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XIX Convencin Internacional del Gas AVPG 2010, 24 al 26 mayo Caracas, Venezuela
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ESTUDIO INTEGRADO PARA LA CONSTRUCCIN DEL MODELO ESTTICOY DINMICO DEL YACIMIENTO LOS JABILLOS QQ-533 DEL CAMPO
QUIRIQUIRE PROFUNDO
QUIRIQUIRE GAS, S.A.
Autores: Mara Elena Barboza (Ing. Yacimientos), [email protected] Leonardo Sifontes (Gelogo), [email protected]
CONTENIDO
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1. INTRODUCCIN 62. MODELO GEOLOGICO 8
2.1 Modelado de Fallas 8
2.2 Modelo Estructural 9
2.2.1 Pillar Gridding 9
2.2.2 Modelado de Horizontes 11
2.2.3 Resolucin Vertical (Layering) 13
2.3 Modelado de Facies 13
2.4 Distribucin Geoestadstica de propiedades petrofsicas 15
2.5 Escalado al Modelo de Simulacin (Scale Up) 17
2.6 Generacin, carga y escalado de las propiedades de fractura 21
3. CARACTERISTICAS DE YACIMIENTO 26
3.1 Fluidos 26
3.2 Historia de Produccin 29
3.3 Historia de Presin 32
3.4 Sistema Roca-Fluidos 343.4.1 Determinacin de Tipos de Roca 34
3.4.2 Permeabilidades Relativas 37
3.5 Seccin Schedule 38
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4. MODELO DE SIMULACIN 41
4.1 Inicializacin 41
4.2 Fluidos Originalmente en Sitio 454.2.1 Clculos Volumtricos 45
4.2.2 Balance de Materiales 48
4.2.3 Inicializacin del Modelo de Simulacin 49
4.3 Cotejo Histrico 50
4.4 Prediccin del Comportamiento Futuro 57
5. CONCLUSIONES 59
6. RECOMENDACIONES 62
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LISTA DE FIGURAS
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1. Mapa de Ubicacin del Yacimiento Los Jabillos QQ-533 62. Fallas construidas y conectadas en Petrel 9
3. Se utilizaron las fallas para controlar los lmites del Grid 10
4. Modelo Estructural Actual 2008 10
5. Bloques fallados del modelo 11
6. Horizontes en el modelo de Petrel, en la zona de los yacimientos
QQ-687; QQ-609 y QQ-685. 12
7. Continuidad lateral de las formaciones 12
8. Nmero de capas (layers) por miembro/formacin del modelo
fino/geolgico 13
9. Asociacin de facies de barras de plataforma 14
10. Facies cargadas en Petrel. 14
11. Facies Distribuidas en el Modelo. Algoritmo SIS 15
12. Registros cargados en Petrel y su escalado al grid fino/geolgico 16
13. Resultados de las distribuciones de porosidad, Sw, Vcl y k
mediante el algoritmo SGS 1714. Nmero de capas(layers) por miembro/formacin y estadstica de
las alturas de celdas resultantes. Modelo Grueso 93 x 29 x 45 19
15. Escalado a modelo de simulacin 93 x 29 x 45 19
16. Segundo escalado, Modelo Grueso 93 x 29 x 45 20
17. Cuas generadas por escalado IJK 20
18. 399 cuas generadas por escalado IJK 21
19. Direcciones de fracturas medidas directamente en un ncleoorientado 22
20. Resultado del modelado de esfuerzos durante la fase tectnica 4
en el programa Poly3D. Tambin se muestra la ecuacin para el
clculo del maximum Coulomb shear stress y el cubo resultante. 23
21. Informacin para el modelado y calibracin de las fracturas naturales 24
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22. Resultados del modelo de fracturas naturales exportadas al simulador
eclipse 25
23. Gravedad API vs Profundidad de pruebas DST 2824. RGP vs Profundidad de pruebas DST filtradas 28
25. EDE y validacin de propiedades en el modelo vertical 29
26. Comportamiento de Produccin del Campo QQ Profundo 30
27. Comportamiento de la Inyeccin de Gas 31
28. Mapa de Produccin Acumulada de Gas 32
29. Comportamiento de Presin del yacimiento Los Jabillos QQ-533 33
30. Tasa de Declinacin de presin de los ltimos aos 34
31. Estudios de Presin Capilar en tapones de ncleo 35
32. Regiones de Saturacin asociados a los tipos de roca 36
33. Familias de curvas de Permeabilidad relativa para los 4 tipos de roca 38
34. Esquema de Completacin Mecnica 39
35. Comportamiento histrico de Produccin 40
36. Interseccin de pozos con la malla de simulacin para definicin de capas
completadas en la malla 40
37. Saturaciones Iniciales de Fluidos 4338. Propiedades de la Matriz: permeabilidad, porosidad y NTG 44
39. Propiedades de la Fractura: permeabilidad y porosidad 44
40. Propiedades de la Fractura: SIGMAV 45
41. Curva de probabilidad del GOES por encima del contacto de gas-petrleo.
Se muestra el tornado y los percentiles resultantes 47
42. Curva de probabilidad del POES en la pierna de petrleo. 48
43. Balance de Materiales de toda el rea de estudio 4944. Fluidos originalmente en sitio resultantes de la Inicializacin del Modelo 50
45. Grfico de Comportamiento de Produccin del Campo 53
46. Grfico de Produccin Acumulada del Campo 54
47. Comportamiento de Presin Vs. Tiempo 55
48. Perfiles de produccin para los diferentes escenarios de compresin 59
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LISTA DE TABLAS
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1. Anlisis PVT disponibles 26
2. Coeficientes de Pittman para el clculo del radio de garganta poral 36
3. End Points de las Curvas de Permeabilidad relativa por tipo de roca 38
4. Parmetros de entrada y chequeos con la realidad (reality check) 46
5. Resultado del Cotejo Histrico por Pozo 56
6. Condiciones de operacin de Compresor de Media instalado 58
7. Produccin acumulada de Gas al 03/2026 58
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1. INTRODUCCION
El yacimiento Los Jabillos QQ 533, se encuentra en el Oriente de Venezuela, se
ubica en la franja de corrimientos del Norte de Monagas con alta complejidadestructural, con presencia de fracturas naturales y una columna segregada de
fluidos de gas condensado (Fig.1).
VENEZUELAVENEZUELAVENEZUELAVENEZUELA
Fig. 1 Mapa de Ubicacin del Yacimiento Los Jabillos QQ-533
Se aplicaron las tcnicas ms actualizadas para interpretar la data disponible del
yacimiento con la integracin de las diferentes disciplinas de la geociencia para
lograr la mejor descripcin esttica y dinmica del yacimiento, generndose un
modelo capaz de sustentar de manera ms acertada los planes de desarrollo
futuro del yacimiento y optimizar las inversiones requeridas para dichos planes,
maximizando el valor del activo.
Se integraron la interpretacin estructural derivada de la ssmica 3D, los datos
geolgicos a nivel de pozos (registros elctricos, ncleos) con los datos dinmicos
por pozo (muestras de fluidos, producciones, presiones, registros de produccin).
Se realiz la evaluacin petrofsica aplicada a formaciones litolgicamente
complejas, se realiz la caracterizacin fsica de las fracturas naturales, se
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analizaron los regmenes de esfuerzos regionales al inicio de la deformacin
tectnica y para la condicin de inicio de la explotacin del yacimiento. Se
caracterizaron las muestras de fluidos del yacimiento para la generacin de laecuacin de estado y se determin la variacin de propiedades con profundidad.
Se gener el modelo sedimentolgico a partir del anlisis conjunto de ncleos y
perfiles, se realiz la simulacin de los esfuerzos regionales con POLY3D,
integrndola posteriormente con la caracterizacin de fracturas en FRACA FLOW
para generar el modelo de fracturas naturales. Los modelos construidos se
integraron en PETREL para la generacin de la malla 3D y posterior integracin
de los datos dinmicos en un Modelo Composicional de Doble Porosidad en
ECLIPSE 300. El cotejo de la data histrica permiti validar los modelos
construidos y fue utilizado para predecir el comportamiento futuro bajo diferentes
esquemas de explotacin.
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2. MODELO GEOLOGICO
Para la construccin del modelo esttico del yacimiento Quiriquire Profundo, se
tom como punto de partida el modelo estructural pre-existente (basado en
ssmica 3D e informacin de pozos) y se incorpor al mismo toda la informacin
recabada en los ltimos nueve aos. La construccin del modelo esttico se
realiz en el programa PETREL y aadiendo a este:
Nuevas capas, delimitadoras de miembros intraformacionales, para una
mejor divisin vertical del modelo.
Se construyeron los planos de fallas manteniendo sus inclinaciones e
interrelaciones, bastante complejas. La evaluacin petrofsica del campo recientemente interpretada.
