Introducción al Balance de Materia

Introducción al Balance de Materia

El balance de materia aplicado a la ingeniería de yacimiento es una técnica que se basa en las leyes de la conservación de la masa y la energía y que se ha utilizado casi desde el comienzo de la industria del petróleo, su finalidad es determinar el petróleo original en sitio, ayudar a definir el volumen de intrusión de agua del acuífero asociado al yacimiento y estimar el tamaño de la capa de gas en caso de que existan.

Para utilizar el balance de materia se necesita tener un histórico de los volúmenes de los fluidos producidos, así como de la presión estática promedio del yacimiento; se necesita conocer las propiedades de los fluidos en función de presión y temperatura (datos PVT), se necesitan conocer algunas propiedades de la roca, como la porosidad, la compresibilidad de la formación y la saturación de agua. Si existe un influjo de agua, también se necesita una función del influjo de agua como función de presión.

El balance de materia comenzó a ser utilizado en los años 1920s y 1930s. En 1929 Coleman, Wilde y Moore desarrollaron una ecuación definiendo la relación entre la presión de yacimiento y los volúmenes de gas y aceite producidos; el petróleo y gas remanente en el yacimiento y las propiedades de los fluidos. En 1936 Schilthuis modificó la ecuación propuesta por Coleman et al. Posteriormente numerosos autores han ido desarrollando la ecuación de balance de materia, en algunos casos para hacerla de aplicación general y en otros para desarrollar métodos de análisis para considerar el influjo de agua y la presencia de capa de gas. Entre los muchos autores podemos mencionar Tracy, 1955, efectuó una reordenación de la ecuación de balance de materia para facilitar su uso, también propuso mejoras en el procedimiento de predicción, incluyendo la relación de gas instantánea. En 1953 Van Everdingen, Timmerman y McMahon propusieron un método para la determinación del petróleo en sitio y el influjo de agua, utilizando un cálculo independiente del influjo de agua e incorporarlo en la ecuación de balance de materia, la cual debe ser lineal cuando se utilizan los valores correctos de influjo de agua y N. En 1961 McEwen analiza diferentes formas de expresar la ecuación de balance de materia como una línea recta y selecciona una donde la Expansión más el Influjo de Agua es igual a la Producción. Establece un procedimiento para calcular el influjo de agua e incorporarlo en la ecuación de balance de materia. En 1963 Havlena y Odeh proponen un método grafico para resolver la ecuación de balance de materia cuando se considera influjo de agua y/o capa de gas. En 1978 Campbell introdujo un análisis gráfico, que ayuda a comprender la dinámica de la energía que actúa en el yacimiento.

La aplicación de la ecuación de balance de materia fue la herramienta principal de análisis de yacimientos durante muchos años, antes de que el uso de computadoras se hiciera más común en la industria del petróleo. A pesar de que en la actualidad la simulación numérica es la opción preferida de análisis y pronóstico de yacimientos, aún sigue utilizándose la ecuación de balance de materia debido a que es una herramienta sencilla de utilizar, requiere una cantidad mínima de información y da una visión global de los principales elementos que intervienen como mecanismos de producción. Aun cuando se piense utilizar simulación numérica siempre es conveniente utilizar la ecuación de balance de materia.

Debido a que la ecuación de balance de materia es aún una herramienta de análisis muy importante, y que su uso es complementario, no excluyente de cualquier otro tipo de análisis, se recomienda tener un conocimiento de esta metodología. En este libro mostramos los elementos básicos de la ecuación general de balance de materia para yacimientos de petróleo, como interpretar la ecuación de balance de materia como la ecuación de una línea recta y como utilizar esta propiedad para utilizar diferentes reordenamientos y gráficos de diagnósticos para la determinación de los valores del petróleo original en sitio, influjo de agua y capa de gas. Espero que estas notas recogidas en este libro sean de utilidad para el lector.

Bibliografía

Introducción al Balance de Materia (Temas de Ingeniería de Yacimientos nº 1) (Spanish Edition) Kindle Edition

by Luis Brito (Author)

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