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TIPOS DE DESPLAZAMIENTOS , Apuntes de Matemáticas

tema III 123 petroleo 112 589658

Tipo: Apuntes

2020/2021

Subido el 24/06/2021

aurita-burguillos
aurita-burguillos 🇻🇪

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Maturín, Abril de 2021
Presentado por:
Profa. Indira Márquez
UNIVERSIDAD DE ORIENTE
NÚCLEO DE MONAGAS
ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE PETRÓLEO
YACIMIENTOS II (063-4123)
UNIDAD 3
Desplazamientos inmiscibles de
hidrocarburos
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¡Descarga TIPOS DE DESPLAZAMIENTOS y más Apuntes en PDF de Matemáticas solo en Docsity!

Maturín, Abril de 2021

Presentado por:

Profa. Indira Márquez

UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO DE MONAGAS ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE PETRÓLEO YACIMIENTOS II (063-4123)

UNIDAD 3

Desplazamientos inmiscibles de

hidrocarburos

Pistón sin fugas

Pistón con fugas

1.-Fase inicial o antes de la ruptura, la cual es responsable

de casi toda la producción del fluido desplazado y donde el

fluido producido no contiene fluido desplazante.

2.-La ruptura, momento en el cual el frente de invasión se

manifiesta por primera vez a través del pozo productor, es

decir, comienza la producción del fluido inyectado o

desplazante (agua o gas).

3.-Fase subordinada o después de la ruptura, donde existe

producción de ambas fases, considerándose que la fase

desplazante arrastra a la desplazada por el camino de flujo.

TIPOS DE DESPLAZAMIENTOS

Tipos

Fases

El desplazamiento de fluidos por otro es un proceso no continuo, debido a que las

saturaciones de los fluidos cambian con el tiempo. Esto causa cambios en las

permeabilidades relativas, en las presiones y en las viscosidades de las fases.

El mecanismo de desplazamiento de una inyección de agua en un yacimiento

homogéneo, se puede representar en cuatro etapas que son:

1.Condiciones iniciales antes de la invasión

MECANISMO DE DESPLAZAMIENTO

Consideraciones:

-La imagen representa la distribución esquemática de los fluidos antes de la invasión. -Movimiento horizontal de fluidos. -Suposición de saturaciones constantes. Se inyecta agua luego de la producción por agotamiento natural. -Presión actual del yacimiento menor a Pb.

2. La invasión a un tiempo determinado

MECANISMO DE DESPLAZAMIENTO (cont)

Consideraciones:

-Se evidencia un aumento de presión del yacimiento, que es mayor alrededor de los pozos inyectores y declina hacia los pozos productores. -A medida que se inyecta agua en el yacimiento parte del petróleo se desplaza hacia adelante formando un banco de petróleo. -El petróleo empuja con efectividad al gas altamente móvil, hacia adelante. Puede ocurrir que el gas quede atrapado por el banco de petróleo, ocupando un espacio que podría contener petróleo residual. -Detrás del banco de petróleo se forma el banco de agua, donde únicamente están presentes el agua inyectada y el petróleo residual (más el gas atrapado).

4. Ruptura

MECANISMO DE DESPLAZAMIENTO (cont)

Consideraciones:

-Cuando se alcanza el llene, el avance del frente continua, pero la tasa de producción de petróleo aumenta y eventualmente es igual a la tasa de inyección de agua (en términos de volúmenes de yacimiento). -Si la saturación de agua inicial de la formación es menor que la requerida para fluir, la producción del petróleo durante esta fase estará libre de agua. -El comienzo de una producción significativa de agua es el signo de que se ha producido la ruptura del frente de agua en el pozo.

5. Posterior a la ruptura

MECANISMO DE DESPLAZAMIENTO (cont)

Consideraciones:

-Distribución esquemática de los fluidos al momento del abandono. -En esta etapa, la producción de agua aumenta a expensas de la producción de petróleo. El recobro gradual del petróleo detrás del frente se obtiene solamente con la circulación de grandes volúmenes de agua. -Durante esta fase final de inyección, el área barrida aumentara y esto puede proveer suficiente producción de petróleo para justificar la continuación de la inyección. -El proceso finalizará cuando no sea económico. -Al llegar la etapa de agotamiento de la inyección de agua, la porción inundada del yacimiento contendrá únicamente petróleo

Profa. Indira Márquez residual y agua.^ Yacimientos II

MÉTODO DE PREDICCIÓN DE BUCKLEY Y LEVERETT PARA

YACIMIENTOS HOMOGÉNEOS

Consideraciones de la teoría de Buckley y Leverett (cont):

10.Se forman frentes de separación y se distinguen 2 zonas; zona no invadida (formación del banco de petróleo), zona invadida (formada por le fluido inyectado y el petróleo remanente).

