Introduccin al Mdulo
ESTUDIOS REALIZADOS Licenciatura en Ingeniera Civil en la
Universidad Privada de Santa Cruz de la Sierra.
Maestra en Ingeniera y Gestin del Gas Natural, Universidad de Oklahoma, Oklahoma, EUA.
Tesis Plan de implementacin de la Norma NB-ISO 14001:2001 en el Laboratorio de Ingeniera Civil de la Universidad Privada de Santa Cruz de la Sierra.
Tesis Efecto del flujo bifsico en el anlisis de produccin de pozos hidrulicamente fracturados en Reservorios de Gas de la formacin Barnett Shale.
PUBLICACIONES
Klinsky A, Callard J.
Anlisis de Produccin con flujo bifsico para Reservorios Hidrulicamente fracturados
SPE 152118
SPE Conferencia Tecnolgica de Fracturas Hidrulicas llevada a cabo en The Woodlands, Texas, USA, 6-8 Febrero 2012.
Kalakkadu S, Klinsky A, Callard J, Devegowda D.
Anlisis de Produccin en pozos Horizontales Multifracturados incluyendo el efecto de adsorcin, mojabilidad mixta y doble porosidad
SPE 164479-MS
SPE Simposio de Produccin y Operaciones, llevada a cabo en Oklahoma City, Oklahoma, USA, 23-26 Marzo 2013.
INTEGRIDAD ACADMICA! Objetivo
Comprender los fundamentos de la composicin de un fluido de reservorio, el clculo de sus propiedades, anlisis composicional y equilibrio de fases
Mtodo de Calificacin PRIMER CONTROL ACADMICO: 10%
SEGUNDO CONTROL ACADMICO: 20%
TERCER CONTROL ACADMICO: 20%
EXPOSICIN GRUPAL: 20%
EXAMEN FINAL ESCRITO: 30%
Fundamentos de Fluidos de Reservorios
Fundamentos de Visual Basic en MS Excel
Clculo de propiedades de las fases acuosa, lquida y gaseosa Mtodos grficos y correlaciones
Clculo composicional de propiedades de un gas natural
Modelos para la Ecuacin de Estado
Modelos para el Equilibrio de Fases
Reservorio: Estructura rocosa que contiene Hidrocarburos en el subsuelo (Yacimientos).
Diagrama de Fase: Grfica que presenta compartimiento termodinmico del cambio de estado (gaseoso, lquido).
GOR: Razn Gas y Petrleo (Gas Oil Ratio).
API: Medida de densidad (Mayor API Menor densidad)
1. Descripcin de la termodinmica de cristalizacin de slidos propios de un fluido de reservorio:
a) Incrustaciones Minerales (Sarro) b) Hidratos de Carbono c) Parafinas y Asfaltenos
2. Descripcin de ensayos de laboratorio y ejemplo del clculo de propiedades
a) Expansin a composicin constante b) Vaporizacin diferencial
3. Ejemplo de clculo de la gravedad especifica del gas natural por recombinacin
a) Tres separadores sin composicin conocida b) Dos separadores con composicin conocida
4. Ejemplo de clculo del factor z dada una composicin de gas natural utilizando la ecuacin de estado Benedict-Web-Rubin
Introduccin a Fluidos de Reservorios
El anlisis PVT es una coleccin de mtodos experimentales y numricos para determinar la interaccin de las propiedades: Presin Volumen Temperatura
Dados los valores de dos las propiedades PVT, el valor de la propiedad restante se puede determinar
Con la tripleta PVT, el anlisis PVT facilita la determinacin de otras propiedades como: viscosidad, compresibilidad, solubilidad, etc.
En general, un fluido de reservorio esta compuesto de tres fases: agua, petrleo y gas
El tipo de fluido de reservorio determina el tipo de drenaje del reservorio
El cmputo del flujo dentro del reservorio requiere: Determinar el estado del fluido, es decir, las fases
presentes en el sistema
Determinar el valor de las propiedades de cada fase presente en el sistema
Expansin monofsica del petrleo: reservorios sin casquete gaseoso inicial, a presin mayor al punto de burbuja, el empuje se da por expansin de los lquidos
Expansin del gas: el empuje es dominado por la expansin del gas que mucho mayor comparado a otras fases, al avanzar la produccin la presin cae y el gas disuelto se libera
Expansin del casquete de gas: se suma a la expansin del gas disuelto que es liberado durante la produccin
Intrusin del acufero: complementa al empuje ya que se altera el nivel de contacto con el acufero
Expansin de la roca: al disminuir la presin el volumen poroso disminuye debido a la mecnica de solidos, la columna rocosa comprime ms al reservorio.
