Balance de Materiales Para Yacimientos de Petroleo

YACIMIENTOS I Balance de Materiales para Yacimientos de Petróleo ING. MIGUEL FLORES BALANCE DE MATERIALES PARA YACIMIENTOS DE PETRÓLEO Problemas Propuestos (Kraft-Hawkins).

Problema N° 1: Usando los símbolos de letras para Ingeniería de Yacimientos, expresar los siguientes términos para un Yacimiento Volumétrico sub-saturado: a) El petróle petróleoo inicial inicial en el Yacimiento Yacimiento en barril barriles es fiscal fiscales. es. b) La recuperación fraccional fraccional después de producir Np BF. c) El volumen volumen ocupado ocupado por por el petróle petróleoo líquido líquido remanent remanentee después después de producir producir Np Np BF. d) Los Los PCS PCS de de gas gas prod produc ucid ido. o. e) Los Los PCS PCS de de gas gas inic inicia ial. l. f) Los PCS de gas gas en el el petró petróleo leo sobran sobrante. te. g) Por diferenc diferencia, ia, los PCS de gas gas liberados liberados o libre libre en el Yacimient Yacimientoo después después de producir producir Np, BF. h) El volume volumenn ocupado ocupado por por el gas liber liberado ado o el el gas libre. libre. Problema N°2: Los siguientes datos se obtuvieron de un Campo de petróleo sin capa original de gas ni empuje hidrostático: Volumen poroso disponible del Yacimiento para petróleo 75MMPC. Solubilidad del gas en el petróleo crudo 0.42PCS/BF/Lpca. Presión inicial de fondo 3500Lpca. Temperatura de fondo 140°F. Presión de saturación del Yacimiento 2400Lpca. Factor volumétrico del petróleo a 3500Lpca 1.333bl/BF. Factor de compresibilidad del gas a 1500Lpca y 14.°F 0.95. Petróleo producido a 1500Lpca. 1.0MMBF. Neta RGP producida acumulativa acumulativa 2800PCS/BF. a) Calcular Calcular el petró petróleo leo inicia iniciall en el Yacimi Yacimiento ento en BF. BF. b) Calcular el gas inicial en el el Yacimiento en PCS. c) Calcular Calcular la razón razón gas disuelt disuelto-pet o-petróle róleoo inicial inicial en el Yacimie Yacimiento. nto. d) Calcular Calcular el el gas reman remanente ente en el Yacimie Yacimiento nto a 1500Lpc 1500Lpcaa en PCS. PCS. e) Calcular Calcular el el gas libre libre en el el Yacimie Yacimiento nto a 1500 1500 Lpca Lpca en PCS. f) Calcular Calcular a 14.7Lp 14.7Lpca ca y 60°F 60°F el factor factor volumétr volumétrico ico del del gas liber liberado ado a 1500 1500 Lpca. Lpca. g) Calcular Calcular el el volumen volumen en el yacimie yacimiento nto de gas gas libre libre a 1500 1500 Lpca. Lpca. h) Calcular Calcular la RGP RGP total total en en el Yacimient Yacimientoo a 1500Lp 1500Lpca. ca. i) Calcular Calcular la razón razón gas en en solución solución – petróleo petróleo,, RGP, a 1500Lpca 1500Lpca.. j) Calcular el factor factor volumétrico volumétrico del petróleo a 1500Lpca. k) Calcular Calcular el factor factor volumét volumétrico rico total total o de dos fases fases del petróleo petróleo y su gas disuelto disuelto,, a 1500Lpca. 1500Lpca. Problema N°3: A partir de las características características físicas del Yacimiento 3-A-2 representadas en la tabla siguiente: P(Lpca)Rs(PCS/BF) 4400 3550 2800 2000 1200 800

Bo(bl/BF) 1100 1100 900 700 500 400

Z 1.57 1.60 1.52 1.44 1.36 1.32

Universidad de Oriente Núcleo de Monagas.