Una nueva interpretacin, moderna y mas acertada de las facies y
asociaciones de facies presentes en el rea.
El anlisis geomecnico realizado en el programa POLY3D.
Un modelo de fracturas, integrado en el programa FracaFlow.
Este modelo permiti, luego de varias realizaciones y escalamientos, generar la
malla utilizada en la construccin del modelo dinmico del yacimiento.
2.1. Modelado de Fallas:
Se crearon los planos de fallas en profundidad a partir de los polgonos de falla de
cada horizonte.
En la Fig. 2 se muestran las fallas resultantes. Para poder realizar la conexin
entre fallas se utilizaron pilares curvos de tres puntos. Como resultado se obtieneen el modelo estructural (seccin 2.3) algunos errores en las zonas en que estos
pilares tienden a encontrarse, principalmente en las conexiones fallas normales
contra corrimientos. Los errores que ocasiona esta inconsistencia fueron
corregidos manualmente.
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Fig. 2. Fallas construidas y conectadas en Petrel
2.2. Modelo Estructural:
2.2.1. Pillar Gridding:
Se mencion en el apartado 2.1., que se utilizaron pilares curvos para poder
representar las fallas y realizar las conexiones entre las mismas. Las relaciones de
pilares resultantes es bastante compleja por lo que al realizar la configuracin del
grid tridimensional (pillar gridding) se obtienen algunos errores en las zonas
cercanas a la conexin entre fallas.
En la Fig. 3se muestra que se escogi una dimensin areal de 250m x 250m para
las celdas. Adicionalmente se gui el esqueleto de pilares con las fallas, lo que
implica que las celdas resultantes se deforman para adaptarse al plano de falla.
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Fig. 3. Se utilizaron las fallas para controlar los lmites del Grid
La Fig. 4 muestra el modelo actual, el cual consta de una base
paralela/concordante al tope de San Antonio. En la Fig. 4se observa que con esta
metodologa se esta sacrificando un pequeo volumen en la zona central del
yacimiento principal. El color azul representa un plano a -14500 pies, profundidad
a la cual se esta colocando el contacto agua-petrleo. Es importante mencionar
que dicho sacrificio se realiza porque al bajar ms esta superficie se empiezan a
encontrar graves problemas debido a los cruces de las fallas ya mencionados.
Fig. 4. Modelo Estructural Actual
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La Fig. 5 muestra los bloques fallados que conforman el modelo actual. Estos
bloques pueden estar conectados hidrulicamente, bien sea por yuxtaposicin de
las capas o a travs del sistema de fracturas naturales.
Fig. 5. Bloques fallados del modelo.
2.2.2. Modelado de Horizontes:
Al inicio del modelado se cont con la interpretacin estructural convertida a
profundidad de cuatro horizontes: Jabillos, Vidoo, San Juan y San Antonio.
Adems de los horizontes mencionados se contaba con los topes estratigrficos
de todas las formaciones y miembros de inters: Jabillos Superior; Jabillos Inferior;
Caratas Superior; Caratas Medio Superior; Caratas Medio Inferior; Caratas Inferior;
Tope Vidoo; Base de Vidoo; San Juan; San Antonio. Con estos topes se
construyeron en Petrel, de manera concordante a los cuatro primeros, seis
horizontes adicionales, que le dan a este modelo un mejor control para distribuir y
promediar las propiedades petrofsicas.
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Adems de estos diez horizontes se cre una copia del mapa de San Antonio y se
desplaz hacia abajo, para ser usada como base del modelo y para evitar la
generacin de una gran cantidad de celdas con forma cua.
Los resultados se ilustran en las Figs. 6 y 7. La Fig. 7 muestra la zonificacin
resultante de los 11 horizontes (10 formaciones/miembros) utilizados. Los mismos
son concordantes segn la interpretacin actual por lo que se observa continuidad
en todo el yacimiento.
Fig. 6. Horizontes en el modelo de Petrel, en la zona de los yacimientos QQ-687; QQ-609 y QQ-
685. Se colocaron lo topes de la formacin Los Jabillos, para resaltar el control de los mismos.
Fig. 7. Continuidad lateral de las formaciones.
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2.2.3. Resoluc in Vertical (Layering):
Una vez alcanzado un modelo estructural tridimensional con diez
formaciones/miembros principales, se procedi a realizar las divisiones de cadauna de esas formaciones/miembros, para lograr la mayor resolucin vertical
posible.
Fig. 8. Nmero de capas (layers) por miembro/formacin del modelo fino/geolgico.
Se dividieron las formaciones segn los datos mostrados en la Fig. 8 tambin se
observa la estadstica de las alturas de celdas resultantes. Modelo Fino constitudo
por 70 x 20 x 335 celdas.
2.3. Modelado de Facies:
En este estudio se definieron las facies en los ncleos existentes para el campo.
Luego se extrapol dicha informacin al resto de la columna estratigrfica de los
pozos con secciones de ncleo y a los dems pozos. Esta extrapolacin se bas
en la data interpretada por el sedimentlogo, ya que fue imposible conseguir
mediante registros elctricos relaciones (fuzzi logic o neural network en el
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programa IP) que respetaran las facies observadas en los ncleos; en otras
palabras, existen varias facies y asociaciones de facies que presentan la misma
respuesta electrogrfica, por lo que no es posible separarlas mediante los registroselctricos.
La Fig. 9, muestra una de las asociaciones de facies interpretadas en el rea.
ASOCIACIONES DE FACIES SEDIMENTARIAS
La asociacin de facies se inicia en la base con
Facies A1X que pasa transicionalmente hacia el
tope a Facies A2ML y H, la facies A2ML se
mantiene constante con variaciones en el contenido
de materia orgnica, hasta la finalizacin de la
asociacin en el tope con una Facies H que
representa la fase final de la barra de plataforma
por sedimentos heterolticos de una zona de
plataforma. La base es trancisional sobre depsitos
de una planicie de carbonatos de mezcla y/ mar
abierto. Los contactos internos entre facies son
trancisionales.
BARRAS DE PLATAFORMA
FACIES
GR LITOLOGA / RES SED. SPHI
MLf
A2ML
H
A2ML
A1X
H
9377
9380
9385
9390
ASOCIACIONES DE FACIES SEDIMENTARIAS
La asociacin de facies se inicia en la base con
Facies A1X que pasa transicionalmente hacia el
tope a Facies A2ML y H, la facies A2ML se
mantiene constante con variaciones en el contenido
de materia orgnica, hasta la finalizacin de la
asociacin en el tope con una Facies H que
representa la fase final de la barra de plataforma
por sedimentos heterolticos de una zona de
plataforma. La base es trancisional sobre depsitos
de una planicie de carbonatos de mezcla y/ mar
abierto. Los contactos internos entre facies son
trancisionales.
BARRAS DE PLATAFORMA
FACIES
GR LITOLOGA / RES SED. SPHI
MLf
A2ML
H
A2ML
A1X
H
9377
9380
9385
9390
ASOCIACIONES DE FACIES SEDIMENTARIAS
La asociacin de facies se inicia en la base con
Facies A1X que pasa transicionalmente hacia el
tope a Facies A2ML y H, la facies A2ML se
mantiene constante con variaciones en el contenido
de materia orgnica, hasta la finalizacin de la
asociacin en el tope con una Facies H que
representa la fase final de la barra de plataforma
por sedimentos heterolticos de una zona de
plataforma. La base es trancisional sobre depsitos
de una planicie de carbonatos de mezcla y/ mar
abierto. Los contactos internos entre facies son
trancisionales.
BARRAS DE PLATAFORMA
FACIES
GR LITOLOGA / RES SED. SPHI
MLf
A2ML
H
A2ML
A1X
H
9377
9380
9385
9390
MLf
A2ML
H
A2ML
A1X
H
9377
9380
9385
9390
Fig. 9. Asociacin de facies de barras de plataforma. Esta asociacin de facies se ve mayormente
representada en el miembro inferior de la formacin Los Jabillos.
Fig. 10. Facies cargadas en Petrel.
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Las facies fueron cargadas a Petrel (Fig. 10), y se analiz el variograma de cada
una de ellas.
Finalmente utilizando variogramas se realiz una distribucin geoestadstica de las
facies. Para ello se utiliz el algoritmo geoestadstico SIS (Sequential Indicator
Simulation) en Petrel. Los resultados se muestran en la Fig. 11.
Fig. 11. Facies Distribuidas en el Modelo. Algoritmo SIS
2.4. Distribuc in Geoestadstica de propiedades petrof sicas:
Como punto de partida para poblar el modelo de propiedades de roca se cont
con las curvas resultantes de la evaluacin petrofsica de los 32 pozos del campo
(Fig. 12).
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Fig. 12. Registros cargados en Petrel y su escalado al grid fino/geolgico.
Las distribuciones se realizaron mediante el algoritmo SGS (Sequential Gaussian
Simulation) en Petrel. La distribucin fue condicionada con las facies del modelo.
