”, 1990
• Tarek Ahmed: “Advanced Reservoir
Engineering”, 2005
CAMPO CARDENAS JSK
MECANISMO DE ENTRADA DE AGUA
500
m1 f (N, Eo, Ef,w)
Py
400
m2 f (N, Eo, Ef,w, We)
Pb
Wei = 605 MMbls a c y
Jaq = 111 bls/dia-psia
m3 f (N, Eo, Ef,w, We, Gna)
We = 247 MMbls a c y (Junio/2004)
We MMbls a c y
Pi
300
200
EBM
FETKOVICH
Np
100
Figura 1. Estimación de los mecanismos de producción
0
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
00
01
02
03
04
05
06
TIEMPO AÑOS
Log Np p
Np
1
Figura 4. Estimación de la entrada de agua al yacimiento
pss2 N y Cte(We)
1
10000
Hist. de Presión
1
166750
EBM
pss1 N y Cef,w
Log Np
Figura 2. Estimación de los periodos de flujo pseudo-estacionario
8000
133400
7000
100050
6000
66700
5000
33350
4000
Qo (BPD)
Qo
Py (PSIA)
1
9000
0
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
00
01
02
03
04
05
06
TIEMPO AÑOS
(Bo - Boi)
Figura 5. Ajuste de la historia de presión con el Balance de Materia
1
Boi(Pi - Py)
N
HISTORIA DE
PRESIÓN-PRODUCCIÓN
NpBo
Cef,w
PROPIEDADES DE
LOS FLUIDOS
Boi(Pi - Py)
MECANISMOS
DE PRODUCCIÓN
DIAGNÓSTICO
DE FLUJO
EXPANSIÓN
ROCA - FLUIDOS
ENTRADA DE AGUA
CASQUETE DE GAS
EBM
EBM
EBM
N y Cef,w
N y cte(We)
We
Gna
Na
cte(We)
MODELO DE ACUÍFERO
Wei y J
Np
Figura 3. Estimación de la compresibilidad efectiva del sistema Cef,w,
cte(We) y del volumen original de aceite (N)
AJUSTE DE HISTORIA DE PRESIÓN
Estimación de Pronósticos de
Producción
Figura 6. Diagrama de flujo de la metodología para realizar Balance
de Materia y Pronósticos de Producción