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(1)

UNIVERSIDAD DE ORIENTE

UNIVERSIDAD DE ORIENTE

NÚCLEO DE ANZOÁTEGUI

NÚCLEO DE ANZOÁTEGUI

ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS

ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS

AREAS ESPECIALES DE GRADO

AREAS ESPECIALES DE GRADO

INGENIERIA DE YACIMIENTOS DE GAS

INGENIERIA DE YACIMIENTOS DE GAS

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PROFESOR:

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Ing. Jairo Uricare Ing. Jairo Uricare

REALIZADO POR:

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Barcelona, Julio de 2010

Barcelona, Julio de 2010

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El análisis PVT consiste en simular en el laboratorio el agotamiento de presión (depleción) El análisis PVT consiste en simular en el laboratorio el agotamiento de presión (depleción) de un yacimiento volumétrico e isotérmico. Tres parámetros básicos: presión, volumen y de un yacimiento volumétrico e isotérmico. Tres parámetros básicos: presión, volumen y temperatura (PVT) son los que gobiernan fundamentalmente el comportamiento de temperatura (PVT) son los que gobiernan fundamentalmente el comportamiento de   producción de un yacimiento de gas condensado volumétrico. Para que el análisis PVT   producción de un yacimiento de gas condensado volumétrico. Para que el análisis PVT simule correctamente el comportamiento de un yacimiento es fundamental que la muestra simule correctamente el comportamiento de un yacimiento es fundamental que la muestra sea representativa del fluido (mezcla de hidrocarburo) original en el mismo. En este sea representativa del fluido (mezcla de hidrocarburo) original en el mismo. En este informe se presentan recomendaciones prácticas de muestreo y acondicionamiento de los informe se presentan recomendaciones prácticas de muestreo y acondicionamiento de los  pozos de prueba antes de tomar la muestra. También se presentan los métodos para validar   pozos de prueba antes de tomar la muestra. También se presentan los métodos para validar  los resultados de las pruebas PVT, ya que en algunos casos estos resultados pueden estar  los resultados de las pruebas PVT, ya que en algunos casos estos resultados pueden estar  errados.

errados. En gran

En gran parte la parte la caracterización adecuada caracterización adecuada de un yde un yacimiento de gas acimiento de gas condensadocondensado dependerá de los análisis PVT representativos disponibles para el mismo, teniendo en dependerá de los análisis PVT representativos disponibles para el mismo, teniendo en cuenta que la validación de un PVT comprende varias etapas, cada una de las cuales debe cuenta que la validación de un PVT comprende varias etapas, cada una de las cuales debe cumplirse cabalmente para que el mismo pueda ser considerado consistente, ya que de otra cumplirse cabalmente para que el mismo pueda ser considerado consistente, ya que de otra forma el resultado del análisis es poco confiable para ser empleado. La información de forma el resultado del análisis es poco confiable para ser empleado. La información de estudios PVT es de gran importancia en la identificación de los mecanismos de recobro, el estudios PVT es de gran importancia en la identificación de los mecanismos de recobro, el comportamiento de flujo de los pozos y la simulación composicional de los yacimientos. comportamiento de flujo de los pozos y la simulación composicional de los yacimientos. Para realizar un adecuado desarrollo de un yacimiento es necesario, entre otras cosas, Para realizar un adecuado desarrollo de un yacimiento es necesario, entre otras cosas, identificar el tipo de fluido que se encuentra en el yacimiento y determinar el identificar el tipo de fluido que se encuentra en el yacimiento y determinar el comportamiento termodinámico de este fluido.

comportamiento termodinámico de este fluido.

Aunque la clasificación teórica requiere del conocimiento del comportamiento Aunque la clasificación teórica requiere del conocimiento del comportamiento termodinámico del fluido (diagrama PVT), las condiciones del yacimiento y de las termodinámico del fluido (diagrama PVT), las condiciones del yacimiento y de las instalaciones de superficie. Para la clasificación de la naturaleza del yacimiento, se utilizan instalaciones de superficie. Para la clasificación de la naturaleza del yacimiento, se utilizan criterios que incluyen la relación gas petróleo y densidad del líquido de tanque. Sin criterios que incluyen la relación gas petróleo y densidad del líquido de tanque. Sin embargo, para determinar el comportamiento termodinámico real, se debe realizar un embargo, para determinar el comportamiento termodinámico real, se debe realizar un estudio PVT sobre una muestra representativa del fluido del yacimiento. En los yacimientos estudio PVT sobre una muestra representativa del fluido del yacimiento. En los yacimientos de gas condensado resulta adecuado obtener esta muestra en superficie bajo ciertas de gas condensado resulta adecuado obtener esta muestra en superficie bajo ciertas condiciones recomendadas para garantizar su representatividad. El estudio PVT condiciones recomendadas para garantizar su representatividad. El estudio PVT subsiguiente permite identificar los yacimientos de Gas Condensado por la observación del subsiguiente permite identificar los yacimientos de Gas Condensado por la observación del fenómeno de condensación retrógrada.

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El análisis PVT es el conjunto de pruebas de laboratorio que se le hacen a una muestra El análisis PVT es el conjunto de pruebas de laboratorio que se le hacen a una muestra representativa del yacimiento, las cuales consisten en simular en el laboratorio el representativa del yacimiento, las cuales consisten en simular en el laboratorio el agotamiento de presión de un yacimiento volumétrico e isotérmico midiendo exactamente agotamiento de presión de un yacimiento volumétrico e isotérmico midiendo exactamente los volúmenes de gas y líquido en cada declinación de presión, de esta manera se podrá los volúmenes de gas y líquido en cada declinación de presión, de esta manera se podrá determinar las propiedades termodinámicas de los fluidos del yacimiento, permitiendo la determinar las propiedades termodinámicas de los fluidos del yacimiento, permitiendo la selección del método más adecuado de producción y la predicción de su comportamiento a selección del método más adecuado de producción y la predicción de su comportamiento a través de la vida productiva.

través de la vida productiva.