En la Fig. 13se muestran se muestra el histograma de control estadstico con los
valores de registro y los valores obtenidos en el escalado del grid y en ladistribucin geoestadstica para todas las propiedades.
Pozo12 Pozo24 Pozo20
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Fig. 13. Resultados de las distribuciones de porosidad, Sw, Vcl y k mediante el algoritmo SGS.
2.5. Escalado al Modelo de Simulacin (Scale Up):
El escalado adecuado del modelo depende de cuatro variables:
Conservar el mnimo de informacin geolgica para mantener las
caractersticas de almacenamiento y capacidad de flujo reales de las
formaciones.
Modelo de doble porosidad doble permeabilidad (naturalmente fracturado).
La cantidad de pseudocomponentes de la ecuacin de estado, para
representar el fluido composicional aumenta significativamente la cantidad
de clculos que realiza el simulador (Eclipse 300). La capacidad de la computadora o servidor en la cual se esta corriendo el
modelo de simulacin.
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Para una mejor gerencia del campo y debido a que los fluidos que lo componen el
yacimiento son de gas condensado el modelo debe ser composicional, por lo que
el punto dos (2) se convierte en una premisa. Al estar en presencia de un camponaturalmente fracturado, se necesita duplicar el grid en eclipse, lo que tambin
duplica los clculos. Tambin existe la posibilidad de correr el modelo de manera
sencilla (single media), en donde se suma a la porosidad y permeabilidad de
matriz sus equivalentes en fractura, de esta manera se introducen la anisotropa
que generan las fracturas pero se mantiene el grid sencillo, con ahorro de recurso
computacional. Sin embargo, debido a que no considera el intercambio matriz-
fractura (Sigma), ni el aporte inicial de produccin desde las fracturas
(independiente de la matriz), esta opcin no se consider para estas corridas de
simulacin.
Para reducir al mnimo la deformacin de las celdas se utiliz la opcin de
escalado IJK del programa Petrel. Para ello se realiz un grid sencillo (simple grid)
cambiando la distribucin areal a 200m x 200m y se redujeron las capas verticales
de 335 a 45. Con ello se disminuy la resolucin vertical promedio de las celdas
de 6 pies a 16 pies aproximadamente. Con este escalado se obtuvieron 121.365celdas (Ver Figs. 14y 15).
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Fig.14. Nmero de capas(layers) por miembro/formacin y estadstica de las alturas de celdas
resultantes. Modelo Grueso 93 x 29 x 45 (IJK, celda areal 200x200).
Fig. 15. Escalado a modelo de simulacin 93 x 29 x 45 (IJK, celda areal 200x200).
El aspecto final del escalado IJK se puede observar en la Fig. 16. Igualmente, se
observan los planos de falla resultantes.
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Fig. 16. Segundo escalado, Modelo Grueso 93 x 29 x 45 (IJK, celda areal 200x200). Se observan los
bloques fallados. Las fallas ya no son lisas, ya que se ajustan al grid simple de pilares verticales.
Este escalado gener dos problemas en el simulador Eclipse, el primero fue debido a
que no se identificaron cuas que se forman en los escalones de las fallas (Figs. 17
y 18).
Fig. 17. Cuas generadas por escalado IJK.
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Fig. 18. 399 cuas generadas por escalado IJK.
Una vez identificadas las cuas, para solucionar este problema fue necesario realizar
un ACTNUM de manera manual en Petrel de manera que estas cuas quedaran
desactivadas en el programa Eclipse 300 y de esta manera evitar los problemas de
convergencia.
2.6. Generacin, carga y escalado de las propiedades de fracturas.
Se realiz caracterizacin de fracturas naturales, sobre los ncleos existentes, de los
cuales slo uno estaba orientado. En la Fig. 40 se muestran los resultados de dichas
mediciones. Estas mediciones son refrendadas en el modelo geomecnico (Poly3D)
y se incorporan en el modelado de fracturas en el programa FracaFlow.
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Fig. 19. Direcciones de fracturas medidas directamente en un ncleo orientado.
Previo a la evaluacin geomecnica en el programa POLY3D. Se realiz un anlisisde la evolucin tectnica en el rea, con la intencin de separar adecuadamente el
evento que gener cada familia de fracturas.
La evolucin tectnica-estructural del campo ocurri en las siguientes 4 fases:
1a Generacin de fallas normales, (Jursico-Cretcico)
1b Evolucin de las fallas normales a lstricas y su influencia en la depositacin
(Cretcico)
2a Inicio de la cuenca antepas. Inversin de los planos de fallas existentes
(formaciones San Juan y San Antonio). Cabalgamientos y creacin de las
primeras fracturas con planos horizontales. (Oligoceno)
2b El aumento de la columna litoesttica (Carapita depositndose) produce un
cambio de rgimen compresivo a transcurrente. Generacin de fracturas
oblicuas y verticales. Se producen cabalgamientos en la formacin Carapita
(Mioceno)
3 Diagnesis, relleno de las fracturas preexistentes, mayormente con cemento
calcreo. (Mioceno tardo a Pleistoceno)
4 El aumento de la columna litoesttica produce un cambio a rgimen normal. La
carga de hidrocarburos detiene los procesos diagenticos. Se generan fracturas
Fracturas QQ-679
0
0.2
0.40.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
25
10 15 2025
3035
4045
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
145
150155
160165
170175180185
190195200
205210
215220
225
230
235
240
245
250
255
260
265
270
275
280
285
290
295
300
305
310
315
320
325330
335340
345350355
360
Direccin de Fracturas
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oblicuas semi-verticales; este set de fracturas contiene la gran mayora de las
fracturas abiertas, sin ningn soporte mineral. (Holoceno)
La Fig. 20muestra el resultado obtenido al predecir la deformacin (fracturas), conlas siguientes condiciones de borde: un esfuerzo horizontal mayor en la direccin
330 N (Placa del Caribe), y un esfuerzo vertical (peso de la columna litoesttica)
como esfuerzo dominante. Estas son las condiciones dominantes en el rea durante
la fase 4 (condicin actual). Con este modelo se demuestra la formacin de fracturas
paralelas inclinadas, las cuales adems son recientes y no han tenido la oportunidad
de ser cerradas con mineralizaciones posteriores. Esta familia de fracturas es la que
domina la anisotropa de permeabilidades y por lo tanto el flujo de hidrocarburos enel yacimiento.
Por ltimo se calcul el atributo , segn el cual se
puede identificar la mayor probabilidad de existencia de fracturas
2
)31(*)1(*
2
)31( 2 SSSSMCSS
++
=
Fig. 20. Resultado del modelado de esfuerzos durante la fase tectnica 4 en el programa Poly3D.
Tambin se muestra la ecuacin para el clculo del maximum Coulomb shear stress y el cubo
resultante.
Se carg toda la informacin recopilada: caracterizacin de fracturas naturales,
facies, la informacin generada en Poly3D e imgenes de pozos (solo 2 pozos) al
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programa FracaFlow en donde se integr y gener un modelo con los planos
discretos de fracturas, este modelo fue calibrado con informacin de perdida de lodo
de perforacin, factores kH de las pruebas de restauracin de presin, datos PLT e
informacin de produccin en general (Fig. 21).
Finalmente se gener un modelo escalado con las propiedades de fracturas y matriz
de forma independiente (Fig. 22). Tambin se gener el cubo de la propiedad Sigma,
la cual controla en el simulador eclipse la interaccin entre los cubos de matriz y
fracturas.
Kmax Kmin254 204,08
115,27 56,25
254,03 204,08
85,72 70,2
90,32 68,64
254,03 204,8
254,03 204,8
98,32 79,38
254,03 204,8
99,95 80,93
1530 6,42
299,064 125,853
KH_simulado 2365,31
KH_test 2375
Pozo 690
Fig. 21. Informacin para el modelado y calibracin de las fracturas naturales en el programa
FracaFlow.
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Distribucin espacial de permeabilidad de fracturas (Kx) Distribucin espacial de la porosidad de fractura
Distribucin espacial de permeabilidad de fracturas (Kx) Distribucin espacial de la porosidad de fractura
Fig. 22. Resultados del modelo de fracturas naturales exportadas al simulador eclipse.
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3. CARACTERISTICAS DE YACIMIENTO
3.1. Fluidos
Los fluidos presentes en el Campo Quiriquire Profundo muestran una gran variacin
de la composicin con profundidad, existiendo en el tope del yacimiento un gas
condensado con bajo rendimiento de lquido y en la base un condensado a
condiciones de yacimiento, definindose por tanto un contacto Gas-Condensado.
Para el anlisis de las propiedades de los fluidos del yacimiento se tomaron en
consideracin primeramente los datos de las pruebas de produccin y presin de 24
pozos, los cuales permitieron definir la profundidad de los contactos de fluidos.
