Repblica Bolivariana de Venezuela.

Ministerio del Poder Popular para la Defensa.

Universidad Nacional Experimental Politcnica de la Fuerza Armada (UNEFA)

Ncleo Anzotegui San Tom

Ctedra. Perforacin avanzadaFASES Y YACIMIENTO DE HIDROCARBUROS PROFESOR. INTEGRANTE:

Ing. Jerry Martnez Rolando Rivero C.I 16.571.676 Junior Fernndez C.I 20.741.083 Ana fermin C.I Seccin. 6N01 San tome, diciembre 2014

INTRODUCCIN El comportamiento de las fases de los fluidos es de gran importancia en la descripcin y determinacin de las propiedades de los fluidos, en la fase que es la parte homognea a estudiar, el punto de burbujeo; es el punto donde existe una fase liquida con una parte muy pequea de gas, el punto de roci; es el punto donde existe una fase gaseosa con una parte muy pequea de liquido, Presin Cricondenbrica; es la presin donde coexisten la fase liquida y la fase gaseosa, temperatura cricondentrmica; es la temperatura donde coexisten la fase liquida y la fase gaseosa, Condensacin Retrgrada; es la condensacin del liquido durante el calentamiento del gas y el punto crtico; que es donde se encuentran las curvas de roco y burbujeo.Las propiedades fsicas de un fluido en el yacimiento. Estos pueden ser petrleo, agua o gas, se determinan en el laboratorio, esta anlisis relaciona presin, volumen y temperatura. .

Las propiedades para sistemas de petrleo tienen inmersa la presin del punto de burbuja, gas en solucin, factor de compresibilidad del petrleo, factor volumtrico del petrleo, factor volumtrico total, viscosidad del petrleo, dentro de las propiedades para sistemas de gas se encuentra la gravedad especifica de una mezcla de gases, propiedades criticas, obtencin de las propiedades criticas y gravedad especifica del gas, factor de compresibilidad delgas, factor volumtrico de formacin del gas, viscosidad del gas, dentro de las propiedades para sistemas de agua tenemos el factor volumtrico de formacin del agua, viscosidad del agua, compresibilidad del agua y gas disuelto, gravedad especifica del agua, la tensin superficialLas propiedades fsicas de los fluidos entrampados en yacimientos, generalmente se determinan en el laboratorio mediante anlisis de muestras de fluidos tomadas en el fondo de los pozos o mediante una recombinacin de muestras tomadas en superficie. .

La Ecuacin de Balance de Materiales denominada ecuacin shillthuis desarrollada en el ao 1941 consiste simplemente en un balance volumtrico.

En la aplicacin de balance de materiales, se sugiere un procedimiento para detectar y cuantificar la presencia de un acufero activo asociado a un yacimiento aunque no necesariamente haya producido agua, el cual se basa en suponer que no existe influjo de agua (We=0) y calcular el volumen de petrleo original en sitio (N), empleando un clculo repetitivo que utiliza la historia de presin/produccin. .

COMPORTAMIENTO DE FASES DE PETRLEO Y GAS

Actualmente en laIndustria Petrolera, el estudio del comportamiento de fases de fluidos es importante al momento de la descripcin y determinacin de las propiedades de los mismos. Ahora bien logramos definir fase como: cualquier parte homognea y diferente fsicamente del sistema en estudio, por ejemplo en el caso de tener un cubo de hielo, agua lquida en cualquier proporcin y vapor de agua estaramos hablando de un sistema de tres fases o trifsico. A continuacin se presenta un Diagrama de Fases para hidrocarburos con el fin de reflejar un poco mejor la informacin a mencionar.

Puntos de Burbujeo: puntos en los cuales existe fase lquida con una parte infinitesimal de gas.Puntos de Roci: puntos en los cuales existe fase gaseosa con una parte infinitesimal de lquido.

Presin Cricondenbrica: mxima presin en la cual coexisten equilibradamente la fase lquida y la fase gaseosa.Temperatura Cricondentrmica: mxima temperatura en la cual coexisten equilibradamente la fase lquida y la gaseosa.Condensacin Retrgrada: puede ser expresada desde dos pticas, la condensacin de lquido durante expansin de gas a temperatura constante o bien la condensacin de lquido durante calentamiento de gas a presin constante.