La prueba de laboratorio que se realiza para obtener el comportamiento PVT, simula La prueba de laboratorio que se realiza para obtener el comportamiento PVT, simula los tipos de separación gas-líquido que ocurren durante la producción desde el yacimiento los tipos de separación gas-líquido que ocurren durante la producción desde el yacimiento hasta el separador. Este análisis es importante porque permite conocer las propiedades de hasta el separador. Este análisis es importante porque permite conocer las propiedades de los fluidos

los fluidos del yacimiento, las cuales sdel yacimiento, las cuales son de gran utilidad on de gran utilidad en cálculos analíticos asociadosen cálculos analíticos asociados al b

al balance de alance de materiales materiales y y a a la la simulación simulación de yacimientos.de yacimientos.

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el yacimiento hasta los separadores. Dos tipos de separación se pueden presentarseparación se pueden presentar

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Es aquella donde la composición total del sistema varía durante el proceso. En este caso el Es aquella donde la composición total del sistema varía durante el proceso. En este caso el gas separado es removido total o parcialmente del contacto con el condensado retrogrado. gas separado es removido total o parcialmente del contacto con el condensado retrogrado. La figura 1 ilustra un proceso de liberación izo volumétrico. Inicialmente la celda tiene una La figura 1 ilustra un proceso de liberación izo volumétrico. Inicialmente la celda tiene una cierta cantidad de gas condensado a una presi

cierta cantidad de gas condensado a una presión mayor o igual ón mayor o igual a la de roció (Pi >/ Proc) y a la de roció (Pi >/ Proc) y aa una temperatura T. Se expande el gas hasta alcanzar una presión P2 (P2 < P1) y luego se una temperatura T. Se expande el gas hasta alcanzar una presión P2 (P2 < P1) y luego se retira gas por el tope a P2 constante hasta lograr el volumen inicial. Al caer P2 por debajo retira gas por el tope a P2 constante hasta lograr el volumen inicial. Al caer P2 por debajo de la presión de rocío, el líquido formado se acumula en la parte inferior. La presión se de la presión de rocío, el líquido formado se acumula en la parte inferior. La presión se sigue disminuyendo a volumen constante (gas + liquido) hasta alcanzar la presión de sigue disminuyendo a volumen constante (gas + liquido) hasta alcanzar la presión de abandono.

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Figura 1. Separación diferencialigura 1. Separación diferencial

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En la separación instantánea todo el gas permanece en contacto con el líquido, lo que En la separación instantánea todo el gas permanece en contacto con el líquido, lo que significa que la composición total del sistema permanece constante durante el agotamiento significa que la composición total del sistema permanece constante durante el agotamiento de presión. La disminución de presión durante el proceso se obtiene retirando mercurio de de presión. La disminución de presión durante el proceso se obtiene retirando mercurio de la celda como se observa en la figura 2.

la celda como se observa en la figura 2.

Más líquido se condensa en la separación instantánea que en la diferencial debido a que Más líquido se condensa en la separación instantánea que en la diferencial debido a que en la separación instantánea permanece mayor cantidad de gas en el sistema del cual más y en la separación instantánea permanece mayor cantidad de gas en el sistema del cual más y más componentes pesados se pueden

más componentes pesados se pueden condensar al disminuir la presión.condensar al disminuir la presión.

La separación instantánea permite determinar los cambios en el comportamiento La separación instantánea permite determinar los cambios en el comportamiento volumétrico del fluido al pasar a través de los separadores hacia los tanques. Esto es volumétrico del fluido al pasar a través de los separadores hacia los tanques. Esto es influenciado por las condiciones de operación, presión y temperatura en la superficie. El influenciado por las condiciones de operación, presión y temperatura en la superficie. El objetivo fundamental es

objetivo fundamental es proveer la infproveer la información necesaria de ormación necesaria de laboratorio para optimlaboratorio para optimizar lasizar las condiciones de operación en

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Figura 2. Separación Instantáneaigura 2. Separación Instantánea

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El proceso de separación gas-líquido en el yacimiento depende de la saturación de El proceso de separación gas-líquido en el yacimiento depende de la saturación de condensado retrógrado. Al disminuir la presión del yacimiento por debajo de la presión de condensado retrógrado. Al disminuir la presión del yacimiento por debajo de la presión de rocío, el líquido condensado permanece inmóvil en contacto con el gas hasta alcanzar una rocío, el líquido condensado permanece inmóvil en contacto con el gas hasta alcanzar una saturación mayor que la crítica. El gas remanente se moverá hacia los pozos de producción saturación mayor que la crítica. El gas remanente se moverá hacia los pozos de producción y la composición del sistema gas-liquido estará cambiando continuamente. A estas y la composición del sistema gas-liquido estará cambiando continuamente. A estas condiciones el proceso de separación será tipo diferencial con la fase líquida inmóvil y la condiciones el proceso de separación será tipo diferencial con la fase líquida inmóvil y la gaseosa moviéndose continuamente.

gaseosa moviéndose continuamente.

Es por esta razón que la separación diferencial no se aplica en yacimientos de gas Es por esta razón que la separación diferencial no se aplica en yacimientos de gas condensado, ya que es un factor negativo que el líquido retrógrado se esté produciendo en condensado, ya que es un factor negativo que el líquido retrógrado se esté produciendo en la cara de la arena, este líquido forma los llamados anillos retrógrados este afecta el índice la cara de la arena, este líquido forma los llamados anillos retrógrados este afecta el índice de productividad del pozo.

de productividad del pozo.

