Ecuación de Balance de Materiales para Yacimientos de Gas

La Ecuación de Balance de Materiales se usa para determinar la cantidad de gas presente en un yacimiento a cualquier tiempo durante el agotamiento. De un modo especial se usa para estimar la cantidad de hidrocarburos inicialmente en el yacimiento y predecir el comportamiento futuro y la recuperación total de gas bajo unas condiciones de abandono dadas.

Las suposiciones que se toman en cuenta para la deducción de esta ecuación son la siguiente:

• El espacio poroso en encuentra inicialmente ocupado por gas y agua connata.
• La composición del gas no cambia durante la explotación del yacimiento.
• Se considera Rsw = 0 (relación gas-agua en solución).
• La temperatura del yacimiento se considera constante (yacimiento isotérmico).
La ecuación de balance de materiales para yacimientos de gas se puede expresar en función de P/Z sabiendo que:

Bg= 0,00504ZTf/P






Sustituyendo los términos anteriores en la Ecuación de Balance de Materiales para Yacimientos de Gas obtenemos la siguiente ecuación:

Donde:

Zi = factor de compresibilidada del gas para (Pi,Tf).

Z= factor de compresibilidad del gas para (P,T).

Tf = temperatura de la formación.


Casos particulares


Desde el punto de vista de los cambios del volumen poroso ocupado por hidrocarburos (VPH), los yacimientos de gas se clasifican en Volumetricos (sin influjo de agua) y No Volumetricos (con influjo de agua).


Ecuación de Balance de Materiales para Yacimientos Volumetricos

Los yacimientos volumetricos son aquellos yacimientos cerrados que no tienen entrada de agua, o ésta es muy pequeña para afectar el VPH. En yacimientos volumetricos el VPH solo varía con el cambio de presión y las compresibilidades del agua connata y la formación.

En yacimientos de arenas consolidadas con presiones normales, las compresibilidades del agua y formación son muy pequeñas en comparación con las compresibilidades del gas y por tanto las ecuaciones de balance de materiales presentadas anteriormente pueden escribirse de la siguiente manera:

En la mayoria de los casos el agotamiento de yacimientos volumetricos de gas puede ser adecuadamente descrito por la ecuaciòn anterior, la cual nos muestra que en este tipo de yacimiemntos existe una relaciòn lineal entre P/Z y Gp (o Gp/G) como se observa en la figura:




Por medio del presente gráfico se puede obtener facilmente el valor correspondiente al GOES (G) extrapolando la recta al eje de las abcisas. No obstante es importante destacar que esto es posible debido a que la relacion entre las variables involucradas es lineal confirmando que el yacimiento es volumetrico de no ser asi el gráfico reflejaria una línea curva correspondiente a un yacimiento no volumetrico lo cual se desarrollara mas adelante.

Es importante destacar que existen yacimientos con presiones anormales con fuerte compactación en los cuales no se puede despreciar la reducción del volumen poroso ocupado por hidrocarburos (VPH) debido a la expansión del agua connata y a la reducción del volumen ocupado por los poros. en base a esto las ecuaciones de balance de materiales quedarian de la siguiente forma:





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

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