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INGENIERADE

RESERVORIOS

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.

Responsabilidades del Ingeniero de Reservorios

Segn Ramey (1971) son:Recolectar e interpretar medidas indirectas de las

caractersticas cuantitativas del reservorio.

Emplear esta informacin junto a principios fsicos bsicospara predecir el comportamiento del reservorio bajo unpotencial esquema de desarrollo.

Segn Raghavan (1993) son:

Cual es el volumen de hidrocarburos presente en elreservorioA que tasa deben producirse, yCunto de este fluido puede ser recuperado.

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Ecuaciones para el Clculo del

Petrleo y Gas Originales In-SituVolumen del Petrleo Original in-situ

Volumen del Gas Original in-situ

.1.1).....(61.5

)1(

61.5 STBB

ShA

B

ShA

o

wo

o

oo

.2.1).....()1(SCF

B

ShA

B

ShA

g

wg

g

gg

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Donde o, g y w : petrleo, gas y agua

1 BBL = 5.6144 pie3

1 BBL = 159 litros

Ao = rea del reservorio del petrleo, ft2 Ag = rea de reservas de gas, ft

2

h = espesor promedio, ft = porosidad promedio Sg = saturacin promedio de gas

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So = saturacin promedio depetrleo

Sw = saturacin promedio de

aguaBo = factor volumtrico de

formacin del petrleo,

RBbl/STBBg = factor volumtrico de

formacin del gas, RCF/SCF

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Definicin de Reserva

Reserva de petrleo y gas de un yacimiento es elvolumen de hidrocarburos que ser posibleextraer del mismo, en condiciones rentables,

a lo largo de su vida til.

Es decir, saber cunto petrleo y/o gas contiene elyacimiento, lo que se conoce como el "petrleo

original in situ" (OOIP de sus siglas en ingles:Original Oil In Place)..

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La reserva de un yacimiento es una fraccin del "petrleo

original in situ", ya que nunca se recupera el total delpetrleo existente.

Para establecerla hay que conocer cul ser el factor de

recuperacin del yacimiento (empuje del yacimiento,

agua /gas, presin; permeabilidad).El valor resultante de esta fraccin vara entre un 15% y un

60% del total del petrleo existente.

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Mtodo de ProduccinEl factor ms significativo para determinar el

Mtodo de Produccin y recuperacin de

las reservas es el factor econmico,adems de:

- Localizacin del reservorio,

- Caudales de produccin, y- Mecanismo de produccin del reservorio.

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Etapas de la Produccin- Produccin Primaria. Con energa natural del reservorio.

Por Solucin de Gas Gas disuelto en el Petrleo Por Expansin Gas Libre (casquete de gas) Por Empuje de Agua Natural Por Drenaje Gravitacional Segregacin Gravitacional Por Mecanismo Combinado

- Produccin Suplementaria (recuperacin secundaria ymejorada).

La energa del reservorio es mejorada por una fuente

adicional inyectada al reservorio (agua, gas o ambos,inyeccin calorfica-vapor o una combustin in situ,qumicos). En algunos casos se utiliza ms de una fuente deenerga.

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En la segregacin gravitacional, el gas libre a

medida que sale del petrleo se mueve hacia eltope de la estructura, esto ocurre cuando al gas ensu saturacin critica, le es mas fcil subir al topedel yacimiento que al pozo cuando hay una buena

permeabilidad vertical; mientras que el petrleodrena hacia abajo, bajo la influencia de lagravedad. Este flujo es paralelo al ngulo debuzamiento en vez de ser perpendicular a este.

En el tope del la estructura se forma una capa degas que se va expandiendo y esto permite lamovilizacin del hidrocarburo.

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Mecanismos de Empuje Combinado

Gas (G)

Petrleo (O)

Agua (W)

PRPwf

Pf

Pwh

Ps

Radio deMigracin

(re)

Radio de

Pozo (rw)

Reservorios con empuje combinado: Gas Disuelto, Gas libre(casquete de gas), Empuje Agua, Segregacin Gravitacional

CARACTERISTICAS TENDENCIAS

1. Presin del reservorio Cae lentamente

2. GOR Sube muy lentamente

3. Produccin de agua Despreciable

4. Comportamiento del pozo Fluyen por mucho tiempo

5. Recuperacin esperada 40 a 80% del petrleo.

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Prediccin del Potencial de

RendimientoDepende del nmero y la localizacin de los pozos, de la

uniformidad de distribucin para el drenaje del reservorioy de la recuperacin final.

El Potencial Productivo de un Pozo es funcin de:- La permeabilidad, espesor, presin y el grado dehomogeneidad de la roca reservorio.