En las tuberías de producción, líneas de flujo y separadores las fases gas y líquido se En las tuberías de producción, líneas de flujo y separadores las fases gas y líquido se mantienen en contacto, sin cambio apreciable de la composición total del sistema, y en mantienen en contacto, sin cambio apreciable de la composición total del sistema, y en agitación permanente lo cual permite el equilibrio entre las fases. Bajo estas condiciones el agitación permanente lo cual permite el equilibrio entre las fases. Bajo estas condiciones el  proceso de separación es de tipo instantáneo (

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Las muestras deben ser tomadas en los primeros días de producción antes de que Las muestras deben ser tomadas en los primeros días de producción antes de que ocurra una significativa caída de presión del yacimiento, o al menos cuando la presión sea ocurra una significativa caída de presión del yacimiento, o al menos cuando la presión sea mayor o igual a la de rocío de la mezcla de hidrocarburos original. Una vez que la presión mayor o igual a la de rocío de la mezcla de hidrocarburos original. Una vez que la presión haya declinado por debajo de la presión de roció, ya no es posible conseguir muestras que haya declinado por debajo de la presión de roció, ya no es posible conseguir muestras que representen el fluido original del yacimiento.

representen el fluido original del yacimiento. Si la muestra se toma cuando

Si la muestra se toma cuando Pyac < Proc puedPyac < Proc puede ocurrir lo siguiente:e ocurrir lo siguiente:

-- Si el condensado retrogrado es inmóvil, la muestra presenta una composición menosSi el condensado retrogrado es inmóvil, la muestra presenta una composición menos rica en componentes pesados (C7+) que la original del yacimiento y la presión de rocío rica en componentes pesados (C7+) que la original del yacimiento y la presión de rocío medida es igual a la presión actual del yacimiento.

medida es igual a la presión actual del yacimiento.

-- Si el condensado retrogrado ha alcanzado movilidad, la muestra resultante después deSi el condensado retrogrado ha alcanzado movilidad, la muestra resultante después de la combinación daría una presión de rocío mayor que la presión actual del yacimiento y la combinación daría una presión de rocío mayor que la presión actual del yacimiento y  podría ser mayor que la presión original del yacimiento. La muestra presenta contenido  podría ser mayor que la presión original del yacimiento. La muestra presenta contenido

de líquido mayor que

de líquido mayor que el original y no es representativa.el original y no es representativa.

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Se debe hablar e hablar de yde yacimiento homogéneo acimiento homogéneo y y yacimiento hyacimiento heterogéneos, es eterogéneos, es decir,decir, dependiendo de las características del yacimiento se sabrá qué cantidad de numero de dependiendo de las características del yacimiento se sabrá qué cantidad de numero de muestras se deben tomar.

muestras se deben tomar.

--

Si el yacimiento es grande pero homogéneo una muestra sirve.Si el yacimiento es grande pero homogéneo una muestra sirve.

--

Si el yacimiento es grande pero heterogéneo:Si el yacimiento es grande pero heterogéneo:

a)

a) Se requieren muestras de dSe requieren muestras de diferentes pozos.iferentes pozos.  b)

 b) Se debe estudiar la variación de la composición de la mezcla vertical ySe debe estudiar la variación de la composición de la mezcla vertical y arealmente.

arealmente.

--

YYacimiento de gran espesor.acimiento de gran espesor.

a)

a) Las propiedades del fluido pueden variar con la profundidad, por lo que se debenLas propiedades del fluido pueden variar con la profundidad, por lo que se deben tomar las muestras dependiendo de

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Lo mismo ocurre para los yacimientos pequeños se deben estudiar la homogeneidad y Lo mismo ocurre para los yacimientos pequeños se deben estudiar la homogeneidad y heterogeneidad. heterogeneidad.

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La obtención de una muestra representativa de los fluidos de yacimiento de gas condensado La obtención de una muestra representativa de los fluidos de yacimiento de gas condensado es considerablemente más difícil que la de un yacimiento de petróleo negro. La razón es considerablemente más difícil que la de un yacimiento de petróleo negro. La razón   principal de esta dificultad es la posible formación de condensado retrogrado durante el   principal de esta dificultad es la posible formación de condensado retrogrado durante el  proceso de muestreo.

 proceso de muestreo.

Dependiendo del lugar donde se tomen las muestras, éstas se pueden clasificar en la Dependiendo del lugar donde se tomen las muestras, éstas se pueden clasificar en la forma siguiente:

forma siguiente:

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Las muestras de gas-liquido son tomadas del separador después de largos períodos de flujos Las muestras de gas-liquido son tomadas del separador después de largos períodos de flujos estabilizados. Durante la pruebas de flujos se deben medir las tasas de gas y condensados estabilizados. Durante la pruebas de flujos se deben medir las tasas de gas y condensados del separador. Estas muestras se deben recombinar en la misma proporción de las tasas de del separador. Estas muestras se deben recombinar en la misma proporción de las tasas de flujos o de la relación gas condensado (líquido) medida en el separador.

flujos o de la relación gas condensado (líquido) medida en el separador.

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Las muestras de gas y condensado deben ser tomadas simultáneamente.Las muestras de gas y condensado deben ser tomadas simultáneamente.

--

El separador debe estar operando a condiciones estabilizadas de presión, temperatura yEl separador debe estar operando a condiciones estabilizadas de presión, temperatura y

flujo. flujo.

--

Determinar con mucha precisión las condDeterminar con mucha precisión las condiciones del separador durante la toma de iciones del separador durante la toma de laslas

muestras (P, T, RGC, Qg). muestras (P, T, RGC, Qg).

--

Para el muestreo de gas se recomienda llenar un cilindro evacuado.Para el muestreo de gas se recomienda llenar un cilindro evacuado.

