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Universidad Nacional de Ingeniería Facultad de Petroleo 1N17t OCEB ESPACIAMIENTO EN1RE POZOS EN LA FORMACION MOGOLLON YACIMIENTO BALLENA TESIS Para Optar El Título Profesional De INGENIERO DE PETROLEO William R. Navarro Cornejo PROMOCION 1981 1 LIMA PERU 1987

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  • Universidad Nacional de Ingeniera Facultad de Petroleo

    1N17t OCEB

    ESPACIAMIENTO EN1RE POZOS EN LA FORMACION MOGOLLON YACIMIENTO

    BALLENA

    TESIS

    Para Optar El Ttulo Profesional De INGENIERO DE PETROLEO

    William R. Navarro Cornejo PROMOCION 1981 1

    LIMA PERU 1987

  • ESPACIAMIENTO ENTRE POZOS EN LA FORMACION MOGOLLON

    YACIMIENTO BALLENA

    CONTENIDO

    1. INTRODUCCION

    2. LA FORMACION MOGOLLON EN EL YACIMIENTO BALLENA NOROESTE DEL PERU

    2.1 Geologa Regional

    Marco Geolgico, Estratigrafa, Estructura, Evolucin Geolgica

    2.2 Descripcin del Reservorio Mogolln

    2.2.1 Geologa

    2.2.2 Caractersticas del Reservorio

    2.3 Historia Productiva

    2.3.1 Completacin

    2.3.2 Produccin

    2.3.3 Presiones

    3. METODOLOGIA PARA OPTIMAR EL ESPACIAMIENTO ENTRE POZOS

    3.1 Factores que Intervienen en el Espaciamiento de Pozos

  • 3.1.1 Factores Geolgicos

    . Tamao y forma del yacimiento

    . Espesor de la arena productiva

    . Heterogeneidad

    . La Trampa

    3.1.2 Factores de Reservorio

    . Porosidad, permeabilidad, permeabilidad relativa

    . Fluidos contenidos en el Reservorio

    . Presin Capilar

    . Contactos de Fluidos

    3.1.3 Factores Asociados a la Produccin

    . Rgimen de Extraccin y Consideraciones Econmicas

    . Reservas

    . Area y Volumen de Drenaje

    . Presiones Dinmica

    . Interferencia de Pozos

    3.2 Descripcin del Mtodo Propuesto

    3.2.1 Asunciones y Datos Bsicos

    3.2.2 Modelo Propuesto

    4. APLICACION DEL METODO AL YACIMIENTO BALLENA

    4.1 Evaluacin de Reservas

    4.2 Caudal Inicial y Curvas Tipo de Produccin

  • 4.3 Economa

    4.3.1 Definiciones Previas

    4.3.2 Parmetros Econmicos Utilizados

    4.3.3 Evaluaciones Econmicas

    5. CONCLUSIONES

    6. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

    7. TABLAS

    8. FIGURAS

  • 1.

    INTRODUCCION

    El yacimiento Ballena cuya produccin de petrleo proviene de las

    formaciones Mogolln,

    Ostrea,

    Echino,

    Hlico

    del Terciario, se en-

    cuentra ubicado en el Noroeste del Per, en la provincia de Talara,

    Departamento de

    Piura.

    Se halla comprendido entre las coordenadas N

    1619000-1622000 y E 1144000-1147500, cubriendo un rea de 3,500

    acres, de los cuales se han desarrollado 2,500. La mayor produccin

    proviene de la formacin Mogolln que ha acumulado 3.8

    MMB1s.

    de pe-

    trleo a travs de 36 pozos perforados a un

    espaciamiento

    entre 40 y

    70 acres.

    El

    espaciamiento

    entre pozos productores de petrleo en Noroeste del

    Per, particularmente en el rea de Ballena, es un aspecto crtico en

    la explotacin racional de yacimientos y su

    optimacin

    debe estar ba-

    sada en consideraciones tcnicas y econmicas.

    Las consideraciones tcnicas estn relacionadas con la magnitud de

    las reservas y el conocimiento de las variaciones espaciales de las

    caractersticas de los

    reservorios,

    por lo que resulta necesaria la

    perforacin de varios pozos, a fin de obtener informacin confiable

    de los fluidos y de la geometra y caractersticas de la roca

    reser-

    vorio.

    Las consideraciones econmicas se refieren al precio, costo y

    demanda de hidrocarburos.

