27 abril 2009

Análisis PVT (parte 2)
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Si el yacimiento se encuentra debajo de la presión de burbuja, la situación es más complicada. Ahora hay dos fases de hidrocarburos en el yacimiento, gas saturado, petróleo y gas liberado. Durante la producción en la superficie el gas liberado va a ser envuelto por la fase liquida y el gas total de producción en la superficie, tendrá dos componentes; el gas el cual estuvo libre en el yacimiento, y el gas liberado del petróleo durante la producción. Estos componentes separados son indistinguibles en la superficie y el problema es, por ende, como dividir la producción del gas en la superficie observada, en volúmenes de gas liberado y gas disuelto a condiciones del yacimiento

Debajo del punto de presión de burbuja hay una complicación adicional en que la solución de gas liberada viaja a una diferente velocidad que el petróleo líquido cuando ambos están sujetos a la misma presión diferencial. Como se mostrara la velocidad de flujo de un fluido en un medio poroso es inversamente proporcional a la viscosidad del fluido. Típicamente la viscosidad del gas en el yacimiento es alrededor de cincuenta veces más pequeña que el petróleo líquido y consecuentemente, el gas fluye a velocidades mucho más grandes. Como un resultado, es normal, cuando la producción de un yacimiento en el cual hay una saturación de gas libre, que el gas se producirá en cantidades desproporciónales en comparación al petróleo. Esto es un barril de petróleo puede ser producido junto con un volumen de gas que exceda grandemente el volumen originalmente disuelto por barril de petróleo sobre la presión del punto de burbuja.

Control en la relación de volúmenes de producción en la superficie al retirado del subsuelo. Se gana por la definición de los siguientes tres parámetros PVT, los cuales pueden ser medidos por experimentos de laboratorio realizados en muestras de petróleo del yacimiento mas ese originalmente gas disuelto

Rs: la relación gas petróleo de solución, el cual es el numero de pies cúbicos estándar de gas el cual puede ser disuelto en un barril estándar de petróleo cuando ambos son llevados a las condiciones prevalecientes en el yacimiento de presión y temperatura.

βo: el factor volumétrico de formación de petróleo, es el volumen en barriles ocupados en el yacimiento a la presión y temperatura prevaleciente, por un barril estándar de petróleo más el gas disuelto

βg: el factor volumétrico de formación del gas, el cual es el volumen en barriles que un pie cúbico estándar de gas puede ocupar como gas libre en yacimiento a las condiciones prevalecientes en el yacimiento de presión y temperatura

Ambos el pie cúbico estándar, y el barril estándar, referente a las definiciones de arriba, están definidos a las condiciones estándar, las cuales en este texto son tomadas como 60 F a una atmosfera (14.7 lpca). Se debería también notar que el Rs y Bo son ambos medidos relativamente a un barril estándar de petróleo, la cual es la unidad básica de volumen usado en el campo. Todos los tres parámetros son funciones estrictamente de la presión, como se muestra, asumiendo que la temperatura de yacimiento permanece constante durante el agotamiento.

Precisamente como esos parámetros pueden ser usados en la medida relativa de los volúmenes en superficie con los volúmenes de yacimiento, se ilustra en la figura siguiente.



Figura 2: Aplicación de los parámetros PVT para relacionar superficialmente los volúmenes de hidrocarburos del yacimiento, sobre la presión del punto de burbuja.


La figura 2 plantea o describe la situación cuando la presión del yacimiento ha caído de su valor inicial, a algún valor mas bajo de presión, el cual esta todavía sobre de la presión de burbuja. Como se muestra el diagrama P-T el único fluido en el yacimiento es petróleo líquido subsaturado. Cuando este petróleo se produce a la superficie, cada barril normal va a producir, por encima de la separación del gas, pies cúbicos estándar de la separación de gas. Desde que el petróleo esta subsaturado con gas, lo cual implica que este podría disolver mas si el posterior estuviera disponible, entonces el valor inicial de la solución de gas petróleo de producción debe permanecer constante hasta que la presión caiga al punto de burbuja cuando el petróleo se vuelve saturado.

La figura también muestra en concordancia con la definición de Bo y Rs que si el Rsi se toma yacimiento abajo con un barril estándar de petróleo, entonces el gas se va a disolver totalmente en el petróleo a la presión y temperatura del yacimiento, para dar un volumen de Bo de petróleo mas gas disuelto, la figura muestra que Bo crece ligeramente con la reducción de la presión de la inicial a la presión del punto de burbuja, este efecto se debe simplemente a la expansión del liquido, y como que la compresibilidad del petróleo subsaturado en el yacimiento es baja, la expansión es relativamente pequeña.

Fuente: L.P. Dake. Fundamentals of Reservoir Engineering
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