0.9450 0.8875 0.8650 0.8650 0.9000 0.9250

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YACIMIENTOS I Balance de Materiales para Yacimientos de Petróleo ING. MIGUEL FLORES a) Calcular la recuperación en % cuando la presión disminuye a 3550, 2800, 2000, 1200 y 800 Lpca, asumiendo que el Yacimiento puede explotarse con una razón gas-petróleo producida acumulativa constante e igual a 1100PCS/BF. Dibujar las recuperaciones en porcentaje como función de presión. b) Para demostrar el efecto de una alta RGP sobre la recuperación, calcular de nuevo las recuperaciones asumiendo una RGP producida constante e igual a 3300PCS/BF. Dibujar las recuperaciones en porcentajes como función de presión en el mismo papel del gráfico anterior en parte (a). c) ¿Cómo es afectada aproximadamente la recuperación en porcentaje si se triplica la razón gas-petróleo producida?. d) ¿Es razonable decir que para aumentar la recuperación, pozos con altas razones gas-petróleo deben reacondicionarse o cerrarse?.

Problema N°4: Si el Yacimiento 3-A-2 produce un millón de BF con una RGP producida acumulativa de 2700PCS/BF, haciendo que la presión disminuya de la presión inicial de 4400psia a 2800psia. ¿Cuál es el petróleo inicial en el Yacimiento en barriles fiscales?. Problema N°5: Las propiedades PVT del fluido del Yacimiento volumétrico de petróleo de la arena “R” se presenta en la Fig. anexa. Cuando la presión del Yacimiento disminuye desde la presión inicial, 2500 Lpca, a una presión promedia de 1600 Lpca, la producción correspondiente de petróleo es 26,0MMBF. La RGP acumulativa a 1600 Lpca es 954PCS/BF y la RGP instantánea es 2250PCS/BF. La porosidad promedia es 18% y la saturación promedia de agua connata es también 18%. La cantidad de agua producida es insignificante y las condiciones normales son 14.7 Lpca y 60°F. a) Calcular el petróleo inicial en el Yacimiento. b) Calcular en PCS, el gas liberado que permanece en el Yacimiento a 1600 Lpca. c) Calcular la saturación promedia de gas en el Yacimiento a 1600Lpca. d) Calcular los barriles de petróleo que se recuperarían a 1600Lpca si se hubiera reinyectado todo el gas. e) Calcular el factor volumétrico bifásico de petróleo a 1600 Lpca. f) Asumiendo que el gas libre no fluye, ¿Cuál sería la recuperación con empuje por depleción hasta 2000 Lpca.?. g) Calcular en PCS, el gas libre inicial en el Yacimiento. Problema N°6: Si el Yacimiento del problema anterior es de empuje hidrostático y se instruye en el Yacimiento 25x106 barriles de agua, cuando la presión decrece a 1600 lpca, ¿Cuál es el petróleo inicial en el Yacimiento?. Úsense las mismas RGP acumulativa y actual, los mismos datos PVT y asúmase que no ocurre producción de agua. Problema N°7: Un Yacimiento subsaturado que produce por encima de la presión de burbujeo, tenía una presión inicial de 5000psia, a esta presión el factor volumétrico del petróleo fue de 1.510 bl/BF. Cuando la presión decreció hasta 4600psia, se obtuvo una producción de 100.000BF de petróleo, el factor volumétrico fue de 1.520bl/BF. La saturación de agua connata fue de 25%, la compresibilidad del agua 3.2x10 -6 psi-1, y basado en una porosidad promedio de 16%, la compresibilidad de la roca fue de 4.0x10 -6 psi-1. La compresibilidad promedio del petróleo entre 5000 y 4600psia relativa al volumen a 5000psia fue de 17.00x10 -6 psi-1. a) Evidencias geológicas y la ausencia de producción de agua indican la presencia de un Yacimiento volumétrico. Asumiendo esto, calcule el petróleo originalmente en sitio. b) Se desea hacer un inventario del POES a un se3gundo intervalo de producción. Cuando la presión ha descendido a 4200psia, el factor volumétrico del petróleo es de 1.531bl/BF y se han producido 205MBF de petróleo. Si la compresibilidad promedia del petróleo fue de 17.65x10 -6 psi-1. Cual sería el petróleo original en sitio. c) A través de análisis de registros eléctricos y de núcleos, se estimo el POES en 7.5MMBF. Si esto es correcto, cuantos barriles de agua entraron al Yacimiento cuando la presión declina hasta 4600psia.