--

Para el muestreo de líquido se recomienda utilizar la técnica de desplazamiento dePara el muestreo de líquido se recomienda utilizar la técnica de desplazamiento de

mercurio (la muestra de líquido desplaza a

mercurio (la muestra de líquido desplaza al mercuril mercurio deo del cilindro).l cilindro).

--

Las muestras deben sLas muestras deben ser tomadas en el separador de mayer tomadas en el separador de mayor presión y no or presión y no en el tanque.en el tanque.

La relación gas-líquido se mide entre el gas del separador de prueba y el líquido del La relación gas-líquido se mide entre el gas del separador de prueba y el líquido del tanque. Este último valor se corr

tanque. Este último valor se corrige tomando en cuenta eige tomando en cuenta el factor de merma del líquidol factor de merma del líquido al pasar del separador al tanque.

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 BN   BN   B  Bl l  B Bl l   BN   BN   RGCPCN   RGCPCN   B  Bl l   PCN   PCN   RGC   RGC   sep  sep  sep  sep  sep

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(Ec.1)(Ec.1)

Donde, Donde,

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RGCsepsep= Relación gas condensado (separador) PCN/Bl= Relación gas condensado (separador) PCN/Blsepsep

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Bl= FFactor volumétrico del líquido a condiciones del separador, Blactor volumétrico del líquido a condiciones del separador, Blsepsep/BN/BN

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Figura 3. Toma de muestra de gas en el separador igura 3. Toma de muestra de gas en el separador 

Ventajas Ventajas

--

OO peración sencilla y rápida, menos r peración sencilla y rápida, menos riesgo de problemas mecánicos.iesgo de problemas mecánicos.

--

Se puede tomar grandes volúmenes de muestras.Se puede tomar grandes volúmenes de muestras.

--

 No hay interrupción en la pro No hay interrupción en la pro ducción.ducción.

--

Para pozos produciendo con alto corte de agua.Para pozos produciendo con alto corte de agua.

--

 No requiere que e No requiere que el fluido este fluyendo en una sola fase.l fluido este fluyendo en una sola fase.

--

ÚÚnico método recomendado para yacimientos agotados.nico método recomendado para yacimientos agotados.

--

Más económico.Más económico.

--

La muestra no se contamina con fluidos acumulados en el pozo.La muestra no se contamina con fluidos acumulados en el pozo.

--

Menor Menor riesgo riesgo que el que el de fondode fondo

--

Las muestras son de fácil manejo en Las muestras son de fácil manejo en el campo y en el campo y en la superficie.la superficie.

 Desventajas  Desventajas

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--

Los resultados PVT dependen totalmente de la RGP medida en el separador.Los resultados PVT dependen totalmente de la RGP medida en el separador.

--

El separador de prueba debe tener los instrumentos de medición del gas muy bienEl separador de prueba debe tener los instrumentos de medición del gas muy bien

calibrado. calibrado.

--

El análisis PVT es un poco El análisis PVT es un poco más costosomás costoso

--

Los resultados dependen de Los resultados dependen de la exactitud de la medición de la exactitud de la medición de las tasas de flujo.las tasas de flujo.

--

Resultados erróneos cuando se tiene separación gResultados erróneos cuando se tiene separación g as-líquido deficiente.as-líquido deficiente.

--

Pequeños errores de medición de tasas de flujo y recombinación generan muestras noPequeños errores de medición de tasas de flujo y recombinación generan muestras no

representativas. representativas.

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Figura 4. Toma de Muestra de Liquido en el Separador igura 4. Toma de Muestra de Liquido en el Separador 

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Si se está produciendo un fluido monofásico a condiciones del cabezal del pozo, se puede Si se está produciendo un fluido monofásico a condiciones del cabezal del pozo, se puede tomar la muestra directamente en el cabezal. La muestra se hace fluir a un cilindro o a un tomar la muestra directamente en el cabezal. La muestra se hace fluir a un cilindro o a un  pequeño separador portátil.

 pequeño separador portátil.

Ventajas Ventajas

--

Rápido y de bajo costo.Rápido y de bajo costo.

--

 No requiere de medición de  No requiere de medición de tasas de flujo.tasas de flujo.

 Desventajas  Desventajas

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--

Es difícil tomar una muestra representativa por la agitación de los fluidos que ocurreEs difícil tomar una muestra representativa por la agitación de los fluidos que ocurre durante el muestreo. durante el muestreo.

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Consiste en bajar en bajar al fal fondo del pozo ondo del pozo una herramiuna herramienta (muestreador) enta (muestreador) de unde unos os 6 pies 6 pies dede longitud

longitud y y 1 1 ½ ½ pulgadas pulgadas de de diámetro diámetro que que tiene tiene una una cámara cámara (600-700 (600-700 cc) cc) donde donde sese acumula la mezcla de hidrocarburos a la presión y temperatura del punto de muestreo.

acumula la mezcla de hidrocarburos a la presión y temperatura del punto de muestreo. La presión de fondo fluyente debe ser mayor que la presión de rocío de tal manera que La presión de fondo fluyente debe ser mayor que la presión de rocío de tal manera que el fluido se encuentre en una sola fase. Se debe tomar por lo menos 3 muestras. La muestra el fluido se encuentre en una sola fase. Se debe tomar por lo menos 3 muestras. La muestra de gas condensado

de gas condensado debe tomarse justo por encima de debe tomarse justo por encima de la interfasla interfase.e.

Las muestras de fondo no son representativas del fluido de un yacimiento de gas Las muestras de fondo no son representativas del fluido de un yacimiento de gas condensado por d

condensado por dififerentes razones:erentes razones:

--

Acumulación de condensado en el fondo del pozo.Acumulación de condensado en el fondo del pozo.