Por otro lado, existen once (11) muestras PVT de las cuales, tres (3) pertenecen a la
columna de petrleo y ocho (8) a la capa de gas.
En la Tabla 1 se presenta una lista de los datos PVT disponibles.
Tabla 1. Anlisis PVT disponiblesMuestra Bloque Pozo Ao Fluido Formacin
1 LOB. PPAL 595 65 Gas LJ
2 592 65 Gas LJ
3 647 79 Gas LJ
4 647 81 Gas LJ
5 650 81 Gas V
6 676 88 Pet LJ
7 590 95 Gas LJ
8 672 00 Gas SJ
9 LOB. POST 634 79 Pet CT
10 634 82 Gas CT
11 674A 96 Pet LJ
Laboratorio
Local
SGS
Core Lab.
Core Lab.
Core Lab.
Core Lab.
Schlumberger
Core Lab.
SGS
Core Lab.
Westport
LJ = Los JabillosCT = CaratasV = Vidoo
Los anlisis PVT disponibles fueron evaluados segn el criterio de representatividad
de las muestras y se validaron las pruebas de laboratorio tomando en cuenta las
siguientes pruebas:
Recombinacin matemtica
Balance de Materia
Criterio de Hoffman (Separador)
Criterio de Hoffman (Prueba CVD)
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De los anlisis efectuados a las muestras de fluidos recuperadas se encontr que
ninguna de ellas es vlida, ni desde el punto de vista de representatividad ni por la
consistencia de las pruebas de laboratorio.
Ante la carencia de una muestra de fluidos representativa de las condiciones
originales del yacimiento y con la finalidad de definir la ubicacin del contacto gas-
petrleo con el menor grado de incertidumbre, as como generar una Ecuacin de
Estado capaz de reproducir el comportamiento dinmico del yacimiento, se utiliz la
siguiente metodologa:
1.- Se seleccionaron las pruebas DST realizadas en los pozos en la etapa temprana
del yacimiento para asegurar que representan las condiciones originales de losfluidos del yacimiento.
2.- Se filtraron las muestras para seleccionar aquellas con espesores de intervalos
abiertos inferiores a 100 pies.
3.- Se grafic la Gravedad API y RGP de cada muestra en funcin de la Profundidad
en pies TVDss, as como los intervalos perforados correspondientes. Se evalu la
consistencia de ambos parmetros entre s, es decir, ante un aumento de la
gravedad API deba apreciarse un incremento de la RGP.
4.- Se descartaron las muestras correspondientes a pruebas realizadas con un alto
drawdown (delta P), por considerar que tienen un mayor efecto de segregacin de
fases.
5.- Se defini la mejor curva posible de Gravedad API y RGP vs profundidad.
6.- Se evaluaron los comportamientos del %Molar de cada componente en funcin
de profundidad.
El objetivo de todo este anlisis es determinar de la mejor manera posible, lascondiciones iniciales de los fluidos del yacimiento desde el punto de vista de
contactos, presiones y temperaturas iniciales, composicin vs profundidad para
generar una Ecuacin de Estado sinttica y verificar su funcionalidad a travs de un
modelo de simulacin conceptual que permita verificar las condiciones de
inicializacin del modelo.
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Inici su produccin en al ao 1957 con un (1) solo pozo activo durante el periodo
1957 1973, QQ-634. Luego permanece inactivo hasta el ao 1978 cuando se
incorpora a produccin el pozo QQ-648.
En el ao 2001 comienza la explotacin del yacimiento como productor de gas,
alcanzando una mxima produccin de 300 MMPCND y 6800 BN/D de petrleo
durante el ao 2005. Para Diciembre 2009, produce un promedio de 196.1 MMPCND
de gas y 3080 BN/D de condensado, debido a restricciones por la falta de capacidad
de recepcin del gas por parte de PDVSA (Fig. 26). Para el 31 de diciembre 2009, la
produccin acumulada de gas es de 699.7 MMMPCN, la de petrleo es 20.7 MMBN
y la de agua es 0.45 MMBN.
1957 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99 01 03 05 07 090
60
120
180
240
300
0
150
300
450
600
750
DATE
Axis 1Gas Rate (CD) ( MMcf/d ) Wells Selected (23)
Axis 2Cumulative Gas Produced ( MMMcf ) Wells Selected (23)
1957 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99 01 03 05 07 090
1500
3000
4500
6000
7500
0
5000
10000
15000
20000
25000
DATE
Axis 1Oil Rate (CD) ( bbl/d ) Wells Selected (23)
Axis 2Cumulative Oil Produced ( Mbbl ) Wells Selected (23)
1957 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99 01 03 05 07 090
75
150
225
300
375
0
100000
200000
300000
400000
500000
DATE
Axis 1Water Rate (CD) ( bbl/d ) Wells Selected (23)
Axis 2Cumulative Water Produced ( bbl ) Wells Selected (23)
Fig. 26. Comportamiento de Produccin del Campo QQ Profundo
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En el yacimiento no se ha identificado un contacto agua-petrleo, tampoco se han
tenido evidencias de produccin de agua, ya que los volmenes producidos son
debidos a condensacin en superficie, excepto para el pozo QQ-676, en el cual se
estima que el agua producida sea debida a comunicacin mecnica.
A finales del ao 1997, con la finalidad de conservar la energa del yacimiento, se
inici un proceso de inyeccin de gas a travs de tres pozos: QQ-647, QQ-655 y QQ-
655, con los que se ha inyectado un volumen acumulado de 77.78 MMMPCN de gas
(Fig. 27).
1997 98 99 2000 01 02 03 04 05 06 07 08 090
10
20
30
40
50
0
20000
40000
60000
80000
DATE
Axis 1 Gas Inj. Day Rate (MMcf/d)Wellbore QQ0647IG
Wellbore QQ0655IG
Wellbore QQ0656IG
Axis 2 Cumulative Gas Injected (MMcf)Wellbore QQ0647IG
Wellbore QQ0655IG
Wellbore QQ0656IG
Wells Selected (3)
Fig. 27. Comportamiento de la Inyeccin de Gas
En la Fig. 28 se muestra que los pozos con mayor produccin acumulada pertenecen
al Lbulo Principal y son QQ-647, QQ-650 y QQ-669.
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DATE:9/30/2009
1097500 1097500
1100000 1100000
1102500 1102500
1105000 1105000
1107500 1107500
1110000 1110000
474000
474000
477000
477000
480000
480000
483000
483000
486000
486000
489000
489000
QQ0533
QQ0547
QQ0590
QQ0592
QQ0595QQ0600
QQ0609
QQ0634QQ0640
QQ0641
QQ0647QQ0647IG
QQ0648
QQ0650
QQ0654
QQ0655QQ0655IG
QQ0656QQ0656IG
QQ0662
QQ0669
QQ0671
QQ0672
QQ0674
QQ0675
QQ0676
QQ0677
QQ0678
QQ0685QQ0686
QQ0687
QQ0690
Cumulative Gas Produced ( Mcf )>= 0, =10000000, =20000000, =30000000, =40000000, =50000000, =60000000,
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(Esttica) indicando los siguientes valores al datum de 9250 pies TVDss: 2862, 2789
y 2734 lpc, respectivamente.
Fig. 29. Comportamiento de Presin del yacimiento Los Jabillos QQ-533
En el grfico de comportamiento de presin se pueden distinguir tres periodos
principales: Durante los primeros 30 aos de la vida productiva del yacimiento, la
declinacin de la presin es muy poca debido a los bajos niveles de
produccin de gas y condensado del yacimiento.
Posteriormente, debido a un proceso de inyeccin de gas iniciado en el ao
1998, se observa un incremento de la presin del yacimiento.
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Los ltimos ocho aos, muestran una marcada declinacin de la presin
debido a que el yacimiento alcanza sus mximas tasas de produccin.
Para los ltimos aos se calcula una tasa de declinacin de presin promedio de 157lpc/ao (Fig. 30).
Presin(LPC)@9250piesTV
Dss
Presin(LPC)@9250piesTV
Dss
Fig. 30. Tasa de Declinacin de presin de los ltimos aos
3.4 Sistema Roca-Fluidos
3.4.1 Determinacin de Tipos de Rocas
Las curvas de presin capilar disponibles fueron utilizadas para la determinacin del
tamao de garganta de poro y a partir del mismo se definieron los rangos para
clasificar los diferentes tipos de roca que pudieran estar presentes en el yacimiento
(Fig. 31).
Se establecieron los rangos siguientes:
-
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Tipo de Roca Tamao de Garganta Poral ()
Nanoporosa 10
Luego de definir los rangos para describir los tipos de roca, se procedi a graficar los
Incrementales de Mercurio (Hg) con el objeto de determinar la correlacin de Radio
de Pittman que aplica a la data disponible, encontrndose que el ajuste que aplica a
la mayora de los datos es el R50 (Fig. 31
). Es de resaltar que el resultado delanlisis del tapn H1_679, muestra un comportamiento bimodal, el cual puede ser
asociado a taponamiento de la muestra durante el experimento.