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Problema N°8: De una primera evaluación geológica, se obtuvo que el yacimiento UDO-7, Arena S1,2 del Campo ZORRO tiene un volumen de roca de 125496 acres-pies. La presión del yacimiento se determinó en 4522 lpc a un plano de referencia de 10350 pies b.n.m. y la temperatura de la formación 286°F. Utilizando los datos P.V.T. disponibles (TABLA 1) y las propiedades petrofísicas (TABLA 2) determine: a) Petróleo y gas originalmente en sitio en MM BN y MMM PCN respectivamente. b) Suponiendo que no existe acuífero activo (We = 0), ¿Cuál será la producción de petróleo y de gas por agotamiento natural hasta la presión de burbujeo? c) Conocidos los tres primeros años de producción del yacimiento (TABLA 3); qué puede decirse con respecto a: 1. La evaluación del P.O.E.S. 2. Existencia o no de un acuífero activo. TABLA 1 Propiedades P.V.T. del Petróleo. Presión (lpc)

Bo(bbl/BN)

(cps)

4522

1.4670(flash o instantánea) (Yac. Sub. Sat.) 1.5121 (diferencial)

0.53

3090

1.4690 (flash) 1.5182 (diferenc.)

0.46

OTROS DATOS Presión inicial: Presión de burbujeo: R.G.P. de la prueba inicial: Gravedad específica del gas: Gravedad del petróleo:

4522 lpc 3090 lpc. 715 PCN/BN. 1.062 (Aire=1) 28.2 °API.

TABLA 2 Propiedades de la Roca y del Agua. φ = 15.3%

k = 192 md Cf = 4.1X10-6 lpc-1 µ w= 0.21 cps

Sw = 13.9% Cw = 3.6X10-6 lpc-1

TABLA 3 Datos de Producción y Datos P.V.T. FECHA

PRESIÓN (lpc)

NP (MM BN)

GP (MMM PCN)

WP (MM BN)

Bo (bbl/BN)

12/54

4100

0.443

0.317

0

1.4676


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YACIMIENTOS I Balance de Materiales para Yacimientos de Petróleo ING. MIGUEL FLORES 12/55 12/56

3670 3280

0.993 1.430

0.710 1.022

0 0

1.4682 1.4687

Problema N°9: Los datos PVT del fluido del yacimiento UDO-31 se muestra en la tabla anexa. La presión inicial del yacimiento es de 3280 lpc. El volumen del yacimiento es de 32925 acre-pie, (lo cual incluye la capa de gas). El volumen de la capa de gas es 2825 acre-pie. Otros datos: φ = 0.25; Sw = 0.16. la presión del yacimiento ha decaido a 2400 lpc y la producción acumulada. NP = 4325000 BN; W p = 200.000 BN y R p = 900 PCN/BN Se pide calcular: a) N (Método volumétrico) b) N (Balance de Materiales) suponga We = 0.

P lpc

Bo BY/BN

Bg BY/PCN

Rs PCN/BN

3280 3200 3000 2800 2600

1.366 1.359 1.343 1.327 1.311

0.000940 0.000989 0.001053 0.001127 0.001214

630 616 580 542 505

Np MMBN

Wp MMBN

R p PCN/BN

0.252 1.030 1.955 3.130

0.03 0.06 0.11 0.154

670 720 790 840

Problema N°10: Los datos de producción de un yacimiento durante los primeros diez (10) años de explotación se muestran a continuación, así como las propiedades de los fluidos en el yacimiento: Presión (lpca) 3300 3100 2900 2800 2600 2500 2400

Np (MM BN)

R P PCN/BN

Bo BY/BN)

Rso PCN/BN

Bg BY/PCN

3.295 5.903 8.852 11.503 14.513 17.730

1050 1060 1160 1235 1265 1300

1.2761 1.2600 1.2466 1.2364 1.2262 1.2160 1.2058

510 477 450 425 401 375 352

0.000891 0.000943 0.000984 0.001035 0.001097 0.001158 0.001230

datos adicionales: Vbzp = 225000 acre-pie; Vbzg = 50.000 acre-pie; φ = 15%; Swc = 20% a) Determine el petróleo original en sitio y el gas original total en sitio (libre+gas en solución) mediante balance de materiales. b) Cuanto varía porcentualmente, el valor de “m” calculado mediante BM con respecto al cálculo volumétrico.


