2. HETEROGENEIDADES

2. HETEROGENEIDADES

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Métodos de Recobro Jorge Mario Palma B

2015

La heterogeneidad de un yacimiento puede ser definida como la variación de las propiedades del yacimiento en función del espacio.

Estas propiedades pueden incluir permeabilidad, porosidad, espesor, saturación, fallas, fracturas, etc

Para una descripción apropiada de un yacimiento, es necesario predecir la variación de estas propiedades como función de localizaciones espaciales.

HETEROGENEIDAD DEL YACIMIENTO

Compartamentalización

Presencia de fallas

Presencia de fracturas

Gran contraste de permeabilidad

GRAN ESCALA


Forma y tamaño de los sedimentos

Depositación histórica de los sedimentos

Cambios subsecuentes debido a la diagénesis

y tectónica

PEQUEÑA ESCALA

COMPARTAMENTALIZACIÓN


Fuente. Curso EOR 2011, Leticia, Colombia.

COMPARTAMENTALIZACIÓN

La heterogeneidad es el atributo más difícil de cuantificar, pero es el que tiene mayor efecto sobre un proceso de inyección.

Todas las propiedades del yacimiento pueden variar tanto areal como verticalmente, pero el cambio en la permeabilidad es el más drástico

Fuente. PALMA J, Combustión in situ, GRM 2010


Fuente. CMG, Tutorial Results graph


Dos métodos fueron introducidos durante los años 40's y 50's para la cuantificación de la heterogeneidad vertical, en una escala de 0 (homogéneo) a 1 (heterogéneo).

1. Coeficiente de Lorentz

2. Coeficiente de variación de permeabilidad (V), Dykstra & Parsons

HETEROGENEIDAD VERTICAL


HETEROGENEIDAD VERTICAL

Fuente. Blog de recobro mejorado Muñoz S.


Los yacimientos presentan variaciones en la permeabilidad y en otras propiedades de la roca en la dirección lateral

Existen métodos de interpolación y extrapolación que pueden ser aplicados a valores de una variable regionalizada a diferentes localizaciones.

HETEROGENEIDAD AREAL


La continuidad y conectividad son los factores mas importantes que controlan los procesos de desplazamiento.

CONTINUIDAD

A

Li

ΦiHi

B

C

EFFECTIVE HLPERCENT CONTINUITY = TOTAL HL


• Estratos A, D, F, y H son geológicamente continuos.

• Estratos C y H están soportados por la inyección.

• Estratos D y H están completados efectivamente en el productor

• Estrato H es el único viable para un WF

RESERVOIR CONTINUITY = 67 %

RESERVOIR FLOODABILITY = 17 %

INJE

CTI

ON

SU

PP

OR

TED

= 3

3%

CO

MP

LETE

D =

50%

PRODUCER INJECTOR

A

B

C

D

E

F

G

H


1. Todos los yacimientos son heterogéneos en las propiedades de roca y fluido. Cuando se conoce poco acerca de ellas, se asume que son homogéneas.

2. Entre más se logra conocer el yacimiento, éste se hace más heterogéneo. La heterogeneidad es proporcional a la cantidad de tiempo, esfuerzo y dinero gastado.

3. La heterogeneidad tiene el mayor impacto sobre los riesgos e incertidumbres relacionadas con:

Volumen de hidrocarburos in situ Eficiencia de recobro Productividad del pozo Desarrollo del yacimiento

LEYES EMPÍRICAS


DE

SC

RIP

CIO

N D

EL

YA

CIM

IEN

TO

ELEMENTOS GEOLOGICOS

ES

CA

LA

RE

LATI

VA

<10-2 m <1 m < 10.000 m >10.000 m

MICROESCALA MESOESCALA MACROESCALA MEGAESCALA

Mineralogía Mineralogía Matriz Cemento

Distribución estratigráfica Distribución de la red de

poros.

Variaciones Formacionales y composicionales.

Frentes Diagenéticos.

Variaciones Regionales y composicionales.

Trampas Diagenéticas.

Tamaño de Grano

Armazón mineral Cemento mineral Matriz mineral

Distribución de estratificación cruzada

Distribución a través de la Formación

Tendencia Regional

Red de poros

Gargantas y Poros. Geometría Poral. Rugosidad. Interconectividad. Empaquetamiento.

Estratificación. Interconectividad vertical. Cavidades.

Cavernisidad. Distribución de la

cavernosidad.

Tendencia Regional

Continuidad Litológica

Laminaciones Laminaciones

Diagenéticas. Empaquetamiento y

Selección.

Estratificación Estructuras sedimentarias Litofacies. Unidades litohidráulica.