  • - 2 -

    En el Noroeste del Per se han publicado pocos trabajos acerca del

    espaciamiento entre pozos. En uno de estos trabajos, efectuado en el

    rea de operaciones costafuera (1)

    , se ha asumido que la determina-

    cin del espaciamiento entre pozos es principalmente un problema eco-

    nmico y se ha desarrollado un mtodo para maximizar el Valor Actual

    Neto de proyectos de desarrollo, en funcin del espaciamiento, mante-

    niendo constantes el factor de recuperacin y las caractersticas de

    las curvas de declinacin.

    En la mayora de los casos, los resultados de las evaluaciones econ-

    micas efectuadas solamente con este enfoque, proporcionan una idea

    posterior del espaciamiento que habra sido conveniente utilizar, ya

    que generalmente se obtienen cuando los yacimientos han sido desa-

    rrollados casi totalmente. Debido a tales circunstancias, no siempre

    es posible conciliar la ubicacin real de los pozos perforados con la

    red de espaciamiento ptimo. Sin embargo, los resultados siempre son

    de utilidad, puesto que permiten determinar cuando menos, el nmero

    de pozos necesarios para explotar el yacimiento y calcular el nmero

    adicional de pozos, en caso de ser necesarios, para producir el resto

    de petrleo recuperable.

    Este trabajo presenta una modificacin que generaliza el mtodo ante-

    rior, considerando tanto los aspectos econmicos como tcnicos de la

    explotacin de yacimientos, y se propone un procedimiento para deter-

    minar el espaciamiento ptimo entre pozos en el yacimiento Ballena,

  • 3

    formacin Mogolln. El mtodo propuesto implica incorporar en el mo-

    delo econmico los parmetros de las curvas de declinacin tpicas y

    la variacin del factor de recuperacin con el espaciamiento,

    estima-

    dos a partir del comportamiento productivo de los bloques desarrolla-

    dos en reas vecinas.

    An cuando en este trabajo se presenta la aplicacin del mtodo en el

    yacimiento Ballena, hay suficiente razn para afirmar que puede ser

    usado en otras reas y formaciones del Noroeste

    del Per.

    Durante la realizacin del presente trabajo se cont con la colabora-

    cin de varias personas, a quienes expreso mi reconocimiento: Al

    Ing. Jos Sierra, por su asesoramiento y aporte de ideas; al

    Ing. Ma-

    nuel Cceres, por su revisin y discusin del mtodo y resultados>

    al

    Ing. Adrin

    Montoya, por los comentarios y revisin de la parte

    geo-

    lgica; y en especial al personal de Ingeniera de Petrleo de Petr-

    leos del Per.

  • - 4 --

    2. EL YACIMIENTO BALLENA DEL NOROESTE DEL PERU

    El yacimiento Ballena est ubicado en el Noroeste del Per, en la

    provincia de Talara, Departamento de Piura. Se halla comprendido en-

    tre los kilmetros cuadrados N-30, N-28, L-29 y L-28 del sistema de

    coordenadas locales (Figura N 1).

    El campo fue descubierto en el ao 1925, perforndose por las forma-

    ciones superficiales; a la fecha se han perforado 148 pozos hasta una

    profundidad mxima de 9000 pies. Actualmente produce 1100 BOPD.

    Geogrficamente el yacimiento Ballena se ubica en el rea El Alto, en

    la faja de terreno entre los cerros Amotape

    y el Ocano Pacfico, la

    que est formada por terrazas de origen marino conocidas en la regin

    con el nombre de "Tablazos", los cuales se extienden por toda la cos-

    ta norte del pas en tres niveles principales. Los cerros Amotape,

    situados al este del rea con una elevacin mxima de 710 metros,

    constituyen el accidente topogrfico ms importante de la regin.

    El clima es caluroso y seco, correspondiente a una zona desrtica.

    Las lluvias son espordicas, presentndose siempre entre los meses de

    Marzo y Abril. El verano es muy caluroso y con un rgimen de vientos

    tranquilos y el invierno es templado, caracterizndose por los vien-

    tos intensos del suroeste.

  • 5

    El desarrollo industrial en esta parte de la costa norte est princi-

    palmente relacionado con la explotacin del petrleo y en una pequea

    escala con la industria pesquera.

    La ciudad ms cercana al yacimiento es El Alto, siendo la ms impor-

    tante de Talara, capital de la provincia del mismo nombre. Todos los

    campos petrolferos del noroeste del Per cuentan con una red densa

    de carreteras en servicio, que facilitan enormemente la accesibilidad

    a cualquier lugar de la regin.

    2.1 Geologa Regional

    Geolgicamente el yacimiento Ballena se encuentra ubicado en la

    Cuenca Talara, que junto con las cuencas Progreso al norte y Se-

    chura al sur, constituyen una unidad geotectnica denominada

    Zcalo de la Costa.

