Análisis de Presión Transitoria Para Pozos Fracturados

Mxico, Distrito Federal 02 de Junio del 2015

Tema: Anlisis de presin transitoria

para pozos fracturados Articulo: SPE-7490-PA

Heber Cinco-Ley, * SPE, Stanford U. Fernando Samaniego-V., * SPE, Inst. Mexicano del Petrleo

Autor:

Miguel ngel Vidal Arango

Productividad de pozos

Anlisis del Yacimiento

Recuperacin: - Secundaria - Mejorada

Simulacin numrica de Yacimientos

Curva tipo en un pozo fracturado

Clases de maestra en IEERN, Anlisis moderno de pruebas de presin.

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Autor:


Contenido

Resumen e Introduccin.

Comportamiento de la presin transitoria para pozos fracturados

Flujos: Lineal, con relacin a la presin y el tiempo

Flujos: Bilineal, con relacin a la presin y el tiempo

Conclusiones y Resultados

Fuente: Apuntes del Dr. Heber Cinco Ley Clases de maestra en IEERN, Anlisis moderno de pruebas de presin.

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Autor:


Resumen e Introduccin:

Resumen: En este articulo de la SPE 7490-PA , Se presenta una nueva tcnica para el anlisis de los datos en la presin transitoria para pozos interceptados por una fractura vertical de conductividad finita. Este mtodo se basa en la teora de flujo bilineal , que considera flujo lineal transitorio tanto en la fractura como en la formacin. Es demostrado que en un grafico de Pwf vs t1/4 produce una lnea recta cuya pendiente es inversamente proporcional a hf(kfbf)

1/2. Las nuevas curvas tipo que se presentan superan el problema de singularidad exhibidas por otros tipos de curvas. Introduccin: Una gran cantidad de informacin acerca del anlisis de las pruebas han aparecido en la literatura en estos ultimas tres dcadas. Como resultado de la evolucin en esta rea, 3 monografas y un libro se han publicado que cubren diferentes aspectos en el anlisis para la presin transitoria. Ramey5 tambin presento su opinin sobre el estado de esta tcnica.

El anlisis de los datos de presin para los pozos fracturados ha merecido una especial atencin por el nmero de pozos que han sido estimulados con las tcnicas de fracturamiento hidrulico. Un resumen del trabajo realizado en el flujo de los pozos fracturados fue presentado por Raghavan6 en 1977. Donde reconoce inicialmente que las fracturas que interceptan pueden afectar fuertemente el comportamiento del flujo transitorio del pozo. Y esto en consecuencia aplicando mtodos clsicos para el anlisis de los datos de la presin transitoria, pueden producir resultados errneos. Varios mtodos fueron propuestos para resolver este problema. Estas tcnicas de anlisis consideran un pozo intersectado por una fractura vertical de conductividad infinita o una fractura vertical con flujo uniforme. Cinco Ley et al.25 demuestra que la asuncin de la conductividad infinita en la fractura es valida siempre que sea para la conductividad adimensional en la fractura (kfbf/kxf)300; para todos los dems casos; tales como los representados por fracturas largas o de conductividad mala, deben ser analizados como conductividad finita para un modelo de fractura.


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Resumen e Introduccin:

Introduccin: Para la explotacin de los yacimientos de gas de baja permeabilidad, se requieren estimular los pozos con las fracturas hidrulicas de forma masiva. Tcnicas de (MHF). Las fracturas verticales de extensin grande se crean como resultado de esta operacin, en consecuencia, la cada de presin a lo largo de la fractura no se puede descuidar. En varios artculos se ha presentado el comportamiento de las fracturas verticales de conductividad finita, con los tipos de curvas para el anlisis de estas condiciones, mas sin embargo en algunas regiones las curvas presentan un problema de singularidad para su anlisis. Barker and Ramey31, publicaron que estas curvas tipo se convierten practicas, cuando los datos analizados con las presiones son para un periodo grande. El propsito de este trabajo es presentar una nueva tcnica de interpretacin para la presin en tiempos tempranos con los datos para un pozo interceptado por una fractura vertical de conductividad finita, incluyendo los criterios para determinar los efectos de almacenamiento del pozo al final. Adems, el nuevo tipo de curvas se discuten para superar la problemtica singular exhibida por curvas anteriores con valores de tiempos intermedios y grandes.


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Comportamiento de la presin transitoria

para pozos fracturados Consideraciones Preliminares: Se considera un pozo vertical fracturado produciendo a un gasto constante q, de forma infinita, isotrpica, homognea, en un yacimiento horizontal que contiene fluido ligeramente compresible y constante C, y viscosidad . Para el medio poroso tiene permeabilidad k, porosidad , espesor h, y presin inicial Pi. Supongamos que el pozo es interceptado por algo indeformable penetrado totalmente por una fractura vertical con una longitud media xf, ancho bf, permeabilidad de la fractura kf, porosidad f y compresibilidad total cft (ver Fig.1) Las propiedades del yacimiento como de la fractura son independientes de la presin y del flujo que entra al sistema donde obedece a la ley de Darcy. Adems es conveniente asumir que los gradientes de presin son pequeos. Los efectos de gravedad son despreciables y el flujo que entra a travs del pozo provienen de la fractura. Con estas consideraciones el estado del flujo es no estacionario para el sistema y puede ser descrito por la ecuacin de difusin, para ver los detalles para este comportamiento de las condiciones de flujo y solucin semi-analtica para el problema ver la Ref. 25 La solucin general para el flujo del pozo y la presin Pwf para el aceite se obtiene por (Ecs: 1 y 2)


Fig. 1 - Conductividad finita para la fractura vertical

en un yacimiento infinito.

