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7/25/2019 Campo Cusiana
1/15
ISSN 1657-6985
a
\/
\/
lt
\,,/
I
Editorial
Universidad
Surcolombiana
l:t uttttt
N,l.
L{o
20I
I
f r.
\\.'
t"t-
Ir-
Littiversidul
Silrctlantbiuttu
7/25/2019 Campo Cusiana
2/15
t
"
:
Regin
No.
I Ao 2011
UNIVERSIDAD
SURCOLOMBIANA
FACULTAD
DE INGENIERfA
Revists
Ingenier
y
Rgin
rssN
t657 -
6985
Rector:
EDUARDO
PASTRANA
BONILLA
Ph.
D.
Decano
Facultd
de
Ingenierla:
LUIS FERNANDO
BONILLA
CAMACHO
M.
Sc.
Edltor:
NELSON
GUTIRREZ
G. Ph.
D.
Comit
edltorlal:
Eduardo.Pastrana
Boilla
Ph.
D.
Freddy Humbefo
Escobar
Macualo
Ph.
D.
Jos
Duvn
Henao
C.
Ph.
D.
Alfiedo OlayaAmaya
Ph.
D.
Nestor
Enrique
Cerquem
Pea
M.
Sc.
Carlos
Alberto
Prez
M.
Sc.
Portrda:
Mural
Tcnica
Aerograffa
"Mutualismo"
Autores:
Jonathan
Jaramillo
Jeison
A. Torrejano
Editoral:
EDITORIAL
UNryERSIDAD
SURCOLOMBIANA
Diseo
e
Impresin:
OTI
IMPRESOS
Telefax:
8758485
Neiva
-
Huila
Correspondencis:
Revista Ingenierls
y
Regin
Univesidad Surcolombiana
- sede Cental
Av.
Pastrana
Borrero
-
Ca.
1
Telfono_
8758775
Neiva- Huila
7/25/2019 Campo Cusiana
3/15
Facultad de Ingeniera Universidad
Surcolombiana
"Implementacin
del
Mdulo
de
Permeabilidad
en el
Modelo
de
Simulacin
del
Campo
Cusiana
para
Mejorar
el
Ajuste
Histrico de
Produccin de Petrleo"
"Permeability
Module
Implementation
in
the
Cusiana
Field
Simulation
Model to
Improve History
Matching of Oil Production"
Jairo
A.
Seplveda',
Walter
Salazar
V.t,
Gildardo Osorio G.'
y
Ricardo Gaviria
G.o
Resumen
Al
asumir
que
las
propiedades
de
larocano
varan
respecto
a
lapresin,
es
decir, el
estado
de los esfuerzos es
constante
durante la
vida
del reservorio, no se
obtiene
un
modelamiento
preciso
de cules son
los cambios de
permeabilidad y
por
consiguiente
los cambios
de transmisibilidad
en el
transcurso
de1
tiempo.
Por
tal
motivo
es
necesario
introducir en
el
modelo
de
simulacin
un
parmetro
llamado modulo
de
permeabilidad
para
determinar
la
disminucin
o incremento de
permeabilidad
en
los
procesos
produccin/inyeccin
y
modelar
los canales de
preferencia
de
los fluidos dentro
del
reservorio.
El
presente
eshrdio
obtuvo
y
analizo mdulos
de
permeabilidad de
iferentespozos
del campo
Cusianacon
la
finalidad
de
estudiar los efectos
que
impactan
al
yacimiento
en cuanto
a los cambios
de
permeabilidad en
funcin
de diferenciales
de
presin
y por
ende determina su equivalencia
en
incremento
o
reduccin
de nansmisibilidad.
El mdulo
de
permeabilidad
se
obtuvo analizando
varios
PBUs
de
diferentes
pozos
del
campo
mediante
el
ATS
(Ana$ic
Transient
Simulator)
un simulador
desanollado
por
la
Universidad Nacional
de Medelln.
