Datos necesarios para emplear la ecuación de balance de materiales

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La Ecuación de Balance de Materiales está referida a un grupo de ecuaciones útiles que son derivadas del reconocimiento de la conservación de la masa. Estas ecuaciones pueden ser deducidas de la ecuación de masa de los fluidos del yacimiento que existen dentro o fuera del yacimiento en diferentes momentos en el tiempo. Sin embargo, es generalmente fácil derivar las ecuaciones por un balance volumétrico de los fluidos presentes en dicho yacimiento.

Ralph L. Schilthuis en el año 1941, basándose en la Ley de la Conservación de la Masa desarrollo inicialmente la Ecuación de Balance de Materiales, en donde estableció que la diferencia entre la cantidad de fluidos iniciales presentes en el yacimientos y la cantidad de fluidos remanentes en el yacimiento será igual a la cantidad de fluidos producidos que están en superficie.

Los cálculos que se realizan en la aplicación del Método de Schilthuis no son complicados, más sin embargo se requiere de una serie de datos para el desarrollo de la misma, el buen análisis de los resultados obtenidos es que representa el problema en la aplicación del método.

A continuación se da una lista de los Datos Necesarios para la Implementación de la Ecuación de Balance de Materiales:

  • Np: Volumen de Petróleo Producido Acumulado a Condiciones Estándar.
  • Gp: Volumen de Gas Producido Acumulado a Condiciones Estándar.
  • Wp: Volumen de Agua Producida Acumulada a Condiciones Estándar.
  • We: Volumen generado por el Influjo Hidrostático Acumulado.
  • Cw: Compresibilidad del Agua.
  • ∆P: Variación de Presión en el Tiempo.
  • βo: Factor Volumétrico de Formación del Petróleo.
  • βg: Factor Volumétrico de Formación del Gas.
  • βw: Factor Volumétrico de Formación del Agua.
  • Rp: Relación Gas – Petróleo Acumulado.

La correcta aplicación de la Ecuación de Balance de materiales dará como resultado:

  • N: Volumen de Petróleo Originalmente En Sitio a Condiciones Estándar (POES).
  • G: Volumen de Gas Originalmente En Sitio a Condiciones Estándar (GOES).
  • m: Relación entre el Volumen Inicial de Gas en a Capa de Gas y el Volumen Inicial de Petróleo más el Volumen de Gas Disuelto en el Petróleo.
  • Io: Índice de Producción del Petróleo.
  • Ig: Índice de Producción del Gas.
  • Iw: Índice de Producción del Agua.
  • Ejecutar un análisis del Incertidumbre generado por el Análisis PVT, los datos de presión, la historia de producción y los mecanismos de empuje presentes en el yacimiento en estudio.

Así pues se puede concluir que las Principales Funciones de la Aplicación de la Ecuación de Balance de Materiales son:

  • Estimación de los volúmenes iniciales de fluidos presentes en el yacimiento.
  • Analizar los efectos producidos por los cambios que se generan de los fluidos producidos e inyectados al yacimiento.
  • Indicar cuál es el mecanismo de empuje que le proporciona mayor energía al yacimiento.

Otros Aspectos Relevantes de la Ecuación de Balance de Materiales son:

  • La ecuación es adimensional, es decir se avalúa en un punto en el yacimiento.
  • Muestra independencia del tiempo, más sin embargo algunos modelos de influjo de agua si presentan dependencia del tiempo.
  • Aunque la presión es un parámetro que solo aparece en el término de la expansión del agua connata y la reducción del volumen poroso, esta se encuentra de forma implícita en el análisis PVT.
  • Los cálculos realizados para el influjo de agua son dependientes de la presión.
  • No posee una forma diferencial, es decir la EBM fue generada comparando los volúmenes actuales a la presión P con los volúmenes iniciales a la presión Pi.

Referencias:

  • Universidad Central de Venezuela. Clases de Ingeniería de Yacimientos.
  • Slider, H. Worldwide practical petroleum reservoir engineering methods. Penn Well Publishing Co. Tulsa, Oklahoma, 1983. Versión digital limitada.
    https://books.google.com/books?id=IfwBCgJjdn8C&pg=PP1&dq=Worldwide+practical+petroleum+reservoir+engineering+methods