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7/28/2019 mat bal.doc

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MatBal - Modelado por Balance deMateriales para Sistemas de

Yacimientos de Hidrocarburos

Introduccin a MatBal

MatBal permite anlisis, evaluacin y pronstico de la respuesta de sistemas dereservorios de hidrocarburos usando principios fundamentales de balance demateriales.

Las tcnicas de balance de materiales son ampliamente usadas en todas las fasesdel desarrollo de campo, proveyendo a los ingenieros con una medida dinmica delos volmenes de hidrocarburos y un estimado crtico de los parmetros clave delreservorio. La facilidad con que las tcnicas de balance de materiales pueden seraplicadas dan como resultado una alternativa eficiente y rentable frente a tcnicasde simulacin ms complejas y costosas.

Usando estas tcnicas los ingenieros pueden: Estimar el volumen de los fluidos inicialmente presentes en el reservorio. Examinar los efectos de los cambios que resultan de los fluidos producidos e

inyectados.

MatBal ayuda al ingeniero de reservorios ejecutar cada etapa de un estudio debalance de materiales rpida y eficientemente:

Construyendo un modelo apropiado de balance de materiales. Adecuando a la data histrica. Generando pronsticos de produccin.

MatBal provee toda la funcionalidad requerida dentro de una interfaz actualizada,diseada para agilizar todas las etapas del proceso. El modelado integrado de pozoses provisto por WellFlo (parte de la suite WellFlo), pero MatBal es tambincompatible con data de desempeo de pozos generada por otros medios osoftwares.

Caractersticas Clave de MatBal

Tres modelos de pronstico control de tasa a nivel de campo completo, ascomo control de tasa y presin de mltiple de produccin a nivel depozo.Importacin de data de influjo de reservorio (IPR y permeabilidadrelativa) PVT desde WellFlo

Varios modelos de influjo de acuferos (Fetkovich, Fetkovich Modificado,Van Everdingen y Hurst, Carter-Tracy).

Asignacin optimizada de gas de levantamiento.
http://modelaje-de-pozos.blogspot.com/2008/02/matbal-modelado-por-balance-de.htmlhttp://modelaje-de-pozos.blogspot.com/2008/02/matbal-modelado-por-balance-de.htmlhttp://modelaje-de-pozos.blogspot.com/2008/02/matbal-modelado-por-balance-de.htmlhttp://modelaje-de-pozos.blogspot.com/2008/02/matbal-modelado-por-balance-de.htmlhttp://modelaje-de-pozos.blogspot.com/2008/02/matbal-modelado-por-balance-de.htmlhttp://modelaje-de-pozos.blogspot.com/2008/02/matbal-modelado-por-balance-de.html


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Yacimientos de Crudo Negro, Crudo Voltil, Gas Condensado, Hmedo ySeco.

Tcnicas de Igualacin de Historiales Lineales y No-Lineales. Inyeccin de agua y gas en el reservorio. Mltiples pozos conectados a un solo reservorio.

Facilidades completas de graficado y exportacin de data y los usuariospueden personalizar sus salidas para reportes (ej. grficos y tablas). Modelo de reservorio de tanque nico.

Modos de Operacin para MatBal

Modo de Igualacin de Historia

El modelo de campo puede ser calibrado contra data observada usando unacombinacin de mtodos de regresin lineal y no-lineal en conjuncin con grficosde diagnstico para Influjo de Agua y Comparacin de Presiones.

Modos de Operacin para MatBal

Modo de Pronstico

El modelo de campo de historial igualado puede ser usado como una base parapronstico de desempeo y potencial futuro de reservorio a travs de


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programaciones de puntos de toma estimados y presin de cabezal de tubera. Haytres modelos bsicos de pronstico disponibles:

Controlado por Tasa (Modelo de Campo):

Tasas de produccin de crudo en campo e inyeccin definidas por el usuario.MatBal calcula presiones de reservorio, tasas de saturacin y fase secundaria, ascomo produccin acumulada.

Controlado por Tasa (Modelo de Pozo):

Dependiendo de las opciones seleccionadas, el usuario puede especificar tasas deproduccin de crudo, inyeccin en reservorio y gas-lift, inyeccin de agua ylimitantes (presiones mnimas y mximas de mltiples de produccin). MatBaldetermina la presin de reservorio, saturaciones, tasas, produccin acumulada,presiones de mltiples, estado de mltiples con respecto a sus limitantes, tasas deinyeccin e inyeccin acumulada. Los parmetros individuales de pozos sonigualmente calculados, incluyendo estado de pozo, presin de cabezal de tubera,presin de fondo de pozo, presin diferencial de pozo, ndice de productividad,tasas de produccin y produccin acumulada para todas las fases, tasas deinyeccin y produccin de fases secundarias. MatBal igualmente determina laasignacin ptima de gas de levantamiento a pozos individuales de gas-lift sujetolimitantes definidas por el usuario tales como tasa mxima de gas delevantamiento, produccin mxima de agua, etc.

