El objetivo de este documento es sumarizar las diferentes opciones para calcular la IPR utilizando programas de EPS, específicamente WellFlo y PanSystem.

Documento Técnico para: PDVSA

Sobre

Cálculos de la IPR utilizando WellFlo y PanSystem

Contenido de la Propuesta

1.        Introducción        ¡Error!Marcador no definido.

2.        WellFlo opociones de entrada de datos        ¡Error!Marcador no definido.

3.        Pozos de gas condensado        ¡Error!Marcador no definido.

4.        Conclusiones y recomendaciones        ¡Error!Marcador no definido.

Preparado por: Efrén Muñoz

Referencia: D01700

Fecha: 31/01/2000

Introducción

El objetivo de este documento es sumarizar las diferentes opciones para calcular la IPR utilizando programas  de EPS, específicamente WellFlo y PanSystem.

A medida que el uso de las aplicaciones de los programas de EPS están siendo populares en PDVSA son necesarias algunas aclaraciones para el entendimiento de los conceptos detrás de ellos. El seguimiento del agotamiento de la IPR a través del tiempo es crítico para la selección de las técnicas correctas de administración de producción/yacimiento con el propósito de maximizar el recobro final, y es muy importante un valor confiable de la IPR.

Los ingenieros de producción están mas familiarizados con datos de producción, esto es tasas diarias y presión fluyente en el cabezal, mientras los ingenieros de yacimiento están mas acostumbrados al uso de parámetros de yacimiento como por ejemplo para alimentar simuladores de yacimiento. Esas costumbres también implica que los ingenieros de producción están mas familiarizados con  el uso de WellFlo y los ingenieros de yacimiento con PanSystem. Un punto común donde ambos, ingenieros de producción y de yacimientos, están de acuerdo es en el valor del AOF ("Absolute Open Flow", Máxima Capacidad de Flujo) a utilizar; este calculo es crítico para evaluación de completaciones, estimación de reservas, etc..

Esta aclaratoria es necesaria debido a que siendo dos diferentes programas las ecuaciones utilizadas para generar el mismo resultado son diferentes, y proviniendo de diferente tipos de parámetros los métodos de cálculos pueden diferir

1. Opciones de Entrada de Datos en WellFlo

En WellFlo pueden ser utilizadas tres principales opciones para introducir la información de la capa o estrato, ellas son: manual ("manual"), datos de puntos de pruebas ("test point data") y parámetros de la capa ("layer parameters").

• Entrada Manual      

Utilizar la entrada manual en WellFlo significa que el índice de productividad debe ser introducido manualmente. Si el modelo es para un pozo de condensado entonces los coeficientes de flujo B y F son introducidos por el usuario. Si trabajamos con datos provenientes de resultados de PanSystem, la pregunta es justamente si tomar B y F e introducirlos en WellFlo.  

• Datos de Puntos de Pruebas

Esta opción permite al usuario introducir al menos una tasa con su correspondiente presión de fondo fluyente. Si el fluido es gas o condensado, son necesarios al menos dos valores para calcular los efectos de daño no-Darcy.

En la Figura-1 es mostrada la caja de dialogo de WellFlo para un modelo de petróleo negro

[pic 1]

Figura-1. Caja de dialogo de WellFlo para datos de Puntos de Pruebas

Por otra parte, los usuarios de PanSystem pueden generar la IPR cuando trabajan con una prueba típica de caída sencilla de presión/restauración de presión ("build up") o con pruebas multi tasas/restauración de presión como se muestra en  la Figura-2.

 Figura-2: Caja de dialogo de PanSystem para análisis de capacidad de oferta[pic 2]

La Figura-1 muestra que para generar una  gráfica de IPR  con WellFlo los datos de entrada necesarios incluyen la presión de yacimiento, y al menos dos conjuntos de tasas y presiones de fondo fluyentes si ha de ser calculado el efecto del daño no-Darcy

En el ejemplo de la Figura-1, las presiones de fondo fluyente están por encima del punto de burbujeo y el índice de productividad es calculado utilizando la aproximación de línea recta. Debajo de ese punto WellFlo calcula J y AOF utilizando la ecuación de Vogel,  ver Figura-1.

Los valores de presión utilizados en la Figura-1 provienen de un registro de presión de fondo y es un acuerdo normal con los ingenieros de operaciones que al correr la prueba de gradiente fluyente, el valor de presión registrado este muy cercano al punto medio de las perforaciones. Para registrar dos valores son necesarios dos diferentes tamaños de reductores  para generar dos tasas de flujo con sus correspondientes presiones fluyentes. Como las pruebas multi tasas  duran aproximadamente de 3 a 4 horas la posibilidad de alcanzar el "estado pseudo estabilizado" ("pseudo-steady-state") es muy remota. Siendo un calculo "transitorio" ("transient") este resultado estará muy  de acuerdo con el obtenido por PanSystem tal como se muestra mas adelante.

