INFORME FINAL

420 UNIVERSIDAD AUNTONOMA JUAN MISAEL SARACHO FACULTAD DE CIENCIAS INTEGRADAS DE VILLA MONTES CARRERA DE INGENIERA DE PETRLEO Y GAS NATURALGRUPO N 3

TRABAJO DE INVESTIGACION

MATERIA: RESERVORIO IIIDOCENTE: ING. JULIO LIRAINTEGRANTES: Limber caceres Janina gonzales Nilson R. velasquez Diego ticona Nineth leyton

VILLA MONTES- TARIJA-BOLIVIA 2015

TEMA 3MECANISMO DE DESPLAZAMIENTO DE FLUIDOS INMISCIBLES EN SISTEMAS NO LINEALES

EFICIENCIA DE BARRIDO AREAL, EA

Se define como la fraccin de rea horizontal del yacimiento donde ha ocurrido el proceso de recuperacin secundaria. Es decir:

La Fig. 4.10 permite definir y mostrar la posicin del frente de invasin en sucesivos periodos hasta la ruptura, para un arreglo de 5 pozos.

La eficiencia de barrido areal se relaciona con factores que se dan en la naturaleza, por lo tanto son incontrolables; entre ellos: las propiedades de las rocas (porosidad, permeabilidad, conductividad, etc.) y las propiedades del sistema roca-fluidos (ngulo de contacto, permeabilidades relativas, presiones capilares, etc.), las cuales tienen una influencia directa sobre el volumen de roca invadida por el fluido inyectado, as como tambin sobre la direccin y la velocidad del movimiento de los fluidos.

Existen otros factores que se pueden modificar, los cuales se relacionan con la localizacin de los pozos inyectores y productores y con las densidades y viscosidades de los fluidos, los ms importantes son:

Geometra de los pozos de inyeccin y produccin: Se refiere a la configuracin areal existente entre los pozos productores y los inyectores.

Razn de movilidad: La eficiencia areal disminuye cuando la razn de movilidad aumenta.Volumen de fluidos inyectados: La eficiencia areal aumenta con el volumen de fluidos inyectados con el tiempo.

METODOS PARA ESTIMAR LA EFICIENCIA DE BARRIDO AREAL

A travs de correlaciones se determinar la eficiencia de barrido areal, a la ruptura y despus de la ruptura, en funcin de los factores que la afectan: la razn de movilidad y los diferentes arreglos de pozo

La cantidad de petrleo que puede ser desplazada por inyeccin de agua es directamente proporcional a la eficiencia de barrido areal.

1. EFICIENCIA DE BARRIDO AREAL A LA RUPTURA

La eficiencia de barrido areal se ha estudiado por mtodos matemticos y por modelos. Entre stos se tienen:a) Analticos (Muskat, Prats)b) Movimientos de iones en un medio gelatinoso o modelo de papel secante, bueno cuando M=1 (Muskat, Ramey y Nabor)c) Modelo potenciomtrico (Aronofsky, Bradley)d) Empaque en cuerpos de vidrio o medios porosos usando rayos X (Slobod y Caudle, Dyes, Graig, Habermann)e) Modelo Hele-Shaw (Cheek y Menzie)f)Modelo de resistencias (Nobles y Janzen)g) Modelos digitales (Fray y Prats, Douglas, Morel-Seytoux)

Todos los modelos han sido utilizados para obtener la eficiencia areal a la ruptura, cuandoM=1.

La siguiente tabla compara la eficiencia areal a la ruptura para diferentes tipos de arreglos de pozos. Para los de empuje en lnea dicho factor es mayor con el aumento de la relacin d/a.

EFICIENCIA AREAL A LA RUPTURA

EFICIENCIA QUE DEPENDEN DE LA REL. d/ad/a

TIPO DE ARREGLOINVESTIGADOR0.5123

Empuje en lnea rectaEmpuje en lnea alternaMuskatPrats0.370.720.570.790.780.880.860.93

5 pozos7 pozos4 pozos9 pozosMuskat Muskat Muskat Kimbler0.715 0.7230.740.740.52 (ruptura en pozos de los lados)0.79 (ruptura en pozos de los vrtices)

2. EFICIENCIA DE BARRIDO AREAL DESPUES DE LA RUPTURA

Si despus de la ruptura continua la inyeccin, la eficiencia de barrido areal desarrollada en un determinado arreglo continuar aumentando hasta alcanzar un mximo de 100%.

La relacin Agua-Petrleo producida tambin aumentar rpidamente, pero el aumento de la eficiencia areal ser una funcin de la cantidad de agua inyectada en el sistema.

La mayora de los datos publicados sobre eficiencia areal despus de la ruptura se han obtenido de modelos empacados con arena sin una saturacin de gas inicial.

El arreglo de 5 pozos es uno de los ms estudiados.