Controlado por Presin (Modelo de Pozo):

Este es similar a la opcin Controlado por Tasa (modelo de pozo), pero en este

caso, el usuario define las presiones de produccin y mltiples de inyeccin, ascomo las limitantes de tasa de fluidos.


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Resultados de Pronstico MatBal para Mltiple/Reservorio

Ejemplo Funcional de MatBal

Igualacin de Historial y Pronstico para un Campo de Gas-Lift

Este ejemplo ilustra cmo generar pronsticos para un reservorio de crudo negroextrado por gas-lift y con un acufero. El campo ha estado produciendo por cuatroaos con tres pozos de gas-lift y MatBal ser usado para examinar el impacto sobreel desempeo del campo de la perforacin de pozos adicionales y la aplicacin deinyeccin agua. La Igualacin de Historial ser usada para determinar el tamaodel acufero.

Este ejemplo ser dividido en cuatro etapas principales:

1. Ingreso de Data, compuesta por:- PVT de Hidrocarburos y Agua.- Propiedades de Reservorio y Acufero.- Data de Produccin en este caso, la data de produccin ser especificadasobre una base Pozo por Pozo.

2. Igualacin de Historial para determinar el tamao del acufero.3. Pronstico de desempeo futuro de campo para los siguientes escenarios:


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Escenario A: Tres pozos productores adicionales entrando en lnea en 2008, 2009y 2010.

Escenario B: Adicionalmente a los tres nuevos productores, se perforar un pozo deinyeccin de agua que entrar en lnea en algn momento entre 2010 y 2015.

4. Comparacin de resultados.

Paso 1: Crear un Nuevo Proyecto

El primer paso es crear un nuevo proyecto. Dentro de la ventana de dilogo de Datade Sistema, seleccione Crudo Negro para el tipo de reservorio y luego marque laopcin de Acufero Presente?. Para este ejemplo, la produccin ser especificadasobre una base Pozo-a-Pozo, por lo que se tiene que seleccionar dicha opcin en laseccin de Historial de Produccin.

Data de Sistema MatBal

Paso 2: Data de Reservorio

A continuacin abra la ventana de dilogo de Data de Reservorio seleccionando elbotn de acceso a Reservorio o tem de men Entrada de Data/Reservorio, eingrese los detalles del reservorio mostrados abajo:


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Data de Reservorio MatBal

Paso 3: PVT de Hidrocarburos y Agua

Abra la ventana de dilogo de Data de PVT de Hidrocarburos seleccionando elbotn de acceso a PVT Hidrocarburos o tem de men Entrada de Data/PVTHidrocarburos, e ingrese la data PVT de los hidrocarburos. Para este ejemplo, ladata PVT ha sido guardada en la hoja de clculo llamada Ejemplo 3 PVT.xls y dichadata puede ser importada. Adems de la data importada lo siguiente tambin debeser ingresado manualmente:

Punto de Burbujeo = 2164psia Gravedad del Gas = 0.898 Gravedad del Crudo = 0.875

Despus de seleccionar OK para validar y salir de la ventana de Data PVT deHidrocarburos, la advertencia mostrada abajo podra ser emitida. Si se selecciona"S", ser necesario insertar una fila de data en la presin ms cercana al punto deburbujeo, luego aadir la data PVT para presin de punto de burbujeo. Si estaaccin no se cumple, los parmetros de fluido en el punto de burbujeo serncalculados por interpolacin lineal a partir de los valores subyacentes a cada ladodel punto de burbujeo. Obviamente, si dichos valores estn excesivamentedistantes del punto de burbujeo, los valores interpolados podran exhibir un errorsignificativo. Para este ejemplo, las propiedades de fluido en el punto de burbujeohan sido provistas.


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Advertencia de Data PVT en MatBal

A continuacin, seleccione y abra la ventana de dilogo de Data PVT de Agua pormedio del botn de acceso a PVT de Agua o el tem de men Entrada de Data/PVTde Agua e ingrese la data de PVT del agua como se muestra debajo:

Data PVT de Agua MatBal

Paso 4: Data de Produccin

Para este ejemplo, la Data de Produccin tiene que ingresarse sobre una base Pozo-por-Pozo en vez de a nivel de Reservorio como en los Ejemplos 1 y 2. La data de

produccin de pozo ha sido guardada como un conjunto de hojas de clculo Excel yla misma puede ser fcilmente importada a MatBal. Para importar la data deproduccin de pozo:

Seleccione el botn de acceso de Produccin o el tem de men Entrada deData/Produccin para abrir la ventana de dilogo de Pozos.