Presin de Intrusin vs. Saturacin Fase MojanteMuestra H7 9365'
0.1
1
10
100
1000
10000
100000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
%Saturacin FaseMojante
Presi
ndeintrusin(psi)
Pc_Intevep08_Recalculada
Pc_Intevep08_Orig
Pc_Intevep09
Centrifuga
Pc_Geocore94
0.1
1
10
100
1000
10000
100000
0 .0 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5 0 .6 0 .7 0 .8 0 .9 1 .0
Wetting Phase Saturation
(% Pore Volume)
HgPressure(psi)
H1 _6 79 H6 _6 79 H3 _6 79 H3 _6 62 H3 _5 47
Pc Curve
MEGA
MACRO
MESO
MICRO
NANO
10
2
0.5
0.1
6.94
5
2.3
1.16
0.18
0.364
4
1.5
0.6
0.1
1
2
3
4
5
0.1
1
10
100
1000
10000
100000
0 .0 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5 0 .6 0 .7 0 .8 0 .9 1 .0
Wetting Phase Saturation
(% Pore Volume)
HgPressure(psi)
H1 _6 79 H6 _6 79 H3 _6 79 H3 _6 62 H3 _5 47
Pc Curve
MEGA
MACRO
MESO
MICRO
NANO
10
2
0.5
0.1
6.94
5
2.3
1.16
0.18
0.364
0.1
1
10
100
1000
10000
100000
0 .0 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5 0 .6 0 .7 0 .8 0 .9 1 .0
Wetting Phase Saturation
(% Pore Volume)
HgPressure(psi)
H1 _6 79 H6 _6 79 H3 _6 79 H3 _6 62 H3 _5 47
Pc Curve
MEGA
MACRO
MESO
MICRO
NANO
10
2
0.5
0.1
MEGA
MACRO
MESO
MICRO
NANO
10
2
0.5
0.1
6.94
5
2.3
1.16
0.18
0.364
4
1.5
0.6
0.1
1
2
3
4
5
INCREMENTALES DE Hg
0.000
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000
-0.020
0.000
0.020
0.040
0.060
0.080
0.100
0.120
H3_547 H3_662 H3_679 H1_679 H6_679
PittmanR50
INCREMENTALES DE Hg
0.000
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000
-0.020
0.000
0.020
0.040
0.060
0.080
0.100
0.120
H3_547 H3_662 H3_679 H1_679 H6_679
PittmanR50
Fig. 31. Estudios de Presin Capilar en tapones de ncleo
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En la Tabla 2se muestran los coeficientes que se incluyen en la siguiente ecuacin
para calcular el radio de garganta poral como funcin de la porosidad y
permeabilidad de la matriz.
PHICKBALogR SHg loglog +=
Tabla 2. Coeficientes de Pittman para el clculo del radio de garganta poral
A B C
LOG R35 = 0,732 0,588 0,864
LOG R10 = 0,459 0,500 0,385
LOG R15 = 0,333 0,509 0,344
LOG R20 = 0,218 0,519 0,303
LOG R25 = 0,204 0,531 0,350
LOG R30 = 0,215 0,547 0,420
LOG R35 = 0,255 0,565 0,523
LOG R40 = 0,360 0,582 0,680
LOG R45 = 0,609 0,608 0,974
LOG R50 = 0,778 0,626 1,205
LOG R55 = 0,948 0,632 1,426
LOG R60 = 1,096 0,648 1,666
LOG R65 = 1,372 0,643 1,979
LOG R70 = 1,664 0,627 2,314
LOG R75 = 1,880 0,609 2,626
COEFICIENTESECUACION
WINLAND
PITTMAN
Una vez definida la ecuacin para el clculo de radio de garganta poral, se tom la
malla generada y escalada desde PETREL de las propiedades de porosidad y
permeabilidad de matriz y se cre una nueva propiedad, radio de garganta poral
R, a partir de la cual se aplicaron los rangos de R antes descritos para cada tipo de
roca y se cre la propiedad SATNUM (Fig. 32). SATNUM representa las distintas
regiones de saturacin y/o tipos de roca que se incluyen en el modelo, cada uno de
los cuales tiene asociado una familia de curvas de permeabilidad relativa.
Es de hacer notar que para la matriz se muestran slo 4 tipos de roca, ya que la roca
Nanoporosa corresponde a las celdas que fueron inactivadas en el modelo por sus
malas caractersticas de reservorio.
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MPERMX MPORO MSATNUM
MPERMX MPORO MSATNUM
Fig. 32. Regiones de Saturacin asociados a los tipos de roca
Para representar las fracturas se consider un solo tipo de roca, por lo que el modelo
total contiene 5 tipos de roca al cual se asocian las respectivas familias de curvas depermeabilidad relativa.
3.4.2. Permeabilidades Relativas
Los datos de permeabilidades relativas utilizados en el modelo de simulacin
provienen de los resultados de los anlisis especiales de 5 tapones de ncleos. Los
experimentos fueron realizados en los sistemas Gas Petrleo y Gas Agua, en
estado estacionario y con una presin de sobrecarga de 4600 lpc.
Dado que en el yacimiento existen las tres fases: gas, petrleo y agua, se deben
generar las tres familias de curvas de permeabilidades relativas para cada tipo de
roca.
Las saturaciones iniciales de fluido consideradas para el modelo provienen de las
curvas de permeabilidades relativas, ya que los estudios de presin capilar no
sirvieron para ello. De igual manera las curvas originales fueron ligeramente
modificadas con la finalidad de respetar las tendencias que debe seguir cada curva
de acuerdo al tipo de roca al que est asociada, sin que existan cruces entre ellas.
Adicionalmente, deben ser suavizadas para evitar problemas de convergencia en el
modelo.
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En la Fig. 33 se muestran las tres familias de curvas de permeabilidad relativa
construidas para los 4 tipos de roca de la matriz y en la Tabla 3 se incluyen los End
Point de cada una de ellas.
Los datos de permeabilidad relativa al petrleo provienen de la relacin ms
simplificada de Corey y los end points derivados de las curvas de Krs, debido a que
los experimentos no fueron realizados para el sistema Agua Petrleo.
PERMEABILIDAD RELATIVA AL GAS
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
SATURACION DE GAS (fRACCION)
PERMEABILIDAD
RELATIVA
AL
GAS
RT1
RT2
RT3
RT4
PERMEABILIDAD RELATIVA AL AGUA
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
SATURACIN DE AGUA (FRACCION)
PERMEABILIDAD
RELATIVA
ALA
GUA
RT1
RT2
RT3
RT4
PERMEABILIDADES RELATIVAS AL PETROLEO
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
SATURACINDE PETROLEO(FRACCION)
PERMEABILIDAD
RELATIVAALPETROLE
RT1
RT2
RT3
RT4
Fig. 33. Familias de curvas de Permeabilidad relativa para los 4 tipos de roca
Tabla 3. End Points de las Curvas de Permeabilidad relativa por tipo de roca
Tipo de RocaMuestra
Swi(fraccin)
Sg max(fraccin)
Soi(fraccin)
So max(fraccin)
1-Microporosa H-1 QQ679 0.715 0.285 0.168 0.2852-Mesoporosa H-3 QQ547 0.629 0.371 0.213 0.3713-Macroporosa H-3 QQ679 0.476 0.524 0.285 0.5244-Megaporosa H-6 QQ679 0.273 0.727 0.373 0.727
3.5. Seccin Schedule
El SCHEDULE es un pre-procesador de datos de Eclipse que permite incorporar de
manera histrica los detalles de la completacin mecnica de los pozos (intervalos
perforados, zonas abiertas o aisladas, estimulaciones, etc) (Fig. 34), junto con la
historia de produccin / inyeccin (Fig. 35) y eventos (aperturas, cierres, cambios de
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completacin, etc) a la malla de simulacin del yacimiento, para producir un archivo
de datos en formato comprensible por el software ECLIPSE en el que se definen las
capas del modelo en las cuales estn completados los pozos, as como las
propiedades de dichas capas (Fig. 36). Las propiedades de las capas completadasprovienen de las propiedades de la malla en el punto donde el pozo intersecta la
malla de simulacin.
Fig. 34. Esquema de Completacin Mecnica
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195557 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99 01 03 05 070
1500
3000
4500
6000
0
75
150
225
300
DATE
Axis 1 All IDs(32)Oil Rate (CD) ( bbl/d )
Water Rate (CD) ( bbl/d )
Axis 2Gas Rate (CD) ( MMcf/d ) All IDs(32)
Fig. 35. Comportamiento histrico de Produccin
Fig. 36. Interseccin de pozos con la malla de simulacin para definicin de capas completadas en lamalla.
