CONCEPTOS DE INGENIERIA DE RESERVORIOS

OBJETIVOS

Transmitir una visin global de la ingeniera de reservorios y sus diferentes vinculaciones con otras ciencias (geologa, geofsica estadstica, etc.).

Transmitir la importancia del tratamiento q interpretacin de los DATOS indirectos obtenidos desde un medio que no podemos TOCAR ni VER directamente, y que IDEALIZAMOS a travs de modelos.

QU ES INGENIERIA DE RESERVORIOS?

Entendimiento de la naturaleza de las interacciones ROCA FLUIDO en el reservorio.Entendimiento del desplazamiento complejo de los fluidos dentro del reservorio.Desarrollo de un modelo de flujo para el reservorio, consistente con los datos geolgicos; con las mediciones de las propiedades de la roca y fluidos y con als caractersticas del comportamiento productivo.Prediccin de recuperaciones futuras.Desarrollo de procesos y mtodos para mejorar la recuperacin de hidrocarburos del reservorio.

RESPONSABILIDADES DEL INGENIOR DE RESERVORIOS.

UN BUEN INGENIERO DE RESERVORIOS DEBE:

Entender la geologa y el proceso geolgico que genera al reservorio. Familiarizarse y dominar los principios de mecnica de fluidos y mtodos matemticos requeridos para resolver problemas de flujo de fluidos en medios porosos. Conocer los principios de la termodinmica. Tener habilidades de manejo de computadoras, ingls, aspectos mecnicos y elctricos.

ACTIVIDADES TIPICAS DE LA INGENIERIA DE RESERVORIOS

Determinacin de las propiedades petrofsicas de la roca reservorio. Trabajar en conjunto con gelogos, geofsicos para desarrollar estudios de reservorios. Calculo de B.M. para identificar mecanismos de empuje y petrleo insitu. Simulacin del flujo en el reservorio bajo escenarios complejos de desplazamiento. Toma de desiciones en le proceso de gerenciamiento de reservorios. Diseo y anlisis de nuevos y avanzados procesos para mejorara la recuperacin de petrleo.

RESPONSABILIDADES TECNICAS DEL INGENIERO DE RESERVORIOS

Contribuir junto con los gelogos y petrofsicos , a la determinacin del volumen de hidrocarburos in situ. Es una actividad compartida. Determinar la fraccin de los hidrocarburos que pueden ser tcnica y econmicamente recuperados. Esto es el clculo de reservas. Estimacin del factor de recuperacin eficiencia de recuperacin y es una actividad netamente del ingeniero de reservorios. Efectuar los pronsticos de produccin, es decir darle una escala de tiempo a la recuperacin de petrleo. Con este pronstico y con los aspectos de inversin, gastos efectuara la evaluacin econmica de los proyectos. Efectuar aspectos operativos del da a da de la ingeniera de reservorios a travs de toda la vida de un proyecto. Actividades que se desarrollaran durante las etapas de delineacin y desarrollo de un campo.

HISTORIA DE LA INDUSTRIA PETROLERA

Los inicios del siglo XIX cin la REVOLUCION INDUSTRIAL fueron importantes para el uso de combustibles minerales.El primer pozo comercial fue completado en 1859 y marco la transicin de la produccin y proceso de petrleo en una gran industria en EEUU.El desarrollo de los mores de combustin interna, permiti el crecimiento del uso del petrleo como combustible.En 1990, el petrleo y gas aportaban solo el 8% de la energa. A inicios del siglo XXI la principal fuente de energa proviene de los HCs.Esto seguir por lo menos por 50 aos ms y probablemente continuara hacia fines del 2100.

ACTUALIDAD DE LA INDUSTRIA PETROLERA

HIDROCARBURO: Principal fuente de energa. mayor tendencia al uso del gas. Necesidad de petrleo en el pas. Escasos descubrimientos. Incremento y estabilizacin de precios de crudo. Avances tecnolgicos. Cultura de calidad y control medio ambiente.

GERENCIAMIENTO DE RESERVORIOS

Uso juicioso de los reservorios disponibles (humanos, tecnolgicos y financieros) para maximizar los beneficios procedentes de un reservorio minimizando las inversiones del capital y los gastos operativos, preservando el medio ambiente.

MAXIMIZAR INGRESOS RECUCIR COSTOS

SINERGIA INTEGRACIN

SINERGIA

Concurrencia de energas, fuerzas, acciones. Concurso de varios rganos para realizar una funcin.

INTEGRACIN

Estado de organizacin para liberacin de conflictos. Solucin a tendencias contradictorias.

TRABAJO EN EQUIPO

ELEMENTOS PARA GERENCIAR UN CAMPO

Conocimiento del sistema a gerenciar. Conocer el entorno de la empresa. Saber de la tecnologa disponible.

CONOCIMIENTO DEL SISTEMA

Caracterizacin Esttica de reservorio. Comportamiento Dinmico del reservorio. Historia del campo.