Seleccione Nuevo y escriba Pozo 1 como nombre de pozo y chequee que eltipo de pozo sea Productor de Crudo. Repita este paso para Pozo 2 y Pozo 3.


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Ahora resalte y seleccione Pozo 1, luego seleccione el botn Editar. Estomuestra la ventana de dilogo de Data de Pozo para dicho pozo. Seleccionela pestaa Data de Produccin, luego seleccione Importar. Seleccione la hojade clculo llamada Ejemplo 3 Pozo 1 Produccin.xls y luego Abrir. Repitaeste paso para Pozo 2 y Pozo 3.

La opcin del botn Ver Produccin Reservorio, muestra la produccin totaldel reservorio para el intervalo de produccin seleccionado. Para esteejemplo seleccione un intervalo de produccin Mensual desde el mendesplegable y luego seleccione el botn Ver Produccin Reservorio paramostrar la produccin del reservorio.

Paso 5: Data de Acufero

Seleccione el botn de acceso a Acufero o el tem de men Entrada deData/Acufero para abrir la ventana de dilogo Data de Acufero e ingrese la datacomo se muestra debajo:

Data de Acufero MatBal

Paso 6: Igualacin de Historial

Para este ejercicio se asume que el radio acufero (Re), es el nico parmetro queser ajustado para lograr un buena igualacin entre el comportamiento calculado yobservado del reservorio.

El estimado inicial del radio acufero ingresado en la ventana de Data de Acuferoera de 13.000 pies. Operando dentro de la ventana de Igualacin de Historial,


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seleccione la pestaa Lineal y escoja el grfico (F-We vs. E) desde el men deherramientas situado debajo del men principal en la esquina superior izquierda ynote que la data observada se grafica por debajo de la respuesta calculada, lo cuales caracterstico de una respuesta acufera sobrestimada.

Grfica de Regresin de MatBal Usando la opcin de Regresin Lineal, ajuste el radio acufero (Re), hasta

lograr un buen ajuste visual. Refine la igualacin usando la opcin de Regresin No-Lineal con (Re) como

el nico parmetro de regresin. Una buena igualacin debera lograrse conun radio acufero de cerca de 12.300 pies, dando un radio acuferoadimensional de 1.7.

Chequee los grficos de Influjo de Acufero y Comparacin de Presin paraasegurar que se haya obtenido una buena igualacin contra la data histrica.

Paso 7: Pronsticos

El modelo ajustado de balance de materiales ser usado ahora para evaluar elimpacto, sobre el desempeo del campo, de la perforacin de pozos adicionales y el


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efecto de aadir inyeccin de agua. Seleccione el botn de acceso a Pronsticos o eltem de men Pronsticos/Modelo de Pronsticos para abrir la ventana de dilogode Modelo de Pronstico.

Se asumir que durante el perodo del pronstico la presin del mltiple de

produccin ser mantenida constante a 300psia y por lo tanto el modo depronstico de Control de Presin (modelo de pozo) es el apropiado. En este modo,la presin del mltiple se mantiene constante y la produccin es calculada sobreuna base Pozo por Pozo usando la data de IPR y VFP especificada para dicho pozo.

Seleccione la opcin de pronstico de Control de Presin (modelo de pozo) yun intervalo de reportes Trimestral del men desplegable.

Ingrese una fecha de Inicio al 01/01/2005 y una fecha de Fin al 01/01/2025. De momento, deje la seccin de Tipo de Inyeccin en Ninguno

(predeterminado), luego OK en la ventana.

Las propiedades de pozo individual (ej. desempeo de influjo, desempeo IPR y deflujo vertical, VFP) para los tres pozos existentes deben ser ahora definidas y elprimer paso es importar las tablas VFP relevantes dentro de MatBal y asignar cadatabla al pozo apropiado.

Seleccione el botn de acceso Desempeo de Tubera o el tem de menPronstico/Desempeo de Tubera para abrir la ventana de Desempeo deTubera, luego escoja la pestaa Produccin. Seleccione Aadir, lueo navegue a lacarpeta MatBal\Data. Escoja el tipo de archivo *. vfp desde la lista desplegable en laparte inferior de la ventana de dilogo, luego seleccione Pozo1.vfp y el botn Abrir.Repita para Pozo2.vfp y Pozo3.vfp.