Entre los datos incluidos en el pre-procesador SCHEDULE se encuentran:
Coordenadas y datos de desviacin por pozo
Detalles de completacin mecnica de los pozos, identificndose claramentelos intervalos abiertos a produccin, y los cambios ocurridos en el tiempo
La malla de simulacin: estructura y propiedades
Historia de produccin / inyeccin por pozo
Se definen los pasos de tiempo (Timestep) que se requiere procesar durante
la simulacin. Este depende de la frecuencia de ocurrencia de los diferentes
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eventos a lo largo de la vida productiva del yacimiento. Para el modelado de
Quiriquire profundo se defini el tamao de los TimeStep de Un (1) mes, sin
embargo, en los periodos de no produccin del yacimiento se definieron pasos
de tiempo ms largos.
Una vez cargada la informacin antes descrita en el SCHEDULE, es muy importante
efectuar un control de calidad pozo a pozo, mediante la edicin en el visualizador 3D
para verificar que las capas completadas en el modelo correspondan con las
formaciones completadas en la realidad.
La data exportada de la seccin SCHEDULE es la que utiliza el modelo desimulacin para reproducir el comportamiento histrico del yacimiento y es la base
para el cotejo histrico del modelo de simulacin.
4. MODELO DE SIMULACIN
4.1. Inicializacin
En esta fase establecen los parmetros principales que condicionan la corrida del
modelo de simulacin. Entre ellos se encuentran:
Modelo Composicional, los fluidos corresponden a la categora de Gas
Condensado por lo que debi ser modelado mediante el simulador
composicional Eclipse-300.
Sistema de Doble Porosidad, debido a que el yacimiento es naturalmente
fracturado.
Malla de 93 * 29 * 90 celdas
Total Celdas: 242730Celdas Activas: 66134
Dimensiones areales de las celdas: 656 x 656 pies
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Dos unidades hidrulicas independientes las cuales se representan en el
modelo como Dos regiones de equilibrio: Yacimiento principal y bloque de los
pozos QQ-676 y QQ-686
Cinco regiones de saturacin: 4 correspondientes a las rocas microporosas,
mesoporosas, macroporosas y megaporosas de la matriz y 1 para representar
las fracturas.
CAP @ 10450 pies TVDss
CGP @ 9750 pies TVDss en el Yacimiento Principal y 9400 pies TDVss en el
bloque del pozo QQ-676
Ecuacin de Estado de 7 pseudo componentes
Representacin de variacin de la composicin de los fluidos con profundidad Se defini el Datum a 9250 pies TVDss.
La presin inicial al datum es de 4340 lpc.
Yacimiento originalmente en equilibrio
Problemas Iniciales:
Antes de llegar a las condiciones de inicializacin del modelo descritas
anteriormente, se realizaron una serie de sensibilidades para lograr que el
computador procesara el modelo de simulacin, debido a su alta complejidad y
requerimiento de altos recursos de memoria y procesamiento del computador:
El Mallado originalmente exportado de PETREL era muy fino cubra la
capacidad de procesamiento de la mquina: Se realiz un escalado
(upscaling) de la malla (de 70 * 20 * 254 celdas hacia 93 * 29 * 90 celdas).
La existencia de cinco (5) regiones de saturacin incrementa los clculos en el
modelo haciendo las corridas mucho ms lentas.
La alta heterogeneidad de las propiedades de matriz y de fracturas genera
problemas de convergencia en el modelo. Para resolver este problema se
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acotaron los valores mnimos de las propiedades tales como porosidad y
permeabilidad, definiendo el valor mnimo de tal manera de afectar el menor
nmero posible de celdas y se respetaron las tendencias de cada propiedad
en la malla. De esta manera se estableci un valor mnimo de permeabilidadde 1 mD y un valor mnimo de porosidad de 1% para la matriz y un valor
mnimo de permeabilidad de 10 mD y un valor mnimo de porosidad de 0.1%
para la fractura. Estas modificaciones fueron exportadas como una nueva
malla sin introducir modificadores para no incrementar el procesamiento del
modelo.
El simulador tiene que resolver 11 incgnitas por cada celda en cada paso detiempo: P, Sg, So, Sw, 7 composiciones.
En las Figs. 37, 38, 39y 40se muestran las mallas de saturaciones y propiedades
resultantes una vez establecidas las condiciones para la inicializacin del modelo.
Saturacin Inici al de Agua
Saturacin Inicial de CrudoSaturacin Inicial de Gas
Fig. 37. Saturaciones Iniciales de Fluidos
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Propiedades de MatrizPERMX = PERMY = PERMZ NTG
PORO
Inicializacin del Modelo Dinmico
Fig. 38. Propiedades de la Matriz: permeabilidad, porosidad y NTG
Propiedades de Fractura
PERMX PERMY
POROPERMZ
Fig. 39. Propiedades de la Fractura: permeabilidad y porosidad
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Propiedades de Fractura Acoplamiento del sistemamatriz-fractura en el sistema
de doble porosidad.
Inicializacin del Modelo Dinmico
Fig. 40. Propiedades de la Fractura: SIGMAV
4.2. Fluidos Originalmente en Sitio
Los fluidos presentes en el yacimiento antes del inicio de la vida productiva del
yacimiento fueron calculados por tres mtodos diferentes:
Clculos Volumtricos Balance de Materiales
Inicializacin del Modelo de Simulacin
4.2.1. Clculos Volumtricos
El clculo volumtrico est basado en la combinacin de las propiedades tales como
volumen neto (rea * espesor neto), porosidad, saturacin de agua y gas iniciales y
factores volumtricos a las condiciones iniciales del yacimiento, las cuales fueron
distribuidas mediante mtodos geoestadsticos durante la construccin del modelo
3D en PETREL.
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Por ello, el anlisis probabilstico del GOES y POES se hace indispensable debido a
las incertidumbres que acumula el modelo. Incertidumbres que incluyen desde los
parmetros bsicos de la evaluacin petrofsica, hasta la distribucin de facies y
propiedades petrofsicas por mtodos geoestadsticos.A continuacin se muestran los resultados de los clculos probabilsticos realizados
con el programa Cristal Ball, segn los parmetros de entrada mostrados en la Tabla
4.
Tabla 4.Parmetros de entrada y chequeos con la realidad (reality check).
Max P1 Reality check Min P99 Realit y checkGOES (BCF) 2895 2500 GOES (BCF) 969 1500Volumen 1700000 Volumen 1328172
Phi 0.08 Phi 0.06Sw 0.65 Sw 0.8
Sg 0.35 Sg 0.2
Bg 0.7152 Bg 0.7152
Max P1 Min P99POES 360 536 POES 60 200Volumen 1037566 Volumen 573733
Phi 0.1 Phi 0.06
Sw 0.4 Sw 0.7
So 0.6 So 0.3
Bo 1.342 Bo 1.342
En las Figs. 41 y 42 se muestran los resultados obtenidos de los clculos
probabilsticos del GOES (Gas Originalmente en Sitio) y POES (Petrleo
Originalmente en Sitio) con Cristal Ball.
Del anlisis mostrado se desprende que la saturacin de hidrocarburos es el
parmetro ms sensible, en este anlisis. En los mismos grficos se puede observar
que el volumen de roca esta bastante acertado en la capa de gas, pero se hace mssensible en la pierna de petrleo dependiendo del contacto agua-petrleo que se
utilice.
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Por ltimo se destacan los tres indicadores de probabilidad, P10, P50 y P90, y se
muestran los resultados de los clculos de GOES y POES, para tener los nmeros
finales segn estos tres indicadores:
P90: GOES 1395 MMMPCN y POES 91 MMBN
P50: GOES 1738 MMMPCN y POES 145 MMBN
P10: GOES 2134 MMMPCN y POES 215 MMBN
Se debe destacar que no se realiz el clculo de condensado proveniente de la capa
de gas ni del gas en solucin en la pierna de petrleo y que los factores volumtricos
considerados para el clculo representan un valor promedio para todo el yacimiento
sin considerar las variaciones de las propiedades de los fluidos con profundidad.
Fig. 41.Curva de probabilidad del GOES por encima del contacto de gas-petrleo. Se muestra el
tornado y los percentiles resultantes.
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Fig. 42.Curva de probabilidad del POES en la pierna de petrleo. Se muestra el tornado y los
percentiles resultantes.
4.2.2. Balance de Materiales
Se realiz el balance de materiales del rea bajo estudio considerando la produccin
y presin de todos los pozos que conforman el yacimiento Los Jabillos QQ-533, con
una produccin acumulada de 686.02 MMMPCN de gas, 20.465 MMBN de petrleo y
0.445 MMBN de agua, y una inyeccin total de gas de 77.78 MMMPCN.Se consider una presin inicial de 4340 lpc, siendo referidas todas las presiones al
datum de 9250 pies TVDss.