La primera diferencia en los cálculos del AOF se muestra en la pantalla de la Figura-2. Ellos están basados sobre dos conceptos diferentes:

1. La parte superior de la pantalla muestra a J y AOF a partir de la ecuación de Darcy, basados sobre un análisis "transitorio". Esto puede ser realizado basado en el análisis de un período de cierre, no siendo necesario alcanzar ningún límites y eso es por lo cual es llamado "transitorio".

1. La parte inferior de la pantalla muestra un estimado de la presión estática de fondo (BHP) basado en la extrapolación cuando la tasa es cero (presión de cierre, "shut-in pressure") y la extrapolación de la tasa cuando la presión es cero, en otras palabras AOF.

• Parámetros de la Capa

Esta opción requiere el uso de los resultados de un análisis de presión para resolver la ecuación de Darcy para el sistema. La ventaja principal de esta opción es la posibilidad de evaluar separadamente  todos los componentes del daño a partir del valor del "daño total Darcy", el cual proviene de los resultados del análisis de una prueba de presión. La Figura-3 muestra la caja de dialogo para esta opción; los datos de entrada son permeabilidad, espesor de formación y daño total tipo Darcy. La Figura-4 muestra cálculos utilizando el modulo de afluencia de PanSystem, los mismos corresponden al ejemplo de la Figura 3.

[pic 3]

Figura-3: Caja de dialogo de WellFlo para la opción Parámetros de la Capa

Figura-4: Caja de dialogo utilizando PanSystem[pic 4]

Como esta opción incluye el área de drenaje, la principal suposición es que los parámetros utilizado en esta caja provienen de una región en estado pseudo estabilizada: la permeabilidad es efectiva pero obtenida en la ultima parte de la curva de presión, por lo cuál también es llamada "permeabilidad del punto final". No proviene de la región de flujo radial (comportamiento infinito) (Ver consultas al Autor).

La configuración del yacimiento es conocida y tiene que estar de acuerdo con la utilizada en el "modelo de límite" utilizado en PanSystem. Con el propósito de obtener en ambos modelos el mismo valor de Ca y el área, es específicamente la configuración en un "sistema cerrado",

La identificación para la geometría del yacimiento en "flujo pseudo-radial", en la parte superior de la pantalla ("pseudo-radial flow default"), significa que no viene de una región de flujo radial real y asume que han sido alcanzados los límites del yacimiento. WellFlo es un programa en "estado estabilizado" ("steady state"), lo cual significa que sensibilidades en tiempo no pueden ser calculadas directamente (Ver consultas al Autor). En otras palabras, presión, tasa e IPR declinan con tiempo, pero esas predicciones no pueden ser estimadas utilizando WellFlo.  Los cálculos del punto de operación, IPR y AOF obtenidos de un modelo de pozo son validos específicamente para un momento en el tiempo, asumiendo por cierto que el pozo produce es en condiciones perfectamente estables. 

1. Pozos de Gas Condensado

Cuando trabajamos con fluidos compresibles el calculo de la IPR cambia dependiendo de como hayan sido considerado los efectos del daño no-Darcy.

Comencemos con la definición de un "sistema cerrado" en PanSystem, ver Figura-5. Como todas las distancias son conocidas es posible calcular el área, y con el espesor del intervalo el volumen.

En PanSystem el radio de investigación es la base para el cálculo del área de investigación y a partir de allí, basado en los regímenes de flujo mostrados en la curva de la derivada en log-log ("derivate/log-log"), es posible determinar si han sido alcanzados los efectos de tiempo tardío ("late time"). El "tiempo tardío" significa que uno, dos o mas límites han sido alcanzados. Sin embargo, "el estado pseudo estabilizado" significa que todos los límites del yacimiento han sido alcanzado y  es un concepto diferente. En la región de tiempo tardío, basado en la duración de la prueba y dependiendo del tipo o número de límites alcanzados, la derivada puede alcanzar una pendiente de un cuarto, un medio y uno. Unicamente la "unidad o pendiente positiva de 45 grados" en la región de tiempo tardío identifica lo que es llamado "comportamiento del estado pseudo estabilizado", y la derivada es una herramienta muy poderosa para determinar este estado. La Figura-6 muestra un sistema cerrado utilizando WellFlo para ser utilizado internamente en el cálculo de J.  

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