Seleccione la Data de Pozo, resalte Pozo 1, luego seleccione Editar, lo cualmuestra la pantalla de data de Pozo, y luego clic en la pestaaPronstico/Limitantes.

Para asignar la tabla VFP para este pozo, seleccione el botn Navegar al ladode la Tabla de Desempeo de Tubera y despus seleccione Pozo1.vfp desdela lista de tablas VFP disponibles, y finalmente OK.


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Desempeo de Tubera MatBal

La data IPR para este pozo puede ser ahora ingresada tambin. Esta data puede seringresada manualmente o importada directamente desde WellFlo. En este caso, unarchivo WellFlo aplicable para cada pozo es suministrado para usuarios con dichosoftware. Para usuarios sin WellFlo, la data IPR relevante a cada pozo se presentaen una tabla.

Escoja la pestaa Data IPR en el dilogo Data de Pozo. Para importar la data IPR hacia MatBal desde un archivo WellFlo, seleccione

el botn Importar desde WellFlo, seleccione Pozo1.wfl y luego el botnAbrir. Los pasos mencionados arriba (ej. asignar tabla IPR e ingreso/importacin

de data IPR) deben ser repetidos para Pozo 2 y Pozo 3.

El siguiente paso es ingresar la data de permeabilidad relativa (ej. Exponentes deCorey y saturaciones de punto final):

Regrese a la pantalla de dilogo de Pronsticos y seleccione el botn Perm.Rel. Campo o el tem de men Pronstico/Perm. Rel. Campo, para abrir laventana de dilogo de Permeabilidades Relativas de Campo.

Ingrese la data que aparece debajo:


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Perme

abilidades Relativas de Campo en MatBal

Finalmente, antes de poder ejecutar un pronstico, se debe definir unaprogramacin de mltiples:

Seleccione el botn de acceso a Programacin Mltiples o el tem de menPronstico/Programacin Mltiples e ingrese una Fecha de Inicio al01/01/2005 y una Presin de Mltiple de Produccin de 300psia. Lacolumna en el extremo derecho de esta tabla se titula Tasa Mxima deInyeccin de Gas-Lift y si es dejada en blanco, se usa entonces un valor pordefecto de 1000MMscf/da, lo cual efectivamente significa que hay gas de

levantamiento ilimitado para este campo.

Paso 8: Generar Pronstico de Caso Base

La data requerida para generar el pronstico de caso base est ahora completa.Este pronstico predecir el desempeo del campo para el perodo que va del01/01/2005 al 01/01/2025 para una presin fija de mltiple de produccin a


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300psia y determinar as mismo la asignacin ptima de gas de levantamientopara cada campo.

Seleccione el botn de acceso a Pronsticos o el tem de menPronstico/Pronstico para abrir la ventana de dilogo Ejecutar Pronstico.

Revise que los parmetros del modelo de pronstico sean los correctos,luego ingrese el ID de Pronstico como Caso Base y seleccione OK paraejecutar el pronstico.

Para revisar los resultados del pronstico, seleccione el botn de acceso aResultados o el tem de men de Pronsticos/Resultados, luego escoja ya seala pestaa de Campo o de Pozos y seleccione Grfico.

El grfico generado abajo muestra que la presin del reservorio declina desde unpoco por encima de 2000psia al inicio del perodo de pronstico hasta los 975psiaal final del mismo, para una produccin total de crudo de 53MMstb. Elrequerimiento total de gas de levantamiento permanece constante a 8.5MMscf/dahasta el 2009, luego decrece al aumentar el levantamiento natural del mismo gasproducido en el reservorio.

El GOR instantneo graficado en la figura y mostrado en las tablas de resultado deCampo y Pozos se calcula usando solamente el gas producido desde el reservorio yno el gas total (ej. reservorio ms inyectado).

Paso 9: Escenario A: Pozos Adicionales

Para este ejemplo se asumir que los parmetros de data de pozo para los trespozos nuevos sern idnticos al Pozo 3. Dichos pozos sern tambin introducidosgradualmente, con el Pozo 4 entrando en lnea al 01/01/2008, el Pozo 5 al01/01/2009 y el Pozo 6 al 01/01/2010.

Para aadir los nuevos pozos, seleccione el botn de acceso a Data de Pozoso el tem de men de Pronsticos /Data de Pozo, seleccione Pozo 3, luegoseleccione Copiar e ingrese Pozo para el nombre del pozo. Repita esteproceso de copiado para los Pozos 5 y 6.

