Calificación de los Acuifereos

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Muchos yacimientos de gas y petróleo son producidos por un mecanismo llamado empuje por agua, a veces es llamado empuje natural por agua para distinguirlo de empuje artificial por agua que involucra la inyección de agua a la formación. La producción de hidrocarburo del yacimiento y la subsecuente caída de presión sin falta una respuesta del acuífero para compensar el decline de la presión. Esta respuesta viene en una forma de influjo de agua, comúnmente llamado invasión de agua, en la cual es atribuido a:

· Expansión del agua en el acuífero.
· Compresibilidad de la roca del acuífero.

Los sistemas yacimiento- acuífero son comúnmente clasificados en las bases de:

· Grado del mantenimiento de presión.
· Condiciones de limites externos.
· Regímenes de flujo.
· Geometrías del flujo.

Grado del mantenimiento de presión:

Basado en el grado de mantenimiento de presión del yacimiento suministrado por el acuífero, el empuje natural por agua en a veces cualitativamente descrito como:

o Empuje activo de agua.
o Empuje parcial de agua.
o Empuje limitado de agua.

El termino empuje activo de agua se refiere al mecanismo de invasión del agua en la cual la tasa del influjo de agua es igual a la tasa de la producción total del yacimiento. Los Empujes activos de agua de los yacimientos son típicamente caracterizados un decline gradual y lento de la presión del yacimiento. Sí, durante algún largo periodo, la tasa de producción y la presión del yacimiento permanecen razonablemente constantes, la tasa de vaciado del yacimiento debe ser igual a la tasa del influjo de agua.
[Tasa We] = [Tasa Fol] + [Tasa Fgl ]+ [Tasa Wp]
Donde:
Tasa We= Tasa del influjo de agua.
Tasa Fol= Tasa de flujo de petróleo.
Tasa Fgl= Tasa de flujo de gas libre.
Tasa Wp= Tasa de la producción de agua.
De igual manera se puede expresar como:
ew= Qoβo + Qgβg + Qwβw (Ecuación 1)
Donde:
Tasa We= ew
Tasa Fol= Qoβo
Tasa Fgl= Qgβg
Tasa Wp= Qwβw
La ecuación 1 puede ser expresada en términos de producción acumulativa por la introducción de los siguientes términos derivativos:Donde:
We= influjo de agua acumulativo, bbl.
t= tiempo, días.
Np= producción de agua acumulativa, STB.
GOR= relación corriente de gas-petróleo, scf/STB.
Rs= solubilidad corriente del gas, scf/STB.
Βg= factor volumétrico de formación del gas, bbl/scf.
Wp= producción acumulada de agua, stb.
dNp/dt = tasa daría de flujo de petróleo, STB/día.
dWp/dt = tasa diaria de flujo de agua, STB/día.
dWe/dt = tasa del influjo de agua diariamente, bbl/dia.
(GOR-Rs)Np/dt =tasa diaria de gas libre, scf/dia.

Condiciones de límites externos.

El acuífero puede ser clasificado como finito (limitado) o infinito. Geológicamente todas las formaciones son finitas, pero pueden actuar como infinitas los cambios en la presión del contacto agua- petróleo no son “sentidos” en los limites del acuífero.

Algunos acuíferos afloran y son actores infinitos debido al relleno de la superficie. En general, los límites externos del acuífero gobiernan el comportamiento del mismo y, así:

a) Sistema infinito indica que el efecto de los cambios de la presión en el limite petróleo/acuífero nunca pueden ser sentidos en los limites externos. Este límite es para todas las intensiones y propósitos en una presión constante igual a la presión inicial del yacimiento.
b) Sistema finito indica que el límite extremo del acuífero es afectado por el influjo en la zona de petróleo y que la presión en este límite extremo cambia con el tiempo.

Regímenes de flujo.

Hay básicamente tres regímenes de flujo que influencian la tasa del influjo de agua en el yacimiento. Estos regímenes de flujo son:

I. Estado Estable.

II. Estado Semiestable.

III. Estado Inestable.

Estado estable.

El régimen de flujo es definido como un estado estable si la presión en cualquier lugar del yacimiento permanece constante (no cambia con el tiempo).

Estado semiestable.

Cuando la presión en el yacimiento esta declinando linealmente como una función del tiempo.

Estado inestable.
Es definido como la condición de flujo del fluido en la cual la tasa de cambio de la presión con respecto al tiempo en cualquier posición del yacimiento no es cero ni constante.
Geometrías de flujo.

El sistema yacimiento acuífero puede ser clasificado en las geometrías básicas de flujo como:

I. flujo borde-agua.

II. Flujo inferior-agua.

III. Glujo lineal-agua.

o flujo borde-agua (Edge-water drive).

En el flujo borde-agua, como se puede observar en la figura 1, el agua se mueve en los flancos del yacimiento como un resultado de la presión de hidrocarburo y la caída de la presión en el límite yacimiento-acuífero. El flujo es esencialmente radial con insignificante flujo en la dirección vertical.

Figura 1:

o Flujo inferior-agua(Bottom-water drive)

Ocurre en yacimientos con gran extensión areal y apacible inclinación, donde el contacto yacimiento-agua completamente enmarca al yacimiento. El flujo es esencialmente radial y, en comparación con el tipo de flujo anterior, este posee un flujo vertical bastante significativo.

o Flujo lineal-agua(Linear-water drive).

En este caso el influjo proviene desde uno de los flancos del yacimiento. El flujo es estrictamente lineal con un corte seccional areal constante.