UNIVERSIDAD RECUPERACIN SECUNDARIA __VERACRUZANA Y MEJORADA_______

PROPUESTA DE DISEO DE UNA PRUEBA PILOTO DE INYECCIN DE AGUA EN EL CAMPO ESCOLNDICIEMBRE, 2014VERSIN: UNICA

PROPUESTA DE DISEO DE UNA PRUEBA PILOTO DE INYECCIN DE AGUA EN EL CAMPO ESCOLN

HOJA DE AUTORIZACIN

PROPONEN

PROPUESTA DE DISEO DE UNA PRUEBA PILOTO DE INYECCIN DE AGUA EN EL CAMPO ESCOLN

GRUPO DE TRABAJO

En el desarrollo del proyecto, el equipo de trabajo fue integrado por alumnos de la Universidad Veracruzana de la carrera de Ingeniera Petrolera, campus Poza Rica-Tuxpan.

C. Badillo Larios Victor No Ingeniera Petrolera UV

C. Caldern Vazquez Daniel Ricardo Ingeniera Petrolera UV

C. Garca Lpez Csar Eduardo Ingeniera Petrolera UV

C. Sampayo Zavala Jair Antonio Ingeniera Petrolera UV

C. Soto Martnez Agustn Ingeniera Petrolera UV

C. Villa Sanluis Brandon Ingeniera Petrolera UV

C. Willy Perlestain Georgie Ingeniera Petrolera UV

Ing. Amel Vazquez Mellado Asesor del Proyecto.

PROPUESTA DE DISEO DE UNA PRUEBA PILOTO DE INYECCIN DE AGUA EN EL CAMPO ESCOLN

TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIN

2. OBJETIVO

3. INFORMACIN

4. SELECCIN DEL ARREGLO INYECTOR

5. DESARROLLO DEL PROCEDIMIENTO

6. DIAGRAMAS DE FLUJO

PROPUESTA DE DISEO DE UNA PRUEBA PILOTO DE INYECCIN DE AGUA EN EL CAMPO ESCOLN

1. INTRODUCCIN.

La reactivacin de los campos maduros en Mxico, representa una gran oportunidad para mejorar el factor de recuperacin de los mismos, incrementar sus reservas y aumentar la produccin de hidrocarburos. El reto es realizar una re-ingeniera y una administracin de proyecto se hagan utilizando tecnologas de punta que no slo faciliten las recuperacin de hcs sino que stas se logren con una reduccin sustancial de los costos de operacin.

Recuperacin Secundara

La recuperacin secundaria como su nombre lo indica es la segunda etapa de produccin de hidrocarburos durante la cual un fluido externo, como agua o gas, se inyecta en el yacimiento a travs de pozos de inyeccin ubicados en la formacin que tengan comunicacin de fluidos con los pozos productores. El objetivo de la recuperacin secundaria es mantener la presin del yacimiento y desplazar los hidrocarburos hacia el pozo.

Las tcnicas ms comunes son la inyeccin de gas y la inundacin con agua. Normalmente, el gas se inyecta en el casquete de gas y el agua se inyecta en la zona de produccin para barrer el petrleo del yacimiento. El uso sucesivo de la recuperacin primaria y la recuperacin secundaria en un yacimiento de petrleo produce alrededor del 15% al 40% del petrleo original existente en el lugar.

Inyeccin de Agua

Antecedentes

La inyeccin de Agua es un proceso donde el petrleo es llevado hacia los pozos de produccin por accin de la presin ejercida por el agua, esta operacin fue realizada por primera vez en la cuidad de Pithole, al oeste de Pennsylvania, en el ao 1985 y fue utilizada en los aos 40s.

Esta tcnica ocurri accidentalmente cuando el agua, proveniente de algunas arenas acuferas poco profundas o de acumulaciones de aguas superficiales, se mova a travs de las formaciones petrolferas, entraba al intervalo productor en los pozos perforados e incrementaba la produccin de petrleo en los pozos vecinos.

Hoy en da el mtodo de inyeccin de agua es el ms utilizado de los mtodos de recuperacin secundaria, cubriendo as ms de la mitad de la produccin de los pozos a nivel mundial

Figura 1. Esquema de desplazamiento de petrleo por agua en un canal de flujo

Para la inyeccin se utiliza el agua salada dado que se prohbe desde el punto de vista contractual el uso de agua fresca la cual debe presentar ciertas caractersticas: No debe ser corrosivo Los componentes minerales como BaSO4, SrSO4, CaSO4 * 2H2O, CaCO3, MgCO3, FeS y Fe2S3 ocasionan la formacin de conchas por lo que se debe tratar de eliminar del agua este tipo de minerales. Debe eliminarse los slidos o lquidos en gran volumen que produzcan la obstruccin de los pozos de inyeccin. Muchos de los minerales arcillosos que se encuentran en el yacimiento al unirse con el agua, producen el aumento del volumen de los mismos, por eso el agua inyectada no debe reaccionar con estos. El agua preparada para la inyeccin debe presentar caractersticas similares al agua encontrada en el yacimiento para que sean compatibles y pueda funcionar el mtodo.