CARACTERIZACIN ESTTICA

COMPORTAMIENTO DINMICO DEL RESERVORIO

HISTORIA DEL CAMPO

Historia de Perforacin, completacin, reparaciones, fluidos producidos.

ENTORNO DEL SISTEMA

Contratos, compromisos. Precios del crudo, costos, mercado. Medio ambiente, seguridad. Recursos: financieros, personal.

TECNOLOGIA

Avances tecnolgicos, herramientas. Registros, ssmica 3D, 4D. Nuevos procedimientos, manejo de datos.

PROCESO DE GERENCIAR UN YACIMIENTO

Establecer la estrategia. Estudio y definicin del plan de explotacin. Implementacin. Monitoreo y seguimiento. Evaluacin. Redefinicin del plan de explotacin.

LA VIDA DE UN RESERVORIO

QU ES PETROLEO?

COMPOSICIN GENERAL DEL PETROLEO

El petrleo es una mezcla de hidrocarburos que se encuentran naturalmente en el subsuelo. Pueden existir en estado slido, lquido y gaseoso, dependiendo de P y T.

Qumicamente esta compuesto de 11 13 % en peso de H y 84 87% en peso de C. impurezas: O2, SO2, N2, He.

La constitucin molecular de los petrleos vara grandemente. Se reconocido aproximadamente 18 series de hidrocarburos.

Hidrocarburos: gaseosos, bituminosos, cerosos.

Color, ndice de refraccin, olor, densidad, punto de ebullicin, punto de congelamiento, punto de encendido, viscosidad.

Para la clasificacin de los petrleos lquidos se utilizan la densidad, (gravedad especfica) y la viscosidad.

DENSIDAD

Sp-gr = Densidad liquido/ densidad del agua, P y T. Sp-gr: 0.75 1.01

Escala de tipo Baume. API. Relaciona Sp-Gr con un modelo de densidad llamada GRAVEDAD API.

PROPIEDADES FSICAS DE HIDROCARBUROS

GRAVEDAD api > 10 PARA Sp-Gr < 1. Densidad liquido = f(P,T). Es necesario designar condiciones estndar para reportar valores de Sp-Gr y API. Condiciones estndares: presin atmosfrica y 60F

Petrleo extra pesados: API < 10 Petrleo pesado: API 10 22,3 Medianos: API 22.4 31.1 Livianos: API > 31.1

VISCOSIDAD

Petrleo vara de 0,3 centipoise para petrleos saturados con gas a condiciones de reservorio hasta 1000 centipoise para petrleos libres de gas a condiciones atmosfricas.

Viscosidades reportadas en trminos del tiempo de fluencia en segundo, de un volumen conocido de lquido a travs de un orificio estndar. Los tiempos reportados dependen del instrumento empleado, tales como Saybolt Universal, Saybolt Furol.

GAS NATURAL

Compuesto de hidrocarburos de la serie parafinico. 80 90% CH4 y C2h6Otros componentes son propano decano e impurezas como CO2, N2, H2SLos gases son caracterizados por su gravedad.Gravedad gas = Sp-Gr = densidad gas/ densidad aire P, TSC.Gravedad gas = peso molecular gas/peso molecular aire (29)La gravedad de los gases varan 0.6 1.1Composicin molecular del gas obtenido por cromatografa.

ORIGEN DEL PETROLEO

El petrleo es una sustancia mineral producida de la tierra.El petrleo y el gas estn contenidos en el espacio poral de las rocas reservorio.Las rocas ms comunes en donde se encuentra petrleo son del tipo sedimentario,. Areniscas y calizas.

El petrleo es encontrado en profundidades desde 50 21 000 piesSe encuentra en acumulaciones ubicadas bajo ciertas condiciones de ambiente geolgico.

ORIGEN DEL PETROLEOTEORIAS:

INORGANICA: formada por reacciones qumicas, CO2 y agua

ORGANICA: La presin y la temperatura originaron luego otras reacciones y polimerizaciones formando los otros componentes del petrleo.Diversas informaciones de origen geolgico (en los yacimientos de petrleo se han hallado siempre restos fsiles de animales y vegetales) han hecho que esta teora fuera casi abandonada.Las grandes acumulaciones de petrleo y gas son encontradas en cuencas sedimentarias que se encuentran cerca de capas que contienen grandes cantidades de materia orgnica.Esta capa es conocida como roca madre o roca fuente.

TRAMPA RESERVORIO CONSIDERACIOENS GEOLOGICAS

Al ser un compuesto lquido, su presencia no se localiza habitualmente en el lugar en el que se gener, sino que ha sufrido previamente un movimiento vertical o lateral, filtrndose a travs de rocas porosas, a veces una distancia considerable, hasta encontrar una salida al exterior en cuyo caso parte se evapora y parte se oxida al contactar con el aire, con lo cual e petrleo en s desaparece o hasta encontrar una roca no porosa que le impide la salida. Entonces se habla de un yacimiento.El petrleo es encontrado a profundidades de 50 a 21000 pies.Se encuentra en acumulaciones ubicadas bajo ciertas condiciones de ambiente geolgico.El petrleo no se encuentra distribuido de manera uniforme en el subsuelo hay que tener presencia de al menos cuatro condiciones bsicas para que ste se acumule:

1.- Debe existir una roca permeable de forma tal que bajo presin el petrleo pueda moverse a travs de los poros microscpicos de la roca.

