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CAPITULO I

1.17 Un tanque de 50 p3 contiene gas a 50 lpca y 50 F. Se conecta a otro tanque que contiene gas a 25 lpca y 50 F. Cuando se abre la comunicacin, la presion se estabiliza a 25 lpca y 50 F. Cul es el volumen del segundo tanque? Res.: 75 p3

1.18 Cul es el peso de una molcula de pentano? Res.: 26,3 * 10-26 lbs.

1.19 Se obtuvo gas a 5,5 centavos por MPC a las condiciones de contrato de 14.4 lpca y 80 F. Cul es el precio equivalente a una temperatura de 60F y presin de 15.025 lpca? Res.: 5,96 centavos.

1.20 Cul es el peso aproximado, en toneladas, de un MMPC de gas natural? Res.: 25 toneladas para una gravedad especfica de 0,65.

EMBED Equation.DSMT4 1.21 Un cilindro est provisto de un pistn sin escapes y calibrado en tal forma que el volumen dentro del cilindro puede leerse en una escala sea cual fuere la posicin del pistn. El cilindro se sumerge en un bao de temperatura constante, mantenida a 160 F, temperatura del yacimiento de gas Sabine. El cilindro se llena con 45000 cm3 de gas medido a 14,7 lpca y 60 F. El volumen se reduce en los pasos indicados abajo, y, una vez alcanzada la temperatura de equilibrio, las presiones correspondientes se leen con un medidor de pesos muertos.V, cm32529964453265180156,5142,2

P, lpca30075015002500400050006000

a) Calcular y presentar en forma tabular los volmenes ideales de los 45000 cm3 a 160 F y los factores de desviacin del gas a cada presin.b) Calcular el factor volumtrico del gas a cada presin, en pies cbicos de espacio del yacimiento por pie cbico normal de gas y tambin en pies cbicos normales por pie cbico da espacio en yacimiento.

c) Dibujar en un mismo papel los Factores de desviacin y los factores volumtricos del gas calculados en parte b) como funcin de presin.

d) Expresar el factor volumtrico del gas a 2500 lpca y 160 F en p3/PCS; PCS/p3; bl/PCS, y PCS/bl. Res.: 0,00590; 169,5; 0,00105; 952.

VR (cm3)P (Psia)Vi (cm3)Zg (PCY/PCN)g (PCN/PCY)

25293002629,040,960,056217,79

9647501051,620,920,021446,68

4531500525,810,860,010199,34

2652500315,480,840,0059169,81

1804000197,180,910,0040250,00

156,55000157,740,990,0035287,54

142,26000131,451,080,0032316,46

c)

d)

1.22 a) Si la gravedad del gas del campo Sabine es 0,65 calcular los factores de desviacin desde cero hasta 6000 lpca a 160 F, en incrementos de 1000 lb, usando la correlacin de gravedad especfica de gases de la figura 1.2.

b) Usando las presiones y temperaturas crticas de la tabla 1.5, calcular y dibujar los factores de desviacin del gas del yacimiento Sabine a diferentes presiones y 160 F. El anlisis del gas es el siguiente:

ComponenteC1C2C3iC4nC4iC5nC5C6C7+

Fraccion Molar0,8750,0830,0210,0060,0080,0030,0020,0010,001

Usar el peso molecular y la presin y temperatura crticas del octano para los heptanos y compuestos ms pesados. Dibujar los datos del problema 21 a) y problema 22 a) en un mismo papel para comparacin.

c) Por debajo de qu presin a 160F puede usarse la ley de los gases perfectos para el gas del campo Sabine con el fin de mantener los errores dentro de 2 por ciento? Res. : 180 lpca.d) Contendr el yacimiento ms PCS de un gas real que de un gas ideal a condiciones similares? Explicar.

Presin (psia)TSRPSRZ

01,6501

10001,651,490,91

20001,652,980,84

30001,654,480,83

40001,655,970,9

50001,657,460,97

60001,658,960,86

b)

