Balance de Materiales

BALANCE DE MATERIALES

ECUACIÓN BÁSICA.

En Base a:


  • Ley de conservación de la masa.

  • Ley de conservación de la energía.

Se cumple que durante la explotación del yacimiento:


VOL. INICIAL = VOL. REMANENTE + VOL. DE FLUIDOS PRODUCIDOS

La ecuación de balance de materiales se usa para evaluar la cantidad de fluidos presentes en el yacimiento, a cualquier tiempo de su vida productiva.

Permite estimar la cantidad de fluidos iniciales en un yacimiento (N, G, W), predecir el comportamiento futuro y el recobro total.

Suposiciones Básicas:


- Yacimiento con volumen poroso constante.
- El petróleo y gas existentes se encuentran en equilibrio a presión y temperatura del yacimiento, (se refiere al gas en solución).
- Los datos PVT disponibles o estimados simulan el comportamiento del yacimiento.
- La expansión del agua connata y de la roca en el yacimiento se suponen despreciables.
- El factor volumétrico del agua y la solubilidad del gas en el agua se consideran 1.0 y 0 respectivamente.
- La temperatura del yacimiento se supone constante.

• Forma General de la ecuación de balance de materiales.

Según Schilthuis:

Vol. A: Incremento debido a la expansión del petróleo + gas originalmente en solución.
Vol. B: Incremento debido a la expansión de la capa de gas original.


Vol. C: Disminución del volumen poroso debido a la expansión del agua connata, expansión de la roca y la intrusión de agua.



A.- EXPANSIÓN DEL PETRÓLEO Y SU GAS ORIGINALMENTE EN SOLUCIÓN:

- Expansión del líquido.

A condiciones iniciales: N.Boi.
A la presión P< Pi: N. Bo.
Expansión del líquido = N (Bo – Boi), BY.

- Expansión del gas liberado.

A condiciones iniciales: N.Rsi.
A la presión P < Pi: N.Rs.
Expansión del gas disuelto = N (Rsi – Rs). Bg , BY.

B.- EXPANSIÓN DE LA CAPA DE GAS.

A condiciones iniciales: G/Bgi
A la presión P < Pi: G/Bgi * Bg.
Expansión de la capa gas: G.Bg/Bgi – G : G. (Bg/Bgi – 1)

C.- REDUCCIÓN DEL VOLUMEN POROSO (VPHC).

d (VPHC) = - dVw - dVf - dVa

Vw: Es el volumen de agua connata.
Vf: : Es el volumen poroso.
Va: : Es el volumen del acuífero.
VPHC: Volumen poroso ocupado por hidrocarburos.

Aplicando la definición de Cw y de Cf.

Cw = - (1/Vw)(dVw/dP)
Cf = - (1/Vf)(dVf/dP)

d(VPHC) = (Cw Vw + Cf Vf). ΔP – dVa.

Vf = VPHC/(1 – Swi)
Vw = Vf.Swi.

VPHC = G + NBoi = mNBoi + NBoi = (1 + m) NBoi
m = G/NBoi.

d (VPHC) = (Cw . Vf . Swi + Cf . Vf). ΔP + We
= (Cw . Swi + Cf). Vf. ΔP + We.
= (Cw Swi + Cf) . ( VPHC/1 – Swi)) . ΔP + We.
=((Cw Swi + Cf)/1 – Swi).(1 + m) NBoi. ΔP + We.


D.- PRODUCCIÓN DE FLUIDOS.

Np: Petróleo producido acumulado (BN).
Gp: Gas producido acumulado (BN).
Wp: Agua producida acumulada (BN).

Petróleo producido acumulado = Np. Bo (BY).

Gas producido acumulado = Np (Rp – Rs). Bg (BY)

Donde, Rp = Gp /Np

Agua producida acumulada = Wp. Bw.

En total:

Np (Bo + (Rp – Rs) . Bg) + Wp . Bw

La forma de la ecuación general será:












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