Campo Escoln

Ubicacin del campo.

Historia de Produccin.

2. OBJETIVO.

El objetivo principal es aumentar la recuperacin de hidrocarburos del yacimiento obtenida a la fecha, realizando un diseo ptimo de acuerdo a las condiciones que se tienen en el campo y el estudio que ya se tiene del mismo. Esto permitir un desarrollo ms eficiente y reducir los costos del proyecto ya que los datos necesarios para el diseo ya se encuentran estudiados y asociados al campo.

La integracin de una prueba piloto permitir conocer el comportamiento y respuesta del yacimiento a un proceso de recuperacin secundara por inyeccin de agua, con lo que posteriormente y despus de realizar un anlisis econmico se podra determinar si el proyecto es rentable para realizarse a gran escala y de esta manera obtener una recuperacin cuantiosa de la reserva remanente del yacimiento.

Como tal el trabajo, tambin sirve para observar el comportamiento de los estudiantes al trabajar en conjunto y desarrollar temas y proyectos propios de un Ingeniero Petrolero; as como la facilidad y el entendimiento que hayan adquirido durante la materia de Recuperacin Secundara y Mejorada.

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.3. INFORMACIN GENERAL

CAMPOPOZA RICA (AREA ESCOLN)YACIMIENTOTAMABRA

POZOS PERFORADOS922 (18/JUNIO/86)POZOS TAPONADOS129 (25/ENE/89)

ESPACIAMIENTO400 mINICIO EXPLOTACINJUNIO DE 1932

POZOS CON ANALISIS PETROFISICOS: 35 (06/ABRIL/88)

POZOS CON ANALISIS P.V.T.: 10 (06/ABR/88)

REA [Km2]104.0S.G. [AIRE = 1]0.771

h PROM. NETO [m]80CO2 [% MOL] A 154.7 Kg/cm210.01

[%]17H2S [% MOL]1.35

Swi [%]21Fe [m3/m3]0.85

Sor [%]40GPM5.361

Ko [mD]63SALINIDAD AGUA [P.P.M.]60,000

Ty [C]90CONTACTO G/O [MBNM]2,030

Pi [Kg/cm2]245CONTACTO O/W [MBNM]2,240 a 2440

Pb [Kg/cm2]245VOL. ORIG. ACEITE [106 m3]817.417

NIVEL DE RET. (MBNM)2200FACTOR REC. PRIM. [%]22

Boi [m3/m3]1.485FACTOR REC. TOTAL [%]40

Bob [m3/m3]1.485RES. ORIG. ACEITE [106 m3]326.966

Rsi [m3/m3]146RES. ORIG. ACEITE [106 BLS]2056.616

o a Pb, Ty [cP]0.89Soi0.79

o a C.A. [cP]13.10Swi0.21

o a Pb, Ty [gr/cm3]0.740[60 API]Swc

o a Pb, Ty [gr/cm3]0.868 [31 API]Sor0.4

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Caracterizacin Esttica.

Ubicacin de los Bancos de Aceite.

De acuerdo al rea donde nos encontramos y al campo que se planea realizar la prueba piloto de inyeccin, as como de acuerdo a los registros de pozo, as como a los estdos mecnicos de pozos con los que se cuenta, el cuerpo que se explotar sern los bancos de aceite ubicados en el cuerpo D dentro de la formacin Cretcico Tamabra.

4. SELECCIN DEL ARREGLO INYECTOR.

De acuerdo a las condiciones del yacimiento y a las propiedades conocidas se eligi una Inyeccin en Arreglo de 5 pozos, esto para conocer de manera eficiente el comportamiento en una pequea rea del yacimiento que sera representativo, aunque posteriormente se tiene la posibilidad de realizar inyeccin perifrica o externa con la ayuda de lneas de inyeccin para abarcar toda la extensin del yacimiento.