  1. La formulación matemática de la teoría desarrollada originalmente por Leverett, permite determinar la saturación de la fase desplazante en el frente de invasión en el sistema lineal.
  2. Posteriormente, Welge realizó una extensión que permite calcular la saturación promedio de la fase desplazante y la eficiencia de desplazamiento; además, determino la relación que existe entre la saturación de la fase desplazante en el extremo de salida del sistema y la cantidad de agua inyectada a ese tiempo.

MÉTODO DE PREDICCIÓN DE BUCKLEY Y LEVERETT PARA

YACIMIENTOS HOMOGÉNEOS

Ecuaciones simplificadas para el cálculo de flujo fraccional de agua (fw) en un desplazamiento de petróleo por agua:

Fuente: Paris, M (2001)

K= permeabilidad en darcies μ= viscosidad, cPs qt= tasa de flujo, Bls/día A= área de flujo, pies 2 P= presión, lpc x= distancia, pies ∆γ= diferencia de las gravedades específicas del agua y petróleo en el yacimiento

Si α<0°, el signo negativo de la ecuación cambia a positivo

MÉTODO DE PREDICCIÓN DE BUCKLEY Y LEVERETT PARA

YACIMIENTOS HOMOGÉNEOS

Curva típica de flujo fraccional:

1.De acuerdo a Smith y Cobb se puede resumir que la ecuación de flujo fraccional es una relación muy importante, pues permite determinar las tasas de flujo de petróleo y agua en cualquier punto del sistema de flujo considerado. 2.La ecuación de flujo fraccional, también incorpora todos los factores que afectan la eficiencia de desplazamiento (E (^) D) de un proyecto de inyección de agua, como son: las propiedades de los fluidos (viscosidad, densidad y presiones capilares del agua y petróleo), las propiedades de la roca (Ko,Kw,So,Sw) , la tasa de inyección (qw), el gradiente de presión (𝜕𝜕Pc/𝜕𝜕 x) y las propiedades estructurales del yacimiento (∝, dirección de flujo). 3.Para una serie de valores típicos de permeabilidades relativas, la curva de fw vs Sw, cuando se hace cero el gradiente de presión capilar, tiene forma de S invertida como se muestra en la diapositiva siguiente, con saturaciones límites entre Swc y ( l- Sor), entre los cuales el flujo fraccional aumenta desde cero hasta uno. 4.La curva de flujo fraccional es de gran utilidad en la predicción y análisis del comportamiento de yacimientos durante una invasión de agua o de gas.

MÉTODO DE PREDICCIÓN DE BUCKLEY Y LEVERETT PARA

YACIMIENTOS HOMOGÉNEOS

Curva típica de flujo fraccional de agua (cont):

Si el desplazamiento del petróleo se lleva a cabo a temperatura constante, las viscosidades del agua y del petróleo tienen un valor fijo y la ecuación simplificada de flujo fraccional es estrictamente función de la saturación de agua. Al graficar fw Vs. Sw en papel milimetrado normal se tiene:

MÉTODO DE PREDICCIÓN DE BUCKLEY Y LEVERETT PARA

YACIMIENTOS HOMOGÉNEOS

Factores que afectan el flujo fraccional (cont.):

Presión capilar: el efecto de la presión capilar es aumentar el flujo

fraccional. Es por esto, que en una invasión con agua, es deseable disminuir

o eliminar el gradiente de presión capilar, lo cual puede realizarse alterando

la humectabilidad de la roca o eliminando la tensión interfacial entre el

petróleo y el agua.

MÉTODO DE PREDICCIÓN DE BUCKLEY Y LEVERETT PARA

YACIMIENTOS HOMOGÉNEOS

Factores que afectan el flujo fraccional (cont.):

Humectabilidad: el desplazamiento de petróleo en una roca humectada por

agua es generalmente más eficiente que en una humectada por petróleo.

Esto significa que la curva de flujo fraccional tiene un valor más bajo a una

determinada saturación de agua.

MÉTODO DE PREDICCIÓN DE BUCKLEY Y LEVERETT PARA

YACIMIENTOS HOMOGÉNEOS

Factores que afectan el flujo fraccional (cont.):

Viscosidad del petróleo: si se inyecta el agua buzamiento arriba y se

consideran insignificantes los efectos de presión capilar, el flujo fraccional

aumentara a medida que la viscosidad del petróleo aumenta, lo cual conduce

a altos valores de fw y, por consiguiente, a que el desplazamiento de petróleo

sea menor.

MÉTODO DE PREDICCIÓN DE BUCKLEY Y LEVERETT PARA

YACIMIENTOS HOMOGÉNEOS

Factores que afectan el flujo fraccional (cont.):

Viscosidad del agua: si la viscosidad del agua aumenta, el flujo fraccional

del agua disminuye y la eficiencia de desplazamiento será mayor. Este efecto

puede alcanzarse, por ejemplo, con la adición de ciertos polímeros al agua,

pero hay que tener en cuenta que un aumento de viscosidad puede disminuir

la inyectividad.