    El Zcalo de la Costa es un tipo de plataforma costanera mvil,

    la que a travs del tiempo geolgico ha estado unas veces sumer-

    gida constituyendo lugar de sedimentacin y otras, emergida

    estando sujeta a fallamiento y erosin (Montoya A., 1986).

    Los sedimentos de la Cuenca Talara son de edad cretcea y ter-

    ciaria, alcanzan un espesor de ms de 20,000 pies y se han depo-

    sitado en discordancia angular sobre rocas de edad paleozoica,

    al que se considera como "Basamento" de la regin.

  • - 6

    -

    La secuencia estratigrfica

    presente en la Cuenca Talara est

    bien determinada y comprende formaciones cuya edad abarca desde

    el paleozoico al reciente, con varias discordancias entre

    ellas. La edad, relaciones y caractersticas estratigrficas

    de

    estas formaciones son, en general bien conocidas.

    Litolgicamente la secuencia

    estratigrfica de la Cuenca Talara

    consiste de sedimentos marinos y fluvio-deltaicos

    clsticos que

    vienen desde calizas hasta conglomerados en todos los rangos in-

    termedios.

    Los sedimentos del paleozoico presentan metamorfismo incipiente

    y se encuentran de moderada a intensamente fracturados (porosi-

    dad secundaria), mientras que los del cretceo y terciario pre-

    sentan porosidad primaria y a menudo tambin porosidad

    secundaria de fracturas (en calizas,, areniscas y conglomerados

    bien compactados).

    El rasgo estructural predominante en el Zcalo de la Costa del

    noroeste -del Per es el intenso fallamiento

    normal en bloques,

    como resultado de esfuerzos tectnicos tensionales

    a que ha es-

    tado sometida el rea, principalmente durante la Orogenia Andi-

    na, desde mediados del Cretceo hasta el Plioceno.

  • - 7 -

    Este fallamiento normal ha dado lugar a grandes contrastes es-

    tructurales con reas relativamente levantadas, denominadas

    "Altos" y reas negativas denominadas "Artesa". Ambas tienen un

    eje principal con direccin general Este-Oeste y se alternan su-

    cesivamente en direccin Norte-Sur.

    Localmente el fallamiento normal delimita el rea de los yaci-

    mientos individualizndolos de los vecinos y controlando la dis-

    tribucin de fluidos en cada uno de los reservorios presentes en

    el mismo.

    Durante el paleozoico, las aguas marinas invadieron la regin,

    principalmente en el Devnico, Missisipiano, Pensilvaniano y

    Trmico, siendo las rocas del Grupo Amotape las representantes

    de este evento. Estas rocas, posteriormente fueron expuestas a

    la erosin durante la orogenia del Paleozoico Tardo.

    En el mezosoico se depositaron las calizas Muerto-Pananga y los

    conglomerados de Sandino, las lutitas calcreas de Redondo, las

    arenas y lutitas de Monte Grande, las arenas conglomerticas de

    Ancha y las lutitas de Petacas.

    Durante el mesozoico se depositaron las arenas de la formacin

    Mesa y las lutitas de Balcones.

  • - 8 -

    A principios del Eoceno Inferior se reinicia la sedimenacin de

    los conglomerados de Basal Salina, siguiendo las lutitas de San

    Cristbal, los conglomerados y areniscas de la formacin Mogo-

    lln y las secuencias de Cerro Pardo, Cerro Tanque, Palegreda,

    Parifas y Chacra, en el sur> y Ostrea y Echino Insitu en el nor-

    te.

    En el Eoceno Medio, se depositan los sedimentos de las formacio-

    nes Talara y Pozo con algunos depsitos de Canal (Formacin B-

    lico). En el Eoceno Superior se depositan los sedimentos de las

    formaciones Verdan, Chira, Mirador, Cone hill. Durante el Pleis-

    toceno, se llev a cabo la depositacin de las terrazas marinas

    denominadas Tablazos, las cuales no muestran efecto alguno de

    fallamiento.

    2.2 Descripcin del Reservorio Mogolln

    La formacin Mogolln es uno de los principales productores de

    petrleo en el Noroeste del Per y en especial en el yacimiento

    Ballena.

    2.2.1 Geologa

    . Estructura

    El mapa de contornos estructurales, a lneas rectas,

    referido al tope de la formacin Mogolln en el rea

    EL ALTO y en el yacimiento Ballena, (Figura N 2),

  • - 9

    -

    muestra que el

    reservorio

    Mogolln est constituido

    por bloques estructurales principales, limitados por

    fallas normales. A su vez, dichos bloques se encuen-

    tran dislocados por fallas normales de carcter secun-

    dario, siendo ste el caso del bloque en estudio.