--

Contaminación de muestras con agua.Contaminación de muestras con agua.

--

Contaminación de la muestra Contaminación de la muestra con fluidos de perforación.con fluidos de perforación.

Ventajas Ventajas

--

 No requiere de medición de  No requiere de medición de las tasas de flujo.las tasas de flujo.

--

 No es afectado  No es afectado por problemas de separación gas-líquido en el separador.por problemas de separación gas-líquido en el separador.

--

Excelente para el muestreo de gases condensado subsaturados siempre y cuando laExcelente para el muestreo de gases condensado subsaturados siempre y cuando la

muestra no se contamine en el fondo del pozo. muestra no se contamine en el fondo del pozo.

 Desventajas  Desventajas

--

 No toma  No toma muestras muestras representativas representativas cuando cuando Pwf<ProcPwf<Proc

--

 No se recomienda cuando el pozo tiene una columna de líquido en el fondo. No se recomienda cuando el pozo tiene una columna de líquido en el fondo.

--

Volumen de muestra pequeña.Volumen de muestra pequeña.

--

Pueden ocurrir fugas durante la sacada Pueden ocurrir fugas durante la sacada del muestreador a la superficie.del muestreador a la superficie.

--

Peligro de accidentes en el Peligro de accidentes en el manejo de las muestras a alta presión.manejo de las muestras a alta presión.

Aunque las muestras de fondo para gas condensado casi no se habían usado debido a Aunque las muestras de fondo para gas condensado casi no se habían usado debido a que no eran representativas, actualmente existen herramientas que permiten tomar muestras que no eran representativas, actualmente existen herramientas que permiten tomar muestras

(11)

de fondo para gas condensado, e incluso analizar la composición del fluido en el pozo lo de fondo para gas condensado, e incluso analizar la composición del fluido en el pozo lo que se traduce en una gran ventaja de representatividad de la muestra.

que se traduce en una gran ventaja de representatividad de la muestra.

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La producción del pozo debe ser estable antes del muestreo.La producción del pozo debe ser estable antes del muestreo.

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 pozo sea la más alta po  pozo sea la más alta posible.sible.

--

Debe ser Debe ser un pozo nuevun pozo nuevo y o y presentar poca fpresentar poca formación de líormación de líquido en quido en el fel fondo.ondo.

--

 No debe producir agua libre. No debe producir agua libre.

--

La La Relación Relación gas gas condensado y condensado y la la gravedad ºAgravedad ºAPI PI del del condensado deben condensado deben ser ser 

representativas de varios pozos. representativas de varios pozos.

--

En yacimientos de gas condensado con pierna (zona) de petróleo negro, los pozos deEn yacimientos de gas condensado con pierna (zona) de petróleo negro, los pozos de

 prueba deben estar retirados del contacto gas-petróleo para minimizar cualquier efecto  prueba deben estar retirados del contacto gas-petróleo para minimizar cualquier efecto

negativo de la producción de petróleo negro sobre la prueba PVT del gas condensado. negativo de la producción de petróleo negro sobre la prueba PVT del gas condensado.

--

 No debe sufrir procesos de conificación de agua-petróleo. No debe sufrir procesos de conificación de agua-petróleo.

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Una vez que el pozo ha sido seleccionado debe ser apropiadamente preparado para el Una vez que el pozo ha sido seleccionado debe ser apropiadamente preparado para el muestreo. El factor más importante para un buen muestreo es la estabilización. Esto implica muestreo. El factor más importante para un buen muestreo es la estabilización. Esto implica que el

que el pozo debe tener pozo debe tener presiones de cabezal presiones de cabezal y fondo estably fondo estables, lo mismes, lo mismo que tasas deo que tasas de  producción de gas y líquido.

 producción de gas y líquido. El acondici

El acondicionamiento onamiento de lde los pozos de mos pozos de muestreo uestreo consiste pconsiste ponerlos en onerlos en producción a unaproducción a una tasa estabiliza

tasa estabilizada da tan baja como sea posibltan baja como sea posible con el fin de e con el fin de generar pequeñas diferencias degenerar pequeñas diferencias de   presión (Py ± Pwf) y aumentar la presión de fondo fluyente con el fin de reducir la   presión (Py ± Pwf) y aumentar la presión de fondo fluyente con el fin de reducir la

condensación retrógrada cerca del pozo. condensación retrógrada cerca del pozo.

Sin embargo, si un pozo ha estado produciendo a una tasa estable no muy alta, Sin embargo, si un pozo ha estado produciendo a una tasa estable no muy alta, entonces es preferible tomar las muestras a esta tasa que ajustarla a valores bajos. Si la tasa entonces es preferible tomar las muestras a esta tasa que ajustarla a valores bajos. Si la tasa de flujo es cambiada, se puede necesitar hasta tres meses para estabilizar el pozo, de flujo es cambiada, se puede necesitar hasta tres meses para estabilizar el pozo, dependiendo de la permeabilidad de la formación. Existen recomendaciones de no cerrar  dependiendo de la permeabilidad de la formación. Existen recomendaciones de no cerrar 

(12)

los pozos que estén produciendo a P< P

los pozos que estén produciendo a P< Procroc, sino dejarlos producir hasta dejarlos alcanzar , sino dejarlos producir hasta dejarlos alcanzar 

estabilizar las saturaciones del liquido y la composición de los fluidos en la zona de drenaje estabilizar las saturaciones del liquido y la composición de los fluidos en la zona de drenaje de los pozos.

de los pozos. OOtro autor afirma que es posible obtener muestras representativas (aunque notro autor afirma que es posible obtener muestras representativas (aunque no   perfectas)

  perfectas) en superficie en superficie de yacimiento de gas de yacimiento de gas condensado, donde la condensado, donde la presión de fpresión de fondoondo fluyente del pozo sea menor que la de rocío, siempre y cuando se logre estabilizar el pozo a fluyente del pozo sea menor que la de rocío, siempre y cuando se logre estabilizar el pozo a  bajas tasas de

 bajas tasas de flujflujo.o.