ComponenteXiPMPCTCXi*MiPSCTSC

C10,87516,048673,1343,214,042588,963300,300

C20,08330,064708,3549,92,49558,78945,642

C30,02144,09617,46660,92612,96513,986

iC40,00658,12529,1734,60,3493,1754,408

nC40,00858,12550,1765,70,4654,4016,126

iC50,00372,15483,5829,60,2161,4512,489

nC50,00272,15489,8846,20,1440,9801,692

C60,00186,17440,1914,20,0860,4400,914

C7+0,001114,2363,21024,90,1140,3631,025

671,526376,581

Presion (Psia)TSRPSRz

01,650,001

15001,652,230,87

25001,653,720,84

35001,655,210,875

45001,656,700,94

55001,658,191,05

65001,659,681,1

d) No, debido a que en el gas real, zr >1 , lo que significa que es menos compresible a presiones altas, entonces en un yacimiento hay mas gas ideal que gas real a las mismas condiciones.1.23 El volumen de una celdarecipiente de pruebade alta presin es 0,330 p3 y contiene gas a 2500 lpca y 130 F, y a estas condiciones su factor de desviacin es 0,75. Cuando se extraen 43.6 PCS de la celda medidos a 14,7 Ipca y 60 F, por medio de un medidor de prueba de agua (wet test meter), la presin cae a 1000 lpca, y la temperatura permanece en 130 F. Cul es el factor de desviacin del gas a 1000 lpca y 130 F? Res.: 0,885.

1.24 a) Calcular el volumen total de la capa de gas de un yacimiento de 940 acres de extensin superficial, es decir, el rea encerrada por la lnea de nivel de espesor cero. Las reas encerradas por las lneas ispacas 4, 8, 12, 16 y 20 pies son 752, 526, 316, 142 y 57 acres, respectivamente. El espesor mximo dentro de la lnea ispaca de 20 pies es 23 pies. Res.: 8959 ac-p.b) Demostrar que cuando la razn de las reas encerradas por dos curvas de nivel sucesivas es 0,50, el error introducido empleando la frmula trapezoidal es 2 por ciento mayor que empleando la frmula piramidal.

c) Qu error se introduce si se usa la frmula trapezoidal en lugar de la piramidal cuando la relacin de las reas es 0,333? Respuesta: 4,7 por ciento. a)reareasraznH (ft)Ecuacin Vb(acre-ft)

A0940-----------------

A17520,804trapezoidal3384

A25260,704trapezoidal2556

A33160,604trapezoidal1684

A41420,454Piramidal893,11

A5570,404Piramidal385,29

A600,003Piramidal57

VTOTAL =8959,40

b)reareasraznh (ft) Vb(trapezoidal) Vb(piramidal)

A0940----------------

A1470,000,5042820,002766,24

A2235,000,5041410,001383,12

A3117,500,504705,00691,56

A458,750,504352,50345,78

A529,380,504176,25172,89

A614,690,50488,1386,45

5551,885446,04

c)

AreaAreasrazonh Vb(trapezoidal) Vb(piramidal)

A0940----------------

A1313,020,33342506,042393,94

A2104,240,3334834,51797,18

A334,710,3334277,89265,46

A411,560,333492,5488,40

A53,850,333430,8229,44

A61,280,333410,269,80

3752,063584,23

1.25 Un yacimiento volumtrico de gas tiene una presin inicial de 4200 lpca, porosidad 17,2 por ciento y saturacin de agua connata 23 por ciento. El factor volumtrico del gas a 4200 lpca es 292 PCS/ pie cbico y a 750 lpca es 54 PCS/p3.a) Calcular en base unitaria el gas inicial en el yacimiento en pies cbicos normales. Res.: 1 ,68 MM PCS/acr-p.

b) Calcular en base unitaria la reserva inicial de gas en pies cbicos standard asumiendo como presin de abandono 750 lpca. Pes.: 1,37 MM PCS/ac-p.

c) Explicar porqu la reserva inicial calculada depende de la presin de abandono escogida.d) Calcular la reserva inicial de una unidad de 640 acres si el promedio del espesor neto productivo es 34 pies, asumiendo una presin de abandono de 750 lpca. Res.: 29,8 MMM PCS.

e) Calcular el factor de recuperacin en base a una presin de abandono de 750 lpca. Res.: 81,5 por ciento.

