Exposicion 3 - Comportamiento de Afluencia (2.1.3)

ACEITE BAJO-SATURADO PRESENTA: GUSTAVO MOSQUEDA PALMA JOSÉ CARLOS RAMÍREZ AGUILAR LUIS IGNACIO MATOS LLANOS JOAQUÍN RODRÍGUEZ SOLIS JOEL ALFREDO CATALAN BROCA

CONTENIDO 2.1.2. POZOS EN YACIMIENTOS DE ACEITE BAJO-SATURADO • Yacimiento De Aceite Bajo-Saturado • Índice De Productividad • Índice De Productividad Especifica • Método De La Determinación De La Capacidad Productora (IPR) • Eficiencia De Flujo • Potencial Del Pozo

DESCRIPCION DE UN YACIMIENTO DE ACEITE BAJO SATURADO

DESCRIPCION DE UN YACIMIENTO DE ACEITE BAJO SATURADO • Un aceite bajo saturado es el que a las condiciones de presión y temperatura a la que se encuentra, es capaz de disolver más gas. • Los yacimientos de aceite bajo saturado son aquellos cuya presión original es mayor que la presión de saturación, también conocida como presión de burbujeo (pb). Arriba de ésta presión todo el gas presente está disuelto en el aceite (yacimiento de aceite y gas disuelto).

DESCRIPCION DE UN YACIMIENTO DE ACEITE BAJO SATURADO

DESCRIPCION DE UN YACIMIENTO DE ACEITE BAJO SATURADO

DESCRIPCION DE UN YACIMIENTO DE ACEITE BAJO SATURADO

ÍNDICE DE PRODUCTIVIDAD IPR (Inflow Performance Relationship) o Relación de comportamiento de Afluencia

Curvas de Afluencia

Fuente: http://www.artchinanet.com/oil/oil-production-schematic

El índice de productividad es un intento para encontrar una función simple que relacione la capacidad de un pozo para aportar fluidos a un determinado abatimiento de presión. Derivada a partir de la Ley de Darcy para flujo radial estacionario y un sólo fluido incompresible.

Fuente: http://www.sapiensman.com/neumatica/neumatica_hidraulica2.htm

T.V Moore Pwf

Pws

La relación del gasto de producción y el abatimiento de la presión se denomina índice de productividad (IP  J). Fuente: http://yacimientosdehidrocarburos.blogspot.mx/2014/09/yacimientos-de-hidrocarburos.html

𝑞𝑜 𝐽 = 𝐼𝑃 = 𝑃𝑤𝑠 − 𝑃𝑤𝑓

𝑏𝑙 @𝑐. 𝑠 𝑑𝑖𝑎 ………………………1 𝑙𝑏 𝑝𝑔

Despejando a Pwf de la ecuación 1

𝑃𝑤𝑠 − 𝑃𝑤𝑓 𝐽 = 𝑞𝑜 … … … … … … . … … 2

𝑃𝑤𝑠 − 𝑃𝑤𝑓

𝑃𝑤𝑓

𝑞𝑜 = …………………………3 𝐽

𝑞𝑜 = 𝑃𝑤𝑠 − … … … … … … … … … … .4 𝐽

𝑇𝑎𝑛 𝜃 =

𝑂𝐵 𝐽𝑃𝑤𝑠 = = 𝐽 = 𝐼𝑃 … … … . . 5 𝑂𝐴 𝑃𝑤𝑠

Fuente: Capitulo 2; comportamiento de afluencia.

IP=CTE solo si el yacimiento es bajosaturado o cuando el yacimiento esté sometido a empuje hidráulico con pwf > pb

Cuando Pwf es menor que Pb 𝑑𝑞 𝐽 = 𝐼𝑃𝑅 = 𝑇𝑎𝑛 𝜃 = − … … … .6 𝑑𝑝𝑤𝑓 Considerando el efecto de las propiedades del yacimiento y apoyándose en la ecuación de Darcy para flujo radial. 𝑞𝑜 =

