Post on 14-Dec-2015
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Módulo III – Características y Comportamiento de Yacimientos
M.I. Roque Riquelme Alcantar Pemex - UPGM
1) INTRODUCCION A LA INGENIERIA DE YACIMIENTOS 2) CLASIFICACION DE LOS YACIMIENTOS 3) PROPIEDADES DE LA ROCA 4) DISTRIBUCION DE LOS FLUIDOS 5) PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS 6) INTERACCION ROCA-FLUIDOS 7) RESERVAS 8) BIBLIOGRAFIA
Módulo III – Características y Comportamiento de Yacimientos
Contenido:
UN POCO DE HISTORIA
MEXICO: NUESTRÓS ANTEPASADOS, TENIAN CONOCIMIENTOS DEL PETROLEO Y LO UTILIZABAN EN LA REPARACION DE EMBARCACIONES COMO IMPERMEABILIZANTES, LOS AZTECAS LO LLAMARON “ CHAPOPOTLI”
EUA: EN 1859 EDWIN DRAKE OBTUVO ÉXITO EN ENCONTRAR PETROLEO EN TITUSVILLE, PENNSYLVANIA A LA PROFUNDIDAD DE 23mts. PRODUCCION DE 20 BPD.
EN 1569 FRAY BERNARDINO DE SAHAGUN HABLO DEL CHAPOPOTLI,
EL PRIMER POZO PERFORADO EN MÉXICO FUE EL CAMPO FURBERO EN 1881 EN COATZINTLA VER. Y EL POZO LA PEZ NO. 1 EN SAN LUIS POTOSI FUE PRIMERO COMERCIALMENTE EN 1903. PERFORADO A 503M. CON UNA PRODUCCION INICIAL DE 1500 BPD. EL POZO CERRO AZUL 4, ES UNO DE LOS POZOS MAS ESPECTACULARES EN LA HISTORIA PETROLERA DE MÉXICO Y DEL MUNDO, PERFORADO A 545 MTS, ALCANZO MAS DE 57 MILLONES DE BARRILES AL 31 DE DICIEMBRE DE 1921. EN LA ACTUALIDAD FLUYE APROXIMADAMENTE CON 17 BPD. Y EN LA REGIÓN SUR FUE EL POZO SIMÓN SARLAT 1.
UN POCO DE HISTORIA
TABASCO: PRIMERAS CHAPOPOTERAS FUERON DESCUBIERTAS EN EL AÑO 1860 POR EL PRESBITERO MANUEL GIL Y SAENZ, EL CUAL FUE GUIADO POR LOS INDIGENAS HASTA UN LUGAR CERCA DE SAN FERNANDO DE DONDE EMERGIA ACEITE NEGRO Y ESPESO. ALUMBRO POR PRIMERA VEZ CON ANTORCHAS DE PETROLEO, LA CABECERA DEL MUNICIPIO DE MASCUPANA SIENDO EL SITIO INICIAL EN TODO EL CONTINENTE AMERICANO EN ALUMBRADO PUBLICO.
METODOS GEOFISICOS
LAS NUEVAS TECNOLOGIA, ASI COMO EL ESTUDIO CUIDADOSO DE LAS MUESTRAS COLECTADAS DURANTE LA PERFORACION, PROPICIARON LA APLICACIÓN DE OTRAS RAMAS DE LA GEOLOGIA, COMO LA ESTRATIGRAFIA Y MICROPALEONTOLOGIA, QUE JUNTO CON LA GEOFISICA SE CONVIRTIERON EN ELEMENTOS ESENCIALES EN LA INGENIERIA DE YACIMIENTOS
El origen de la génesis del petróleo ha sido por mucho
tiempo, un tópico de investigación de interés. Se sabe que la
formación del petróleo esta asociada al desarrollo de rocas
sedimentarias, depositadas en ambientes marinos o
próximos al mar, y que es el resultado de procesos de
descomposición de organismos de origen vegetal y animal
que en tiempos remotos quedaron incorporados en esos
depósitos.
