CY. 5 - Mecanismos de producción primaria de los yacimientos de aceite
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Capítulo 5. Mecanismos de Producción Primaria en los Yacimientos de Aceite Héctor Erick Gallardo Ferrera, I.P. Departamento de Ingeniería Petrolera – UNAM 0157 – Comportamiento de Yacimientos [email protected]
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Capítulo 5.
Mecanismos de Producción Primaria
en los Yacimientos de Aceite
Héctor Erick Gallardo Ferrera, I.P.
Departamento de Ingeniería Petrolera – UNAM
0157 – Comportamiento de Yacimientos
Objetivos del módulo:
• Comprender los mecanismos de producción primaria en los
yacimientos.
1. Tipos de Energía del Yacimiento;
2. Mecanismos de Producción; y
3. Comportamiento de los Yacimientos de Aceite.
Mecanismos de Producción Primaria
Tipos de Energía en el Yacimiento
La recuperación de hidrocarburos se debe a la caída de presión que tiene
lugar en el yacimiento una vez que es conectado a la superficie;
provocando la expansión de la materia alojada.
1. Energía de compresión del agua y roca del yacimiento;
2. Energía de compresión del aceite del yacimiento;
3. Energía de compresión del gas del yacimiento;
4. Energía de compresión del agua contigua comunicada con el
yacimiento; y
5. Energía gravitacional.
Las energías discutidas representan “energías internas” del yacimiento, es
decir, fuentes presentes en el sistema y sus unidades geológicas
adyacentes al momento de su descubrimiento. Las “energías externas”
implican la inyección de fluidos (generalmente agua y gas) al yacimiento
para preservar su energía e incrementar la recuperación de
hidrocarburos.
La compresibilidad es el cambio relativo del volumen del fluido respecto
con el cambio de una unidad de presión.
𝐶𝑤 < 𝐶𝑟 < 𝐶𝑜 < 𝐶𝑔
Tipos de Energía en el Yacimiento
Mecanismos de Producción
El comportamiento general de los yacimientos productores de
hidrocarburos depende fuertemente del tipo de energía disponible para
desplazar a los fluidos hacia el pozo.
Empuje por Expansión
Cuando las fronteras del yacimiento son predominantemente cerradas, el
principal mecanismo de expulsión de los hidrocarburos es la expansión de
los fluidos (Expansión del aceite y Expansión del gas).
Expansión del gas disuelto liberado.
Empuje por Expansión
Cuando las fronteras del yacimiento son predominantemente cerradas, el
principal mecanismo de expulsión de los hidrocarburos es la expansión de
los fluidos (Expansión del aceite y Expansión del gas).
Expansión del gas libre en una capa de gas primaria. (Con segregación)
Empuje por Expansión
Cuando las fronteras del yacimiento son predominantemente cerradas, el
principal mecanismo de expulsión de los hidrocarburos es la expansión de
los fluidos (Expansión del aceite y Expansión del gas).
Expansión del gas libre en una capa de gas primaria. (Sin segregación)
Empuje por Entrada de Agua
Un yacimiento con empuje por entrada de agua es un sistema NO
VOLUMÉTRICO comunicado en sus fronteras con uno o más acuíferos de
formaciones infra-yacentes (Clasificación por la potencia de la entrada de
agua y por la ubicación del acuífero).
Empuje por Compactación
La declinación en la presión del yacimiento causa que los esfuerzos
internos en la roca del yacimiento incrementen. Estas variaciones
producen cambios en la estructura de los granos de la formación y otros
fenómenos que en conjunto causan la reducción del espacio poroso de la
roca.
Fr en Yacimientos de Aceite
• La recuperación de hidrocarburos del yacimiento depende de diversos
factores, entre ellos: Las propiedades físicas de la roca y los fluidos; el
mecanismo predominante; y la situación económica.