- El caudal de flujo, la perforacin y prcticas de

terminacin del pozo.- La invasin de lodo o restriccin de flujo es causada porun nmero inadecuado de perforaciones o bombeos quereducirn el potencial total del pozo.

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Seleccin del Mejor Plan de Desarrollo.El objetivo de la Ingeniera de Reservorios es la optimizacin

econmica de la recuperacin de hidrocarburos, por tanto,necesitamos los mtodos de clculo del caudal deproduccin vs tiempo para varios planes y la perspectivade costos.

Las consideraciones importantes son: El nmero de pozos y sus localizaciones, La localizacin de las plataformas costa afuera, si es

necesario y

La facilidad de emplear mtodos EOR. Considerar modelos de simulacin de reservorios (el

modelo de tanque (dimensin cero) y el modelo numricocon varias dimensiones).

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1.4.Caracterizacin del Reservorio

1.4.1 Extensin Areal

El rea del reservorio es necesario para:

El clculo de los hidrocarburos in-situ, Seleccionar las ubicaciones de los pozos y Definir datos para los estudios de simulacin del

reservorio.

La preparacin de los mapas de contorno, constituye el

primero y ms importante paso en preparar una base

de datos para los clculos de ingeniera de reservorios.

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1.4.2Propiedades Fsicas de Formacin

ProductivaLas propiedades fsicas: Espesor, h

Porosidad, Saturacin de agua (S) y Permeabilidad K de la formacin, utilizados

prcticamente en todos los clculos de laingeniera de reservorios.

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1.4.7 Extensin del Acufero

La extensin relativa del acufero para los

reservorios de hidrocarburos, es

importante en la recuperacinpronosticada por bajo la deplecin

primaria. Adems estos clculos tienen

efecto en la planificacin de lasoperaciones secundarias o terciarias.

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1.5 PRESIN DEL RESERVORIO

La presin del reservorio es un parmetroimportante de los clculos de Ingeniera deReservorios.

El modelo de tanque se basa en los clculos

de la Ecuacin de Balance de Materia yrequieren la presin promedio para todo elreservorio como una funcin del tiempo o dela produccin.

En estudios de simulacin de reservorios, sinembargo, es sumamente importante tenervalores de presiones de fondo estticas parapozos individuales en funcin del tiempo.

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Los clculos de Ingeniera de Reservorios

requieren valores de presin del reservorio enel fondo del pozo, los cuales son obtenidos

mediante el cierre del pozo, durante el cual la

presin aumenta con el tiempo de cierre, esta

es la presin que se registra, y se denomina

presin de prueba buildup. De estos datos se

calculan los valores promedios de presin.

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1.7 Modelos de Reservorios

Existen tres modelos: analgicos, fsicos y matemticospara el reservorio.

El modelo matemtico se basa en un modelo fsico queemerge de los datos obtenidos tales como geolgico,

geofsico, petrofsico y de registros.

Es imposible obtener una descripcin fsica del reservorio

con un 100% de precisin, debido a la complejidad delreservorio. A mayor perforacin, mejor definicin del

reservorio.

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- Modelo Numrico.

Conjunto de ecuaciones que constituyen un modelo

matemtico de un yacimiento; son casi tambincomplejas y son solucionadas por mtodosanalticos. Las aproximaciones deben ser hechas detal manera que las ecuaciones deben ser susceptibles

de solucin por computadoras digitales.- Modelo Computacional. Conjunto de programasescritos para solucionar las ecuaciones del modelonumrico se constituye en un modelocomputacional del yacimiento, cuyo uso ensoluciones de problemas prcticos son referenciadocomo simulacin de unyacimiento.

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QUE PREGUNTAS PUEDE RESPONDER EL MODELO

COMPUTACIONAL?

1. Cmo debe ser desarrollado y producido un

campo con el fin de maximizar en orden paramaximizar la

recuperacin econmica de hidrocarburos?

2. Cul es el mejor esquema de recobro mejoradopara el yacimiento? Cmo y cundo debe ser

implementado?

3. Por qu el yacimiento no se comporta de acuerdo

a las predicciones hechas por los estudios previos desimulacin o la ingeniera de yacimientos?

4. Cul es la recuperacin econmica definitiva para

el campo?

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1.8 Simulacin del Reservorio

Un simulador del reservorio, es una herramienta parapredecir el comportamiento del reservorio y predecir laproduccin a futuro.Los simuladores de reservorios modernos estn

basados en el modelo de tanque, que conforma la basede la Ingeniera de reservorios.Sin embargo, en la simulacin, se divide el reservorio en

muchas unidades de tanque bloques que interactanentre s. El nmero de unidades bloques, dependen de

muchos factores: la heterogeneidad del reservorio, elnmero de pozos y el desarrollo de proyectos. Cuantoms heterogneo es el reservorio, ms nmero grande

de bloquesrequiere.