Durante el periodo de acondicionamiento de pozos deben medirse los siguientes Durante el periodo de acondicionamiento de pozos deben medirse los siguientes  parámetros:

 parámetros:

--

Presión y temperatura en el cabezal y en el separador.Presión y temperatura en el cabezal y en el separador.

--

Tasa de producción de líquido y gas en el separador.Tasa de producción de líquido y gas en el separador.

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Temperatura y presión de fondo fluyente de los pozos durante o inmediatamenteTemperatura y presión de fondo fluyente de los pozos durante o inmediatamente

después del

después del acondicionamiento del pozo (en acondicionamiento del pozo (en tiempo realtiempo real).).

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El equipo de laboratorio usado en estudios PVT de condensado difieren del usado en El equipo de laboratorio usado en estudios PVT de condensado difieren del usado en estudios PVT de petróleo negro

estudios PVT de petróleo negro por dos razones:por dos razones: a)

a) La presión del punto de roció de la mayoría de los sistemas de condensados no puedenLa presión del punto de roció de la mayoría de los sistemas de condensados no pueden ser detectados por un ca

ser detectados por un cambimbio o brusco en la relación presión-volumen del sistema.brusco en la relación presión-volumen del sistema.  b)

 b) La fase líquida constituye una pequeña parte del volumen total de la celda. Por lo tantoLa fase líquida constituye una pequeña parte del volumen total de la celda. Por lo tanto es necesario tener métodos más precisos de medir pequeñas cantidades de líquido. Una es necesario tener métodos más precisos de medir pequeñas cantidades de líquido. Una de las celdas más usadas en los estudios PVT de gas condensado es la ventana de de las celdas más usadas en los estudios PVT de gas condensado es la ventana de vidrio que permite visualizar el punto de rocío y la formación de líquido por  vidrio que permite visualizar el punto de rocío y la formación de líquido por  disminución de presión.

disminución de presión.

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La muestra de gas y líquido tomada del separador de alta presión debe ser recombinada a La muestra de gas y líquido tomada del separador de alta presión debe ser recombinada a las mismas condiciones de presión y temperatura del separador para obtener un fluido que las mismas condiciones de presión y temperatura del separador para obtener un fluido que sea representativo del yacimiento. Las muestras de fluido tomada a diferentes condiciones sea representativo del yacimiento. Las muestras de fluido tomada a diferentes condiciones se deben descartar porqu

(13)

La muestra recombinada en el laboratorio se le determina su composición total. Esta La muestra recombinada en el laboratorio se le determina su composición total. Esta debe ser comparada con la composición de la mezcla gas-liquido obtenida debe ser comparada con la composición de la mezcla gas-liquido obtenida matemáticamente en base a

matemáticamente en base a los datos del separador.los datos del separador.

Las diferencias entre los porcentajes molares deben ser menores del 5% para el C Las diferencias entre los porcentajes molares deben ser menores del 5% para el C77++ yy

de 2% para el C

de 2% para el C11. Si las composiciones de la mezcla recombinada físicamente en el. Si las composiciones de la mezcla recombinada físicamente en el

laboratorio y

laboratorio y matemáticamente mmatemáticamente mediante ediante ecuaciones son ecuaciones son mayores mayores que lque los porcentajesos porcentajes mencionados anteriormente, el proceso de recombinación debe ser revisado mencionados anteriormente, el proceso de recombinación debe ser revisado cuidadosamente para determinar la fuente de error y corregirlo hasta obtener una muestra cuidadosamente para determinar la fuente de error y corregirlo hasta obtener una muestra representativa del yacimiento.

representativa del yacimiento.

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En la determinación de las composiciones de las muestras de gas y líquidos se usan las En la determinación de las composiciones de las muestras de gas y líquidos se usan las técnicas

técnicas de: cromde: cromatografía, atografía, destilación, destilación, destilación destilación simulada simulada por crompor cromatografía atografía y/oy/o espectrometría

espectrometría de de masas.masas. La muestra

La muestra recombinada en el recombinada en el laboratorio se llaboratorio se le determina e determina también su composicitambién su composiciónón total. Esta debe

total. Esta debe ser comparada con la composiser comparada con la composición ción de la mezcla de gas de la mezcla de gas ± líquido obtenida± líquido obtenida matemáticamente

matemáticamente en base en base a los datos a los datos del sdel separador.eparador.

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Después de cargar la celda con una muestra recombinada representativa de los fluidos del Después de cargar la celda con una muestra recombinada representativa de los fluidos del yacimiento, se calienta a la temperatura del yacimiento y se comprime desplazando el yacimiento, se calienta a la temperatura del yacimiento y se comprime desplazando el  pistón en l a cel

 pistón en l a celda hasta alcanzar 500 a 1000 lpc por encima da hasta alcanzar 500 a 1000 lpc por encima de la presión del de la presión del yacimiento.yacimiento. El

El contenido de contenido de la la celda celda es es expandido a expandido a composición composición constante constante hasta hasta una una presión presión dede 500 a 200 lpc por debajo de la presión inicial retirando el pistón. Se agita la celda y se 500 a 200 lpc por debajo de la presión inicial retirando el pistón. Se agita la celda y se  permite un tiempo suficiente para que ocurra el equilibrio. La presión de rocío se determina  permite un tiempo suficiente para que ocurra el equilibrio. La presión de rocío se determina visualizando el momento en que empieza a formarse la con sensación retrógrada visualizando el momento en que empieza a formarse la con sensación retrógrada (enturbamiento de la fase gaseosa).