2.- El yacimiento debe comportarse como una trampa, ya que las rocas impermeables deben encontrarse dispuestas de tal forma que no existan movimientos laterales de fuga de hidrocarburos.

3.- La presencia de una roca impermeable, que evite la fuga del aceite y gas hacia la superficie.

4.- Debe existir material orgnico suficiente y necesario para convertirse en petrleo por el efecto de la presin y temperatura que predomine en el yacimiento.

Las trampas estructurales se deben a cambios en la estructura o arquitectura de los estratos. Las fuerzas tectnicas quiebran o pliegan las capas originalmente horizontales y crean as interrupciones en las capas o regiones de alto relieve estructural. En ambos casos el petrleo que va migrando por las capas al llegar a estas deformaciones obstaculizantes cesa su migracin y comienza entonces el proceso de acumulacin en contra de la barrera o tratando de ganar ms altura y contemplamos as el nacimiento de un yacimiento petrolfero. Todo petrleo que va llegando a la zona deformada no sigue su lento viaje sino que se queda entrampado y cada vez se aade ms y ms petrleo al yacimiento, el cual puede ser ms o menos grande dependiendo de la cantidad de petrleo que a l llegaba y de la magnitud y extensin de la barrera o rea elevada. el cual puede ser ms o menos grande dependiendo de la cantidad de petrleo que a l llegaba y de la magnitud y extensin de la barrera o rea elevada.Las trampas estratigrficas son. el resultado de cambios en el tipo de roca a lo largo de una determinada capa y son causadas por la peculiar deposicin de los mismos sedimentos y no por fuerzas tectnicas deformadoras como en el caso de las trampas estructurales Dicho esto, resulta lgico que el segundo problema del gelogo es localizar las reas donde existen esas trampas de que hemos hablado y luego probarlas por medio de perforaciones con el objeto de saber s en verdad contienen yacimientos comerciante explotables. Es as como Uds. se darn cuenta de que nadie hoy en pleno siglo XX puede afirmar si en cierto terreno hay positivamente petrleo; el nico que lo puede comprobar es el taladro una vez que haya llegado al yacimiento y efectuado pruebas convincentes.

DISTRIBUCION DE LOS FLUIDOS EN LAS TRAMPAS:

El petrleo poco a poco es expulsado de las rocas generadoras por el peso de los sedimentos depositados encima y tambin por diferencias de presin de origen tectnico. Este petrleo as expulsado se va concentrando en los poros o cavidades o fracturas de las rocas y comienza a migrar de las partes ms profundas de las cuencas hacia los flancos. El petrleo siempre sube al punto ms alto posible y en teora migraa hasta la superficie, como sucede en los manantiales de petrleo, si no se le interpusieran barreras en su camino.Las rocas permeables contienen gas, petrleo y aguaLas fuerzas de gravedad y capilaridad controlan la distribucin de los fluidos en el reservorio. Las fuerzas gravitacionales ocasionan que los fluidos ms densos ocupen las posiciones mas bajas de los reservorios.Las fuerzas capilares ocasionan que los fluidos mojantes suban en los espacios porosos que sostienen los fluidos no mojantes.El agua es fluido mojante con respecto al petrleo y al gas. Y el petrleo es un fluido mojante con respecto al gas. La capilaridad tiende a contrarrestar la fuerza de la gravedad en la segregacin de fluidos.Antes de la perforacin de los primeros pozos existe equilibrio entre las fuerzas de gravedad y la de capilaridad.

CLASIFICACION DE LAS ROCAS RESERVORIO

Areniscas: arenas de cuarzo compactas fragmentos de cristales de roca.Calizas: esqueletos de limo ocultando organismos arcillas conteniendo diatomita y otros otras plantas microscpicas yeso/ anhidrita/ calizas disolucin qumica de rocas seguida de la evaporacin y la cristalizacin.

ROCAS IGNEAS: Origen volcnico algunos campos productores de gas. Las rocas gneas mayormente son un indicativo de proximidad de reservorios de gas y petrleo.

ROCAS METAMORFICAS: rocas gneas o sedimentarias que sufrieron un tipo de cambio por presin qumica y calor.Cuarzo --------------------------- cuarcita -----------------------esquisto de cuarzoArcilla ----------------------lutita------------------pizarra--------------esquistoGeneralmente desfavorables para las acumulaciones de petrleo y gas.

ROCAS SEDIMENTARIAS:

CONGLOMERADOS: campos petroleros en Pennsylvania, Texas y Oklahoma ARENAS ARENISCAS: campos en california Alberta, gulf coast y Texas. ARCILLAS LUTITAS: algunos campos en santa maria basin,california y gas in Kentucky CALIZAS: muchos campos en Alberta , middle east y saud arabia.