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Los simuladores de reservorios modernos estnbasados en el modelo de tanque, que conforma labase de la Ingeniera de reservorios. Sin embargo,as se considere al reservorio como una unidad de

tanque, la simulacin divide al reservorio enmuchas unidades de tanque que interactan concada uno de ellos. El nmero de unidades detanque, o bloques, dependen de muchos factores,

incluyendo la heterogeneidad del reservorio, elnmero de pozos y el desarrollo de proyectos. Laheterogeneidad de los reservorios requiere unnmero grande de bloques.

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Concepto de Bloques-Malla e Intrvalos de Tiempo

(time step)

Figura .Un tanque de pozo Agitado Anlogo de un Simulador con Sistemade malla

Por analoga, en la divisin de un reservorio es correctovisualizar los bloques-malla como pozos agitados entanques con lados permeables.

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Las ecuaciones bsicas de la Ingeniera dereservorios, que han sido utilizadas para describir el

reservorio cuando es representado por una unidadde tanque, tambin son utilizadas en simulacionesdel reservorio.

En una representacin de bloque simple, ni el

petrleo ni el gas atraviesan el lmite del tanque. Sinembargo, en una simulacin con muchos bloques,cada bloque interacta con sus vecinos.

Los fluidos podran entrar de un bloque adyacente a

los otros bloques e ir a los bloques vecinos. Estemovimiento en el fluido, es gobernado por unaecuacin de flujo establecida del pozo, conocidacomo la Ley de Darcy.

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La llegada de las computadoras modernas ha

incrementado las capacidades de las simulaciones enla Ingeniera de Reservorios.Los datos de la roca y el fluido requeridos para

estudiar el reservorio asumen la representacin del

modelo de tanque para cada unidad de bloque en unestudio de simulacin. El esfuerzo requerido parapreparar aquellos datos y colocarlos a los simuladoreses la parte significativa del costo, lo que puede valer

desde decenas a cientos de miles de dlares,dependiendo de la medida, complejidad y propsitodel modelo.

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1.9 Fronteras del Reservorio

Los reservorios pueden encontrarse cerrados, de fronterasabiertas, o ambos.

- Reservorio Cerrado. Si el reservorio es completamentecontenido por lmites de fallas sellantes.

- Reservorio Abierto. Si los reservorios son completamenterodeados en su contorno por un acufero, y sus fronterasson abiertas para el movimiento interno de agua a la zonade hidrocarburos.

- Reservorio Cerrado y Abierto. Son reservorios contenidospor fallas a lo largo de sus fronteras, y por un acufero a lolargo de lo que queda.

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1.10HeterogeneidadTodos los reservorios son heterogneos, variando solo en susgrados de heterogeneidad.Las propiedades fsicas de la roca cambian con un cambio en

la localizacin.

La estratificacin es una de las heterogeneidades msimportantes que necesitan considerarse en los clculos deIngeniera de Reservorios.Comunicacin de los estratos. Muchos reservorios contienen

capas (estratos) de roca productiva que pueden estarcomunicados o no.

Las capas varan considerablemente en la permeabilidad y enel espesor.Una buena descripcin de las capas y sus respectivas

propiedades, es crtico en la planificacin de muchasoperaciones EOR.

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1.11 Datos Requeridos para la Ingeniera

de Reservorios1. Datos que pertenecen a la roca reservorio y su extensin2. Datos que pertenecen a las propiedades de los fluidos

del reservorio

3. Datos de produccin1. Datos que Pertenecen a la Roca Reservorio y su

Extensin

Geologa e Interpretaciones SsmicasAnlisis de registros de pozos

Anlisis de pruebas de pozosAnlisis de las muestras

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1.2 Anlisis de los Registros

Los registros de pozos, acerca de la roca y su contenidoen el fondo del pozo, proveen informacin in-situ como:Localizacin de la productividad y sus lmitesContinuidad del estrato de la roca entre los pozos

adyacentesEspesor netoSaturaciones de petrleo, gas y aguaPorosidad de la roca reservorio

Informaciones miscelneas, tales como las condicionesdel pozo , la gradiente de temperatura en el fondo del

pozo y las condiciones del cemento en el casing del

agujero

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2. Datos de Propiedades de Fluidos

Propiedades de los fluidos del Reservorio:- Viscosidad

- Densidad

- Factor Volumtrico de formacin,

- Factor de Compresibilidad del Gas y Petrleo,- RGP, etc.

Reaccionan ante los cambios de presin P y temperatura Tdel reservorio. Son requisitos para el clculo estimacinde:

Hidrocarburos Originales In-Situ y volmenes ensuperficie.

Las reservas recuperables

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