Estratificación Distribución de litofacies. Unidades litohidráulicas

Geometría de la estratificación.

Distribución Regional de las Litofacies.

Fracturas y Fallas

Fracturamiento de los granos.

Trituramiento. Mineralogía de la

Fractura.

Localización y control. Distribución. Orientación. Mineralogía Comunicación entre

capas.

Distribución. Orientación. Afectación de pozos. Comunicación

Intraformacional.

Tendencia Regional

Canales Hiperpermeables.

Interacción Roca-Fluidos

Formación, Precipitación y Disolución de minerales.

Modificación de la red de poros.

Liberación de finos.

Precipitación y Disolución a lo largo de la estratificación.

Efectos en los bordes de pozos.

Bordes Diagenéticos Efectos entre pozos.

Distribución Regional.

ESCALAS DE ESTUDIO

MICRO

MESO

MACRO

MEGA

ESCALAS DE ESTUDIO

Se analiza el sistema poroso, gobierna la saturación de agua y la presión capilar.

ESCALA MICROSCÓPICA

Se analizan estructuras sedimentarias, bioturbación, análisis de corazón.

ESCALA MESOSCÓPICA

• Permeabilidad (absoluta y relativa)

• Porosidad (primaria y secundaria)

• Saturación de fluidos

• Litología

• Ambientes de depositación

• Orientación de esfuerzos

• Mojabilidad y presión capilar

ESCALA MESOSCÓPICA

Se encuentran cambios de arenas o de arcillas entre pozos

ESCALA MACROSCÓPICA

Ambientes de depositación y continuidad lateral


ESCALA MACROSCÓPICA

Toda una estructura en vista areal.

0 2 Km

Escala Horizontal

ESCALA MEGASCÓPICA

Trampas estratigráficas y estructurales.


DETERMINACIÓN DE LA VARIACIÓN AREAL DE LA PERMEABILIDAD.

Los métodos que se emplean comúnmente para detectar y para cuantificar variaciones areales en la permeabilidad son:

Mapeo de datos de corazones, registros eléctricos y resultados de pruebas en pozo.

Estudios litológicos detallados.

Pruebas de transientes de presión.

Ambiente de depositación.

Comportamiento de la producción e inyección de los pozos.

Desempeño del ajuste histórico usando simuladores matemáticos.

Estudio de fracturas.

VARIACIÓN AREAL

La mejor forma de explicar los efectos de las variaciones areales de la permeabilidad en un proceso de inyección de agua es determinar su efecto sobre la eficiencia de barrido areal.

Para realizar este análisis existen varias posibilidades: Modelo de simulación numérica Modelos Streamtube. Analogía Extrapolación del desempeño basado en el comportamiento de yacimientos con características similares.

EFECTO VARIACIÓN AREAL

Métodos de recobro

Se debe utilizar una técnica de zonificación para conocer la ubicación real de los estratos dentro del yacimiento, entre las cuales se tienen:

• División en zonas geológicas (litología similar).• Barreras Naturales (shales).• Espesor similar.• Capacidad de flujo (kh) similar.• Zonificación estadística (métodos geoestadísticos).

IDENTIFICACIÓN DE ESTRATOS

Métodos de recobro

La eficiencia de barrido vertical es definida como el espacio poroso saturado de hidrocarburo contactado por el agua inyectada, dividido entre el espacio poroso saturado de hidrocarburo detrás del frente de agua.

La eficiencia de barrido vertical es ampliamente afectada por la estratificación debido al movimiento preferencial de líquidos en las zonas más permeables. Esto se complica por varios factores adicionales:

• Relación de movilidad. (el barrido mejora cuando la M disminuye).• Flujo cruzado.• Efectos gravitacionales (puede disminuir ampliamente el barrido vertical en algunos yacimientos).•Fuerzas Capilares.

BARRIDO VERTICAL

Métodos de recobro

BARRIDO VERTICAL

Métodos de recobro

CASO HOMOGÉNEO CASO HETEROGÉNEO VERTICAL

EFECTO HETEROGENEIDADES

Métodos de recobro

RESULTADOS

Métodos de recobro

Se trabajaron tres escenarios:

1. Homogéneo

2. Aleatorio

3. Distribución estocástica

Porosidad promedio es de 25%

Permeabilidad promedio 700mD

Condiciones operacionales son las mismas para los tres casos.

EFECTO HETEROGENEIDAD EN PROCESO THAI

Métodos de recobro

EFECTO HETEROGENEIDAD EN PROCESO THAI

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EFECTO DE LA LITOLOGÍA EN PROYECTOS EOR

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