Análisis de un sistema yacimiento

Un sistema yacimiento es un sistema agua-hidrocarburos contenido en los poros de una unidad de roca y está compuesto por:

• Yacimiento: es una roca porosa y permeable saturada con petróleo o gas en equilibrio de presión de flotabilidad con un nivel de agua libre (presión de flotabilidad cero), el cual está ubicado hacia la base de la columna de hidrocarburos y la zona de transición. Tiene uno o más tanques y se localiza por debajo de un sello. Por encima del nivel de agua se produce agua, hidrocarburo y agua o sólo hidrocarburo durante las pruebas d producción. La relación de porosidad y permeabilidad nos la determina un cambio en la textura de las rocas, la cual es producida por variaciones en los niveles de energía, lo que nos indica que ha ocurrido una evolución en el ambiente en que se están produciendo los cambios.

• Zona de transición: es el intervalo de roca que separa al yacimiento del acuífero, y tiene una saturación de agua menor al 100%. Se forma como resultado de la pérdida de presión de flotabilidad en la fase de hidrocarburo. Su espesor está determinado por el diámetro de la garganta de poro y densidades de sus fluidos. Generalmente produce hidrocarburos y agua en una prueba de producción.

• Acuífero: es una roca porosa y permeable saturada 100% con agua. Tiene uno o más tanques que pueden o no estar compartidos con el yacimiento.

Una zona consumida (waste zone) que puede localizarse en el tope del yacimiento, justo debajo del sello, si hay una disminución en el tamaño de la garganta del poro en el yacimiento. Generalmente produce agua e hidrocarburos en una prueba de producción.

Para el análisis de un sistema de yacimiento se siguen una serie de pasos de manera sincronizada. Entre estos están:

Paso 1: Seleccionar uno o varios pozos claves para un análisis petrofísico detallado
Se selecciona uno o varios pozos que posean la mayor data posible, es decir, con características litológicas muy representativas, información de interés q se pueda utilizar para correlacionar con pozos vecinos para realizar un buen análisis del sistema.

Paso 2: Subdividir el yacimiento en los pozos claves en unidades de flujo.
Una unidad de flujo es una subdivisión del yacimiento definida en base a la similitud de los poros (porosidad). Estas se definen por características petrofísicas, como características de registros distintivas y relaciones porosidad- permeabilidad, y se delimitan subdividiendo el pozo en intervalos de características petrofísicas uniformes, utilizando curvas de registro de pozos, gráficas de saturación de agua, datos de presión capilar, o gráficos de porosidad- permeabilidad y r-35. El rendimiento del influjo de una unidad de flujo se puede predecir de sus propiedades del sistema de poros, como tipo de poro y geometría. En una arena puedo tener más de una unidad de flujo, esto va a depender de la cantidad de relaciones distintas de poros existan en la arena.

Paso 3: Determinar el tipo de poro para cada unidad de flujo en el pozo clave usando descripciones de núcleos, análisis de secciones delgadas y SEM, análisis de porosidad/permeabilidad-r35, curva Sw vs profundidad, entre otros.
Un sistema de poros es un agregado de poros y gargantas de poros que comparten una morfología similar. Estos elementos juegan un rol en determinar la petrofísica del yacimiento y sello. La capacidad de almacenamiento de una roca está controlada por el tamaño, forma y número de poros. Las típicas geometrías de sistemas porales en 3-D son intergranular, intercristalina, vugular/móldica y fracturas. Los elementos críticos de la geometría de un sistema poral son:

· Forma del sistema de poros.
· Tamaños de poro y garganta de poro.
· Conectividad de poros.
· Relación de gargantas de poros a poros

Los sistemas porales son fácilmente caracterizados usando el tamaño de la garganta de poro, el cual se puede medir usando curvas de presión capilar. Una curva de presión capilar se convierte a un perfil de distribución de tamaños de gargantas de poros, y se determina un tamaño de garganta de poro que caracterice a la roca cuando se toma 35% de saturación de fase no mojante, puesto que este valor muestra una correlación estadística entre el flujo óptimo a través de las rocas y el radio de las gargantas de poros. El tamaño de puerto es el tamaño de las gargantas de poros a una saturación de 35% de la fase no mojante también se denomina r35.