1.26 El pozo de descubrimiento nmero 1 y los nmero 2 y 4 producen gas de un yacimiento del campo Echo Lake, cuya profundidad es de 7500 pies, como lo muestra la figura 1.10. Los pozos nmeros 3 y 7 del yacimiento, a 7500 pies, resultaron secos; sin embargo, por medio de sus registros elctricos y los del pozo nmero 1 se estableci la falla que sella el lado noreste del yacimiento. Los registros de los pozos nmeros 1, 2, 4, 5 y 6 se emplearon para construir el mapa de la fig. 1.10, con el fin de localizar el contacto gas-agua y para determinar el promedio del espesor neto de la formacin productora. Las presiones estticas en la cabeza de los pozos productores prcticamente no disminuyeron durante los 18 meses anteriores a la perforacin del pozo nmero 6, y promediaron cerca de 3400 lpca. Los siguientes datos se obtuvieron de registros elctricos, anlisis de ncleos, etc.Profundidad promedia de los pozos = 7500 pies

Presin promedia esttica en la cabeza de los pozos = 3400 lpca

Temperatura del yacimiento = 175 F

Gravedad especfica del gas = 0,700 (aire = 1,00)

Porosidad promedia = 27 por ciento

Saturacin promedia de agua connota = 22 por ciento

Condiciones normales = 14,7 lpca y 60 F

Volumen total de roca yacimiento productiva al tiempo que se perfor el pozo nmero 6 = 22.500 ac-p.

a) Calcular la presin del yacimiento a partir de la Ec. (1.12). Res: 4308 lpca.

b) Estimar el factor de desviacin del gas y el factor volumtrico del gas en pies cbicos normales por pie cbico de yacimiento Res.: 0,90; 249.

c) Calcular la reserva al tiempo que el pozo nmero 6 se perfor asumiendo una saturacin residual de gas de 30 por ciento. Res.: 33,8 MMM PCS.

d) Discutir la localizacin del pozo nmero 1 con respecto a la recuperacin total de gas.

e) Discutir el efecto de uniformidad de la formacin productora sobre la recuperacin total por ejemplo, una formacin de permeabilidad uniforme y otra compuesta de dos estratos de igual espesor, uno con una permeabilidad de 500 milidarcys y el otro de 100 milidarcys.

d) El pozo numero 1 se encuentra en la parte mas alta del anticlinal, razn por la cual la recuperacin de total de gas ser mayor en comparacin con los otros pozos. Otro asuncin es que el gas ocupa la parte ms alta del anticlinal debido a la baja densidad que posee.e) La mayor recuperacin total de gas se obtendr del yacimiento con permeabilidad uniforme debido a que no tiene conexin alguna con otro estrato que afecte su permeabilidad, en cambio, en yacimientos de estratos de diferente permeabilidad e igual espesor, la recuperacin ser mas compleja debido a que un estrato posee mayor permeabilidad que el otro, por tanto la buena permeabilidad del uno se ve afectada por el estrato de baja permeabilidad. 1.27 La arena M forma un pequeo yacimiento de gas con una presin inicial de fondo de 3200 lpca y temperatura de 220 F. Se desea hacer un inventario del gas en el yacimiento a intervalos de produccin de tres meses. Los datos de presin y produccin y los factores volumtricos del gas en pies cbicos del yacimiento por pie cbico normal (14,7 Ipca y 60 F) son los siguientes:PRESIN (LPCA)

PRODUCCIN

ACUMULATIVA

DE GAS

(MMPCS)FACTOR

VOLUMETRICO

DEL GAS

(P3/PCS)

320000,0052622

2925790,0057004

25252210,0065311

21254520,0077360

a) Asumiendo comportamiento volumtrico, calcular el gas inicial en el yacimiento a partir de los datos de produccin al final de cada uno de los intervalos de produccin. Res,: 1028, 1138 y 1414 MM PCS.

b) Explicar por qu los clculos de la parte a) indican la presencia de un empuje hidrosttico.

c) A partir de un grfico entre produccin acumulativa contra p/z, demostrar que existe un empuje hidrosttico.

d) Basados en datos de registros elctricos y de los ncleos, los clculos volumtricos de la arena M muestran que el volumen inicial de gas en el yacimiento es 1018 MM PCS. Si la arena est sometida a un empuje hidrosttico parcial, cul es el volumen de agua intruida al final de cada una de las etapas? No existe considerable produccin de agua.

Res. : 756; 27.000 y 174.200 bl

b) Hay presencia de empuje hidrosttico debido a que la Presion se estabiliza cerca de la Pinicial y el Bg aumenta cuando ocurre una intrusin de agua.c) Debido a la intrusin de agua en el yacimiento, el Empuje Hidrosttico tiende a desviarse sobre el comportamiento de Empuje por deplecin. De esta manera se demuestra que el yacimiento tiene Empuje Hidrosttico.