Punto Crtico: punto en el cual convergen las curvas de roco y burbujeo.Como se puede notar en el diagrama de fases presentado anteriormente existen diversos tipos de yacimientos reflejados en el grfico, se explicarn a continuacin cada uno de ellos con el fin de poder diferenciarlos con mayor facilidad. Yacimientos de GasYacimientos de Gas Seco: Son aquellos reservorios en los cuales la mezcla de hidrocarburos se mantiene gaseosa tanto en yacimiento como en superficie, generalmente la composicin del hidrocarburo presente en este tipo de yacimientos posee alrededor de 90% de gas metano (C1) y la temperatura en yacimiento excede la temperatura Crincondentermica.

Yacimientos de Gas Hmedo: Se definen como todos aquellos reservorios en los cuales la mezcla de hidrocarburos se mantiene gaseosa en el yacimiento pero en superficie entra en la zona bifsica.

Yacimientos de Gas Condensado: son reservorios en donde la mezcla de hidrocarburos se mantiene gaseosa o en punto de roco a condiciones iniciales de yacimientos pero luego al entrar en la regin bifsica presenta condensacin retrgrada durante la reduccin de la presin a temperatura constante hasta cierto punto en el cual la saturacin de lquido empieza a descender.

Yacimientos de PetrleoYacimientos de Petrleo de Alta Volatilidad o "Cuasi-Crtico": Son reservorios en los cuales la mezcla de hidrocarburos se encuentra inicialmente cerca del punto crtico en estado lquido, la reduccin de la presin a temperatura constante origina considerables cambios en la relacin gas-petrleo de solucin y cuando la presin de yacimiento cae por debajo de la presin de burbuja se produce un agotamiento acelerado del crudo.

Yacimientos de Petrleo de Baja Volatilidad o "Petrleo Negro":Son reservorios en los cuales la temperatura de yacimiento es mucho menor a la temperatura crtica, existe una proporcin considerable (alrededor de 40%) de heptano (C7), la reduccin de la presin a temperatura constante no produce grandes cambios en cuando a la relacin gas-petrleo de solucin.PROPIEDADES PVT DEL FLUIDOEl anlisis PVT consiste en simular en laboratorio el agotamiento de presin a lo que llamamos depletacion de un yacimiento, describir y simulara correctamente el comportamiento del fluido del yacimiento cuando la muestra sea representativa del fluido original.Un anlisis PVT es costoso y muchas veces se trata de yacimientos viejos que no poseen sta informacin o muy nuevos que todava no han sido evaluados. Por stas razones se han desarrollado una serie de ecuaciones o Correlacines empricas que permitan determinar las propiedades de los fluidos del yacimiento. A continuacin se presentan las principales caractersticas del gas y el petrleo y las Correlacines ms usadas en su determinacin. En general, el PVT se refiere al conjunto de propiedades de volumen medidas a una presin y temperatura determinada. Estas propiedades son factor volumtrico de formacin del petrleo, que es funcin de la presin del yacimiento, del factor volumtrico y de la compresibilidad del crudo, factores volumtricos del gas y el agua., gas disuelto en crudo que es funcin de la gravedad del crudo, temperatura, presin y gravedad del gas. La viscosidad del crudo es funcin de la Temperatura, presin y gas disuelto. El factor volumtrico bifsico, t = o + (Rsi Rs ) g . La compresibilidad del crudo es funcin de P, API, T y La compresibilidad del agua es funcin del gas disuelto en agua y la concentracin de cloruro de sodio dado en parte por milln, ppm.En las pruebas PVT intervienen diversos factores que se deben tomar en cuenta tales como:

Tipos de separacin gas-liquido

La separacin diferencial

La separacin instantnea

Muestras de Laboratorio

Muestras de superficie

Muestras de cabezal

Muestras de fondo.ECUACIONES DE BALANCE DE MATERIALas ecuaciones de balance de materia en trminos matemticos manifiestan que el petrleo en superficie original en condiciones de reservorio original es equivalente al remanente del petrleo en ciertas condiciones del reservorio subsiguiente ms las retiradas netas de los fluidos del reservorio durante el intervalo de tiempo transcurrido.

Esta derivacin contempla el desarrollo de los trminos que caracterizan el comportamiento volumtrico de yacimientos de petrleo tales como:

Historia de produccin de petrleo, produccin de agua y gas

Anlisis PVT

Saturaciones inciales de los fluidos.

Historia de presiones.ANLISIS PVT. .Las propiedades fsicas de los fluidos entrampados en yacimientos, generalmente se determinan en el laboratorio mediante anlisis de muestras de fluidos tomadas en el fondo de los pozos o mediante una recombinacin de muestras tomadas en superficie ..

