Balance de Materiales Para Yacimientos de Petróleo

El balance de materiales no es más que la relación entre lo que se “vacía” en el yacimiento y lo que se produce basado en la ley de conservación de la masa.

Para estructurar una ecuación que se adapte al balance de materiales es necesario hacer unas consideraciones previas que hacen que la misma sea posible de usar. Sin embargo estas consideraciones arrojan un importante error en los cálculos, pero, por su flexibilidad y facilidad de uso, es muy utilizada en la práctica, permitiendo obtener resultados cercanos a los reales de una forma rápida y sencilla.

Las principales consideraciones que se deben hacer son las siguientes:

1. La presión es uniforme en todo el yacimiento.
2. Los fluidos están en equilibrio termodinámico.

Así vemos entonces que la ecuación de balance de materiales se aplica considerando el yacimiento como un punto, y asumiendo que los cambios de temperatura no varían las propiedades de los fluidos.

Ahora de acuerdo a definiciones previas podemos empezar a armar las piezas que le dan forma a esta ecuación:

Mecanismos de producción:

· Expansión de petróleo más gas en solución:

· Expansión del gas por la capa de gas:

· Expansión del agua connata y reducción del volumen poroso:



· Influjo de agua del acuífero:


Vaciamiento:

Como dijimos anteriormente la ecuación de balance de materiales relaciona el vaciamiento del yacimiento con los mecanismos de producción. Entonces nos queda:Vaciamiento= (Expansión de petróleo más gas en solución) + (Expansión del gas por la capa de gas) + (Expansión del agua connata y reducción del volumen poroso) + (Influjo de agua del acuífero)

Esta ecuación se ajusta de acuerdo a qué mecanismo de producción se encuentra presentes en el yacimiento, por lo tanto la ecuación varía. Por ejemplo:

Empuje por expansión del petróleo, P mayor que Pb

· Empuje por gas en solución (sin capa de gas), P menor que Pb

· Empuje por gas en solución (con capa de gas), P menor que Pb

Un uso muy común de esta ecuación es conocer el POES o la cantidad de gas en la capa de gas, por lo que se han creado varios métodos para manipular esta ecuación. Uno de estos métodos es el de la línea recta por Van Everginden (1953) y Havlena-Odeh(1963), y consiste en graficar un grupo de variables versus otro grupo de variables.

Se le asignan nombres a diferentes grupos de variables:

De esta manera la ecuación queda:

Si tenemos un yacimiento volumétrico con empuje por gas en solución más compactación del volumen poroso:

Ahora si el yacimiento sigue siendo volumétrico y con empuje por gas en solución pero además tiene capa de gas (la expansión del agua connata y la reducción del espacio poroso son despreciables).

Si hay empuje por capa de gas más gas en solución más compactación del volumen poroso.

Empuje por agua más gas en solución más capa de gas.

Empuje por agua más gas en solución

ÍNDICES DE PRODUCCIÓN

Pirson propuso que la energía total para la producción del hidrocarburo presente en el yacimiento provenía de Gas en solución, empuje de gas o expansión del casquete de gas y empuje de agua.Los índices de producción miden la contribución de cada mecanismo de producción individualmente con respecto a la producción total.

Los índices de producción muestran el aporte que dio cada mecanismo de producción en forma individual a la historia de producción total.