7.08𝑘𝑎 𝑘𝑟𝑜 ℎ(𝑝𝑒 − 𝑝𝑤𝑓 ) …………7 𝑟𝑒 𝜇𝑜 𝐵𝑜 𝑙𝑛 𝑟𝑟𝑤

Sustituyendo qo en la ecuación 1 𝐽 = 𝐼𝑃 =

7.08𝑘𝑎 𝑘𝑟𝑜 ℎ(𝑝𝑒 − 𝑝𝑤𝑓 ) 𝑞𝑜 = … … .8 𝑃𝑤𝑠 − 𝑃𝑤𝑓 𝜇 𝐵 𝑙𝑛 𝑟𝑒 (𝑃 −𝑃 ) 𝑜 𝑜 𝑤𝑠 𝑤𝑓 𝑟𝑟𝑤

Eliminando términos semejantes. 𝐽 = 𝐼𝑃 =

7.08𝑘𝑎 𝑘𝑟𝑜 ℎ …………9 𝑟𝑒 𝜇𝑜 𝐵𝑜 𝑙𝑛 𝑟𝑟𝑤

Fuente: Capitulo 2; comportamiento de afluencia.

MÉTODO DE LA DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD PRODUCTORA (IPR) • Beggs (1991) señaló que al aplicar el método de Vogel para los yacimientos bajosaturados, se tiene dos resultados posibles de los datos de prueba de flujo registrados que deben ser considerados, como se muestra esquemáticamente en la siguiente Figura: (1) La presión de fondo fluyendo registrada es mayor o igual que la punto de burbuja, es decir, pwf ≥ pb. (2) La presión de fondo fluyendo registrada es menor que el punto Presión, es decir, pwf < pb. Figura. Datos de prueba de flujo estabilizado

estabilizada presión de estabilizada de burbuja

Caso 1 pwf ≥ pb. Beggs describió el siguiente procedimiento para determinar el IPR cuando la presión estabilizada en el fondo del pozo es mayor o igual a la presión del punto de burbuja: • Paso 1. Utilizando el punto de datos de prueba estabilizado (Qo y pwf), calcule el índice de productividad J: 𝑄𝑜 𝐽= 𝑝𝑟 − 𝑝𝑤𝑓 • Paso 2. Calcular el caudal de aceite a la presión del punto de burbuja:

𝑄𝑜𝑏 = 𝐽 𝑝𝑟 − 𝑝𝑏

• Paso 3. Generar los valores de IPR por debajo de la presión de punto de burbuja asumiendo diferentes valores de pwf < pb y calcular los caudales de aceite correspondientes aplicando la siguiente relación:

𝑝𝑤𝑓 𝑝𝑤𝑓 𝐽𝑝𝑏 𝑄𝑜 = 𝑄𝑜𝑏 + 1 − 0.2 − 0.8 1.8 𝑝𝑏 𝑝𝑏

2

El caudal máximo de aceite (Qomax o AOF) ocurre cuando la presión de flujo de fondo es cero, es decir, pwf = 0, que se puede determinar a partir de la expresión anterior como: 𝑄𝑜 𝑚𝑎𝑥

𝐽𝑝𝑏 = 𝑄𝑜𝑏 + 1.8

• Debe señalarse que cuando pwf ≥ pb, el IPR es lineal y se describe por: 𝑄𝑜 = 𝐽 𝑝𝑟 − 𝑝𝑤𝑓

Ejemplo: Un pozo de petróleo está produciendo a partir de un yacimiento bajosaturado que se caracteriza por una presión de punto de burbuja de 2130 psig. La presión promedio actual del yacimiento es 3000 psig. Los datos de prueba de flujo disponibles muestran que el pozo produjo 250 STB / día a un pwf estabilizado de 2500 psig. Construya los datos de IPR. Solución El problema indica que los datos de la prueba de flujo se registraron por encima de la presión del punto de burbuja, pwf ≥ pb, y por lo tanto, se debe usar el procedimiento "Caso 1" para los depósitos subaturados como se ha indicado anteriormente: Paso 1. Calcular J usando los datos de la prueba de flujo:

𝑄𝑜 𝐽= 𝑝𝑟 − 𝑝𝑤𝑓 250 𝑆𝑇𝐵 𝐽= = 0.5 /𝑝𝑠𝑖 3000 − 2500 𝐷𝑖𝑎

Paso 2. Calcular el caudal de aceite a la presión del punto de burbuja: 𝑄𝑜𝑏 = 𝐽 𝑝𝑟 − 𝑝𝑏

