CALCULO DEL VOLUMEN VOLUMEN ORIGINAL DE HIDROCARBUROS
Con el fin de pronosticar el comportamiento de un yacimiento petrolero se necesita conocer el volumen original de hidrocarburos en el yacimiento, así como también la energía disponible para expulsar expulsar el petróleo petróleo y el gas. gas. Un yacimiento petrolífero está confinado por límites geológicos como también por límites de fluidos, los cuales deben determinarse lo más exactamente posible. Si se conoce el volumen del espacio poroso y las propiedades de los fluidos que lo saturan, el cómputo del volumen de hidrocarburos en el yacimiento se convierte en una operación bastant bastantee simple. simple.
METODOS PARA EL CALCULO DEL VOLUMEN ORIGINAL DE HIDROCARBUROS Para la estimación del Petróleo y/o el Gas en sitio, en la ingeniería de yacimiento, se usan diferentes métodos dependiendo de la etapa de la vida en que se encuentre el yacimiento. yacimiento. Métodos Métodos volumétr volumétricos icos
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Método de las Isópacas
•
Analítico
•
Gráfico
•
Método de Isohidrocarburos
•
Gráfico
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Método cimas y bases
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Gráfico
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Balance de materiales
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Métodos estadísticos
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Método de Montecarlo
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METODOS PARA EL CALCULO DEL VOLUMEN ORIGINAL DE HIDROCARBUROS Para la estimación del Petróleo y/o el Gas en sitio, en la ingeniería de yacimiento, se usan diferentes métodos dependiendo de la etapa de la vida en que se encuentre el yacimiento. yacimiento. Métodos Métodos volumétr volumétricos icos
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Método de las Isópacas
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Analítico
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Gráfico
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Método de Isohidrocarburos
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Gráfico
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Método cimas y bases
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Gráfico
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Balance de materiales
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Métodos estadísticos
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Método de Montecarlo
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METODOS VOLUMETRICOS PARA EL CALCULO DEL VOLUMEN ORIGINAL DE HIDROCARBUROS Métodos Métodos volumét volumétricos ricos
Si el yacim acimie ient nto o es nuev nuevo o y solo solo se disp dispon onen en de los los dat datos de geo eoló lógi giccos, os, petrofísica, las características físicas de muestras de los fluidos contenidos en el yacimiento, presión inicial y temperatura, se hace un estimado por el método volumétrico (que es un método determinístico, ya que aporta un solo resultado promedio del yacimiento). yacimiento). Ese método, consiste en estimar la geometría del yacimiento basándose en mapas isópacos, estructurales, isohidrocarburos, mediante un proceso de planimetría de los contornos. Luego para calcular el hidrocarburo original en sitio, dependiendo del tipo de yacimiento, (si, es de petróleo o de gas,) es necesario conocer los datos de petrofísica: porosidad(Ø), saturación saturación de agua connata (Swc) (Swc) y físicos: espesor (h). POIS GOIS Poros or osidad idad = Efectiva
A h ( frac ) 1 Swc ( frac )
o
A h ( frac ) 1 Swc ( frac )
g
STB 3
m @ sd PCS
METODOS VOLUMETRICOS PARA EL CALCULO DEL VOLUMEN ORIGINAL DE HIDROCARBUROS Métodos volumétricos
METODOS VOLUMETRICOS PARA EL CALCULO DEL VOLUMEN ORIGINAL DE HIDROCARBUROS Límite areal de los reservorios
Una vez perforado un conjunto de pozos exploratorios y haber obtenido y analizado los datos, se procede a evaluar la extensión areal del yacimiento en estudio, con el fin de poder determinar el contenido de hidrocarburos. La extensión areal está definida como la superficie que alcanza o abarca una acumulación de hidrocarburos .
Los límites del yacimiento y la presencia de fallas, modificarán el área encerrada por las curvas estructurales. La extensión del yacimiento se determinará por características como: cambios en la permeabilidad de la roca, desaparición de la arena, acuñamientos o adelgazamientos, fallas y contactos de fluidos.
METODOS VOLUMETRICOS PARA EL CALCULO DEL VOLUMEN ORIGINAL DE HIDROCARBUROS Límite físico
Límite de un yacimiento definido por algún accidente geológico (fallas, discordancias, cambio de facies, cimas y bases de las formaciones, etc.), por contactos entre fluidos, o por reducción hasta límites críticos de la porosidad, la permeabilidad, o por el efecto combinado de estos parámetros.