Presin (lpca)Gp (MMPCS)Bg (PC/PCS)Gi (MMPCS)We

(Bl)

320000,0052622--------

2925790,00570041027,69755,97

25252210,00653111137,5027009,91

21254520,0077361413,48174269,39

1.28 Cuando se inici la produccin del campo de gas Sabine, la presin del yacimiento era 1700 Ipca y la temperatura 160 F. Despus de producir 5,00 MMM PCS (14.7 lpca mas 4 oz y 80 F), la presin haba cado a 1550 lpca. Si se asume el yacimiento bajo control volumtrico y usando los factores de desviacin del problema 21., calclese lo siguiente:a) El volumen poroso del yacimiento disponible para hidrocarburos. Res. : 433 *106 p3.

b) El gas inicial en el yacimiento, en libras, si su gravedad especfica es 0,65. Res.: 2,43 MMM lb.

c) El gas inicial en el yacimiento en PCS (14,7 lpca y 60 F) Res: 48,9 MMM PCS.

d) La produccin de gas en PCS cuando la presin cae a 1530, 1400, 1100, 500 y 200 lpca. Representar grficamente la recuperacin acumulada como funcin de p/z. Res.: 4,9; 9,6; 18,7; 35,9; 43.9 MMM PCS.

e) A partir del grfico en d), calcular cunto gas puede descargarse sin usar compresores en un gasoducto de 750 lpca. Res. : 29,3 MMM PCS.

f) Cul es la cada de presin aproximada por MMM PCS producido? Res.: 32 lpca.

g) Calcular el mnimo de la reserva inicial si el error en la medicin de gas es de 5 por ciento y si la desviacin de las presiones promedias es de 12 lpca cuando se han producido 5 MMM PCS (14,7 lpca ms 4 oz y 80 F) y la presin del yacimiento ha cado a 1550 lpca. Res.: 41,4 MMM PCS.

1.29 Si durante la produccin de 5,00 MMM PCS de gas en el problema anterior, se intruyen 4,00 MM bl de agua en el yacimiento y todava la presin cae a 1550 lpca, cul es el gas inicial en el yacimiento? Comparar con el Problema 28(c). Res.: 26,1 MMM PCS.

1.30 a) El volumen total de la capa de gas del campo de petrleo St. John es de 17000 ac-p cuando la presin del yacimiento ha disminuido a 634 lpcr. El anlisis de ncleos muestra una porosidad promedia de 18 por ciento, y una saturacin promedia de agua intersticial de 24 por ciento: Se desea aumentar la recuperacin de petrleo restableciendo la presin de la capa de gas a 1100 lpcr. Asumiendo que no se disuelve gas adicional en el petrleo en esta operacion, cul ser el volumen requerido en PCS (14,7 lpca y 60 F). Los factores de desviacin, tanto para el gas del yacimiento como para el gas inyectado son 0,86 a 634 lpcr y 0,78 a 1100 lpcr, ambos a 130 F, Res.: 4,1 MMM PCS.

b) Si el factor de desviacin del gas inyectado es 0,94 a 634 lpcr y 0.88 a 1100 lpcr, y los factores de desviacin del gas del yacimiento son los mismos de (a), calclese de nuevo el gas requerido. Res.:3,6 MMM PCS. c) Es vlida la suposicin de que no se disuelve gas adicional en el petrleo del yacimiento?

d) Considerando la posibilidad que entre gas en solucin y que ocurra produccin de petrleo durante la operacin de inyeccin, es el valor calculado en (a) mximo o mnimo? Explicar.

e) Explicar por qu los factores de desviacin del gas son mayores (menos desviacin) para el gas inyectado en parte (b) que para el gas del yacimiento.

c) Si, pues depende de la presin de roco, y al incrementar la presin habr una cantidad de gas que se desprenda. Ademas el yacimiento esta completamente saturado al decir que Rs en el yacimiento es constante, pues no se disuelve ms gas.

d) Ser mximo porque el gas no se disuelve.

e) Son mayores porque estn afectados por la presin y temperatura.

1.31 a) Un pozo se perfora en una capa de gas con el fin de usarlo en operaciones de reciclo, pero resulta en un bloque aislado de la falla. Despus de inyectar 50 MM PCS (14,7 lpca y 60 F), la presin aumenta de 2500 lpca a 3500 lpca. Los factores de desviacin del gas son: 0,90 a 3500 lpca y 0,80 a 2500 lpca; la temperatura de fondo es 160 F. Cul es el volumen de gas, en pies cbicos, almacenado en el bloque de la falla? Res.: 1,15 MM p3.

b) Si la porosidad promedia es 16 por ciento, la saturacin promedia de agua connata, 24 por ciento, y el espesor medio de la formacin productora, 12 pies, cul es la extensin superficial del bloque de la falla? Res.: 18 acres.