Seleccione Pozo 4, luego el botn Editar y escoja la pestaaPronstico/Limitantes para ingresar la Fecha de Inicio al 01/01/2008.Repita este proceso para Pozo 5 y 6 con las fechas apropiadas de inicio

mencionadas arriba. Seleccione el botn de acceso a Pronsticos o el tem de men de

Pronsticos/Pronsticos e ingrese el ID de Pronstico como Nuevos Pozos,luego seleccione OK para ejecutar el nuevo pronstico.

Para revisar los resultados del pronstico, seleccione el botn de acceso aResultados o el tem de men de Pronsticos/Resultados, luego escoja ya seala pestaa de Campo o Pozos y seleccione Grfico.


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La comparacin de la produccin acumulada de crudo y las tasas instantneas decrudo para los dos pronsticos muestra que la produccin acumulada pronosticadade crudo con los pozos adicionales es de 56.6MMscf/d, lo cual se compara con los53MMscf/d del caso base. El cambio escalonado en tasa de crudo al poner cadapozo en lnea se ve claramente en el grfico de tasa de crudo, con la produccinmxima diaria de crudo haciendo pico justo por encima de 11,000std/d en el 2010.


Los requerimientos de gas de levantamiento para los dos pronsticos ilustradosdebajo muestran, como es de esperarse, que el requerimiento global de gas delevantamiento aumenta con la adicin de los nuevos pozos, para luego decaer

debido al levantamiento natural incrementado y provisto por el gas asociado antesde elevarse de nuevo al caer la presin del reservorio.


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Paso 10: Escenario B: Nuevos Pozos e Inyeccin de Agua

En este escenario el impacto sobre el desempeo del campo a travs de la adicinde un inyector de agua a entrar en lnea entre el 2010 y el 2015 ser investigado:

Seleccione el botn de acceso a Modelo de Pronstico o el tem de men dePronstico/Modelo de Pronstico y seleccione Agua como Tipo deInyeccin, pero deje el Tipo de Pronstico fijado en Control de Presin(modelo de pozo).

La adicin del pozo de inyeccin de agua es llevada a cabo de la misma manera que

con los Pozos 1, 2 y 3:

Seleccione el botn de acceso a Desempeo de Tubera o el tem de men dePronstico/Desempeo de Tubera, luego escoja la pestaa de Inyeccin.Seleccione Aadir, luego seleccione la tabla vfp llamada Inyector.vfp en lacarpeta MatBal/Data. Seleccione OK para validar y cerrar el dilogo deDesempeo de Tubera.


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Con el pozo de inyeccin de agua resaltado en el dilogo de Pozos, seleccioneEditar para abrir la ventana de dilogo de Data de Pozo para el pozo deinyeccin, escoja la pestaa IPR, luego importe la data IPR desde el modeloWellFlo llamado Inyector de Agua en la carpeta MatBal/Data o ingresemanualmente la data presentada.

En el mismo cuadro de dilogo Pronstico/Limitantes, asigne la tabla vfpcorrecta a este pozo haga clic en el botn Explorar, seleccione la pestaade Inyeccin y luego el archivo Inyector.vfp.

Ahora se debe definir la presin del mltiple de inyeccin de agua. Para esteejemplo, se asume que la presin de ste se mantiene constante a 500psia.

Regrese a la ventana de dilogo principal de Pronsticos y seleccione elbotn de acceso a Programacin Mltiples o el tem de men dePronstico/Programacin Mltiples e ingrese 500psia en el campo PresinMltiple Iny. Agua.

La data requerida para este pronstico est ahora completa. Seleccione elbotn de acceso a Pronsticos o el tem de men de Pronstico/Pronsticosy genere un pronstico con ID titulada Inyeccin en 2010.

Paso 11: Comparacin de Resultados

La figura abajo compara la produccin acumulada de crudo para los cincopronsticos; el efecto de perforar los tres nuevos pozos resulta en cierta gananciaen la produccin, pero slo mediante la introduccin de inyeccin de agua a unaetapa temprana es que se produce una ganancia significativa.


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Los requerimientos de gas de levantamiento para cada escenario ilustrado debajoigualmente indican que como resultado de la presin de reservorio ms altaobtenida con la inyeccin de agua, la tasa mxima de inyeccin de gas de


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levantamiento se incrementa de 11.5MMscf/d a 18MMscf/d.


Referencias

www.ep-solutions.com/Spanish/Solutions/EPS/MatBal.htm
http://www.ep-solutions.com/Spanish/Solutions/EPS/MatBal.htmhttp://www.ep-solutions.com/Spanish/Solutions/EPS/MatBal.htm

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