CICLO DE LA ROCA ROCA IGNEA
(INTRUSIVA O EXTRUSIVA)
ROCA SEDIMENTARIA ROCA
METAMORFICA
S
M I
Ii
Ie
La búsqueda de hidrocarburos se enfrenta con el hecho de que la superficie de la tierra
tiene una historia complicada.
Cuando los continentes se separaron, zonas que eran superficie quedaron sumergidas
por el mar y zonas sumergidas por el mar pasaron a ser tierra firme.
Al producirse colisiones, las enormes fuerzas originadas levantaron cadenas de
montañas, estrujaron las rocas en plegamientos y las superpusieron unas sobre otras,
formando estructuras complejas
El anticlinal es la estructura mas favorable para la acumulación de los hidrocarburos,
cuyas capas forman un arco de forma convexa, con las capas antiguas cubiertas por
las mas reciente, donde una de las capas debe de ser impermeable para permitir el
sello y evitar el flujo de los hidrocarburos si es que esta contenido en el.
PRESENCIA DE HIDROCARBUROS EN LA NATURALEZA
MANIFESTACIONES SUPERFICIALES
MANIFESTACIONES DIERCTAS: VISIBLES
MANIFESTACIONES INDIRECTAS; NO VISIBLES
- CHAPOPOTERAS, - LAGOS DE ASFALTO, - ESCAPES DE GAS - VOLCANES DE LODO
- ACIDO SULFURICO, SULFURO DE HIDROGENO - FORMACIONES DE YESOPULVERULENTO, - FORMACION DE ALGARITAS - PROSPECCION MICRO BIOLOGICA
PRESENCIA DE HIDROCARBUROS EN LA NATURALEZA
MANIFESTACIONES SUBSUELO
AL PERFORAR, SE ENCONTRAN MANIFESTACIONES DE ACEITE O GAS QUE PUEDEN SER O NO ECONOMICAMENTE EXPLOTABLES. - PRUEBAS DE FORMACION (DST) - PRUEBAS DE PRODUCCION
CUENCA PETROLERA
JIMBAL-
1
ACAHUAL-1 MEDELLÍN-
2 MEDELLÍN-4
1000m
2000m
1860-
1863m
500m
1500m
2500m
2500m 5000 7500 12500
LOC. MANGLE-
1001
Determinación del prospecto Perforación Exploratoria
Delimitación de Yacimiento
Perforación de Desarrollo
Desarrollo de Infraestructura
Optimizaciòn
INGENIERIA DE YACIMIENTOS
LA INGENIERIA DE YACIMIENTOS ES LA RAMA DE LA INGENIERIA PETROLERA QUE SE OCUPA DE ESTUDIAR A TRAVES DE LAS CARACTERISTICAS DE LAS ROCAS Y LAS PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS EL COMPORTAMIENTO DE LOS YACIMIENTOS BAJO CONDICIONES DINAMICAS CON EL FIN EXPLOTARLO RACIONALMENTE Y EVALUAR SU TENDENCIA FUTURA.
DEFINICION DE YACIMIENTO
Se entiende por Yacimiento Petrolero, la porción de una trampa
geológica de volumen limitado, poroso (almacenaje) y permeable
(transmisibilidad), que contiene hidrocarburos en estado liquido y/o
gaseoso, la cual se comporta como un sistema intercomunicado
hidráulicamente.
Los hidrocarburos ocupan los
poros o huecos de la roca
almacenante y se encuentran
confinados a presión y
temperatura que varia con la
profundidad del yacimiento.
CLASIFICACION DE LOS YACIMIENTOS
(A) CLASIFCACION DE YACIMIENTOS DE ACUERDO AL TIPO DE ROCA ALMACENADORA
(A) CLASIFCACION DE YACIMIENTOS DE ACUERDO AL TIPO DE ROCA ALMACENADORA
Arenas; su porosidad se debe a la textura de los fragmentos; pueden ser arenas limpias o sucias, su contenido esta entre limo, cieno, lignita, bentonita, etc.