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YACIMIENTOS I Balance de Materiales para Yacimientos de Petróleo ING. MIGUEL FLORES c) Considerando que 2/3 del gas producido es reinyectado en el yacimiento, ¿Cuál será el incremento porcentual en la producción de crudo en el último período de agotamiento?. d) Si todo el gas producido es reinyectado. ¿cuál será la recuperación a 2400lpca?. e) ¿Cuál es la Sg a 2500Lpca?.

Problema N°11: Aplicando la técnica de Havlena y Odeh, para el Balance de Materiales de un yacimiento con capa de gas conociendo el petróleo originalmente en sitio, determinado por el método volumétrico como N = 115MMBN de petróleo. Los datos de producción y P.V.T. se muestran en la tabla siguiente. Basado en información geológica se estimó la capa de gas en m=0.4, compruebe con los datos de producción si el valor de “m” es el correcto, si no lo es , determine el que corresponde. Presión (lpca) 3330 3150 3000 2850 2700 2550

Np (MM BN)

R P PCN/BN

Bo BY/BN)

Rso PCN/BN

Bg BY/PCN

3.295 5.903 8.852 11.503 14.513

1050 1060 1160 1235 1265

1.2511 1.2353 1.2222 1.2122 1.2022 1.1922

510 477 450 425 401 375

0.00087 0.00092 0.00096 0.00101 0.00107 0.00113

Problema N°12: Encuentre una expresión para la saturación de gas, para un yacimiento subsaturado cuya presión actual es inferior a la presión de burbujeo. Problema N°13: La información tanto de producción, yacimiento y propiedades de los fluidos son mostrados a continuación. Determinar: a) Ha ocurrido intrusión de agua, si es así, ¿Cuánta agua ha entrado al yacimiento?. b) La saturación de gas, petróleo y agua a 2258. Datos: Gravedad del gas = 0.78 Temperatura de Yacimiento = 160°F. Saturación inicial de agua = 25%. Presión de burbujeo = 2819. POES = 180 MMBN Las siguientes expresiones de Bo y Rs como función de la presión fueron determinadas en el laboratorio: Bo = 1.00+0.00015P (bbl/STB) Rso = 50+0.42P (SCF/STB) Presión (psia) 2819 2742

Np (MM STB) 0 4.38

Gp (MM SCF) 0 4.380


Rp (SCF/STB) 1000 1280

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YACIMIENTOS I Balance de Materiales para Yacimientos de Petróleo ING. MIGUEL FLORES 2639 2506 2403 2258

10.16 20.09 27.02 34.29

10.360 21.295 30.260 41.150

1480 2000 2500 3300

Problema N°14: Las propiedades de un yacimiento volumétrico subsaturado, son las siguientes: Pi = 4000 lpca P b = 2500 Lpca SW = 30% φ = 10%

Cw = 3X10-6 lpc-1 Cf = 5X10-6 lpc-1 Boi = 1.300 bl /BF a 4000 Lpca Bo = 1.320 bl/BF a 3000 Lpca

a) Calcular a 4000 lpca el volumen poroso total, el volumen de agua connata y el volumen de hidrocarburos. Expresar las respuestas en barriles por acre-pie. b) Repetir la parte (a) para 3000 lpca c) Calcular el petróleo fiscal en el yacimiento a 4000 lpca y 3000 lpca. Calcular la recuperación fraccional a 3000 lpca. d) Calcular la compresibilidad promedio del petróleo entre 4000 lpca y 3000 lpca, relativa al volumen a 4000 lpca.


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Havlena y Odeh 450 400 350 300 E / F

250 y = 84777x + 108,29

200 150 100 50 0 0

0,001

0,002

0,003

0,004

Eg/Eo


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