Posteriormente
estos
valores de mdulos de
permeabilidad
se
incorporaran
al
,mulador
MP
de
Landmark
y
se evaluar su
impacto
en
la
produccin
del
modelo
mediante
un anlisis
de
nsibilidad
de los
panmetros
que
intervienen
en
el
proceso
de
fluj
o de
agua y
gas'
l'alabras
clave: Cusiana;
Mdulo de
Permeabilidad;
Transmisibilidad;
Sensibilidada
Esfuerzos'
Abstract
By
assuming
that the
properties
of
the
rock
do
not differ from
pressure,
ie,
the
state's
stress
is
constant
during
life ofthe reservoir,
do
not
get
an accurate
model
ofwhat
permeability
changes
and therefore
changes
transmissibility
over
time. For this
reason
it
is
necessary
introduce the simulation
model
a
parameter
called
module
permeability to
determine
the decrease
or increase
permeability in
productiorVinjection
processes and
mold
channels ofpreferably
fluid within the reservoir.
This study
obtained and
analyzed modules
permeability
different
wells
inthe
Cusiana
field in order to
study the effects
that impact the
field in terms
of
changes
permeability
as
a
function
of
pressure
differentials
and thus
equivalency
in
increasing
or
decreasing
transmissibility.
Module
permeability
was obtained
by
analyzing several different
wells
PBUs
field
by
the
ATS
(Analltic
Traniient
Simulator)
simulator
developedby
the
National University
ofMedellin.
Later these
modules
permability
values
are incorporated
into the simulator
Landmak
VIP
and assessed
its impact on
the
production
model through
a sensitivity
analysis ofparameters
involved
intheprocess
ofgas
andwaterflow.
Keywords:
Cusiana;
Permeability
Module; Transmissibility;
Stress Sensitivity.
I
MSc.
en tngenieria
de
Petrleos. tJniversidad Surcolombiana,
Avenda
Paslrana Carrera I'.
2
Ingeniero
de
Petrleos.
[Jnversidad Surcolombiana.
Avenida Pastranq Csrrera
3 PhD. en
Ingeniera de Petrleos.
New Mexco
Tech, Equion Energ4
Liit.
gildado.osoro@equion-energia
com
4 MSc. en Ingeniera
de Petrleos. Texas
A&M Unversily,
Equon
Energa Lmit. ricado.gavria@equio
-ehergia.con
7/25/2019 Campo Cusiana
4/15
Revsta
Ingeniera
y
Regin
No.
8 Ao
20II
1.
Introduccin
La
caracterizacinde
los
yacimiens se realiza
mediante
diferentes
tcnicas
como
interpretacin
de
registros,
anlisis
de
ncleos,
ssmica,
interpretacin
de
pruebas
de
pozo,
enffe
otras.
Las
pruebas
de
presirt
co-nstituyen
una
herramienta
clave
para
la obtencin
de los
parmetros
caractersticos
de
los
yacimientos
de
hidrocarburos.
En
los
ltimos
aos
se
hanrealizado
estudios
que
consideran
el
cambio
en
las
propiedades
de la
roca (tales como
la
permeabilidad)
como
respuesta
a
los cambios
de
presin del
yacimiento
por
las
operaciones
de
produccin
(Vairogs
y
Rhoades,
1973). En
la ingenierla
de
yacimientos
convencionales
estos
cambios
en
las
propi"dud.r
de'la
roc
rspecto
a
la
presin
asume
que
el estado
de esfuerzos
dentro
de
yacimientos
se mantiene
ionit-t"
con
el tiempo.
Por
lo tanto,
no hay deformacin
de
lamatizni
de las
fracturas
naturales,
causadas
por
cambios
de
la tensin
durante
la vida
productiva
de
yacimientos
(Vairogs
et al.
1971).
En
este
caso,
la
dinmica
de
yacimientos se
rige
slo
por los cambios
en
la
presin
de
poro.