Calizas detríticas, formadas por la acumulación de fragmentos de calizas o dolomitas.
Calizas porosas cristalinas, su porosidad se debe principalmente al fenómeno de disolución
Calizas oolíticas, cuya porosidad se debe a la textura oolítica, con intersticios no cementados o parcialmente cementados
Areniscas, son arenas con alto grado de cementación por materiales calcáreos, dolomíticos, arcillosos, etc.
Calizas fracturadas, son sumamente atractivas por su alta permeabilidad debido al fracturamiento o la comunicación entre las cavernas
Calizas detríticas, combinación de carbono con magnesio
(B) CLASIFCACION DE YACIMIENTOS DE ACUERDO AL TIPO DE TRAMPA
(B) CLASIFCACION DE YACIMIENTOS DE ACUERDO AL TIPO DE TRAMPA
Los tipos de roca sello son muy variados; las lutitas, las margas, las calizas
arcillosas muy finas y las evaporitas.
Rocas sello arregladas en orden de ductilidad (plasticidad):
- Sal
- Anhidrita
- Lutitas ricas en kerógeno
- Lutitas arcillosas
- Lutitas limoliticas
- Lodos carbonatados
- Cretas
(C) CLASIFCACION DE YACIMIENTOS DE ACUERDO AL TIPO DE FLUIDOS ALMACENADOS
(D) CLASIFCACION DE YACIMIENTOS DE ACUERDO A LA PRESION ORIGINAL DEL YACIMIENTO
(E) CLASIFCACION DE YACIMIENTOS POR EL TIPO DE EMPUJE PREDOMINANTE
(E) CLASIFCACION DE YACIMIENTOS POR EL TIPO DE EMPUJE PREDOMINANTE
(F) CLASIFCACION DE YACIMIENTOS POR EL TIPO DE DIAGRAMA DE FASE
CLASIFICACION API Y RGA
a) Gas seco ………………… RGA > 20,000 M3/M3 b) Gas Húmedo > 60°API…….. RGA > 10,000 M3/M3 c) Gas y condesado (40° <°API -60° RGA (1200 - 10000) M3/M3 d) Volátil (32 <°API < 40), RGA (300 A 1000) M3/M3 e) Mediano pesado (22 <°API < 32), RGA < 200 M3/M3 f) Pesado (10 <°API < 22) g) Extra pesado (Bitúmenes) °API <10
TIPOS DE CRUDO EN MEXICO PARA LA VENTA
COMPOSICION DE LOS TIPOS DE FLUIDOS QUE PRODUCEN
Componente Aceite
Negro Aceite
Volátil
Gas y
Condensado Gas
Húmedo
Gas
Seco
3) PROPIEDADES DE LA ROCA
Tres Tipos de Porosidad
1. Interconectada – canales porales múltiples.
2. Conectada – canales porales sencillos.
3. Aislada – poros sin conexión
• 1 + 2 = Porosidad efectiva
• La relación de la porosidad efectiva a la total es muy importante… permeabilidad!
CLASIFICACION
METODOS DE CUANTIFICACION DE LA POROSIDAD
• Pruebas de núcleos ----------> Registra valores de Porosidad Efectiva
– Saturación de Agua
– Saturación de Gas
– Inyección de Mercurio.
• Registros Geofísicos ----------> Registra valores de Porosidad Total.
Registros de Porosidad
– Neutrón
– Densidad
– Sónico
– Herramientas de resonancia magnética
• La permeabilidad es la medida de la capacidad que tiene una roca de transmitir un fluido.
• Debe tener la roca conectividad entre los poros para presentar permeabilidad.
• La unidad de Permeabilidad es Darcy.
PERMEABILIDAD
• Permeabilidad Absoluta (Kab) – Permeabilidad de la roca se
100% esta saturada con uno fluido.