METODOS VOLUMETRICOS PARA EL CALCULO DEL VOLUMEN ORIGINAL DE HIDROCARBUROS Límite convencional
Límite del yacimiento que se establece de acuerdo al grado de conocimiento, o investigación, de la información geológica, geofísica o de ingeniería que se tenga del mismo; así también como de algunas normas establecidas.
LKG
LKO
METODOS VOLUMETRICOS PARA EL CALCULO DEL VOLUMEN ORIGINAL DE HIDROCARBUROS Mapa estructural
Son líneas unidas por puntos de igual profundidad, y nos dan indicios de la forma de la estructura del yacimiento. Los mapas estructurales pueden ser del tope o de la base de la arena que contiene hidrocarburos, pero éste se especializa principalmente en la forma geométrica que posee la roca que en alguna parte de su amplia estructura es posible que contenga hidrocarburos.
METODOS VOLUMETRICOS PARA EL CALCULO DEL VOLUMEN ORIGINAL DE HIDROCARBUROS Método de las isópacas Mapa Isopaco
Consiste en una serie de curvas trazadas por puntos de igual espesor de la arena en estudio. Éstos pueden ser de espesor total, de arena bruta y de arena neta de hidrocarburo, y poseen como finalidad dar un indicio del espesor de las capas. Una vez plasmada las curvas del mapa isópaco, se podrá calcular por medio de técnicas matemáticas o por medio de un instrumento llamado: planimetro, el área encerrada por cada curva o extensión de la arena.
METODO DE LAS ISOPACAS Para el cálculo de volúmenes, se aplica las ecuaciones de geometría: trapezoidal o piramidal. Razón de áreas
n
A2(sup) A1(inf)
n>0.5 ecuación trapezoidal n<=0.5 ecuación piramidal
Se debe tener en cuenta que mientras mas divisiones posea la estructura, serámenor el err or que se pueda generar durante el cálculo del volum en de roca.
METODO DE LAS ISOPACAS Ecuación trapezoidal
Vb
h
2
( A1 A2)
Ecuación Piramidal
Vb
h
3
A1 A2
A1 A2
METODO DE LAS ISOPACAS Método gráfico
Este método consiste en construir un gráfico de espesor versus área, y por cálculos matemáticos, determinar el área bajo la curva lo que nos arrojará el volumen de roca de la estructura en estudio. Es necesario tener un mapa isópaco trazado y uno estructural para poder hallar un perfil representativo de la estructura y construir el gráfico en cuestión con el que se determinará el volumen de roca. Se debe hallar un corte representativo del mapa isópaco y obtener el área que encierra cada curva y con ésta data construir el gráfico respectivo.
METODOS VOLUMETRICOS PARA EL CALCULO DEL VOLUMEN ORIGINAL DE HIDROCARBUROS Método Isoíndice de hidrocarburos
Se considera un método bastante exacto en virtud que considera la variación de los fluidos tanto horizontal como verticalmente.
Indice de Hidrocarburos
Espesor Neto (pozo)
Porosidad (pozo)
IsHc h ( frac ) 1 Swc( frac )
Saturación de hidrocarburos
3
m @ yac 2
m roca
Físicamente, el índice de hidrocarburos es una medida del volumen de hidrocarburos, a condiciones de yacimiento, que existe en la roca proyectada sobre un área de un metro cuadrado (m2) de yacimiento.
METODOS VOLUMETRICOS PARA EL CALCULO DEL VOLUMEN ORIGINAL DE HIDROCARBUROS Método Isoíndice de hidrocarburos
El método consiste en la configuración de un plano de igual índice de hidrocarburos basado en los valores calculados para cada pozo.
METODOS VOLUMETRICOS PARA EL CALCULO DEL VOLUMEN ORIGINAL DE HIDROCARBUROS Método Isoíndice de hidrocarburos
Se obtienen las áreas encerradas por cada curva y se grafican teniendo muy en cuenta la escala del plano configurado. El área bajo la curva corresponde al volumen original.