1.32 El volumen inicial de gas en el yacimiento de la arena P del campo Holden calculado a partir de datos de registros elctricos y de ncleos es de 200 MMM PCS (14,7lpca y 60 F). La extensin superficial es 2250 acres, la presin inicial 3500 lpca y la temperatura 140 F. Los datos de presin y produccin son:Presin, lpcaProduccin, MMM PCSFactor de desviacin del gas a 140 F

350000,85

2500750,82

a) Cul es el volumen inicial del gas en el yacimiento a partir de los datos de presin y produccin, asumiendo que no ocurre intrusin de agua? Res.: 289 MMM PCS.

b) Asumiendo espesor, porosidad y saturacin de agua connata uniformes en la arena, y el volumen de gas en el yacimiento calculado en a) es correcto, cul es la extensin adicional en acres sobre los lmites presentes de la arena P? Res.: 1000 acres.

c) Si, por otra parte, el gas en el yacimiento calculado a partir de registros elctricos y datos de ncleos se asume correcto, cul ha debido ser la intrusin de agua durante la produccin de 75 MMM PCS para hacer que los dos valores concuerden? Res.: 22,8 MM bl

1.33 Explicar por qu los clculos iniciales de gas en el yacimiento tienden a incluir errores mayores durante la vida inicial de yacimientos de deplecin. En qu forma afectarn estos factores las predicciones: aumentndolas o disminuyndolas? Explicar.Ocurrira una cada de presin brusca, ademas no se tiene una perspectiva correcta del pozo, y si se produce desprendimiento de gas, este podra estar en solucin.

1.34 Un yacimiento de gas bajo un empuje hidrosttico parcial produce 12,0 MMM PCS (14,7 lpca y 60 F) cuando la presin promedia de yacimiento cae de 3000 lpca a 2200 lpca. En base al volumen del rea invadida se estima que durante el mismo intervalo 5,20 MM bl de agua entran al yacimiento. Si el factor de desviacin del gas es 0,88 a 3000 lpca y 0,78 a 2200 lpca a la temperatura de fondo de 170 F, cul es el volumen inicial de gas en el yacimiento medido a 14,7 lpca y 60 F? Res.: 42,9 MMM PCS.

1.35 Una formacin productora de gas tiene un espesor uniforme de 32 pies, una porosidad de 19 por ciento y una saturacin de agua connata de 26 por ciento. El factor de desviacin del gas es 0,83 a la presin inicial del yacimiento de 4450 lpca y temperatura de 175 F. (Condiciones normales: 14,7 lpca y 60 F.)a) Calcular el gas inicial en el yacimiento por acre-pie de roca de yacimiento total. Res.: 1,83 MM PCS.

b) Cuntos aos necesitar un pozo para agotar el 50 por ciento de una unidad de 640 acres con una rata de produccin de 3 MM PCS/dfa? Res.: 17,1 aos.

c) Si el yacimiento tiene un empuje hidrosttico activo de manera que la disminucin de la presin del yacimiento es despreciable, y durante la produccin de 50,4 MMM PCS de gas, medidos a 14,7 lpca y 60 F, el agua invade 1280 acres, cul es la recuperacin en porcentaje con empuje hidrosttico? Res.: 67,24 por ciento.

d) Cul es la saturacin de gas, como porcentaje del espacio poroso total, en la parte invadida de agua del yacimiento? Res.: 24,24 por ciento.

1.36 Calcular la produccin diaria de gas, incluyendo los equivalentes de gas del condensado y del agua, para un yacimiento con los siguientes datos de produccin diaria:

Produccin de gas del separador = 6 MM PCS.

Produccin de condensado = 100BF (barriles fiscales o a condiciones normales).

Produccin de gas del tanque de almacenamiento = 21 M PCS.

Produccin de agua dulce = 10 bls.

Presion Inicil del yacimiento= 6000 lpca.

Presin actual del yacimiento = 2000 Ipca.

Temperatura del yacimiento = 225 FContenido de vapor de agua a 6000 lpca y 225 F = 0,86 bl/MM PCS Gravedad del condensado = 50 API.

Res.: 6,134 MM PCS.

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