Sin
embargo,
las
observaciones
del
campo
mulstran
que la magnitud
y
direccin
de
las tensiones
inducidas
por
laproduccin
/
inyeccin
pueden
cambiar
a
lo largo del
yacimientos con
el tiempo
(Osorio
et
al,2008).
Al asumir
que las
propiedades
de la roca
no varan
respecto a
la
presin,
es
decir,
el
estado
de
los esfuerzos
es constante
durante
ta viO
aet
yacimientos, no
se obtiene
un
modelamiento
preciso
de
cules
son
los cambios
de
permeabilidad
ypor
consiguiente
los
cambios
de
transmisibilidad
en el
transcurso
del tiempo
paraas obtener
los
canales
prefernciales
de
flujo.
Por
1o
cual
es
necesario
introducir
un
parmetro
llamado
modulo
de
permeabilidad
para determinar
la disminucin
o incremento
de
permeabilidad
en
los
procesos
produccin/inyecin
y
modelar
los canales
de
preferencia
de
los
fluidos
dentro
de
yacimientos.
La obtencin
y
anlisis
de
los
mdulos
de
permeabilidad se
raliza
con
la
finalidad
de
estudiar
los
efectos
que
impactan
al
yacimientos
en
cuanto
a
loi cambios
de
permeabilidad
en
funcin
de diferenciales
de
presin
y lograr
una
quivalencia
en incremento
de
transmisibiiidad,
considerando
las
condiciones
estticas
iniciales
del
yacimiento
como
la curvatura
de
la superficie
y
proximidad
a
la
falla.
2. Metodologa
Z.l
Por
qu
la
implementacin
del
mdulo
de
permeabilidad en el
modelo
numrico
del
Campo
Cusiana?
Los
simuladores
numricos
de
diferencias
finitas
comercial,
generalmente
no tienen
en cuenta
los
cambios
de
permeabilidad en
funcin
de
los
cambios
de
presin, se
deben
utilizar
opciones
adicionales
para modificar
variables
que
estn
relacionadas
directamente
con
los
cambios
de
permeabilidad,
como
es el
caso
de
la
transmisibilidad.
Para
el campo
Cusiana
se es
necesario
la
implementacin
de
este
parmetro
por
el
aumento
o
disminucindelapermeabiliaddurantelosprocesosdeproduccineinyeccin(FayersyHewett,
L992).
En
los
procesos
de
produccin
al
depletar
el
yacimiento
y
extraer
el
fluido
las
fracturas
se
cierran
originando
una
reduccin
en
la
permeabilidad
(ver
figura
1a),
por
el
contrario
en
los
procesos
de
inyeccin
auentar
la
presin
las
fracturas
se reactivan
aumentando
la
permeabilidad
en esa
zona
(ver
figura 1b).
Como
se
muestra
en
la
Figura
2 cuando
el
mdulo
de
permeabilidad
(matriz
+
fractura)
no
tiene
variacin,
es
decir,
su
valor
es
cero,
no sJtiene impacto alguno
sobr las reservas
y
la
produccin'
Cuando el
modulo
de
p"r-"uilidad
es
diferenie
de
cero
los cambios
en
la
permeabilidad tiene
un impacto
directo
en
las reservas
y
la
produccin
(Rock
Mechanics
Schlumberger,
2000).
28
7/25/2019 Campo Cusiana
5/15
Facultad
de
Ingeniera
Universidad
Surcolombiw
I **
Time
tr
{P=fi}
Figura
la.
Aumento
y
disminucin
de
la
permeabilidad
por
procesos de
produccin
e
inyeccin.
Figura
lb. Cierre
de fracturas
en el
proceso
de
produccin
En el
caso del
simulador
VIP, existe
una caracterstica
que relaciona
los cambios
de
porosidad
y
permeabilidad
en funcin
de
los
cambios
de
presin,
mediante
la
modificacin
del
volumen
poroso
y la
iransmisibilidad
de
las
celdas.
Estos
cambios se
relacionan
en
las
Tablas
de
Compactacin.