Mecanismo de Producción 𝑭𝒓 [%𝑁]
Gas disuelto liberado 10 a 25
Capa de gas sin drene gravitacional 15 a 40
Capa de gas con drene gravitacional 15 a 80
Reinyección de gas con drene gravitacional 15 a 80
Reinyección de gas sin drene gravitacional 15 a 45
Entrada de agua 10 a 60
• La localización y número de pozos, gastos de producción, y proceso de
explotación son variables fijadas por el ingeniero de yacimientos.
𝐹𝑟 = 𝑁𝑝/𝑁
Mecanismo de Producción 𝑭𝒓 [%𝑁]
Gas disuelto liberado 10 a 25
Capa de gas sin drene gravitacional 15 a 40
Capa de gas con drene gravitacional 15 a 80
Reinyección de gas con drene gravitacional 15 a 80
Reinyección de gas sin drene gravitacional 15 a 45
Entrada de agua 10 a 60
Fr en Yacimientos de Aceite
Comportamiento de los Yacimientos
Yacimientos de empuje por gas disuelto liberado:
Comportamiento de los Yacimientos
Yacimientos de empuje por una capa de gas:
• La actividad de las fuerzas de
segregación pueden medirse en
términos del número gravitacional,
𝑁𝑔.
𝑁𝑔 = 2.46 × 10−5𝑘𝑣∆𝜌𝑟𝑒
2
𝜇𝑜𝑞
• El número gravitacional puede ser definido como una relación de
fuerzas, o como la razón del tiempo que le toma a un fluido llegar del
radio de drene al pozo respecto el tiempo que le toma llegar a la cima.
Comportamiento de los Yacimientos
Yacimientos de empuje por una capa de gas:
Comportamiento de los Yacimientos
Yacimientos con entrada de agua:
1. Incremento repentino de la relación agua-aceite producida.
2. Ascenso del WOC.
3. Baja declinación de la presión.
4. Pequeñas variaciones en la RGA.
5. Bajas saturaciones de gas en el VP.
Comportamiento de los Yacimientos
Yacimientos con entrada de agua:
Comportamiento de los Yacimientos
Yacimientos con empuje por compactación:
• Si la contracción del volumen poroso contribuye predominantemente
a expulsión de aceite, entonces el sistema se clasifica como yacimiento
con empuje por compactación.
• Estos mecanismos usualmente exhiben elevadas compresibilidades de
la roca, de 10 a 50 veces más grandes de lo normal, mostrando un
incremento considerable de la recuperación.
• Una compactación excesiva contribuye a algunos problemas de
producción (Disminución de la permeabilidad del yacimiento, cierre de
fracturas, y subsidencia).
Comportamiento de los Yacimientos
Yacimientos Naturalmente Fracturados:
Tipo Características
A Almacenamiento principal en la matriz.
B Almacenamiento similar tanto en la matriz, como en las fracturas.
C Almacenamiento principal en las fracturas.
Conclusión y comentarios:
• Conocer cuál es el empuje dominante de un yacimiento en un
momento dado permite al ingeniero de yacimientos tener las
herramientas suficientes para su correcto desarrollo.
• El factor de recuperación final, el volumen original de aceite, y las
condiciones de recuperación son los principales factores para la
evaluación económica de un yacimiento.
Mecanismos de Producción Primaria
Bibliografía
1. Lake, L.W.: “Petroleum Engineering Handbook. Volume V,” SPE (2007).
2. Garaicochea, F.: “Apuntes de Comportamiento de Yacimientos,”
UNAM, Facultad de Ingeniería (1988).
3. Rodríguez, R.: “Apuntes de Principios de Mecánica de Yacimientos,”
UNAM, Facultad de Ingeniería (1987).
4. Craft, B.C. and Hawkins, M.: “Applied Petroleum Reservoir
Engineering,” Pentice Hall (1991).
5. Aguilera, R.: “Geologic and Engineering Aspects of Naturally
Fractured Reservoirs,” Canadian Society of Exploration Geophysicicists
(2003).
6. Aguilera, R.: “Naturally Fractured Reservoirs,” PennWell Books (1997).
Mecanismos de Producción Primaria