El conjunto de pruebas necesarias para determinar las propiedades de los fluidos se denomina Anlisis de Presin, Volumen y Temperatura (PVT), y consiste en simular en el laboratorio el agotamiento de presin (deplecin) de un yacimiento volumtrico e isotrmico midiendo exactamente los volmenes de gas y lquido separados en cada decremento de presin. Durante las pruebas se mantienen el volumen y la temperatura constante.

Las principales propiedades que se obtienen a partir de un estudio PVT son: presin de burbujeo (Pb) o presin de roco (Pr), factor volumtrico del petrleo (Bo), factor volumtrico del gas (Bg), solubilidad del gas en el petrleo (Rs), entre otras. .

OBJETIVOS DEL ANLISIS PVT. .El anlisis PVT tiene como objetivo simular correctamente el comportamiento de un yacimiento durante la produccin del fluido, desde el yacimiento hasta los separadores, donde es fundamental que la muestra sea representativa del fluido original en el yacimiento. Entre los objetivos del anlisis PVT, se encuentran:

1. Determinar ciertos parmetros del yacimiento y condiciones actuales del pozo, para predecir el futuro comportamiento del mismo.

2. Permite estimar nuevas reservas y disear la completacin del pozo ms adecuada a las necesidades del mismo.

3. Permite saber si existe suficientes hidrocarburos que justifiquen los cortes de perforacin de nuevos pozos o desarrollo de nuevos campos.

Los anlisis PVT son absolutamente necesarios para llevar a cabo el diseo de instalaciones de produccin, anlisis nodales, diversas actividades de la ingeniera de yacimientos; permiten obtener clculos como el POES del yacimiento, predecir su vida productiva; definir los esquemas ptimos de produccin, evaluar mtodos de recuperacin mejorada y dems propiedades que predicen el comportamiento de los pozos a medida que son explotados. La nuevas herramientas y equipos disponibles de manejo automatizado y computarizado, hacen ms factibles la realizacin de los estudios.Una vez que se determina el estado del fluido presente en el yacimiento a travs de los estudios experimentales para fluidos de yacimiento PVT, se procede a recopilar y estudiar toda la informacin acerca del comportamiento de los mismos en funcin de las variaciones de la presin, temperatura y volumen. Esto pasa a ser de vital importancia para la vida productiva del yacimiento ya que se puede predecir cmo ser el comportamiento del fluido se busca la manera de mantener la energa del pozo obteniendo as una mayor produccin. .

Cuando se analizan pruebas PVT existe un porcentaje de esas pruebas que resultan no ser tiles debido a que pudiera haber contaminacin de los recipientes donde se toman las muestras, mala toma de la muestra o inestabilidad de la produccin anivel de toma de muestreo, entre otros problemas. Es por ello que en el anlisis PVT se debe considerar sumamente importante los datos que se estn registrando de modo que stos sean bastante representativos y de esta manera que den la seguridad de un desarrollo ptimo del campo petrolfero o gasfero. Para tener la certeza de que el muestreo es representativo, se hace una validacin exhaustiva tomando en cuenta todos los parmetros del yacimiento medidos durante la toma de muestras como son:

Presin esttica del yacimiento.

Presin fluyendo.

Presin y temperatura a la cabeza del pozo.

Presin y temperatura del separador.Gastos de lquido y gas en el separador, as como el lquido en el tanque.

Factor de encogimiento del aceite.

INSTRUCCIN DE AGUA A PARTIR DE LA ECUACIN DE BALANCE DE MATERIALES

Se sabe que el empuje hidrulico activo logra existir tanto para yacimientos de gas as como para yacimientos de petrleo; incluso ha habido casos de yacimientos donde las reservas de gas se han desplatado sin ninguna cada apreciable en la presin del yacimiento, y es debido a la existencia de un acufero muy activo.YACIMIENTOS DE HIDROCARBUROS

Un yacimiento es la unidad de acumulacin de hidrocarburos representada por un volumen continuo de roca impregnada.

Yacimiento de Hidrocarburo: Cuerpo de roca que tiene suficiente porosidad y permeabilidad para almacenar o en el cual se encuentra acumulado cierto volumen significativo de hidrocarburo. Su clasificacin es en base a los hidrocarburos que puede obtener y se muestran de la siente forma: Yacimientos de Gas

Gas Seco: son yacimientos que contienen hidrocarburos en su fase gaseosa a condicin de yacimiento y de superficie, sin embargo en algunas oportunidades se forma una pequea cantidad de lquido la cual o es superior a 10 BN/MMPCN.