El tipo de fluido se determina con un anlisis termodinmico de la Presin, Volumen y Temperatura
Segn el fluido, los reservorios se pueden clasificar en (McCain, 1989): Petrleo Negro, se produce petrleo rico en
queroseno, disel y lubricantes
Petrleo Voltil, el petrleo producido es comnmente denominado como liviano
Gas Retrgrado, se produce gas con condensado rico en energa calorfica
Gas Hmedo, se produce gas con condensado de bajo octanaje
Gas Seco, se produce gas sin condensado
Los reservorios Gas Retrgrado y Gas Hmedo suelen denominarse indistintamente como: Gas con Condensado
Usualmente se desea un fluido Petrleo Negro a Petrleo Voltil por los derivados del petrleo Gasolina con buen contenido de octanaje Destilacin de queroseno, disel y mezclado de Jet
Fuel
Dependiendo del mercado, se prefiere un fluido Gas Retrgrado a Gas Hmedo por los derivados del petrleo Gas Hmedo es deseado cuando se favorece al
gas natural acondicionado, GLP y materias primas de la petroqumica
Gas Retrgrado es deseado cuando se favorece al condensado enriquecedor de mezclas
Otras clasificaciones incluyen el tipo Petrleo Pesado que se caracterizan por ser muy viscosos y casi tan densos como el agua
Construir el diagrama de fases es un objetivo mayor del anlisis PVT
Mtodos experimentales y numricos
Calcular el estado del fluido de reservorio es primordial para el modelado de Reservorios
Existe una regin cncava en el plano Presin-Temperatura de un fluido de reservorio en cual gas y lquidos coexisten
Regin conocida como envolvente de fase por ser una regin cerrada delimitada por curvas
LNEAS CARACTERSTICAS
Punto de Burbuja, borde de la envolvente con fase lquida al 100%.
Punto de Roco, borde de la envolvente con fase gaseosa al 100%.
Calidad de Vapor, lneas internas de igual porcentaje de cantidad de fase gaseosa.
PUNTOS CARACTERISTICOS
Punto Crtico: convergencia de las lneas caractersticas debido a que las fases lquida y gaseosa son idnticas en naturaleza.
Cricondenbrico: presin mxima a la que gas y lquidos coexisten.
Cricondentrmico: temperatura mxima a la que gas y lquidos coexisten.
Otros nombres son petrleo ordinario o petrleo de baja reduccin de volumen
Generalmente presenta las caractersticas varias: Grado API en el stock-tank menor de 45
GOR de produccin menor a 2000 scf/stb inicialmente
Color muy oscuro si existen hidrocarburos pesados pero muy usualmente negro, tambin verdoso o marrn
Factor de volumen del petrleo inferior al 2.0 rb/stb inicialmente
Componentes heptanos y mayor con porcentaje molar mayor al 30%
(Modificado de McCain, 1989)
Pre
sin
Temperatura
Cada de Presin
% Lquidos
Separador
Petrleo Negro
Explotacin siempre mucho menor al punto critico (1 a 3)
Inicialmente todo gas esta en solucin (1)
En la superficie el gas se libera
Parte de la explotacin el reservorio consta slo de lquidos
Otros nombres son petrleos livianos o petrleo de alta reduccin de volumen
Generalmente presenta las caractersticas varias: Grado API en el stock-tank mayor a 40 GOR de produccin entre 2000 scf/stb a 3300
scf/stb inicialmente Color usualmente verdoso, tinte naranja o marrn Factor de volumen del petrleo superior al 2.0
rb/stb inicialmente Componentes heptanos y mayor con porcentaje
molar entre al 12.5% y 30%
(Modificado de McCain, 1989)
Pre
sin
Temperatura
Cada de Presin
% Lquidos
Separador
Petrleo Voltil
Comportamiento similar al Petrleo Negro.
Explotacin siempre cercana y menor al punto critico.
Mas produccin de gas en la superficie.
Durante casi toda la explotacin se tiene Lquidos y gas asociado en el reservorio.
Otros nombres son gas retrgrado con condensado o simplemente gas con condesado
Generalmente presenta las caractersticas varias: GOR producido superior a 3300 scf/stb inicialmente y
aproximadamente no mayor al 150 000 scf/stb
GOR producido superior a 50 000 scf/stb no se considera retrgrado por practicidad
Grado API del condensado en el stock-tank mayor a 40
Componentes heptanos y mayor con porcentaje molar menor al 12.5%
(Modificado de McCain, 1989)
Pre
sin
Temperatura
Cada de Presin
Punto Crtico
Separador
Gas Retrgrado
Explotacin siempre cercana y mayor al punto critico
Inicialmente todo lquido esta en solucin
En la superficie el lquido se condensa
Durante casi toda la explotacin se tiene Lquidos y gas asociado en el reservorio.
