Introducción a la Ecuación de Balance de Materiales.

Introducción a la Ecuación de Balance de Materiales.

Ø Mecanismos de Producción.

Para que los fluidos confinados en el yacimiento puedan ser extraídos de forma satisfactoria hacia la superficie, es necesario que coexista algún tipo de fuente de energía que permita la extracción de los mismos, es decir la movilización de los fluidos por el medio poroso de la roca hacia una zona donde tengamos una variación de presión. Para que halla producción es necesario que el pozo deba tener una presión (presión de fondo fluyente) que en conjunto con la presión del yacimiento se produzca una variación del presión los que le permite al fluido moverse del yacimiento hacia pozo. Existen dos tipos de energía que permiten que los fluidos puedan ser extraídos del yacimiento Para que se comience la producción del pozo, estos son: los Mecanismos Naturales de Producción, en la cual la energía es aportada netamente por el yacimiento, y los Mecanismos de Producción Artificiales para este caso la energía es aportada por el hombre a través de herramientas en superficie.

Los Mecanismos Naturales de Producción son básicamente los siguientes:

§ Compresibilidad de la Roca y de los fluidos.
§ Liberación del gas en solución.
§ Segregación Gravitacional.
§ Empuje por capa de gas.
§ Empuje Hidráulico (Empuje realizado por un Acuífero asociado al yacimiento).
§ Inyección de algún fluido---No es característico del yacimiento (Mecanismo de producción inducidos, es decir hechos por el hombre.)




Nota: Para recordar…

Existen tres fuerzas que controlan el flujo de fluidos en el medio poroso las cuales son:
Las fuerzas Viscosas, relacionadas con los potenciales de flujo, o diferencia de presiones.
Las fuerzas Capilares, asociada con la presión capilar
Las fuerzas Gravitacionales, están asociadas directamente con la gravedad.
Para que un flujo se mueva en un medio poroso debe estar presente, un diferencial o variación de presión, la presión capilar o una fuerza gravitacional.



Compresibilidad de la Roca y de los Fluidos:

Tanto la roca (gracias a sus poros) como los fluidos son compresibles, entonces si se le aplica presión a estas propiedades estas van a sufrir cambios en su volumen lo que ocasionaría un empuje de hidrocarburos hacia una zona de menor presión. En otras palabras si se ocasiona una variación de la presión, esta ocasionará también un cambio en el volumen tanto de los fluidos como en el de la roca. Este mecanismo ocurre independientemente si estamos por encima o por debajo de la presión de burbujeo.



Liberación del gas en solución:

Esta liberación ocurre, cuando en un yacimiento nos encontramos por debajo de la presión de burbujeo (yacimientos saturados), cuando estamos a estas condiciones de P menor Pb se va a liberar gas y esta liberación de gas se expande lo que en consecuencia ocasiona un empuje, este empuje va a movilizar o desplazar el hidrocarburo para este caso el petróleo hacia una zona un diferencial presión o una presión menor (pozo).


Segregación Gravitación:

Ocurre cuando existe una separación del gas bien sea si encontramos un yacimiento a una presión por debajo de la presión del burbuja, este gas se va a ir liberando y puede que se movilice hacia la parte superior de la estructura por diferencia de densidades, esto ocurre porque las fuerzas gravitacionales son mayores a las fuerzas viscosas, cuando ocurre esto el gas en vez de moverse hacia la zona de menor presión (pozo) se va a desplazar hacia el tope de la estructura, lo que ocasionará un empuje del petróleo hacia una zona de menor presión. En este tipo de mecanismo el yacimiento debe tener una P menor a Pb, es decir tiene que haber gas presente en el sistema. Para que exista este tipo de empuje el gas tiene que tener la facilidad de moverse hacia el tope de la estructura si no tiene esta facilidad entonces las fuerzas viscosas va a ser mayor a las fuerzas gravitacionales y este se va a dirigirse al pozo. Este mecanismo es el que tiene una mayor eficiencia en cuanto a la producción de HC. Es mas efectiva si el yacimiento tiene alto buzamiento, si ocurre esto la permeabilidad del fluido será mejor.



Empuje por capa de gas:

Para que exista este tipo mecanismo el yacimiento debe tener una presión por debajo de la presión de burbujeo, en tal sentido el gas se va a expandir y va a llegar y chocar con la parte superior de la estructura (también pudo haber llegado allí debido a un proceso de segregación gravitacional), lo que traerá como consecuencia un empuje hacia abajo del fluido y que este actúe como si fuese un pistón desplazando así el petróleo hacia la zona donde se encuentre una diferencia de presión.



Empuje Hidráulico: (Empuje realizado por un acuífero asociado al yacimiento)

Un Acuífero es una unidad de roca porosa y permeable saturada 100% de agua en sus poros. Este tipo de formaciones geológicas cuando se encuentra asociado al yacimiento puede producir un empuje hacia el yacimiento, cuando se reduce la presión se va a producir una expansión del agua en el acuífero esta expansión es la que va a producir cierto empuje del petróleo hacia el pozo.

Inyección de algún fluido:

Son un tipo de mecanismo artificiales inducidos por el hombre para así tratar de aumentar la producción de hidrocarburos, inyectando agua o gas o cualquier otro fluido al yacimiento.


Conclusiones:

La producción de petróleo en el yacimiento puede ser producido por uno o a la combinación de varios mecanismos de producción a la vez.


Si el Yacimiento se encuentra por encima de la presión de burbujeo:

Mecanismos de empuje:

Ø Hidráulico.
Ø Compresibilidad de la roca y de los fluidos.
Ø Inyección de algún fluido.

Si el yacimiento se encuentra por debajo de la presión de burbujeo:

Mecanismos de empuje:

Ø Segregación Gravitacional.
Ø Empuje por expansión de la capa de gas.
Ø Liberación de gas en solución.
Ø Compresibilidad de la roca.
Ø Expansión del petróleo.
Ø Puede haber acuífero.



La Ecuación de Balance de Materiales, se considera como un balance volumétrico del sistema donde el vaciamiento (lo que se esta produciendo) va a ser igual a la contribución de cada uno de los mecanismos de empuje.

Fuente: Resumen realizado por mi con ayuda de la clase del prof.Angel da silva