Gas Hmedo: La mezcla de hidrocarburos permanece en estado gaseoso en el yacimiento pero al llegar a superficie cae en la regin bifsica, es decir que tenemos gas y liquido, este liquido producido es incoloro y de API mayor de 60.

Gas Condensado: en estos yacimientos de hidrocarburos estn en estado gaseoso por caractersticas especficas de presin y temperatura y composicin. Yacimientos de PetrleoPetrleo de Alta Volatilidad: Tambin conocido como cuasicritico, la temperatura del yacimiento es ligeramente inferior a la temperatura crtica. Se obtiene una mezcla de hidrocarburos a condicin inicial en estado lquido, cerca del punto critico.

Petrleo Negro: llamado tambin de baja volatilidad, la temperatura del yacimiento es mucho mayor que la temperatura critica, el liquido producido es de color verde oscuro o negro con una API menor de 40 y el factor Volumtrico de formacin del petrleo es menor de 1.5.EL FACTOR DE RECUPERACIN DE LOS YACIMIENTOS Depende de muchas variables, entre las que destacan

Grado de heterogeneidad y anisotropa de las propiedades de la roca.

Propiedades Fsico-Qumicas de los fluidos.

Tipo de empuje predominante en el yacimiento.

Proceso de Explotacin: declinacin natural, recuperacin secundaria, recuperacin mejorada, etc.

Ritmo de extraccin. Algunos yacimientos son muy sensibles al ritmo de extraccin.

Nmero de pozos y su localizacin.

Los que afectan son:

Presin del yacimientoViscosidad y Gravedad APIGas en solucinPresencia y formacin de capa de gas Espaciamiento entre pozosHistresis de vaporizacin del yacimiento.

Cada de presinGradiente de la saturacin de gas en procesos de inyeccinVolatilidad del crudo en el yacimiento.ANLISIS DE FLUJO FRACCIONAL Al igual que en los desplazamientos por agua, la ecuacin de flujo fraccional para un desplazamiento de petrleo por gas se determina usando procedimientos analticos. Dentro delos procedimientos analticosse puede observar el flujo fraccional de agua tiene tres fuerzas que lo controlan: capilares, gravitacionales y viscosas.

Al hablar de las fuerzas que controlan al anlisis de flujo tenemos:

La fuerza gravitacional:

Es la interaccin que experimentan dos objetos con masa. Se trata de una de las cuatro fuerzas fundamentales observadas hasta el momento en la naturaleza.

Fuerzas capilares.

Son el resultado de los efectos combinados de las tensiones interfaciales y superficiales.

Fuerzas viscosas.

Son las caractersticas de la friccin entre un fluido y un slido y depender fuertemente de si el flujo es laminar o turbulento.EFICIENCIA DE DESPLAZAMIENTO

La eficiencia de recuperacin total de cualquier proceso de desplazamiento de fluidos est dada por el producto de:

Eficiencia de desplazamiento macroscpico o desplazamiento volumtrico,Ev,

Eficiencia de desplazamiento microscpico,Ed.

Es decir: E = Ev x Ed

La eficiencia de desplazamiento microscpica es una medida de cuan bien el fluido desplazante moviliza el petrleo una vez que estn en contacto.

La eficiencia de desplazamiento microscpico es afectada por los siguientes factores:

Fuerzas de tensin superficial e Interfacial

Mojabilidad,

Presin Capilar y Permeabilidad RelativaHETEROGENEIDAD Y GRAVEDAD Y EL EFECTO EN LA RECUPERACIN

La heterogeneidad de un yacimiento es relativa a la baja similitud que existe entre sus partes, pudiendo presentar bolsas de gases, agua y sedimentos de diferentes tipos y sobre todo porque es parte del mecanismo que hace que existan diferentes tipos de crudo. .

La gravedad API: de sus siglas en inglsAmerican Petroleum Institute, es una medida de densidad que describe cun pesado o liviano es el petrleocomparndolo con el agua. La gravedad API es tambin usada para comparar densidades de fracciones extradas delpetrleo. La gravedad API es medida con un instrumento denominado hidrmetro.

ElPetrleoes clasificado en liviano, mediano, pesado y extrapesado, de acuerdo con su medicin de gravedad API.

Crudo liviano es definido como el que tiene gravedades API mayores a 31,1 API

Crudo mediano es aquel que tiene gravedades API entre 22,3 y 31,1 API.

Crudo Pesado es definido como aquel que tiene gravedades API entre 10 y 22,3 API.

Crudos extrapesado son aquellos que tienen gravedades API menores a 10 API.