(enturbamiento de la fase gaseosa). El propósito de ésta técnica es det

El propósito de ésta técnica es determinar:erminar:

--

Presión de saturación (punto de rocío o punto de burbujeo).Presión de saturación (punto de rocío o punto de burbujeo).

--

Coeficientes de compresibilidad de las isotermas del fluido monofásico en exceso de laCoeficientes de compresibilidad de las isotermas del fluido monofásico en exceso de la

 presión de saturación.  presión de saturación.

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FFactor de comprensibilidad de la fase gaseosa.actor de comprensibilidad de la fase gaseosa.

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Volumen de hidrocarburo total como función de la presión.Volumen de hidrocarburo total como función de la presión.

En el experimento de expansión a composición constante, se coloca un volumen En el experimento de expansión a composición constante, se coloca un volumen conocido de muestra en una celda de alta presión. Se mide la relación presión-volumen con conocido de muestra en una celda de alta presión. Se mide la relación presión-volumen con el objeto de determinar la presión de rocío. Este parámetro se determina por observación el objeto de determinar la presión de rocío. Este parámetro se determina por observación visual a través de una ventana de vidrio o zafiro que posee la celda donde está colocado el visual a través de una ventana de vidrio o zafiro que posee la celda donde está colocado el fluido bajo estudio. Un cambio brusco normalmente no existe en la forma de la curva fluido bajo estudio. Un cambio brusco normalmente no existe en la forma de la curva   presión-volumen en el punto de rocío, tal como ocurre en el punto de burbuja para el   presión-volumen en el punto de rocío, tal como ocurre en el punto de burbuja para el

sistema gas-petróleo. sistema gas-petróleo.

Esta prueba se realiza a la temperatura del yacimiento (constante). La presión se va Esta prueba se realiza a la temperatura del yacimiento (constante). La presión se va disminuyendo dentro de la celda y el volumen aumenta por el desplazamiento de un pistón disminuyendo dentro de la celda y el volumen aumenta por el desplazamiento de un pistón que se encuentra debajo de la celda, hasta que se forma la primera gota de condensado que se encuentra debajo de la celda, hasta que se forma la primera gota de condensado (punto de rocío) y se toma nota de los volúmenes de gas y líquido, esta presión de rocío es (punto de rocío) y se toma nota de los volúmenes de gas y líquido, esta presión de rocío es reportada por una computadora que está conectada al equipo.

reportada por una computadora que está conectada al equipo.

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Figura 5. Prueba de expansión a composición constante para gas condensadoigura 5. Prueba de expansión a composición constante para gas condensado

El error de medición es directamente proporcional al volumen muerto de la celda, es El error de medición es directamente proporcional al volumen muerto de la celda, es decir, mientras mayor sea el volumen muerto mayor es el error en la lectura de presión. En decir, mientras mayor sea el volumen muerto mayor es el error en la lectura de presión. En la figura 6 se presentan los volúmenes de muestra en función de las presiones, en éste no se la figura 6 se presentan los volúmenes de muestra en función de las presiones, en éste no se observa claramente el punto de rocío como en el caso del petróleo negro, debido a la observa claramente el punto de rocío como en el caso del petróleo negro, debido a la compresibilidad. El gas que se encuentra en el yacimiento contiene compuestos pesados compresibilidad. El gas que se encuentra en el yacimiento contiene compuestos pesados que se condensan con una disminución de presión, pero este volumen de condensado es que se condensan con una disminución de presión, pero este volumen de condensado es

(15)

mucho menos compresible que el gas, por lo tanto no se genera un cambio considerable en mucho menos compresible que el gas, por lo tanto no se genera un cambio considerable en la curva.

la curva.

F

Figura 6. Comportamiento del volumen en función de la presión para gasigura 6. Comportamiento del volumen en función de la presión para gas

condensado condensado

La figura 7 muestra el volumen de líquido condensado producido en función de la La figura 7 muestra el volumen de líquido condensado producido en función de la  presión, en éste se observa que el punto 2 representa el volumen mínimo medible (volumen  presión, en éste se observa que el punto 2 representa el volumen mínimo medible (volumen muerto) de la celda, y el punto 1 es la presión de rocío, donde el volumen de líquido es muerto) de la celda, y el punto 1 es la presión de rocío, donde el volumen de líquido es cero. La curva que une los puntos 1 y 2, es una extrapolación aproximada de la curva, y cero. La curva que une los puntos 1 y 2, es una extrapolación aproximada de la curva, y   puede tener varias direcciones, como se muestra con las curvas punteadas. Por ello la   puede tener varias direcciones, como se muestra con las curvas punteadas. Por ello la importancia en la medición del volumen mínimo de líquido condensado que determina la importancia en la medición del volumen mínimo de líquido condensado que determina la  presión de rocío, por lo tanto, mientras más grande es el volumen muerto de la celda mayor   presión de rocío, por lo tanto, mientras más grande es el volumen muerto de la celda mayor 

es el error y viceversa. es el error y viceversa.

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Generalmente consiste en una serie de expansiones y desplazamiento a presión constante Generalmente consiste en una serie de expansiones y desplazamiento a presión constante de la mezcla recombinada, de tal manera que en el volumen de gas más líquido acumulado de la mezcla recombinada, de tal manera que en el volumen de gas más líquido acumulado en la

en la celda permanece conscelda permanece constante tante al fal finalizarse cada desinalizarse cada desplazamiento.plazamiento.

