La producción de hidrocarburos (página 2)

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El objeto de las pruebas Isocronales, es obtener datos para establecer una curva de productividad o capacidad estabilizada sin que se deje fluir el pozo tiempo innecesario para alcanzar condiciones estabilizadas a cada gasto. El principio o fundamento es que el radio de investigación alcanzado en un tiempo dado, en una prueba de flujo, es independiente del gasto de flujo. Por lo tanto, si una serie de pruebas de flujo se realizan en un pozo, cada una para el mismo periodo de tiempo (isocronal), el radio de investigación será el mismo al final de cada prueba. Consecuentemente, la misma porción del yacimiento será drenada en cada gasto.

En la siguiente figura se ilustra un diagrama de gasto y presión para una prueba de flujo isocronal en un pozo de gas. Se puede advertir que el periodo de cierre después de cada periodo de flujo, debe ser lo suficiente para alcanzar la presión estática del yacimiento (o al menos aproximada). Además se debe advertir que es necesario tener un periodo de flujo estabilizado al final de la prueba.

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Diagrama de gasto y presión para una prueba isocronal de un pozo de gas

Análisis Clásico

Considerando el método clásico, hay dos constantes a determinar: "C" y "n". La teoría indica que "C" en una función del radio de investigación, lo cual significa que si dos periodos de flujo tienen el mismo radio de investigación, entonces tendrás el mismo valor de "C". Los gastos que tienen el mismo intervalo de tiempo tendrán el mismo radio de investigación, por consiguiente, el mismo valor de "C". Para periodos de flujo estabilizado, el valor de "C" será el valor de "C" estabilizado el cual es el que se está tratando de determinar. Para una serie de periodos de flujo iguales, que no sean muy prolongados para alcanzar la estabilización, los valores de "C" de cada prueba serán los mismos, pero no serán los valores de "C" estabilizados.

Debido a que "n" relaciona la naturaleza de la turbulencia alrededor del pozo, "n" se considera que es la misma para condiciones de estado transitorio o condiciones de estado pseudo – estacionario.

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Similarmente, si el gasto de flujo no permanece completamente constante, el gasto a emplear es aquel que se encuentre al final del periodo de flujo.

En tal caso, si un pozo esta fluyendo a un determinado gasto hasta alcanzar condiciones estabilizadas, este punto se podrá ubicar en un gráfico log – log. Tal como se muestra en la siguiente figura, dibujar una línea a través del punto estabilizado que es paralela a la línea de puntos de tiempo igual transitorio. Asi, "n" puede obtenerse por medio del comportamiento transitorio y "C" con un punto estabilizado. La línea a lo largo del punto estabilizado es la curva de productividad o capacidad de flujo estabilizado.

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Gráfica de una prueba isocronal, para una productividad empírica

Análisis teórico

En El análisis teórico de los datos, la técnica empleada en la prueba isocronal es muy similar a la que se describió en el método clásico. Utilizando cuatro puntos Isocronales no estabilizados, se elabora un gráfico de (p-2 – p2wf)/qg contra qg. Posteriormente, se determina "b" a partir de este gráfico, el cual se puede elaborar a partir de una prueba convencional de contrapresión o bien, simplemente midiendo la pendiente. La constante "b" es una función de la presión y la naturaleza de la turbulencia alrededor del pozo. No es una función del radio de drene, así que puede ser determinada a partir de datos Isocronales transitorios. De este modo, utilizando el dato de un punto estabilizado, el valor de "b" se puede calcular "a" puede ser determinada con la siguiente ecuación:

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Pruebas Isocronales (Procedimiento de campo)

1. Cerrar el pozo para obtener una presión de fondo de cierre estabilizada.
2. Abrir el pozo (poner a producción) con un estrangular pequeño, por ejemplo uno de 6/64 pg, y dejar fluir al pozo durante ocho horas.
3. Al final del periodo de flujo de ocho horas, registrar (anotar) la presión de fondo fluyendo y el gasto de flujo.
4. Cerrar el pozo y dejar que la presión de fondo fluyendo se incremente a partir de la presión estática.
5. Abrir el pozo con un estrangulador ligeramente mayor, por ejemplo, 8/64 pg y dejar fluir al pozo durante ocho horas.
6. Al final del periodo de flujo de ocho horas, registrar la presión de fondo fluyendo y gasto de flujo.
7. Cerrar el pozo y dejar que la presión de fondo fluyendo se incremente hasta que la presión de fondo de cierre se estabilice.
8. Repetir los pasos cinco, seis y siete utilizando progresivamente diámetros de estrangulador mayores.
9. Asegurarse que los registros de presiones de flujo sean tomadas justo antes del cierre.
10. Estos cuatro puntos transitorios deberán ser graficados tal y como se describió en la prueba convencional de contrapresión (ya sea el método clásico o el método teórico).
11. Abrir el pozo para un quinto periodo de flujo (utilizando un diámetro de estrangulador previo, o bien, empleando uno nuevo) y dejarlo fluir hasta que ocurra la estabilización. Registrar este gasto y presión de fondo estabilizados.
12. Graficar este punto estabilizado. La curva de productividad estabilizada pasa a través de este punto estabilizado y es paralelo a la línea de los cuatro puntos estabilizados.

Se puede advertir que la duración del tiempo exacto de los periodos de flujo, no es tan importante que no sean los mismos. Por ejemplo, Periodos de flujo de doce horas podrán ser utilizados en lugar de ocho horas. Se puede advertir que los periodos de cierre no necesariamente son iguales. En cada periodo de cierre, la presión de fondo se incrementa para que la presión de cierre se estabilice.