Figura
2. Permeabilidad
vs
Presin
Las
Tablas
de compactacin
relacionan
cambios
de
volumen
poroso
y
ffansmisibilidad
de
una
celda en
funcin
de
los
cambios
d
presin.
Para
efectos
de
lapresente
investigacin,
se
asume
que no
hay
cambios
en
los
volmenes
porosos de
cda celda,
y
las transmisibilidades
calculadas
por
el simulador
se
modifican
por
aumentos
o
reducciones
de
presin.
El
grado
de
aumento
o reduccin
de la
permeabilidad
y por
ende
de
la
transmisibilidad,
est
definido
por
el
Mdulo
de
Permeabilidad del
sistema
de
aporte
de
fluidos
(matriz, fractura
o
matnz-fractura)
de
la
roca.
Bi
vtdulo
de
Permeabilidad
es
una
propiedad
que
vara
segn
la
localizacin
en
el
yacimiento
y
segn
el tipo
de
formacin
entre
otras
caractersticas.
2.2
Deduccin
Matemtica
El
coeficiente
del
Mdulo de
permeabilidad
se
define
como
la variacin
de
la
permeabilidad
por unidad
de
cambio
en
lapresiny
estadado
por
la
siguiente
expresin:
v-
Aunque
la reduccin
de la
permeabilidad
originada
por
cambios
en
formaciones productoras
es pequea, esta se
puede
convertir
en
un
factor
produccin
e
inyeccin
de
fluidos
(Pedrosa y
Kikani,
199
1)
L
(AK\
x \ap)
(1)
la
presin en
la
mayora
de las
importante que contribuYe
a
la
I
h
t)
-
L
)
(a)
No
inpacton
I
_ ry"l-? _ _
_
*
rusnts&production
I
i+
(b)
Impact
on
reserve$
&
proilauion
Iitiel
Pernreabilif
-8.t'
Iur:b""
Trandelt
Test
Bottom-Hole
Pressure
"+
29
7/25/2019 Campo Cusiana
6/15
Revista
Ingeniera
y
Regin No.
8
Ao
201I
Integrando
setiene:
roP:(ilu*
v
I:,oP
:
t[,(*)
u*
y(P-Po)-
r"(#)
K
:
Koe-Y(LP)
2.3
Seleccin
de Modulo
de
permeabilidad
Promedio
Luego
de
deducir
la
ecuacin 3 se
procede
a
determinar
el valor
promedio
del
Mdulo de
permeabilidad
mediante
el
anlisis
de
pruebas
de
presin
de
cierre
(built
up)
realizadas
en
el campo
utilizando
el
simulador
analtico
ATS
desarrollado en la
Universidad Nacional
de
Medelln, es
de
aclarar
que
los resultados
analizados
por
eIATS
(Naranjo
yArango,
2009)
son solo de la fase
petrleo
debido
a
unos
inconvenientes
presentados
por
el
tipo
de
fluido
de
Cusiana, es un fluido
supercrtico y
sus fases no
son
faciles
de
estudiar,
pero
la
interpretacin
de
este
simulador
se realiza en fase
gas,
petrleo y
condensado
y
un control de
calidad es
que
las
tres
interpretaciones
suministren
resultados
similares. Las consideraciones
tomadas
para
escoger
las
pruebas
de
presin
ms
representativas
que
pennitan
obtener
un
modulo
de
permeabilidad
confiable fueron las siguientes:
.
Se escogieron
pruebas
de
presin
que
mostraron
un mayor delta de
presin (entre
1500
y
3000
psi),
es decir,
los mdulos
de
permeabilidad que
hayan
sentido
mayores
disturbios en la roca.
.
Los
mdulos
de
permeabilidad
no deban
superar un error de ajuste de
presin
mximo del
10%.
.
Se
determinaron
tres casos de seleccin
para
encontrar el Modulo
de
Permeabilidad
con
mayor consistencia:
Caso
I:
Los Mdulos
de Permeabilidad
con
valores
altos
(>
tO')
y
bajos
(