El gas retirado a presión constante es llevado a un laboratorio de análisis donde se El gas retirado a presión constante es llevado a un laboratorio de análisis donde se mide su volumen y se determina su composición. Los factores de compresibilidad (Z) del mide su volumen y se determina su composición. Los factores de compresibilidad (Z) del gas retirado y de la mezcla bifásica (gas + liquido) remanentes en la celda y el volumen de gas retirado y de la mezcla bifásica (gas + liquido) remanentes en la celda y el volumen de líquido depositado en el fondo de a celda se deben determinar a cada presión. Este proceso líquido depositado en el fondo de a celda se deben determinar a cada presión. Este proceso es continuado hasta alcanzar l

es continuado hasta alcanzar la presión de abandono a ese ma presión de abandono a ese momento se analizan omento se analizan las faseslas fases líquidas y gaseosa remanentes en la celda. Un balance molar permite comparar la líquidas y gaseosa remanentes en la celda. Un balance molar permite comparar la composición del fluido original en la calculada en base a los fluidos remanentes y composición del fluido original en la calculada en base a los fluidos remanentes y  producidos, lo cual a su v

 producidos, lo cual a su vez permite observar ez permite observar si las msi las medidas son exactas.edidas son exactas.

La principal desventaja de este método es lo pequeño de la muestra recombinada La principal desventaja de este método es lo pequeño de la muestra recombinada inicial, de tal manera que un error de medida en las muestras de gas y líquido introduce inicial, de tal manera que un error de medida en las muestras de gas y líquido introduce errores muy grandes en la extrapo

errores muy grandes en la extrapolacilación de ón de los resultados de laboratorio al campo.los resultados de laboratorio al campo.

En la prueba de agotamiento a volumen constante se carga una celda de alta presión En la prueba de agotamiento a volumen constante se carga una celda de alta presión con un volumen conocido de muestra (gas condensado) representativa del yacimiento, este con un volumen conocido de muestra (gas condensado) representativa del yacimiento, este volumen se expande a

volumen se expande a un volumen un volumen mayor debido a la mayor debido a la disminución de presidisminución de presión a través deón a través de un pistón que se encuentra debajo de la celda.

un pistón que se encuentra debajo de la celda.

Se espera a que se alcance el equilibrio entre la fase de gas y la fase de líquido Se espera a que se alcance el equilibrio entre la fase de gas y la fase de líquido retrógrado que se ha formado, y también para que el líquido drene hacia el fondo de la retrógrado que se ha formado, y también para que el líquido drene hacia el fondo de la celda y solamente se produzcan hidrocarburos gaseosos desde el tope de la misma. Luego celda y solamente se produzcan hidrocarburos gaseosos desde el tope de la misma. Luego se remueve el gas manteniendo la presión (constante), hasta que el volumen actual de la se remueve el gas manteniendo la presión (constante), hasta que el volumen actual de la celda ahora bifásico retorne al valor inicial. El volumen de gas producido es medido y su celda ahora bifásico retorne al valor inicial. El volumen de gas producido es medido y su composición determinada, de la misma manera se mide el líquido que permanece en la composición determinada, de la misma manera se mide el líquido que permanece en la celda, y se calculan los factores de desviación del gas Z para el gas producido y para los celda, y se calculan los factores de desviación del gas Z para el gas producido y para los hidrocarburos de la celda. Se repite el ciclo, expansión a una presión más baja, seguido por  hidrocarburos de la celda. Se repite el ciclo, expansión a una presión más baja, seguido por  la remoción de una nueva cantidad de gas hasta alcanzar una presión seleccionada.

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Figura 8. Prueba de expansión a volumen constanteigura 8. Prueba de expansión a volumen constante

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Son pruebas liberación instantánea que sliberación instantánea que se realizan en un separador en e realizan en un separador en el laboratorio con elel laboratorio con el objeto de cuantificar el efecto de las condiciones de separación (P, T) en superficie sobre el objeto de cuantificar el efecto de las condiciones de separación (P, T) en superficie sobre el rendimiento del lí

rendimiento del líquido y Sus propiedades (RGC, ºAPI). Al quido y Sus propiedades (RGC, ºAPI). Al variar la presivariar la presión del separador ón del separador  se puede

se puede obtener una obtener una presión óptima presión óptima que genere la mque genere la mayor cantidad de ayor cantidad de condensado en elcondensado en el tanque. La muestra de gas condensado saturada a la presión de rocío es pasada a través de tanque. La muestra de gas condensado saturada a la presión de rocío es pasada a través de un separador y luego expandida presión atmosférica. La presión óptima de separación es un separador y luego expandida presión atmosférica. La presión óptima de separación es aquella que produce la mayor cantidad de líquido en el tanque, la menor RGC y mayor  aquella que produce la mayor cantidad de líquido en el tanque, la menor RGC y mayor  gravedad API del condensado; es dec

gravedad API del condensado; es dec ir, estabiliza la mayor cantidad de gas dir, estabiliza la mayor cantidad de gas de fase líquida.e fase líquida.

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Análisis composicional de los fluidos separados y del yacimiento incluyendo pesoAnálisis composicional de los fluidos separados y del yacimiento incluyendo peso

molecular y densidad de los heptanos y componentes más pesados (o en general del molecular y densidad de los heptanos y componentes más pesados (o en general del  pseudocomponente más pesado).

 pseudocomponente más pesado).

--

Comportamiento isotérmico presión ± volumen (P±V) a temperatura constantes delComportamiento isotérmico presión ± volumen (P±V) a temperatura constantes del

yacimiento. Determinación del punto de rocío. yacimiento. Determinación del punto de rocío.

--

Agotamiento isovolumétrico e isotérmico de presión del fluido de yacimientoAgotamiento isovolumétrico e isotérmico de presión del fluido de yacimiento

incluyendo el análisis composicional del gas producido a varias presiones de incluyendo el análisis composicional del gas producido a varias presiones de agotamiento.

agotamiento.

Referencias

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