Se operan dos tipos de inyecciones piloto de agua: inyecciones sencillas en arreglo de cinco pozos y un solo pozo de inyeccin. Algunas inyecciones piloto incluyen arreglos mltiples (es decir, dos o ms arreglos contiguos de cinco pozos) generalmente con el objeto de reducir al mnimo las prdidas por migracin del aceite, particularmente de un arreglo interior.1

Inyeccin en arreglos o dispersa.Consiste en inyectar el agua dentro de la zona de petrleo. El agua invade esta zona y desplaza los fluidos del volumen invadido hacia los pozos productores. Este tipo de inyeccin tambin se conoce como inyeccin de agua interna, ya que el fluido se inyecta en la zona de petrleo a travs de un nmero apreciable de pozos inyectores que forman un arreglo geomtrico con los pozos productores.

Caracterstica.

1. La seleccin del arreglo depende de la estructura y lmites del yacimiento, de la continuidad de las arenas, de la permeabilidad, de la porosidad y del nmero y posicin de los pozos existentes.

2. Se emplea, particularmente, en yacimientos con pozo buzamiento y una gran extensin areal.

3. A fin de obtener un barrido uniforme, los pozos inyectores se distribuyen entre los pozos productores o se perforan pozos inyectores inter espaciados. En ambos casos, el propsito es obtener una distribucin uniforme de los pozos, similar a la utilizada en la fase primaria de recobro.

Ventajas.

1. Produce una invasin ms rpida en yacimientos homogneos, de bajos buzamientos y bajas permeabilidades efectivas con alta densidad de los pozos, debido a que la distancia inyector es pequea. Esto es muy importante en yacimientos de baja permeabilidad.

2. Rpida respuesta del yacimiento.

3. Elevadas eficiencias de barrido areal.

4. Permite un buen control del frente de invasin y del factor de reemplazo.

5. Disminuye el efecto negativo de las heterogeneidades sobre el recobro.

6. Rpida respuesta de presiones.

7. El volumen de la zona de petrleo es grande en un periodo corto.

Desventaja.

1. En comparacin con la inyeccin externa, este mtodo requiere una mayor inversin, debido al alto nmero de pozos inyectores.

2. Es ms riesgosa.

3. Exige un mayor seguimiento y control y, por lo tanto, mayor cantidad de recursos humanos.

Es importante sealar que la prctica de arreglos geomtricos regulares para ubicar los pozos inyectores es algo que cada da se usa menos, ya que con los avances en descripcin de yacimientos, al tener una buena idea de las caractersticas de flujo y la descripcin sedimentolgica, es posible ubicar productores e inyectores en forma irregular, pero aprovechando al mximo el conocimiento de las caracterstica del yacimiento y optimizando el nmero de pozos.

Pozos Seleccionados para la realizacin de la prueba Piloto y ubicacin.

La prueba piloto se llevar acabo con un arreglo sencillo de 5 pozos inyectores y 1 pozo productor al centro. Siendo seleccionados los siguientes:

POZOS INYECTORES: ESCOLN 83 ESCOLN 110 ESCOLN 111 ESCOLN 112

POZO PRODUCTOR: ESCOLN 198

UBICACIN GEOGRFICA DE LA PRUEBA PILOTO

ESC 110

ESC 83

ESC 111

ESC 112ESC 198

ESTADOS MECANICOS PROPUESTOS.

POZOS INYECTORES.ESCOLIN 83

ESCOLIN 110

ESCOLIN 111

ESCOLIN 112

POZO PRODUCTORESCOLIN 198

5. DESARROLLO DEL PROCEDIMIENTO

Curvas de permeabilidad relativa al agua y al aceite.Se construyeron las curvas de permeabilidad relativa al agua y aceite con las ecuaciones e informacin anexa.Formulas

Se obtuvieron los siguientes datos

SoiSwiSorSworSoSwKroKrw

0.790.210.60.40.90.10.640657674-0.022438005

0.790.210.60.40.850.150.467039444-0.003641329

0.790.210.60.40.80.20.328016729-1.6858E-05

0.790.210.60.40.750.250.2197455820.001078912

0.790.210.60.40.70.30.1383820570.012289486

0.790.210.60.40.650.350.0800822090.046258366

0.790.210.60.40.60.40.0410020910.115629056

0.790.210.60.40.50.50.0051252610.411149885

0.790.210.60.40.40.601

0.790.210.60.40.30.7-0.0051252611.983327433

0.790.210.60.40.20.8-0.0410020913.462280214

0.790.210.60.40.10.9-0.1383820575.538006372

Grafica de Curvas de Permeabilidades Relativas del Campo ESCOLN.