Pruebas Isocronales Modificadas

El Objetivo de las pruebas Isocronales modificadas, es obtener la misma información que las pruebas Isocronales, sin requerir, en algunas ocasiones, de largos periodos de cierre. De hecho, las verdaderas pruebas Isocronales han probado ser imprácticas como tipo de pruebas para muchos pozos.

Con el propósito de acortar los tiempos de prueba, se propuso desarrollar las pruebas Isocronales modificadas, las cuales se realizan empleando periodos de cierre igual a los periodos de flujo, lo cual proporcionó resultados satisfactorios. En este tipo de pruebas se emplean las presiones de cierre inestabilizadas para calcular la diferencia de la relación de presiones para el próximo gasto.

Las pruebas Isocronales modificadas han sido empleadas extensivamente en yacimientos de baja permeabilidad, debido a que permiten "salvar" tiempo y dinero. Además, han probado ser una excelente aproximación de las pruebas Isocronales verdaderas.

Procedimiento De Campo

1. Cerrar el pozo para estabilizar la presión de cierre (lo suficiente para obtener una buena estimación de la presión estática del yacimiento).
2. Abrir el pozo con un estrangulador pequeño, tanto de 6/64 pg y dejar fluir al pozo durante doce horas.
3. Al final de éste periodo de flujo, registrar (anotar) el gasto y la presión de fondo fluyendo.
4. Cerrar el pozo durante 12 horas.
5. Al final del periodo de cierre, registrar la presión. Esta presión de cierre se utilizará en el análisis como una estimación de la presión estática para el segundo periodo de flujo.
6. Abrir el pozo con un estrangulador con un diámetro ligeramente mayor, tanto como 8/64 pg y dejar fluir al pozo durante doce horas.
7. Al final de éste período de flujo, registrar el gasto y la presión de fondo fluyendo.
8. Cerrar el pozo durante doce horas, registrar la presión de fondo del pozo (para ser usada como una aproximación de la presión estática para el próximo período de flujo).
9. Repetir los pasos seis, siete y ocho utilizando progresivamente diámetros de estrangulador mayores. Para cada periodo de flujo, la presión estática aproximada se utilizará en el análisis. Esto es, la presión de cierre existente justo antes de iniciar el periodo de flujo. La presión de fondo fluyendo es la que se encuentra al final de cada periodo de flujo, aunque la estabilización no haya ocurrido.
10. Estos cuatro puntos son graficados en la misma forma descrita para pruebas convencionales de contrapresión.
11. Realizar un quinto período de flujo hasta que la estabilización ocurra. Se puede utilizar un nuevo diámetro de estrangulador o uno de los previamente utilizados. Para el análisis, se utiliza la presión de fondo fluyendo estabilizada así como también el gasto al final del período de flujo. Esto permitirá obtener un punto a condiciones estabilizadas.
12. Graficar el punto estabilizado, y dibujar una línea a través de este punto paralela a la línea trazada a través de los cuatro puntos anteriores. Esta línea a lo largo del punto estabilizado es la curva de capacidad estabilizada para este pozo.

Conclusión

Una de las etapas más importantes de la rama petrolera es la producción de hidrocarburo, el cual, como se manejó anteriormente, permite estudiar y aplicar las distintas herramientas adecuadas para extraer el hidrocarburo que se encuentra en el subsuelo. Por tal motivo, se requiere de muchos estudios que permitan conducir las mejores formas en cómo va a venir ese fluido a la superficie, y con qué capacidades se cuentan para explotar de una forma factible el hidrocarburo deseado del pozo perforado y pueda ser viable económicamente también.

Para poder extraer esos fluidos se necesitan de distintos mecanismos, los cuales pueden variar de acuerdo a la naturaleza y a la fuerza que contenga un pozo determinado. Se pueden observar que existen mecanismos naturales como también artificiales. Para una empresa productora se le es más factible e importante que estos mecanismos sean naturales, por el solo hecho de que estos no requieren gastos para utilizarlo, solo se necesita que la naturaleza de la formación esté a favor.

Uno de los puntos resaltantes también en la producción de hidrocarburos son los sistemas de esta (producción), que se basan en cómo será vendido un determinado producto o servicio. Estos sistemas dependen en cómo la empresa maneje la gerencia de la producción y con qué materias se cuentan.

Pero para empezar a producir un pozo, es necesario que se lleven a cabo diferentes pruebas que permitan arrojar datos experimentales de cómo va a salir ese hidrocarburo y como este se va a manjar luego de ser extraído, ya que todo lo hecho anteriormente ha sido teórico ya base de teorías y ecuaciones, pero no de un modo real. Por eso, estas pruebas tienen en sí el fin de determinar la habilidad de la formación para producir fluidos, es decir cómo la formación factiblemente producirá los hidrocarburos que están en ella.

Los diferentes tipos de pruebas convencionales, son muy importantes en conjunto, ya que cada una tiene en sí un fin distinto; por ejemplo se tiene a la prueba de potencial, la cual se realiza para determinar la capacidad productiva teórica de los mismos, bajo condiciones de flujo abierto; la prueba isocronal a su vez permite obtener datos para establecer una curva de productividad o capacidad estabilizada sin que se deje fluir el pozo tiempo innecesario para alcanzar condiciones estabilizadas a cada gasto; y la prueba isocronal modificada fue introducida para reducir los tiempos de prueba, esta es muy similar a la isocronal, con la única diferencia que los tiempos de cierre entre flujos son iguales a los tiempos de flujo.

Referencias bibliográficas

Efraín E. Barberii y Martín Essenfeld. Yacimientos de hidrocarburos. TomoIII
Araque, Gustavo. La Comunidad Petrolera. (2008). Prueba de Inyección.

Disponible: http://yacimientos-de-gas.blogspot.com/2010/04/prueba-de-inyeccion.html

[Consulta: Mayo 20, 2010]