METODOS PROBALISTICOS PARA EL CALCULO DEL VOLUMEN ORIGINAL DE HIDROCARBUROS Método probabilístico
Este método trata cada parámetro como un rango de valores, los cuales son representados por variables aleatorias que permiten describir eventos futuros cuyos resultados son una incertidumbre. Dichas variables se representan mediante distribuciones estadísticas, de las cuales las más comunes son las siguientes:
METODOS PROBALISTICOS PARA EL CALCULO DEL VOLUMEN ORIGINAL DE HIDROCARBUROS Método probabilístico
METODOS PROBALISTICOS PARA EL CALCULO DEL VOLUMEN ORIGINAL DE HIDROCARBUROS Método probabilístico
Existen muchos métodos en los que se utilizan estas distribuciones para estudios de probabilidad de que un proyecto se pueda llevar a cabo, o no. Uno de estos métodos es la técnica cuantitativa de Monte Carlo, la cual hace uso de la estadística y las computadoras para emular, mediante modelos matemáticos, el comportamiento aleatorio de sistemas reales no dinámicos (por lo general, cuando se trata de sistemas cuyo estado cambia con el paso del tiempo, se recurre, bien a la simulación de eventos discretos o bien a la simulación de sistemas continuos). Técnica Monte Carlo
Este método es muy usado en los diferentes campos de estudios, ya sea en las áreas informática, empresarial, económica, etc., es por ello que resulta muy ventajosa su aplicación. En este caso es utilizado a nivel de análisis de yacimientos por lo que su uso consiste en tomar muestras de la distribución de probabilidad de cada uno de los parámetros considerados estadísticos y sustituirlos en la ecuación del método volumétrico para obtener un valor de N.
METODOS PROBALISTICOS PARA EL CALCULO DEL VOLUMEN ORIGINAL DE HIDROCARBUROS Técnica Monte Carlo
Después de repetir el proceso anterior, un número significativo de veces, los valores de Ni (POES)i, son ordenados en sentido creciente, asignándole a cada uno, un valor de frecuencia acumulada igual a: i/n+1, donde n es el número de valores de N obtenidos. Luego si se grafica la frecuencia acumulada vs. N, se obtendrá una función de distribución acumulada de estos valores. La aplicación tanto del método determinístico como del método probabilístico “Monte Carlo” para la estimación del GOES, GCOES y Reservas de gas, esta basada en una serie de datos característicos del yacimiento.
METODOS PROBALISTICOS PARA EL CALCULO DEL VOLUMEN ORIGINAL DE HIDROCARBUROS Técnica Monte Carlo
EJEMPLOS Calcular el volumen de hidrocarburos a condiciones de yacimiento por el método de Isópacas e isoíndice de hidrocarburos si se tienen los siguientes datos: Presión reservorio= 3500 psi Temperatura reservorio=190 °F Factor de desviación del gas= 0.8 Factor volumétrico del petróleo =1.15 bbl/STB RGP =1500 pcs/STB
Pozo
Prof tope reservorio m
Cota mbnm (tope reservorio)
Cota mbnm (base reservorio)
Espesor Bruto m
Espesor neto m
Φ%
Sw %
IsHc m3/m2
1 2 3 4 5 6 7 8
3150 3270 3145 3198 3180 3240 3175 3305
-2700 -2720 -2675 -2718 -2690 -2740 -2695 -2725
-2770 -2805 -2745 -2798 -2760 -2830 -2765 -2805