Las correlaciones de EA en funcin de la razn de movilidad utilizan dos factores: el volumen poroso desplazable, VD y la fraccin de flujo de la zona barrida S, los cuales de determinaron experimentalmente.

Volumen poroso desplazable, VD:

(13)

Donde:Wi = agua inyectada acumulada, bbl(Vp)arreglo = volumen poroso del arreglo, bbl(So)max = saturacin de petrleo mxima desplazable

Fraccin de flujo de la zona barrida, s:

S = Fraccin del flujo total que viene de la zona barrida ( es igual al flujo fraccional, fwsi se supone que la zona barrida solo fluye agua).

La correlacin de Graig, Geffen y Morse es muy utilizada para determinar la eficiencia de barrido areal despus de la ruptura en arreglos de 5 pozos (Fig. 4.12).

Fue desarrollada experimentalmente y requiere conocer la eficiencia areal a la ruptura, (EA)bt, y la razn entre el agua inyectada acumulada, Wi y el agua inyectada acumulada hasta la ruptura, (Wi)bt.

Esta correlacin tambin puede expresarse por medio de la ecuacin:

(14)

EFICIENCIA DE BARRIDO VERTICAL, EV

Debido a la heterogeneidad del yacimiento, solo una fraccin del rea vertical del yacimiento es contactada por el fluido desplazante. Esta fraccin, referida al rea vertical total del yacimiento se denomina eficiencia de barrido vertical.

(15)

La eficiencia de barrido vertical se denomina eficiencia de conformacin o intrusin fraccional.

Entre los factores que afectan la eficiencia de barrido vertical se tiene:

a) Heterogeneidad del yacimiento, se utiliza el parmetro estadstico V,

(16)

el cual asigna a las permeabilidades dentro de cada estrato una distribucin log- normal; k50 es la permeabilidad al 50% y k84.1 es la permeabilidad al 84.1%. Es decir, un yacimiento perfectamente homogneo tiene una variacin de permeabilidad igual a cero, mientras que uno totalmente heterogneo tendr una variacin de 1.

Si no existen datos disponibles, se puede asumir un valor tpico de V = 0.7 para muchos yacimientos. Mientras mayor sea la heterogeneidad de los estratos del yacimiento, menor ser la eficiencia de barrido vertical.

b) Razn de movilidad: Al aumentar la razn de movilidad disminuye la eficiencia de barrido vertical (Fig. 4.14).

c) Volumen de fluido inyectado: La eficiencia de barrido vertical aumenta con el volumen de fluidos inyectados y, por lo tanto, con el tiempo.

d) Flujo cruzado entre capas: La recuperacin de petrleo es intermedia entre la correspondiente a un yacimiento uniforme y a la de un yacimiento estratificado sin flujo cruzado (Fig. 4.15).

EFICIENCIA DE BARRIDO VOLUMETRICO, EV

Se define como la fraccin del volumen total del yacimiento (o del arreglo) que es invadido o entra en contacto con el fluido desplazante.

Esta eficiencia se calcula a partir de la cobertura con la cual ocurre la invasin vertical (debido a la estratificacin) y de la cobertura areal (debido bsicamente al arreglo y espaciamiento de los pozos).(17) La eficiencia de barrido volumtrico tambin se expresa como:

(18)

La Fig. 4.16 ilustra la eficiencia de barrido volumtrico a un tiempo t de invasin.

Adems de la movilidad de los fluidos del yacimiento existen otros factores que afectan la eficiencia de barrido. Estos son:a) ndice de Inyectividad: Existe una relacin funcional entre la inyectividad, M, y la posicin del frente de invasin. Considerando un sistema radial (Fig. 4.17), se observa que en los comienzos de una inyeccin de agua y antes de que ocurra el llene, ambas zonas (agua y petrleo) alrededor del pozo de inyeccin, son radiales.

Las zonas continuarn siendo circulares alrededor del pozo inyector hasta que los radios de los bancos de petrleo alcancen una distancia cercana al 70% de la distancia entre el inyector y productor.

El ndice de inyectividad se define por:

(19)

donde la tasa de inyeccin, qt, se calcula de la siguiente ecuacin:

(20)

Dnde:qt = tasa de inyeccin, BPDh = espesor neto, pies k = permeabilidad, mdkrw = permeabilidad relativa al agua en el banco de agua a (Sw)btrwo = radio del banco de agua, piesre = radio del banco de petrleo, piesrw = radio del pozo, piesp = presin diferencial, psi (diferencia de presin entre la presin en el pozo inyector, pw y la presin en el pozo productor, pe)w = viscosidad del agua, cp

En la Fig. 4.18 se observa que el ndice de inyectividad, II, decrece rpidamente hasta el momento que ocurre el llene, despus permanece constante si M = 1, aumentar si M>1 y disminuir si M