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UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELAFACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA DE INGENIERA DE PETRLEO

ESTUDIO DEL EFECTO TRMICO DE LA INYECCIN DE AGUA FRA EN YACIMIENTOS DE PETRLEO (COMPARACIN ENTRE LOS

SIMULADORES ECLIPSE 500 Y STARS)

MSc. Pedro Vaca Gonzlez

Realizado por los Brs:

De Oliveira Coelho, Roberto. Mndez Flrez, Sergio Augusto.

Objetivos

Metodologa

Conceptos Bsicos

Anlisis de resultados

Conclusiones y recomendaciones

Evaluar el efecto trmico que puede presentar la inyeccin de agua fra sobre el recobro de petrleo en yacimientos de hidrocarburos, mediante la simulacin de un modelo conceptual y con la ayuda de la opcin trmica del simulador ECLIPSE 500.

Objetivo General

OBJETIVOS

Analizar la informacin relacionada con la inyeccin de agua, enfocados principalmente en los temas relacionados con los efectos que pueden traer la inyeccin de agua fra en yacimientos de petrleo

Consultar la informacin concerniente al tema de simulacin de yacimientos, as como de los simuladores ECLIPSE 500 y STARS.

Objetivos Especficos

OBJETIVOS

Realizar un estudio de sensibilidad de los parmetros que afectan y que son afectados por el comportamiento trmico de la inyeccin de agua.

Comparar los resultados arrojados por la opcin trmica del simulador ECLIPSE 500 y los obtenidos con el STARS.

Objetivos Especficos

OBJETIVOS

CONCEPTOS BSICOSInyeccin de agua

La inyeccin de agua es el mtodo dominante entre los procesos de inyeccin de fluidos; generalmente es utilizada como mecanismo de recuperacin secundaria en los yacimientos de petrleo para incrementar la energa del mismo y de esta manera obtener una mayor recuperacin de petrleo.

Simulacin de yacimientos

El objetivo principal de la simulacin de yacimientos es pronosticar el comportamiento de los yacimientos sometidos a diferentes esquemas de produccin, basndose en su historia previa y en su comportamiento actual. Mientras un yacimiento es desarrollado una sola vez, un simulador puede ejecutarse innumerables veces hasta lograr los objetivos propuestos.

CONCEPTOS BSICOS

a) Empuje de lnea directa b) Empuje de lnea alterna

e) Arreglo de nueve pozosg) Arreglo de siete pozosd) Arreglo de cinco pozos

ARREGLOS DE POZOS

Rpi/pp= 1

Rpi/pp= 1 Rpi/pp= 1

Rpi/pp= 2 Rpi/pp= 3

Arreglo de cinco pozos

Es el tipo de arreglo ms usado.

Es altamente conductivo.

Proporciona una buena eficiencia de barrido.

La perforacin de este tipo de arreglo es muy flexible.

CONCEPTOS BSICOS

ndice de inyectividad

Se define como la razn entre la tasa de inyeccin de un determinado fluido (a condiciones estndar) y la diferencia de presin requerida para inyectar esa tasa.

CONCEPTOS BSICOS

BPRESSUREI:BHPCWIR

PPQ

IIewf

iny

Conductividad Trmica Es una propiedad que nos indica la cantidad de calor transferido por unidad de rea transversal, normal a un gradiente unitario de temperatura. Las unidades son BTU/pies/das/F

CONCEPTOS BSICOS

Capacidad Calorfica

Es la capacidad trmica de las rocas saturadas con uno o varios fluidos y su valor se mide por el calor que hay que suministrar para elevar la temperatura de la roca y los fluidos que ella contiene.

METODOLOGA

CONCLUSIONESY

RECOMENDACIONES

REVISIN BIBLIOGRFICA

REVISIN BIBLIOGRFICA

MANEJO DEL SIMULADOR ECLIPSE

500

MANEJO DEL SIMULADOR STARS

CONSTRUCCIN DEL

CASO BASE

ANLISISDE

RESULTADOS

SENSIBILIDADES DELCASO BASE

METODOLOGA

Propiedades de la roca y de los fluidos

Kx y Ky 300 md

Kz 30 md

28%

Conductividad trmica

35 BTU/pies/das/F

Capacidad calorfica 30 BTU/pies

3/F

w 62,36 lb/pc

g 0,05 lb/pc

o 50 lb/pc

(15,15)

Keyword Especificacin

Grid

HEATCR Indica la capacidad calorfica de cada celda

ROCKPROPIndica las propiedades de la roca que rodea al

yacimiento

THCONR Indica la conductividad trmica de cada celda

ROCKCONIndica la conexin de cada celda desde el tope hasta la base

PVT

GASVISCTMuestra la viscosidad

del componente gaseoso vs temperatura

OILVISCTMuestra la viscosidad

del componente petrleo vs temperatura

Init

TEMPI (LGR)