Paso 4: Construir secciones de corte estratigráficas que incluyan el pozo clave. Usar un marcador de tiempo al tope del yacimiento como el datum.
Un marcador de tiempo es una línea confiable que nos correlaciona pozos según su bioestratigrafía, la cual, gracias a los fósiles, correlaciona dos unidades estratigráficas separadas en el espacio; es decir, establece la equivalencia cronológica. Cualquier ambiente que posea baja energía, podría ser un buen marcador puesto que las características que presentaría serían distintas a las del yacimiento.
Un corte estratigráfico es aquel en donde se observan la posición de cada estrato, su forma, espesor, tamaño y litología, a demás tiene incluidos las zonas de hidrocarburos presentes en dicho pozo clave.

Paso 5: Subdividir el intervalo de yacimiento de cada pozo en unidades de flujo.
De igual manera que en el paso 2, con dicha información, se procede a dividir al yacimiento en intervalos, es decir, que todas las unidades de flujo existentes se les realiza una especie de clasificación, en donde dicha clasificación caracteriza al yacimiento.

Paso 6: Correlacionar unidades de flujo entre pozos y subdividir el yacimiento en tanques al determinar cuáles unidades de flujo interactúan durante el drenaje.
Un tanque es una subdivisión del sistema yacimiento que consiste de un sistema poral, compuesto por una o más unidades de flujo que responden como una unidad cuando el fluido es extraído. Los tanques se definen al correlacionar unidades de flujos entre pozos. Los límites entre los tanques se ubican donde el flujo diverge dentro de una misma unidad de flujo compartida por dos tanques.
Debido a que los tanques se definen mediante sistemas porales y estos a su vez según las unidades de flujo, con la información suministrada por todo lo planteado en el paso 2 y 3, se procede a realizar una correlación de unidades de flujos entre pozos que intervienen durante el drenaje.

Paso 7: Determinar el volumen de hidrocarburos al cuantificar el volumen de aporte por unidad de flujo para cada tanque.
Este volumen de hidrocarburo se podría cuantificar, se debe tener bien delimitado al yacimiento, como también conocer todas sus dimensiones. Una manera de plantear un volumen subjetivo sería trazando una envolvente que delimite un área con los pozos que pertenecen al campo y con una suma de las arenas netas petrolíferas se obtendrían los espesores y se podría conseguir un volumen, pero al utilizar esta manera seria muy empírica y poco sustentable. Pero gracias a las tecnologías presentes hoy en dia (simulación de yacimientos), las cuales nos ahorran mucho trabajo.

Paso 8: Predecir el rendimiento en términos de cantidad de recobro y tiempo al incorporar al análisis superior las propiedades de fluidos esperadas y el mecanismo de empuje. Las predicciones deben comparar al pozo con rendimientos de sistemas yacimiento análogos.

El mecanismo de empuje del yacimiento es aquel que aporta energía que mueve el hidrocarburo localizado en un tanque del yacimiento hacia el pozo mientras es extraído. Existen distintos tipos de mecanismo de empuje:

• Empuje de agua.
• Expansión de gas.
• Gas en solución.
• Empuje de la roca.
• Segregación gravitacional.

Normalmente prevalece un tipo de empuje, aunque pueden ocurrir diferentes tipos de combinaciones de empujes. Un análisis de la forma de las curvas de declinación de producción proporciona una buena indicación del mecanismo de empuje dominante.
Se puede predecir el tipo de empuje analizando el sistema yacimiento de un prospecto y las características de historias de producción de yacimientos similares cercanos. El análisis de yacimientos incluye hacer secciones de corte, mapas estructurales e isópacos.
Otra de las manera de predecir el rendimiento en cuanto al mecanismo de empuje que está actuando en el sistema yacimiento en estudio, es por analogía.

Finalmente se puede decir que para realizar un buen análisis de un sistema yacimiento hacen falta saber conceptos básicos como que es un sistema yacimiento y sus partes, así como que información importante se necesita a la hora de realizar cada unos de los pasos del análisis, ya que no sólo basta con tener un mapa estructural y uno de cortes estratigráficos, también se deben obtener datos petrofísicos, perfiles eléctricos, sísmicos y otras herramientas que nos den la información del subsuelo adecuada para poder plantear los estudios requeridos. Además se necesita tener una buena delimitación areal para saber hasta dónde llega la extensión de la relación porosidad-permeabilidad que viene dada por los cambios texturales, ocasionados por las variaciones en la energía, lo que hace que la estructura rocosa muestre una evolución, convirtiéndose en un buen espacio para ser yacimiento.