Determinacin de la relacin de movilidad.Se tiene un yacimiento productor de hidrocarburos con las caractersticas siguientes:FLUIDOPERMEABILIDAD RELATIVA (kr)VISCOSIDAD (cP)

AGUA0.040.30

ACEITE0.080.80

Formulas

Utilizando los datos de la tabla anterior se obtiene la movilidad del campo ESCOLN.

ResultadoM=1.33

Curva de Flujo Fraccional.Se obtuvo el grafico de flujo fraccional utilizando los datos del grafico de permeabilidades relativas, tanto del agua como del aceite.Datos:w0.3

o0.8

SwKroKrwFlujo Fracc.

0.10.6406577-0.022438-0.103017

0.150.4670394-0.003641-0.021232

0.20.3280167-1.69E-05-1.37E-04

0.250.21974560.00107890.0129237

0.30.13838210.01228950.1914764

0.350.08008220.04625840.6063554

0.40.04100210.11562910.8826319

0.50.00512530.41114990.9953471

0.6011

Formula:

Grafica de Flujo Fraccional de Agua del Campo ESCOLN.

CLCULOS

1. Volumen poroso:(Vp)=7758Ah

En el arreglo seleccionado se obtendr el rea a trabajar la inyeccin la cual arroja un rea de 104 Km; lo cual en acres es 25,688 y un espesor neto de 80 mts equivalente a 262.4 ft

VP= 7758(25688 ac)(262.4)(0.17)= 8,889.8 MM bls.

2. Aceite in situ @ STB al comenzar la inyeccin de agua:

3. Eficiencia de rea barrida a la surgencia de agua, Eabt.

Con una grfica para arreglo de 5 pozos, Eabt =64.9% con M=1.33

4.- Agua inyectada al surgimiento:

a).- Valor mximo de saturacin inicial de gas, para cual el mtodo de prediccin es: Sgi= C(Soi Sobt)Donde: C = 0.98 (de grafica) Soi = (1-Swi) Soi = (1-0.21) = 0.79

Sobt =

(1-Swbt)

= 0.43

Entonces:

Sgi = (0.98)*(0.79 0.43) = 0.3528 35.28%

5.- Agua inyectada a la interferencia:

Donde: es la mitad de la distancia entre pozos inyectores adyacentes. La periferia del arreglo propuesto perteneciente a pozos inyectores es de 660 ft. Respectivamente el espesor de la formacin es de 80 m o 262.4 ft.

6.- Agua inyectada al llenado:

7.- Eficiencia de rea barrida (Ea), para un volumen de agua inyectado (Wi) antes del surgimiento del agua:

8.- Radio exterior del banco de aceite (re) antes de la interferencia:

9.- Radio exterior del frente de barrido de agua (r) antes de la interferencia:

r

10.- Gasto de inyeccin de agua (iw) hasta la interferencia @ capa de 63 md y p = 3000 psi:

iw=568 bls/dia

11.- El gasto bsico de inyeccin de agua es:ibase == 3070 bls

Esta ecuacin supone que mientras ocurre el llenado, el gasto de produccin de aceite es cero despreciable, en comparacin con el gasto de inyeccin de agua. Si el gasto de aceite antes del llenado es significante, los volmenes de agua inyectados hasta el llenado deben aumentarse por el volumen en el yacimiento del aceite producido desde el inicio de inyeccin hasta el llenado. Por lo visto esto aumenta el tiempo hasta el llenado. Tambin resulta que los clculos para el llenado sean iterativos.

12.- La eficiencia de rea barrida al llenado puede encontrarse a partir de la ecuacin siguiente, que se aplica al llenado y posteriormente al mismo.

Sustituyendo el valor de Wi al llenado (calculada en bls) y otros valores en la ecuacin anterior, encontramos que la eficiencia areal de barrido al llenado es en fraccin o en porciento. La Ea (calculada) y M de 1.6, el valor de , por lo tanto el valor de la relacin de conductancia es 1.1

13.- El gasto de inyeccin de agua al llenado es por lo tanto:

iw = *ibaseiw=(1.2)x(3070)=3684 bpd.

Esta ecuacin realmente define el trmino , tal como lo usan Caudle y Witte. El trmino ibasc es equivalente al gasto de inyeccin de un fluido con una movilidad igual a la del aceite del yacimiento en un arreglo lleno de lquido.El gasto de inyeccin al llenado es: iwfEl valor de ibasese calcul en el punto 11.

14.- El incremento de tiempo que ocurre desde la interferencia hasta el llenado es:

15.- Por lo tanto, el tiempo al llenado es: 80.3 + = 785.3 das

[Escriba texto]

Recuperacin Secundaria y Mejorada