Empuje Hidráulico en Yacimientos de Gas

En yacimientos de gas con empuje hidráulico los factores de recobro son siempre bajos, este arículo explica como determinarlo usando la EBM.

Introducción

Es bien sabido que, en yacimientos de gas con empuje hidráulico, los factores de recobro son generalmente muy bajos, debido a las altas saturaciones de gas residual que se encuentra entrampado por el agua proveniente de los acuíferos. 

Estos bajos factores de recobro son causa de: 

• La tasa de producción y la manera en que son producidos los pozos. 
• La saturación residual de gas.
• Las propiedades del acuífero. 
• La eficiencia volumétrica de barrido que tiene el agua de intrusión dentro del yacimiento.

La manera de estimación del factor de recobro en yacimientos de gas con empuje hidráulico puede variar considerablemente. 

Ejemplo de ello son el método de estado continuo, el de Hurts modificado para estado semi-continuo y varios métodos de estado no continuo entre los que se encuentran los modelos de Van Everdigen-Hurts y Carter-Tracy. 

El estudio de Carter-Tracy es utilizado para realizar la metodología que se presenta en este artículo. Consiste en la utilización de la ecuación de Balance de Materiales en función de P/Z para gas. 

Con la presencia de un empuje hidráulico, los datos reales de campo casi siempre se desvían de la tendencia lineal de un yacimiento volumétrico, ocurriendo en muchos casos un mantenimiento de la presión del yacimiento. 

Generalmente esto ocurre cuando el yacimiento cae a una presión por debajo de la presión de activación del acuífero (en casos de acuíferos infinitos) o al momento en que inicia el vaciamiento del yacimiento (asociado a acuíferos de pequeña dimensión). 

Con este desvío de los puntos, no es posible extrapolar los datos a P/Z = 0 para obtener un valor de GOES (gas original en sitio) y de reservas a una P = Pabandono.

Gráfico de P/Z vs. Gp para Yacimientos de Gas

La ecuación de Balance de Materiales para yacimientos de gas viene expresada por la siguiente forma simplificada en función de P/Z (ver Figura 1):

(Ec. 1)

Donde:

P = Presión actual de yacimiento [lpca].

Z = Factor de compresibilidad de gases reales a la presión actual de yacimiento [adm].

Pi = Presión inicial de yacimiento [lpca].

Zi = Factor de compresibilidad de gases reales a la presión inicial de yacimiento [adm].

Gp = Gas producido acumulado [MMPCN].

G = Gas original en sitio [MMPCN].

Fig. 1. Gráfico de P/Z vs. Gp para un yacimiento de gas con empuje hidráulico.

Ecuación de la Técnica de Agarwal et al.

Estudios realizados permiten utilizar la ecuación P/Z usada en yacimientos de gas volumétricos para la determinación de reservas en un yacimiento de gas con presencia de empuje hidráulico.

Agarwal, Al-Hussainy y Ramey presentaron un método que permite estimar la presión de abandono (Pab) y el gas producido acumulado a esa presión (Gpab) para yacimientos de gas con empuje hidráulico.

Mediante una correlación lineal, se logra intersectar los puntos reales de declinación de presión y acumulado de producción de gas del campo (tal como se muestra en la Figura 2). 

Esta correlación se encuentra en función de la eficiencia volumétrica de barrido y la saturación de gas residual. 

La técnica es sencilla de aplicar siempre que se disponga de datos duros en sus dos parámetros: Ev y Sgr. Se debe asumir varios valores de Gp de abandono para obtener el comportamiento lineal.

A las condiciones de abandono (P/Z=Pab/Zab), la ecuación del método toma la siguiente forma:

(Ec. 2)

Donde:

Pab = Presión de abandono [lpca].

zab = Factor de compresibilidad del gas a la presión de abandono [lpca].

Ev = Eficiencia Volumétrica de Barrido [adm].

Sgi = Saturación de gas inicial [adm].

Sgr = Saturación de gas residual [adm].

Gpab = Gas producido acumulado a las condiciones de abandono [MMPCN].

Fig. 2. Aplicación del método de Agarwal et al. en el gráfico de P/Z vs. Gp.

De no tener ajustados los parámetros de eficiencia vertical de barrido (Ev), se puede utilizar la Metodología de deSousa y Brigham, que multiplicado por la eficiencia areal (de acuerdo al arreglo de pozos), para obtener finalmente la eficiencia volumétrica de barrido. 

Para el cálculo de la saturación de gas residual (Sgr), existen correlaciones que se clasifican de acuerdo al tipo de roca: consolidadas, no consolidadas y carbonáticas.

Fuente:

• Agarwal, R.G.; Al-Hussainy, R. y Ramey Jr., H.J. The Importance of Water Influx in Gas Reservoirs. Paper SPE 1244, Denver, Colorado (1965).
• Rojas, G. Ingeniería de Yacimientos de Gas Condensado. Puerto La Cruz, Venezuela (2003).
• Madrid, C. Establecimiento de una Metodología para la Aplicación de Métodos Analíticos en el Cáculo de Reservas de Yacimientos de Gas Costafuera, con o sin Soporte de Energía Hidráulica. Tesis de Grado presentado en la Universidad de Oriente, Barcelona, Venezuela (2007).

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