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para pozos fracturados Donde: PwD representa la presin adimensional que sale, en funcin del tiempo adimensional tDxf, la difusin adimensional para la fractura hidrulica, nfD, y para la capacidad de almacenamiento adimensional CfDf. Los datos de: o, g, y son constantes y unidades de conversin (ver Tabla 1). Cinco Ley et al.25 demostraron que para los valores prcticos del tiempo adimensional y el comportamiento de la presin dependen de solo dos parmetros: Del tiempo adimensional tDxf, y de la conductividad de la fractura adimensional (kfbf)D. Definida en la ecuacin 3 y posteriormente se obtiene para las Ecs 4 y 5. Por definicin para la conductividad de la fractura adimensional es: (6) Y la relacin de CfDf y nfD es la siguiente: (7)


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para pozos fracturados Donde: La figura 2, muestra el comportamiento general de un pozo con una conductividad finita de la fractura vertical. All, se muestra el grfico log-log de presin del pozo sin dimensiones, PwD en funcin del tiempo adimensional , tDXf. Por simplicidad solamente se presentan dos casos en la grfica. Para el caso 1 representa una baja conductividad de la fractura (kfbf)D= 0.1. Para el caso 2 se considera una alta conductividad de fractura, (kfbf)D= 500 Estos casos se seleccionaron porque exhiben toda la relacin de la presin en flujo transitorio para el comportamiento en un pozo fracturado. De estas graficas y comportamientos se derivan los tipos de flujos que pueden ocurrir en cierto periodo, para flujo lineal que es representando por la pendiente de , para flujo bilineal por la pendiente de , para flujo seudo radial pendiente =0, adelante se explican los tipos de flujos que pueden existir en relacin a la presin y tiempo.


Fig. 2 Tpico caso en una grafica doble log para los pozos fracturados. Con dos casos I y II.

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Aplicaciones en Ingeniera

Aplicaciones en la Ingeniera: Se puede aplicar este mtodo para los siguiente casos, donde se presentan los periodos de flujo en un pozo vertical fracturado:


Periodo de flujo lineal en la fractura: En este periodo ocurre en valores muy pequeos con el tiempo, donde se pueden obtener con las siguientes ecuaciones para la presin adimensional: En la grafica siguiente se muestra el comportamiento:

Desafortunadamente para la ecuacin 11 con el tiempo

adimensional para periodos cortos casi no ocurren.

Fig. 3 : periodos de flujo en un pozo vertical fracturado

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Periodo del flujo bilineal en la fractura: Para este comportamiento de flujo bilineal se desarrollaron las nuevas curvas tipo que se pueden utilizar para tener un mejor anlisis para su interpretacin. Donde ocurre primeramente el flujo lineal y en seguida el flujo bilineal en la vecindad del pozo, en el Apndice A, se detalla a fondo este procedimiento. De igual forma se utilizan las siguientes ecuaciones para las presiones adimensionales en ese periodo: Estas ecuaciones indican que en una grafica la expresin de la pendiente es de . Para la conductividad de la fractura finita se expresa por:


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Anlisis para el periodo de flujo bilineal: Para la capacidad de almacenamiento exhibido en el flujo bilineal para la conductividad finita de la fractura fue CfDf. Para las ecuaciones bsicas de la grafica se ocupan las siguientes: De acuerdo a las Ecs 15 y 16 para las grafica con el Delta P vs raz del tiempo se produce una lnea que pasa por el origen con una pendiente de mbf donde para el aceite se obtiene:


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Conclusiones

En base al material presentado en este trabajo se presentan las siguientes observaciones:

1. El comportamiento de flujo transitorio de un pozo fracturado verticalmente bien pueden presentar perodos de forma de flujo: (a) flujo lineal en la fractura, (b) flujo bilineal en la fractura, (c) flujo lineal en la formacin , y (d) el flujo pseudoradial. (Ver Fig. 3) Para el flujo bilineal son nuevas las curvas tipo de flujo que no se haban considerado antes.

2. Esta nueva tcnica se presenta para analizar los datos en el perodo de flujo bilineal. Se muestra que, durante este perodo de flujo, un grfico de Pwf vs. t, se forma una lnea recta cuya pendiente es inversamente proporcional a hf(kf bf)1/2.

3. Las nuevas curvas tipo, ya estn disponibles para el anlisis de la presin en los pozos fracturados. Donde el problema de singularidad con en el anlisis se reduce considerablemente con el uso de estas nuevas curvas tipo.

4. Es necesario tener informacin de la pre fractura sobre el yacimiento para estimar los parmetros de la fractura.

5. El mtodo de anlisis de curvas tipo debe ser utilizado simultneamente con los mtodos de anlisis especficos; para generar resultados fiables.


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SNY PRODUCTIVIDAD

FRACTURAMIENTOS

SHALE GAS SHALE OIL

Yacimientos No Convencionales

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