• Permeabilidad Efectiva (Kef) – Permeabilidad de una sola fase,
si coexisten más de una fase.
• Permeabilidad Relativa (Kr) – Kef/Kabs.
• ¿Cuál Permeabilidad se usa en la ley de Darcy?
LEY DE DARCY FORMA LINEAL
LEY DE DARCY COORDENADAS CILINDRICAS
SATURACION DE FLUIDOS
CLASIFICACION DE SATURACION DE FLUIDOS
Espesor Bruto y neto
hnet = h1 + h2 + h3
Lutita
Arena
h3
h2
h1
H
H = Espesor bruto
TENSION INTERFACIAL
MOJABILIDAD
4) Propiedades de los Fluidos
Propiedades del Aceite Propiedades del gas Propiedades del agua
Factor de volumen Bo Factor de volumen Bg Factor de volumen Bw
Densidad ρ o Densidad ρ g Densidad ρ w
Viscosidad µo Viscosidad µ g Viscosidad µ w
Presión de Burbuja Pb Presión de Rocio Pr
Relación de solubilidad Rs Factor de compresibilidad del gas “Z”
Relación Gas-Aceite RGA
Factor de volumen del Aceite (Bo)
Pburbuja
Aceite en superficie Gas en la superficie
Aceite en el yacimiento
SurfaceatVolumeOil
PlaceinVolumeOilBo
Volumen de (aceite + gas disuelto) @ yac.
Volumen de aceite muerto @ superficie
RESERVAS
RESERVAS
RESERVAS PROBADAS
RESERVAS PROBABLES
RESERVAS POSIBLES
Factores que afectan la Recuperación
La recuperación de Hidrocarburos depende de los siguientes factores:
FACTOR DE RECUPERACION: Es la relación que existe entre el volumen de reservas recuperables y el petróleo original en sitio (POES) y/o Gas original en sitio (GOES). Fr=Res.Rec/POES
RESERVAS RECUPERABLES: Es el volumen de petróleo, gas o condensado, estimados acondiciones originales del yacimiento que pueden ser extraídos comercialmente del yacimiento. Res.Rec=Fr*POES
RESERVAS REMANENTES: Es el volumen de petróleo, gas o condensado, que queda por sacar del yacimiento y que pueden ser extraídas comercialmente. Res.Rem = (Res.Rec – Np) Donde Np es la producción acumulativa de aceite @ sup.
FACTOR DE RECUPERACION: Es la relación que existe entre el volumen de reservas recuperables y el petróleo original en sitio (POES) y/o Gas original en sitio (GOES). Fr=Res.Rec/POES
RESERVAS RECUPERABLES: Es el volumen de petróleo, gas o condensado, estimados acondiciones originales del yacimiento que pueden ser extraídos comercialmente del yacimiento. Res.Rec=Fr*POES
RESERVAS REMANENTES: Es el volumen de petróleo, gas o condensado, que queda por sacar del yacimiento y que pueden ser extraídas comercialmente. Res.Rem = (Res.Rec – Np) Donde Np es la producción acumulativa de aceite @ sup.
FACTOR DE RECUPERACION: Es la relación que existe entre el volumen de reservas recuperables y el petróleo original en sitio (POES) y/o Gas original en sitio (GOES). Fr=Res.Rec/POES
RESERVAS RECUPERABLES: Es el volumen de petróleo, gas o condensado, estimados acondiciones originales del yacimiento que pueden ser extraídos comercialmente del yacimiento. Res.Rec=Fr*POES
RESERVAS REMANENTES: Es el volumen de petróleo, gas o condensado, que queda por sacar del yacimiento y que pueden ser extraídas comercialmente. Res.Rem = (Res.Rec – Np) Donde Np es la producción acumulativa de aceite @ sup.
Factores que afectan la Recuperación
La recuperación de Hidrocarburos depende de los siguientes factores: