Ecuación de Balance de Materiales para Yacimientos de Gas

La Ecuación de Balance de Materiales (EBM) deriva de un balance de volúmenes entre la cantidad de fluidos producidos, expresada como Vaciamiento, a la expansión de los hidrocarburos presentes en el yacimiento debido a cambios finitos de presión. Lo cual se representa mediante la siguiente ecuación:

Vaciamiento = mecanismos de producción (expansión de los hidrocarburos)

Vaciamiento

El vaciamiento corresponde a los volumenes de fluidos producidos que para el caso de los yacimientos de gas se puede expresar por medio de la siguiente ecuación:

Donde:

Gp: Gas producido acumulado hasta una presión P, PCN.

Bg: Factor volumétrico de gas a (P, T), BY/PCN.

Wp: Agua producida acumulada hasta una presión P, BN.

Bw: factor volumétrico del agua a (P, T), BY/BN.


Mecanismos de producción

Existen tres mecanismos de producción responsables del recobro en yacimientos de gas. Estos son:

• Expansión del gas por declinación de producción.
• Empuje de agua proveniente de un acuífero activo asociado al yacimiento de gas.
• Expansión del agua connata y reducción del volumen poroso.

Los cuales se representan mediante los siguientes términos:


G(Bg-Bgi)………………………………………… Volumen producido por expansión de gas.

∆Vw +∆Vp……………....Expansión del agua connata y reducción del volumen poroso.

We………………………......………………………………………………………..Intrusión de Agua.

La expansión del agua connata (∆Vw) y la expansión del volumen poroso (∆Vp) se pueden obtener de las siguientes ecuaciones generales:





Donde:





y la expansión del volumen poroso:






Donde:






Finalmente este tipo de mecanismo se puede expresar de la siguiente manera:

Donde:

G= gas original en sitio, PCN.

We= intrusión de agua, BY.

Cw= compresibilidad del agua, lpc-1

Vw= volumen del agua connata, BY.

Vp= volumen poroso, BY.

Swi= saturación inicial de agua

Cf= compresibilidad de la formación, lpc-1

Pi= presión inicial del yacimiento, lpc.

P= presión del yacimiento a un tiempo dado, lpc.


Englobando las ecuaciones anteriores obtenemos finalmente la ecuación de balance de materiales:


Referencias: "Ingeniería de Yacimientos de Gas Condensado" por Gonzalo Rojas.

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