50 35 60 30 58 15 55 40
30 10 55 12 40 0 35 5
25.0 26.5 30.0 25.5 28.0 25.3 27.0 26.0
32.3 33.5 30.0 33.0 32.0 100.0 31.5 35.0
5.1 1.8 11.6 2.1 7.6 0.0 6.5 0.8
CAPO
-2730
CGPO
-2700
EJEMPLOS
2 -2720
1 -2700
3 4
-2675
5 -2690
-2718
-2695
-2680 -2710 -2740
-2730
-2720
8 -2725
-2700
7
-2690
6
-2740
EJEMPLOS Mapa Isópaco 2 Km
2
10
1
3 4
5
12
20 0
10
40
55
50 30
30
7
35
40
6 8
5
0
EJEMPLOS Calculo de áreas
Curva 0 m
25.5 cm2 1 cm2
102 Km2 4 Km2
EJEMPLOS Calculo de áreas
Curva 10 m
19.5 cm2 1 cm2
78 Km2 4 Km2
EJEMPLOS Calculo de áreas
1.3 cm2 14.0 cm2
56 Km2
Curva 20 m
Curva 50 m 1 cm2
4 Km2
Curva 40 m
Curva 30 m
5.2 Km2
9.2 cm2
36.8 Km2
4.7 cm2
18.8 Km2
EJEMPLOS Método analítico Espesor m Area Km2
Curva
0 10 20 30 40 50 55
g
10 10 10 10 10 5
102.00 78.00 56.00 36.80 18.80 5.20
102,000,000 78,000,000 56,000,000 36,800,000 18,800,000 5,200,000
0.02827 * 0.8 * (190 460) 3514.7
Razón de áreas n
Area m2
Ecuación
Volumen Roca m3
Trapecio Trapecio Trapecio Pirámide Pirámide Pirámide
900,000,000 670,000,000 464,000,000 273,009,505 112,957,886 8,666,667
0.8 0.7 0.7 0.5 0.3 0
Volumen total m3
2,428,634,057
Volumen Gas
m3
394,634,057
Volumen Oil
m3
2,034,000,000
0.00418
pc pcs 7
7
hiSwi
hi i
1 7
hi 1
27.63%
Sw
1 7
hi 1
31.59%
EJEMPLOS Método analítico
2,034 MMm3 POIS
6.2898bbl 1m3 1.15
395 MMm3 35.315 GOIS lib
0.2763 1 0.3159 2,102 MMSTB
bbl STB
pc
1m 3
0.2763 1 0.3159
0.00418
GOIS sol 2,102 MMSTB 1500
pc
629,708 MMPCS
PCS
PCS STB
3'153,609 MMPCS
GOIS total 3'153,609 MMPCS 629,708 MMPCS 3'783,317 MMPCS 3.8TCF
EJEMPLOS Método gráfico 60
2
Curva
Espesor m Area Km 0
0.07
102.00
10
10
78.00
20
10
56.00
30
10
36.80
40
10
18.80
50
10
5.2
55
5
0
1 cm vertical 1 cm horizontal 1 cm2
10 m 20’000,000 m2
50
0.63 40
m r o s e p s E
0.41 30
0.99 0.33 20
200’000,000 m3
0.99 0.37 10
VrGas 2.11cm2 200 MMm3 422MMm3
0.46 0
2 3 3 VrOil 10.13cm 200 MMm 2,026 MMm
0
20
40
60
Area Km2
80
100
120
EJEMPLOS Método Gráfico
2,026 MMm3 POIS
6.2898bbl 0.2763 1 0.3159 3 1m 2,094 MMSTB bbl 1.15 STB
422 MMm3 35.315 GOIS lib
pc
1m 3
0.2763 1 0.3159
0.00418
GOIS sol 2,094 MMSTB 1500
pc
673,376 MMPCS
PCS
PCS STB
3'141,205 MMPCS
GOIS total 3'141,205 MMPCS 673,376 MMPCS 3'814,581 MMPCS 3.8TCF
EJEMPLOS Mapa Isoíndice de Hidrocarburos
2
1.8
1
3 4
5
2.1
4 0
2
11.6
7.6
12 10
6
5.1
7
6.5
8
6 8
0.8
0.0
EJEMPLOS Calculo de áreas
Curva 0 m
28.2 cm2 1 cm2
112.8 Km2 4 Km2
EJEMPLOS Calculo de áreas
Curva 2 m 17.0 cm2
68 Km2
EJEMPLOS Calculo de áreas
Curva 8
4 cm2
16 Km2
Curva 4 11.2 cm2
44.8 Km2
Curva 10 1.25 cm2
5 Km2
Curva 12
Curva 6 7.25 cm2
29 Km2 0.19 cm2
0.75 Km2
EJEMPLOS Método Isoíndice de Hc. 14
CGAO= -2730 mbnm CAPO= -2730 mbnm
0.02 12
3
2
Curva IsHc IsHc m /m 0
Area Km
2
0.16
112.80
2
2
68.00
4
2
44.80
6
2
29.00
8
2
16.00
10
2
5.00
12
2
0.75
13
1
0
10
0.47 2
m 8 / 3 m C H O S I 6
0.97 0.20
5.1
0.78 0.05
4
1 cm vertical 1 cm horizontal 1 cm2
2 m3/m2 20’000,000 m2
0.69 0.09
2
0.90
40’000,000 m3
0.40 0 0
20
40
60
80 2
Area Km
GOIS @ yac 10.84cm 2 40 MMm 3 433 MMm 3 @ yac 2 3 3 POIS @ yac 10.84cm 40 MMm 433 MMm @ yac
0.11 100
120