Bajo este escenario se calcul un gas originalmente en sitio (GOES) de 1946.25
MMMPCN (Fig. 43).
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Fig. 43. Balance de Materiales de toda el rea de estudio
4.2.3. Inicializacin del Modelo de Simulacin
Los clculos de los fluidos originalmente en sitio provenientes de la inicializacin del
modelo de simulacin son producto de la integracin de las mallas de propiedades a
las condiciones iniciales del yacimiento, dependientes de la ubicacin de los
contactos gas-petrleo y agua-petrleo originales, as como de las condiciones
iniciales de presin establecidas en los parmetros de equilibrio. Esto permite la
diferenciacin de las propiedades PVT de los fluidos para cada celda que integra la
malla de simulacin y, por ende, los clculos de los fluidos originalmente en sitio serealizan para cada celda y son ms detallados.
Para las condiciones de inicializacin del modelo, se calcul un GOES de 1860.29
MMMPCN de gas y un POES de 162.6 MMBN de petrleo (Fig. 44).
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Clculos VolumtricosValores Probabilsticos de POES y GOES (no considera el condensado ni el gas en solucin):
P90: Gas Total 1420 BCF y Crudo Total 160 MBLS
P50: Gas Total 1792 BCF y Crudo Total 231 MBLS
P10: Gas Total 2227 BCF y Crudo Total 321 MBLS
Balance de Materiales:GOES : 1910.28 BSCF
Diferencia: 2.7 %
Modelo de Simulacin:POES : 162.6 MMBLS
GOES : 1860.29 BSCF
Inicializacin del Modelo Dinmico
Fluidos Originalmente en Sitio
Fig. 44. Fluidos originalmente en sitio resultantes de la Inicializacin del Modelo
Es de destacar que los fluidos originalmente en sitio calculados por las diferentes
metodologas muestran una diferencia menor al 5%, por lo que el modelo inicializado
se ajusta a las caractersticas reales del yacimiento.
4.3. Cotejo Histr ico
Antes de iniciar la fase del cotejo histrico se deben definir cuales son los parmetros
con mayor incertidumbre en el modelo, ya que representan las variables que se
deben sensibilizar a fin de lograr el cotejo de la historia de produccin/presin del
yacimiento.
Entre los parmetros de mayor incertidumbre se tiene:
El anlisis de las propiedades de fluidos (API y RGP) con profundidad
muestra un alto rango de variacin para la ubicacin de los Contactos - Gas
Petrleo, por lo cual es el primer parmetro sensibilizado en la fase de cotejo.
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Tampoco se ha determinado un contacto agua petrleo en el yacimiento,
pero se han evidenciado algunas pruebas de produccin de agua. Aunque
menos importante, este es un parmetro a sensibilizar durante la fase decotejo.
Existen dudas sobre la comunicacin entre los compartimientos areales del
yacimiento. Las diferencias entre la distribucin de fluidos y presiones de los
pozos QQ-676 y Q-686 permiten separar este compartimiento del resto del
yacimiento, por lo cual se definieron dos (2) regiones de equilibrio: Yacimiento
principal y bloque de los pozos QQ-676 y QQ-686.
El Modelo de Saturaciones se fundamenta en los resultados de los anlisis de
pocos tapones de ncleo, disponindose nicamente de una muestra por tipo
de roca. Se definieron cinco regiones de saturacin: 4 para representar las
propiedades de matriz y 1 para representar las propiedades de las fracturas.
Adicionalmente, se ajust el NTG para honrar los fluidos originalmente en
sitio.
Las escasas mediciones de la presin esttica del yacimiento en los aos
recientes ofrecen dudas sobre la presin actual. En el segundo semestre del
2009 se realiz una campaa de captura de informacin y se tomaron
presiones en los pozos QQ-662, QQ-669 y QQ-676. Adicionalmente en los
grficos de cotejo histrico de presin se reproducen las tendencias de
presin reales con el modelo, lo cual le da mayor confianza sobre este
parmetro.
Basado en lo antes descrito, se procedi inicialmente a sensibilizar las profundidades
de los contactos gas-petrleo, para tratar de reproducir el comportamiento histrico
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de produccin y presin del yacimiento y considerando que la fase principal es el
Gas, razn por la cual se fij como parmetro de control la tasa de produccin de gas
para los pozos del yacimiento (control mode = GRATE), excepto para los pozos QQ-
676 y QQ-686, los cuales producen mayormente condensado.
Por otro lado, dado que la produccin de agua en el yacimiento es insignificante y de
procedencia dudosa, ya que no se ha identificado ningn contacto agua-petrleo, no
se considera este parmetro relevante para el cotejo histrico.
En la Fig. 45 se muestra el comportamiento de produccin de gas, condensado y
agua de todo el yacimiento Quiriquire Profundo, observndose que a lo largo de los52 aos de vida productiva del yacimiento, el modelo de simulacin reproduce
perfectamente la data real. nicamente se presenta una ligera diferencia con
respecto a la tasa de produccin de condensado, la cual es generada por los pozos
QQ-634 y QQ-640 ubicados en el lbulo posterior.
Para facilitar la interpretacin de este y todos los grficos de comportamiento de
produccin se identificaron en color rojo la fase gas, verde la fase condensado y azul
la fase agua. Representndose con lnea contina los resultados datos simulados y
con lnea punteada los datos histricos reales.
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Fig. 45.Grfico de Comportamiento de Produccin del Campo
En la Fig. 46se muestra la produccin acumulada de gas, condensado y agua, tanto
real como simulada, del yacimiento QQ Profundo. Se puede destacar que ladiferencia entre la produccin acumulada de gas es de solo 15.5 MMMPCN lo cual
representa un 2.3%. La diferencia de produccin de condensado es 81.4 MBN, lo
cual representa un 0.4%. La produccin de agua es insignificante.
Los bajos porcentajes de diferencia (
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81.4 MBN0.4 %
-15.5 MMMPCN2.3 %
Diferencia de Gas
Diferencia deCondensado
Fig. 46.Grfico de Produccin Acumulada del Campo
En la Fig. 47se muestra el Comportamiento de Presin vs Tiempo. En el mismo se
destaca un excelente cotejo de la presin simulada con los valores de presin
medidos por pozo, sobre todo destaca la respuesta al proceso de inyeccin de gas
iniciado a partir del ao 1998.
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Fig. 47.Comportamiento de Presin Vs. Tiempo
De las figuras anteriores se puede notar que a nivel de yacimiento se logr un buen
cotejo, tanto de los fluidos producidos como de la presin del yacimiento, con lo cual
se puede validar los contactos de fluidos y ubicados de la siguiente manera: el CGP
a 9750 pies TVDss en el Yacimiento Principal y a 9250 pies TVDss para el bloque del
pozo QQ-676. Se consider un nico CAP ubicado a 10450 pies TVDss. De igual
forma, se validan los fluidos originalmente en sitio calculados (GOES = 1860.26
BSCF y POES = 162.6 MMBN).
Una vez logrado el cotejo global del yacimiento, se verific la condicin del cotejo por
pozo. Se observ un excelente cotejo a nivel de los pozos pertenecientes al Lbulo
Principal, y un cotejo no tan bueno a nivel de los pozos pertenecientes al Lbulo
Posterior y Bloque del pozo QQ-676.
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En la Tabla 5 se resumen los resultados del cotejo de la historia de produccin de
todos los pozos del yacimiento Quiriquire Profundo, destacndose que la mayora de
los pozos presenta un buen cotejo, de 21 pozos 14 pozos tienen una baja diferencia
entre la produccin real y simulada, lo cual representa el 66.6% de los pozoscotejados.
Las diferencias de fluidos producidos de aquellos pozos con un error mayor a 10%,
no representan volmenes importantes que afecten energticamente el yacimiento.
En total, la diferencia de los condensados producidos (101 MBN) slo representa el
0.06 % del COES y la diferencia de gas producido (14.61 BSCF) slo representa el
0.78 % del GOES.