Indica la temperatura inicial del refinamiento

TEMPI Indica la temperatura inicial de la malla

50 pies50 pies

20 piesNX Ny Nz Total

20 20 5 2205

Caractersticas principales de la malla

Tope 1500 pies

Base 1600 pies

Datm 1500 pies

Pi@ Datm 1500 lpca

Pb 1000 lpca

Rsi 390 Pcn/BN

Temp. del yac. 250 F

Cr 5E-5lpc-1

Swi 20 %

Soi 80%

POES 4.253 MM BN

GOES 1.658 MMM PCN

METODOLOGA

Sensibilidades realizadas al Caso Base

Variacin de la viscosidad 0,01-0,1-0,2-0,3

Variacin de la temperatura inicial del modelo 200, 150 y 100 F

Variacin de la temperatura de inyeccin 250, 150, 100 y 60 F

Variacin de la permeabilidad areal (Kx y Ky) 3000, 1000, 500, 100 y 50 md

Variacin de la permeabilidad vertical (Kz) 100, 50, 10 y 0 md

Variacin de la capacidad calorfica de la roca 50, 10 y 5 BTU/pies3/F

Variacin de la conductividad trmica de la roca

50, 10 y 5 BTU/pies/das/F

Variacin del buzamiento 5,79 y 17,75

Comparacin entre los simuladores ECLIPSE y STARS

Variacin de la temperatura de inyeccin.Variacin de la temperatura de yacimiento.Cambio de las viscosidades del petrleo.Variacin de las permeabilidades verticales y horizontales.Variacin de la conductividad trmica y capacidad calorfica de la roca.Inclinacin del yacimiento.Comparacin con el simulador STARS.

Comparaciones con el Caso Base

ANLISIS DE RESULTADOS

Inyeccin a 60 F

Inyeccin a 100 F

Inyeccin a 150 F

14 460 906 1352 1795 2244 2691

14 72 131 189 248

14 985 2800 3900 4900 6800 7784Viscosidad en cp

Viscosidad en cp

Viscosidad en cp


Variacin de la temperatura de inyeccin.


ndice de inyectividad para diferentes temperaturas de inyeccin

ndice de inyectividad para diferentes temperaturas de inyeccin

Flujo fraccional y corte de agua para los yacimientos con distintas temperaturas

Comportamiento de la viscosidad para diferentes celdas ubicadas en la capa cinco del modelo simulado

Temperatura en la celda central del refinamiento para cada capa

Factor de recobro para los casos donde se inyecta agua a diferentes temperaturas

ANLISIS DE RESULTADOSVariacin de la temperatura de inyeccin.

Temperatura de la zona refinada

Perfil de temperatura para diferentes temperaturas de yacimientos

ANLISIS DE RESULTADOSVariacin de la temperatura de yacimiento.

ndice de inyectividad para diferentes temperaturas del modelo de simulacin

6712 cp

7574 cp 7590 cp

7285 cp

Viscosidad del petrleo para diferentes temperatura de yacimiento

Volumen de agua total inyectado


Factor de recobro para diferentes temperaturas del modelo de simulacin


Factor de recobro inyectando a 60 F

(%)

Factor de recobro inyectando a la misma

temperatura del yacimiento(%)

1) Caso Base (Temp. Yacimiento 250 F) 40 42

2) Caso (Temp. Yacimiento 200 F) 30 33

3) Caso (Temp. Yacimiento 150 F) 15 20

4) Caso(Temp. Yacimiento 100 F) 3 3

Factor de recobro inyectando agua a 60 F y a la temperatura del yacimiento


Variacin de la viscosidad del petrleo

Temperatura(F)

Viscosidad normal

(cp)

Viscosidad normal x 0,01

(cp)


(cp)


(cp)

Viscosidad normal x 0,3 (cp)

60 9000 90 900 1800 2700

75 7500 75 750 1500 2250

100 2000 20 200 400 600

125 532 5.32 53,2 106,4 159,6

150 210 2,1 21 42 63

200 50 0,5 5 10 15

250 15 0,15 1,5 3 4,5

300 8,1 0,081 0,81 1,62 2,43

400 3 0,03 0,3 0,6 0,9

500 1,5 0,015 0,15 0,3 0,45

Variaciones realizadas a la viscosidad del petrleo en el Keyword Olvisvict



Factor de recobro para distintas viscosidades de petrleo

Corte de agua (caso donde se inyecta agua a una temperatura de 60 F)



Factor de recobro para distintas viscosidades de petrleo

Corte de agua (inyectando agua a una temperatura de 150 F)


Kx, y Ky (md) Kz (md)3000 100

1000 50

500 10

1000

50

Variacin de las permeabilidades Kx, Ky, Kz


Variacin de las permeabilidades verticales y horizontales

Variacin de las permeabilidades verticales y horizontalesPerfil de temperatura para los casos en que se tiene Kz= 100, 30, 10 y 0 md


Produccin total petrleo variando la permeabilidad vertical (Kz)

Produccin de petrleo total variando la permeabilidad areal (Kx y Ky) vs tiempo en

aos.

