Balance De Materiales En Yacimientos De Gas.

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Para calcular el gas inicial en el yacimiento en determinada sección o parte del yacimiento fue necesario conocer, además de la porosidad y la saturación de agua innata, el volumen total de la sección de la roca. Para calcular el gas inicial en el yacimiento, se debe usar el método de balance de materiales; sin embargo, este método se aplica sólo para la totalidad del yacimiento, por la migración de gas de una parte del yacimiento volumétricos como en aquellos de empuje hidrostático. El balance de materiales aplicado en yacimientos de gas es la siguiente:

Mgp=Mgi-Mgr.

donde :

Mgp= masa del gas producido.
Mgi=masa de gas inicial en el yacimiento.
Mgr= masa de gas remanente en el yacimiento.

También podemos hacer el balance con un compuesto definido, por ejemplo, metano. Cuando la composición de producción es constante, los pies cúbicos normales producidos y remanentes en el yacimiento son directamente proporcionales a sus masas y, por tanto, podemos efectuar el siguiente balance de materiales en términos de pies cúbicos Standard:

PCSp= PCSi- PCSr.

Donde:

PCSp= PCS producidos del yacimiento.
PCSi= PCS inicialmente del yacimiento.
PCSr= PCS remanentes en el yacimientos.

Por último, podemos hacer un balance de materiales en términos de moles de gas, así:

np=ni-nf (1)

Los subíndices p, i y f significan producido, inicial y final respectivamente. El término final denota una etapa posterior de producción y no abandono necesariamente. Si Vi es el volumen poroso inicial disponible para gas en pies cúbicos, y si a una presión final Pf entran We pies cúbicos de agua al yacimiento y se producen Wp pies cúbicos de agua del mismo, entonces el volumen final Vf después de producir pies cúbicos normales de gas es:

Vf=Vi-We+Bw*Wp (2)

Bw Es el factor volumétrico del agua en unidades de barriles de yacimiento por barriles de superficie a condiciones normales, Vi y Vf son los volúmenes porosos disponibles para el gas, es decir, no incluyen el agua innata. La ecuación (1) puede reemplazarse por sus equivalentes empleando la ley de gases ideales y la ecuación (2).

Ecuación (3)

Gp Es el volumen de gas producido en pies cúbicos normales a presión y temperatura normales, Psc y Tsc .
Los yacimientos volumétricos carecen de intrusión de agua y su producción de agua es generalmente insignificante; en esta forma, la ecuación (3) se reduce a:

Ecuación (4)

Para los valores establecidos de Psc y Tsc ya que Pi, Zi y Vi en yacimientos volumétricos son fijos, la ecuación (4) puede expresarse en la siguiente forma:

Ecuación (5)

Donde

La ecuación (5) indica que para un yacimiento volumétrico de gas la relación entre la producción cumulativa de gas Gp en pies cúbicos normales y la razón P/Z es una línea recta de pendiente negativa m. La fig. 1 muestra un gráfico de producción cumulativa de gas en pies cúbicos normales como función de P/Z. Dentro de los límites de tolerancia de los valores de presión promedia del yacimiento y producción cumulativa, la curva Gp como función de P/Z es lineal y puede extrapolarse a presión cero para encontrar el gas inicial en el yacimiento, o el valor de abandono de P/Z hallar la reserva inicial. La pendiente m de la fig. 1 es:

Luego para =14.7 lpca, =520 ºF y T=200 ºF

Para Bgi=251.9PCS/P^3, el gas inicial en el yacimiento es

G=Vi*Bgi=25.8*10^6*251.9=6.50MMM PCS

La fig. 1 también presenta un gráfico de producción cumulativa de gas Gp como función de presión. Como lo indica la ecuación (5) éste no es lineal, y las extrapolaciones tomadas de este gráfico son erróneas. Ya que el valor mínimo del factor de desviación del gas se presenta cerca de 2500 lpca, las extrapolaciones del gráfico de Gp como función de p darán resultados bajos G si se hacen por encima de 2500 lpca, y los altos si se hacen por debajo de 2500lpca. La ecuación (4) puede usarse gráficamente como lo indica la fig. 1 para determinar el gas inicial en el yacimiento o las reservas a cualquier presión de abandono.

Figura 1

(En pocos días sera publicado un articulo con algunos ejercicios resueltos para su mejor comprención)

El articulo publicado fue basado en el libro:
Ingeniería aplicada de Yacimientos Petrolíferos
autores:
B.C. Craft y M.F. hawkins