Tabla 5.Resultado del Cotejo Histrico por Pozo
POZOS COTEJADOS 66,6667
POZOS NO COTEJADOS 33,3333
POZOPETROLEO
(MSTB)GAS
(BSCF)PETROLEO
(MSTB)GAS
(BSCF)PETROLEO
(MSTB)GAS
(BSCF)PETROLEO
(%)GAS(%)
1 QQ0547 513,8 24,61 563,2 24,61 -49,4 0,00 -9,61 0,002 QQ0590 758,4 33,09 674,3 33,09 84,1 0,00 11,09 0,003 QQ0595 936,3 37,38 830,3 37,38 106,0 0,00 11,32 0,004 QQ0634 650,9 1,47 712,6 1,47 -61,7 0,00 -9,48 0,005 QQ0640 115,3 0,80 45,8 0,80 69,4 0,00 60,24 0,006 QQ0647 889,7 63,37 1184,0 63,37 -294,3 0,00 -33,07 0,007 QQ0648 405,8 14,52 406,8 14,52 -1,0 0,00 -0,24 0,008 QQ0650 879,2 47,97 852,9 47,97 26,3 0,00 3,00 0,00
9 QQ0654 878,6 39,46 980,7 39,46 -102,2 0,00 -11,63 0,0010 QQ0655 694,1 48,13 692,4 48,13 1,7 0,00 0,25 0,0011 QQ0656 876,3 47,22 940,0 47,22 -63,7 0,00 -7,27 0,0012 QQ0662 428,4 24,16 463,1 24,16 -34,7 0,00 -8,11 0,0013 QQ0669 1430,3 66,19 1375,7 66,19 54,6 0,00 3,82 0,0014 QQ0672 906,0 39,08 939,7 39,08 -33,7 0,00 -3,72 0,0015 QQ0674 117,9 1,03 159,0 1,03 -41,0 0,00 -34,82 0,0016 QQ0675 1705,0 25,05 1258,2 25,05 446,7 0,00 26,20 0,0017 QQ0676 5393,4 34,45 5393,4 19,96 0,0 14,48 0,00 42,0518 QQ0677 1142,0 56,57 1171,5 56,57 -29,5 0,00 -2,58 0,0019 QQ0678 110,7 6,01 117,5 6,01 -6,8 0,00 -6,11 0,0020 QQ0686 86,0 0,16 86,0 0,04 0,0 0,12 0,00 75,8421 QQ0690 819,3 44,62 991,7 44,62 -172,4 0,00 -21,04 0,00
TOTAL 19737 655 19839 641 -101 14,61 -0,51 2,23
REAL SIMULADO DIFERENCIAS % DIFERENCIA
Error < 5%
-
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4.4. Prediccin del Comportamiento Futuro
Para la fase de prediccin del comportamiento futuro del yacimiento se establecieron
las siguientes consideraciones iniciales: Se evaluaron inicialmente los escenarios de compresin vigentes en el Plan
de Negocios aprobado para la Licencia de QQ Gas para el mantenimiento de
un plateau de produccin de 280 MMPCND.
Alta @ 1000 lpc
Media @ 450 lpc
Baja @ 60 lpc
Se ejecutaron pruebas multitasas y se actualizaron los anlisis nodales y lascurvas VLP (Vertical Lift Performance) de los pozos.
Se calibr el modelo ajustando los ndices de Productividad por pozo para
reproducir las medidas de produccin (Q gas y THP).
El control de la produccin se realiza en base a la presin de cabezal (THP)
para el mejor diseo de los requerimientos de compresin.
Se incluye en el ao 2010 los workover de los pozos QQ-678, QQ-640 y QQ-
648.
Se evaluaron escenarios de compresin diferentes a los incluidos en el Plan
de Desarrollo, ya que los resultados de la evaluacin econmica del escenario
de compresin a 60 lpc indican que el proyecto destruye valor a la empresa
dado que las inversiones requeridas son muy elevadas en comparacin con el
recobro adicional estimado. Estos escenarios de compresin fueron
determinados en funcin de las caractersticas de los esquemas de
compresin actualmente instalados en el campo: Succin a 1000 lpc y succin
a 450 lpc.
Se consult con la empresa fabricante de los compresores de media ya instalados
(450 lpc), sobre las condiciones mnimas a las que pueden ser operados actualmente
o sobre posibles modificaciones para minimizar la presin de succin. Como
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respuesta se obtuvo que en las condiciones actuales se puede disminuir la presin
de succin pero en consecuencia dismimuye el caudal mximo de gas que pueden
manejar. En la Tabla 6 se muestran las distintas condiciones de operacin de los
equipos existentes.
Tabla 6.Condiciones de Operacin del Compresor de Media Instalado
Presin de
Succin (lpc)
Caudal de Gas
Mximo
(MMPCND)
Observaciones
450 280 Actualmente instalado
250 160 Slo requiere ajuste de caudal
200 140 Slo requiere ajuste de caudal
120 136 Requiere modificacin de los cilindros del
compresor
Se realizaron corridas de prediccin con todos estos escenarios anteriores y se
compararon los recobros obtenidos al final del periodo del contrato de operacin del
campo.
En la Tabla 7se comparan los recobros para los escenarios evaluados y en la Fig.
48se muestran los perfiles de produccin para todos los escenarios.
Tabla 7.Produccin acumulada de Gas a 03/2026
Presin de
Succin (lpc)
Caudal de Gas
Mximo (MMPCND) Fecha de Inicio
Recobro de 01-2010
A 03-2026 (MMMPCN)
450 280 Julio 2011 65160 280 Mayo 2012 811
250 160 Marzo 2014 768
200 140 Marzo 2014 789
120 136 Marzo 2014 813
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0
50
100
150
200
250
300
2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 202
AO
TASA
DEGAS(MM
PCND)
Gp = 811
Gp = 651
Gp = 768
Gp = 789
07/2011: INICIO MEDIA (450 LPC)4 MQUINAS * 70 MMPCND
BAJA PRESIN:60 LPC = caudal mximo desde mayo 2012250 LPC= caudal inicial @ 160 MMPCND en 03/2014250 LPC= caudal inicial @ 140 MMPCND en 03/2014120 LPC= caudal inicial @ 136 MMPCND en 03/2014
PDN
ALTA
MEDIA
BAJA 60
BAJA 250
BAJA 200
BAJA 120 Gp = 813
Fig. 48.Perfiles de Produccin para los diferentes escenarios de compresin
De los escenarios evaluados se puede observar que se pueden obtener excelentes
recobros manejando la compresin a 120 lpc, con un mnimo de inversin para
adecuar las facilidades existentes. El escenario de compresin a 60 Lpc involucrauna inversin muy elevada en plantas de compresin adicionales que no es
justificada con un mayor recobro, por lo que se estara destruyendo el valor del
activo. La nica ventaja de este escenario es la disponibilidad de mayores caudales
de gas para los aos ms actuales en los que la demanda del mercado es muy alta,
sin embargo, en el mediano plazo afecta la economa del proyecto y no se justifica su
implementacin.
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5. CONCLUSIONES
Se construy un nuevo modelo esttico y dinmico que representa ms
realsticamente el comportamiento del yacimiento dinmico delyacimiento.
Se mejora la caracterizacin con la incorporacin del sistema
naturalmente fracturado y describiendo el gas condensado a travs de
la EOS y detallando la variacin de la composicin de los fluidos con la
profundidad.
La ejecucin de las pruebas multitasa permiti la mejor calibracin de
las curvas de levantamiento vertical de los pozos. Este parmetro es
muy importante para el diseo de las facilidades de superficie y la mejor
estimacin de las prdidas de carga desde el cabezal de los pozos
hasta las facilidades de superficie.
Es posible adoptar un esquema de compresin futura que permita
cumplir los compromisos de produccin minimizando las inversiones y
maximizando el valor del activo.
Todos los escenarios evaluados permiten obtener un recobro superior
al propuesto para el Plan de Desarrollo Oficial Aprobado.
El cambio a media presin se requiere a partir de Julio de 2011.
Para el caso de mxima produccin la compresin a 60 lpc debe
iniciarse en Mayo del 2012 y el Plateau de produccin de 280
MMPCND slo se extiende un ao.
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Los escenarios de compresin ms baja (60 Y 120 LPC) son los que
permiten el mximo recobro (811-813 MMMPCN), resultando ms
beneficioso el escenario de 120 lpc porque involucra una mnima
inversin para efectuar modificaciones sobre las facilidades existentes.
A pesar de que el modelo construido es mucho ms adecuado para
reproducir el comportamiento dinmico del yacimiento, an se requiere
la ejecucin de estudios adicionales antes de efectuar mayores
inversiones. Entre dichos estudios est la evolucin de las propiedades
de las fracturas en la medida que declina la presin del yacimiento, ya
que si las fracturas tienden a cerrarse se vera afectada la productividadde los pozos y el recobro de las reservas del yacimiento.
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6. RECOMENDACIONES
Realizar los estudios geomecnicos necesarios para evaluar el
comportamiento de las fracturas en la medida que declina la presin delyacimiento y modelar este comportamiento con softwares
especializados, tales como Vissage.
Determinar con mayor presicin los escenarios de produccin posibles
basados en los rangos de operacin mximo y mnimo de cada uno de
los compresores del sistema y basados en anlisis de disponibilidad
para el clculo ms preciso de los recobros a obtenerse en los trminosdel contrato de operacin.
Realizar las evaluaciones econmicas para cada escenario de
produccin y seleccionar el ms adecuado en trminos de rentabilidad
y estrategia.
Continuar el monitoreo de la productividad de los pozos ejecutando las
pruebas multitasas y actualizando las curvas de levantamiento vertical
de los pozos.