𝑆𝑇𝐵 = 0.5 3000 − 2130 = 435 𝑑𝑖𝑎

• Paso 3. Genere los datos IPR:

a) Para las presiones por encima del pb usaremos la siguiente ecuación: 𝑄𝑜 = 𝐽 𝑝𝑟 − 𝑝𝑤𝑓 b) Para presiones menores a la pb: 𝑝𝑤𝑓 𝑝𝑤𝑓 𝐽𝑝𝑏 𝑄𝑜 = 𝑄𝑜𝑏 + 1 − 0.2 − 0.8 1.8 𝑝𝑏 𝑝𝑏

2

Datos: J = 0.5 𝑆𝑇𝐵/𝐷𝑖𝑎/𝑝𝑠𝑖 Qob = 435 𝑆𝑇𝐵/𝑑𝑖𝑎 Pb = 2130 3500

Resultados: pi

Pb

pwf

Qo

3000

0

2800

100

2600

200

2000

2130

435

1500

1500

709

1000

1000

867

500

973

0

1027

3000

2500

500

0 0

200

400

600

800

1000

1200

ÍNDICE DE PRODUCTIVIDAD ESPECIFICO El índice de productividad específico, designado por JS es el número (total) de barriles de líquido, a condiciones de almacenamiento, producidos por día por cada (lb/pg^2) de abatimiento y por cada pie se espesor de la formación productora.

Considerando las propiedades del yacimiento y flujo radial de un líquido se tiene que: 𝐽𝑠 =

𝐽 7.08𝑘𝑎 𝑘𝑟𝑜 = … … … … 11 ℎ 𝜇 𝐵 𝑙𝑛 𝑟𝑒 𝑜 𝑜 𝑟𝑟𝑤

𝐽𝑠 =

𝐽 𝑞𝑜 = … … … … 10 ℎ ℎ 𝑃𝑤𝑠 − 𝑃𝑤𝑓

EFICIENCIA DE FLUJO • La eficiencia de flujo “EF”, se define como la relación entre el gasto actual y el gasto ideal para un abatimiento de presión dado. • Standing (1980) : establece el concepto de eficiencia de flujo considerando que existe daño a la formación es decir, EF ≠ 1.0

MECANISMOS DE DAÑOS Taponamiento por partículas sólidas. Reducción de permeabilidad relativa. Alteración de la mojabilidad de la roca. Alteración de la viscosidad de los fluidos.

OPERACIONES EN EL POZO QUE OCASIONAN DAÑO Perforación . Cementación. Terminación y reparación. Empacamientos de grava. Producción. Tratamientos de estimulación. Recuperación secundaria y/o mejorada.

Eficiencia de flujo

YACIMIENTO

• Depende de la variación de las condiciones naturales de la formación. • Cualquier cambio en ella alterará la distribución de presiones y consecuentemente el gasto de producción. • En ciertas condiciones, cuando no varia las condiciones naturales de la formación, ésta puede explotarse en agujero descubierto y con todo el intervalo expuesto al flujo. (“ESTO NO ES COMÚN”, bajo ciertas condiciones de terminación, se ha observado que un pozo produce como si estuviera en condiciones de flujo ideal, es decir, con EF = 1.0)

• 𝐸𝐹 =

𝑐𝑎í𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑖𝑑𝑒𝑎𝑙 𝑐𝑎í𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑟𝑒𝑎𝑙

𝑎𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙

• 𝑃𝑤𝑓 = 𝑃𝑤𝑓 +∆𝑃

Como determinar el daño. • En el laboratorio, con un permeámetro. • Con registros geofísicos. • Con pruebas de variación de presión. Perfil para pozos con daño

Potencial del Pozo • Se tiene que el valor de q en el punto B, es decir J pws, se define como el potencial del pozo y se representa con el símbolo qomáx. Matemáticamente se puede expresar la siguiente ma nera: • Se debe hacer énfasis en que la figura se refiere al comportamiento de la formación, es decir, a la reacción de la formación a un abatimiento de presión en el pozo, de tal manera que al referirse al potencial del pozo, se está hablando en realidad del potencial de la formación: el gasto máximo al cual la formación puede entregar fluidos hacia el pozo, lo cual ocurre cuando la presión de fondo fluyendo (pwf ) es igual a cero (es decir, cuando la presión de fondo es la atmosférica),lo cual ya se mencionó anteriormente.

GRAFICA 2.17