viernes, 6 de noviembre de 2009

Análisis del Balance de Materiales

El cálculo de la ecuación de Balance de Materiales es indispensable para la predicción e interpretación del funcionamiento de vida útil de un yacimiento, es por ello que el rol de un ingeniero se enmarca en el modelaje eficaz que minimicen su porcentaje de error. De esta manera, el método empleado denominado tanque consiste en una aproximación del reservorio considerando constante las variables termodinámicas y la presión del volumen como único factor relevante de menor impacto para la evolución continua del yacimiento.


Dicho modelo predictivo se aplica a un volumen de hidrocarburo donde se definen tres zonas relevantes(petróleo, agua y gas) que se encuentran equilbrio instántaneo en el tiempo, una vez que el reservorio se considera como un punto dentro de una caja, se aplica la nombrada ecuación de Balance de Materiales, tomando en cuenta la historia de producción e inyección del hidrocarburo, aunado al empleo de los datos PVT y cambios en el gradiente de presión se puede obtener resultados como el vaLor del petróleo y gas original en sitio (POES/ GOES), los índices de producción que aporta cada mecanismo de empuje, así como el grado de incertidumbre durante el estudio. En este sentido, todo análisis presenta un margen de incertidumbre durante su aplicación, es por ello que el empleo de ciertos métodos matemáticos ayudan a minimizar la desviación de lo que idealmente se estima. El ajuste de Mínimos Cudrados se considera el mejor arreglo para dismimuir el rango de incertidumbre durante una operación de la ecuación de Balanace de Marteriales, debido al ajuste lineal que correlaciona cada resulta para evaluar la calidad de un resevorio.

En suma, cuando se hace referencia al grado de incertidumbre asociado a un cálculo de balance de materiales los factores que influyen durante su predicción y ajuste son:
-Datos PVT: los cuales durante su medición pueden poseer error en la Temperatura, Relación gas-petróleo, gravedad del gas y gravedad del petróleo.
-Datos de Presión: errores en la estimación de promedios y durante la medición.
-Historia de Producción: producción de gas acumulado(Gp), producción de petróleo acumulad(Np) y producción de agua acumulada(Wp).
-Mecanismos de Empuje: su inadecuada interpretación y predicción ocasionan una data erronéa durante el empleo de la ecuación de Balande de Materiales.

En síntesis, el uso de la herramienta de Balance de Materiales como se observó es muy eficaz para la obtención relativa de la producción total de hidrocarburo, pero al poseer un grado de incertidumbre es necesario la aplicación de otros recusos que permitan predecir la evolución del yacimiento considerando los rangos de presión reales. De tal manera, procedimientos como el de Taner, Pirson, Muskat, Tracy y Shilthuis permiten obtener con mayor nivel de certeza los datos de producción tomando en cuenta consideraciones tales como:

  • El yacimiento debe ser Volumétrico
  • El reservorio se debe encontrar saturado de fluido
  • La presión incial debe de ser igual a la de burbujeo
  • No debe existir capa de gas
  • Rsi=Rsb
En este sentido, la predicción de la producción de hidrocarburo mediante el Método de Shilthuis se pronóstica considerando la data PVT del yacimiento para cada declive de presión, conociendo de la presión y temperatura inicial, saturación de agua connata, valor del petróleo original en sitio a condiciones normales (N), relación de permeabilidades en función a la So y Sw, saturación de líquido (SL), asó como la relación instantánea de gas-petróleo.

Tomando en cuenta las consideraciones anteriores y haciendo énfasis que lo que se desea obtener mediante la aplicación de este método es la producción acumulada de petróleo y gas para cada delta de presión, el procedimiento a seguir se describe a continuación:

1. Establecer la cantidad de intervalos de presión y valores que se deseen trabajar.

2. Asumir de manera aleatoria valores de ∆Np/N

3. Calcular la producción acumulada de petróleo NP/N sumando todos los incrementos de producción mediante la formula: Np/N = Σ (Np/N)

4. Determinar la saturación del líquido para la presión de interes con la formula:

Sl = Sw + [(1-Sw)*(1-Np/N)*Bo/Bob]

5. Hallar el valor de la relación de permeabilidades Kg/Ko

6. Calcular la relación gas- petróleo instantánea mediante la formula:

Ri = Rs + ([Kg*μo*βo] / [ Ko* μg*βg ])

7. Calcular el incremento de la producción de gas con la aplicación de:

∆Gp/N = ∆Np/N * [ (Ri, anterior + Ri, actual) / 2 ]

8. Calcular la producción de gas acumulada para la presión de interés:

Gp/N = Σ (Gp/N)

9. Calcular la relación gas- petróleo producido Rp:

Rp = Gp/ Np

10. Con los valores de Rp y Np/N calcule la siguiente ecuación:

1 = [Np/N * (βt + (Rp –Rsb)*βg)] / [βt – βob] ]

Si el resultado de la expresión anterior es aproximadamente 1 (puede estar comprendido dentro del rango 0.99 y 1.01 ) el procedimiento es correcto y se puede continuar al paso siguiente, de caso contrario devolverse al paso 2.

11. Determinar el valor de Np a partir del Np/N asumido.

12. Pasar al siguiente valor de presión e iniciar el proceso.

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