EBM para yacimientos de gas.

Ecuación de Balance de Materiales para Yacimientos de Gas.


El análisis sistemático de yacimientos productores de hidrocarburos, se basa prácticamente en afrontarlo como un problema de balance de masa, utilizando el concepto de conservación de la misma. A partir de este principio se define el volumen original de hidrocarburos en sitio, a condiciones de yacimiento, se puede considerar este volumen inicial como un volumen de control delimitado por una línea imaginaria, dicho esto se puede considerar el balance de masa.

Mi – Mp + Me = Mr

Donde:
Mi = masa inicial existente en el volumen de control.
Mp = masa producida en el volumen de control.
Me = masa que ha entrado en volumen de control.
Mr = masa remanente en el volumen de control.


A partir de esta ecuación se va a determinar la EBM para Yacimientos de Gas.

El Gas Original en Sitio (GOES) puede ser determinado a partir de método volumétrico.

Para usar esta expresión es necesario utilizar valores ponderados volumetricamente de Vb, Sg, porosidad, FVF del gas. Igualmente, se requiere de un buen mapa isoespesores que permita obtener por planimetría el volumen bruto correspondiente volumen de control. Además para obtener el volumen de gs inicial en sitio (GOES) se requiere de información obtenida de los pozos perforados. La estimación volumétrica será de la misma veracidad que tengan los valores ponderados utilizados para producirla. Sin embargo, los resultados volumétricos obtenidos para el GOES no indican el tipo de mecanismo de producción tiene el yacimiento de gas. Por tanto, para valores iguales de G (GOES) se pudiera pensar en un yacimiento volumétrico de gas, sin influjo de agua, que produce exclusivamente por expansión del gas, o se podría tener un yacimiento con influjo de agua además de la energía disponible mediante la expansión del gas.

Términos para deducir la EBM para yacimientos de gas.

Balance del volumen original.

Gas producido = al gas inicial menos el gas que queda remanente en el yacimiento.

Balance de volumen de poros disponibles.

Dice que los volúmenes finales de poros disponibles va ser el volumen inicial de poros menos el influjo de agua + la producción de agua, esto se puede analizar de diferentes formas:
1) Si no entro ni salio agua del yacimiento el We y Wp son cero lo que quiere decir que el volumen de poros finales es igual al volumen de poros iniciales.
2) Si entro agua al yacimiento y no salio entonces Vf = Vi – el volumen de agua que entro.

Balance molecular.

Números moles producidos es igual a número de moles iniciales menos número moles finales.
Como estamos trabajando con gases podemos utilizar lo siguiente:

PV = ZnRT

Despejando de esta ecuación el número de moles tenemos que:

Recordando el concepto de número de moles producidos podemos decir que:


Donde el gas producido (Gp) seria Vce. Y el Zce =1.

Al sustituir np, ni y nf en la ecuación principal del balance molar obtenemos:

Esta ecuación seria de forma macro la EBM para yacimientos de gas.

Reordenando esta última ecuación nos queda:

Sin embargo:

Entonces al sustituir:

Esta expresión Corresponde a la Ecuación de balance de materiales para yacimientos volumétricos de gas.
Se puede apreciar que la ecuación corresponde o se puede representar como una línea recta cuya pendiente es – m

Al graficar dicha ecuación P/Z Vs. Gp el comportamiento debería ser una línea recta (si se esta asumiendo todo bien según la ecuación), entonces debería ser una línea recta que pasa por b y tiene como pendiente –m. Si se extrapola esa recta hasta que la presión sea igual a cero entonces se tuvo que haber producido todo el gas que se encontraba en el yacimiento, por lo tanto el gas producido a esta condición de presión igual a cero es igual a la cantidad de gas inicial es decir, la cantidad de gas original en el yacimiento.

La no linealidad de la línea P/Z Vs. Gp para un yacimiento de gas seco significa que hay un mecanismo que esta contribuyendo al mantenimiento de presión que no estoy considerando; ese mecanismo lo que genera es que el yacimiento no necesariamente sea volumétrico como se esta considerando. A Medida de que la desviación sea mayor significa que el influyo de agua que esta entrando al yacimiento es mayor.


Otra forma de expresar la EBM para yacimeitntos de gas en función de factores volumétricos de formación.

Sabemos que:

Al sustituirlo en la ecuación macro encontrada anteriormente nos queda que:

EBM expresada en términos de factores volumétricos de formación.

EBM Expresada como una línea recta.

Partimos de:

Al graficar obtengo lo siguiente:

Referencia: Yacimientos de Hidrocarburos, Martin Essenfeld y Efrain Barberii, Clases del Prof. Da silva