Conductividad trmica

(Btu/ft/da/F)

Capacidad calorfica(Btu/ft3/F)

50 50

35 (caso base) 30 (caso base)

10 10

5 5

Variacin de las propiedades de la roca


Temperatura de la zona refinada para diferentes valores de conductividad trmica y capacidad calorfica de la roca Viscosidad en la celda (14,14) variando conductividad trmica de la roca as como capacidad calorfica de la roca

Variacin de la conductividad trmica y capacidad calorfica

Factor de recobro para diferentes valores de conductividad trmica as como de capacidad calorfica de la roca

Variacin de la conductividad trmica y capacidad calorficaANLISIS DE RESULTADOS

Inclinacin del yacimiento


Temperatura para diferentes celdas ubicadas buzamiento abajo y arriba

Temperatura para diferentes celdas ubicadas buzamiento abajo y arriba (yacimiento

inclinado 17,74)

Temperatura para diferentes celdas ubicadas buzamiento abajo y arriba

(capacidad calorfica y conductividad trmica de la roca igual a 5 Btu/ft/dia/F

y 5 Btu/ft3/F)

Comparacin con el STARS

Temperatura del refinamiento para el simulador STARS


Temperatura del refinamiento para el simulador ECLIPSE

Diferencia de agua inyectada acumulada entre capas del yacimiento

Viscosidad en la capa 4 para el simulador STARS

Comparacin con el STARS


Viscosidad en la capa 4 para el simulador ECLIPSE

Tasa de inyeccin de agua para los simuladores ECLIPSE y STARS

En el modelo conceptual que se utiliz en este trabajo, el efecto que tiene la inyeccin de agua a una temperatura de 60 F sobre las propiedades del fluido solo es percibido de manera importante en los alrededores del pozo inyector.

Existe un mejoramiento gradual en el ndice de inyectividad a medida que la temperatura del agua inyectada aumenta.

El modelo de simulacin no refleja una variacin significativa en el factor de recobro si se inyecta agua a una temperatura de 60 F o a temperaturas superiores a sta.

Variar las permeabilidades tanto vertical (Kz) como areal (Kx y Ky) en este modelo, no constituy un factor determinante en la produccin total de petrleo, al inyectar agua a una temperatura de 60F.

CONCLUSIONES

El modelo de simulacin que se utiliz en este trabajo mostr igualmente ser poco sensible a la variacin del buzamiento en cuanto a los efectos de las propiedades del fluido en los alrededores del pozo al inyectar agua a una temperatura de 60 F.

El proceso de simulacin mostr ser ms sensible a la inyeccin de agua, a una temperatura de 60 F, al variar la conductividad trmica y la capacidad calorfica de la roca.

Los resultados obtenidos de las corridas hechas con los simuladores STARS y ECLIPSE, se diferenciaron por los volmenes de agua que fueron inyectados en las capas donde se encuentra ubicada la completacin del pozo inyector.

CONCLUSIONES

Se recomienda utilizar la versin actualizada del simulador ECLIPSE 500 y, donde se disponga, aparte de la opcin trmica, usar tambin la opcin geomecnica, para determinar los efectos que produce la inyeccin de agua en las propiedades de la roca.

Se recomienda tambin utilizar una data PVT real para establecer la diferencia en las propiedades del petrleo para las diferentes sensibilidades propuestas, ya que no se percibieron variaciones en las propiedades de fluidos en la mayora de las sensibilidades.

RECOMENDACIONES

Igualmente es recomendable tener bien en cuenta las propiedades de la roca, en especifico la conductividad trmica y la capacidad calorfica, al momento de realizar un proceso de inyeccin de agua, ya que estos parmetros mostraron ser los ms sensibles a este proceso.

Finalmente parece muy conveniente aumentar la temperatura del agua que se va a inyectar o fracturar la formacin, para disminuir la resistencia al flujo de la fase acuosa en los alrededores del pozo inyector y de esta manera mejorar el ndice de inyectividad.

RECOMENDACIONES

PREGUNTAS?

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