Al disminuir la presin los lquidos aumentan para luego disminuir
Otro nombre conocido es gas con condensado
Generalmente presenta las caractersticas varias: GOR producido superior a 50 000 scf/stb para
propsitos de ingeniera
GOR producido es constante
Grado API del condensado en el stock-tank mayor a 40
Componentes heptanos y mayor con porcentaje molar menor al 12.5%
(Modificado de McCain, 1989)
Pre
sin
Temperatura
Cada de Presin
% Lquidos
Separador
Gas Hmedo
Comportamiento similar al Gas Retrgrado
Explotacin mucho mayor al punto critico
Menos produccin de lquidos en la superficie
Solo gas en el reservorio durante casi toda la explotacin
Principal compuesto es el metano Las condiciones del reservorio y en la superficie
quedan fuera de la envolvente
No condensa lquidos
Componentes hexanos y mayor con porcentaje molar menor al 1%
(Modificado de McCain, 1989)
Pre
sin
Temperatura
Cada de Presin
% Lquidos
Separador
Gas Seco
Explotacin siempre mayor al cricondentrmico
Inicialmente no hay lquidos en solucin (1)
Toda la explotacin del reservorio consta slo de gas
En la superficie lquidos no se condensan
Existe produccin de agua
Pre
sin
Temperatura
Separador
Petrleo Negro
Petrleo Voltil
Separador
Gas Retrgrado
Separador
Gas Hmedo
Separador
Gas Seco
Separador
GOR
SCF/STB
PETROLEO NEGRO < 2000 < 45 < 2 40 > 2 40 N/A >
GAS HUMEDO > 50000 > 40 N/A >>
GAS SECO Infinito Infinito N/A >>>
TIPO DE FLUIDO API Bo PC
P0 P1 = Pb
P2 < Pb
PF < Pb
P0 T0
Pi
P0 P1 = PR
P2 < PR
PF < PR
P0 T0
Pi
(Dawe, 1989)
(Dawe, 1988)
(Dawe, 1988)
1. Descripcin de la entrada de datos PVT de un simulador de reservorios (ECLIPSE, CMG, IPM, etc.)
a) Modelo Black Oil b) Modelo Composicional
2. Descripcin de ensayos de laboratorio y ejemplo del clculo de propiedades
a) Expansin a composicin constante b) Vaporizacin diferencial
3. Ejemplo de clculo de la gravedad especifica del gas natural por recombinacin
a) Tres separadores sin composicin conocida b) Dos separadores con composicin conocida
4. Ejemplo de clculo del factor z dada una composicin de gas natural utilizando la ecuacin de estado Benedict-Web-Rubin
Descripcin de la termodinmica de cristalizacin de slidos propios de un fluido de reservorio:
a) Incrustaciones Minerales (Sarro)
b) Hidratos de Carbono
c) Parafinas y Asfaltenos
Integrantes:
Vladimir Verduguez
Oscar Mamani Lpez
Miguel Vaca Somoya
Alejandra Salinas Lpez
Alex Fernndez
Rosmery Gomez
Guido Orellanos.
Descripcin de ensayos de laboratorio y ejemplo del clculo de propiedades
a) Expansin a composicin constante
b) Vaporizacin diferencial
Integrantes:
Marcelo Velarde
Luis Paniagua
Luis F Vargas
Jessica H Lino Valverde
Mario Aquino Valeroso
Christian Ral Aguilar Nogales
Oscar Calla Velarde
Ejemplo de clculo de la gravedad especifica del gas natural por recombinacin
a) Tres separadores sin composicin conocida
b) Dos separadores con composicin conocida
Integrantes:
Elmer Jamira Pacci
Luis Fernando Avila Sandoval
Ivo Trcka Gosher
Alberto Zambrana Ramin
Marvin Bnuls Salvatierra
Lizeth Yovana Paredes Choque
Sueli Paola Lima
Ejemplo de clculo del factor z dada una composicin de gas natural utilizando la ecuacin de estado Benedict-Web-Rubin
Integrantes:
Marcelo Velarde
Luis Paniagua
Luis F Vargas
Jessica H Lino Valverde
Mario Aquino Valeroso
Christian Ral Aguilar Nogales
Oscar Calla Velarde