Análisis de Balance de Materiales

Ecuación Balance de Materiales (EBM)

Definición: Esta ecuación se deriva como el balance volumétrico que iguala la producción acumulada de fluidos, expresada como un vaciamiento, y la expansión de los fluidos como resultado de una caída de presión en el yacimiento.

Características

1) Representa un balance volumétrico aplicado a un volumen de control (Zonas ocupadas por hidrocarburos).

2) La suma de todos los cambios volumétricos que ocurren en cada una de las zonas definidas dentro del volumen de control es igual a cero.

3) Para el análisis volumétrico se definen tres zonas: la zona de petróleo, la zona de gas y la zona de agua que existe dentro del volumen de control.

4) Una de las principales suposiciones es que las tres fases (petróleo, gas y agua) siempre están en un equilibrio instantáneo dentro del yacimiento.

5) Los cambios de volúmenes ocurren a partir de un tiempo t=0 a un tiempo t=t cualquiera. Primero se procede a definir los volúmenes iniciales en cada una de las zonas, luego los volúmenes remanentes al tiempo t=t, y por último la diferencia entre estos representa la disminución en cada zona.

6) Posteriormente se realizará una serie de operaciones matemáticas para llegar a la ecuación generalizada de balance de materiales. Todos los volúmenes están expresados a condiciones de yacimiento.

Aspectos relevantes de la EBM

1)Sólo se evalúa en un punto del yacimiento

2)Muestra independencia del tiempo

3)La presión aparece sólo explícitamente en el término de la expansión de la roca y el agua connata, se encuentra implícita en los parámetros PVT (Bo, Rs, y Bg).

4) No tiene forma diferencial.

Balance Volumétrico (EBM)

Vaciamiento = {Expansión del petróleo + gas en solución} + {Expansión del gas de la capa de gas} + {Reducción del volumen poroso} + {Expansión del agua connata} + {Influjo de agua del acuífero}

Expansión del petróleo + gas en solución>

Expansión del gas de la capa de gas


Reducción del volumen poroso (DVf )

Expansión del agua connata (DVw )

Influjo de agua (We)

Métodos de Balance de Materiales

Los principales métodos de resolución de la ecuación de balance de materiales son métodos gráficos que permiten calcular las variables desconocidas (N, m) con base en los datos de producción, PVT, influjo de agua, partiendo de la ecuación lineal de balance de materiales. Entre los principales método de resolución de la EBM se encuentran:

1) Método F vs. Et

F- We = N*Et

2) Método de la capa de gas (F/Eo vs. Eg/Eo)










3) Método del acuífero (F/Et vs. We/Et)