    Las fallas mayores delimitan los yacimientos indivi-

    dualizndolos y controlando la distribucin de los

    fluidos.

    Factores determinantes para este control, lo constitu-

    yen la relacin salto vertical de la falla

    vs.

    espesor

    de los

    reservorios,

    de los cuales depende que una fa-

    lla pueda comportarse como barrera de permeabilidad al

    poner en contacto un

    resevorio

    con una formacin im-

    permeable o como va de circulacin de fluidos, al co-

    municar a dos

    reservorios.

    Este hecho es de primera

    importancia al tener que considerar el rea ptima de

    drenaje para explotar un yacimiento, sobre todo si en

    l existen varios horizontes petrolferos de espesor y

    calidad diferentes entre s.

    .

    Estratigrafa

    La secuencia

    estratigrfica

    en el rea est

    representada por formaciones, cuyas edades varan

  • - 10 -

    desde el Paleozoico (formacin Amotape) hasta el re-

    ciente (formacin Tablazo). En la Figura N 3 se pre-

    senta la columna estratigrfica atravezada.

    La formacin Mogolln del Eoceno Inferior, consta de

    tres miembros importantes:

    a. Mogolln Superior

    b. Mogolln Medio

    c. Mogolln Inferior

    Dado el alto grado de redondez relativo en relacin al

    tamao de las partculas de cuarzo y al transporte re-

    lativamente corto desde su origen de procedencia, se

    puede concluir que los sedimentos de la formacin Mo-

    golln provienen de rocas pre-existentes del Paleozoi-

    co y Cretceo, es decir, que han tenido anteriormente

    por lo menos dos ciclos de sedimentacin. La direc-

    cin aproximada de aporte del material es de noreste a

    suroeste.

    . Textura

    El tamao de grano es variable, desde muy grueso a fi-

    no y de regular seleccin, principalmente con rodados

    que alcanzan de 3 a 4 cros. de espesor y areniscas de

    grano grueso con estratificacin cruzada en ngulo de

  • 45. Los espesores de los sedimentos varan de 30 a

    50 metros) las

    limolitas

    arenosas son segundas en im-

    portancia.

    .

    Roca Madre

    En relacin a la roca madre que ha aportado el petr-

    leo al

    reservorio

    Mogolln, seran los mismos estratos

    u horizontes de

    lutitas

    (Miembro Medio) de la forma-

    cin Mogolln, as como las formaciones

    Ostrea

    y San

    Cristbal, las cuales a su vez estn actuando como ro-

    ca sello.

    Indudablemente, las rocas madres de petrleo fueron

    depositadas desde el

    Pre-Cambriano

    durante los pero-

    dos de mayor

    sumergencia,

    con climatologa favorable,

    gran desarrollo de la vida animal y

    exhuberante

    creci-

    miento de las plantas.

    .

    Rocas Sellos

    Las rocas sellos del yacimiento impiden no slo el es-

    cape del petrleo y el gas, sino tambin de la masa

    inferior de agua que generalmente se encuentra presen-

    te en el yacimiento, y a travs de la cual pasaron los

    hidrocarburos para quedar encerrados dentro de la

    trampa.

  • - 12 -

    Ambiente de Deposicin (Tomado de Carozzi, A., 1975)

    La formacin Mogolln es el tipo de relleno longitudi-

    nal axial de la parte norte de la Cuenca Talara; se ha

    depositado en por lo menos cuatro sistemas yuxtapues-

    tos, que abarcan desde el medio fluvial en el norte,

    el de conos de depositacin sumergidos y finalmente

    turbiditas en el sur, pero sin un delta intermedio

    (Figura N 4).

    En el Area "El Alto" la formacin Mogolln se ha depo-

    sitado por los procesos de "redepositacin", es decir

    sedimentos que se acumularon en forma inestable en

    aguas fluviales con influencia marina de aguas poco

    profundas y fueron retrabajados o resedimentados;

    siendo los principales mecanismos de depositacin el

    flujo de escombros y flujo de granos. La produccin

    de la formacin Mogolln proviene de porosidad secun-

    daria y porosidad intergranular o primaria. Las sec-

    ciones que generan un grado ms alto de fracturas son

    las secuencias de conglomerados y areniscas conglome-

    rdicas que son ms rgidas a los esfuerzos, en cambio

    en las areniscas y limolitas el fracturamiento es

    menor.

  • - 13 -

    Litologa (Paredes, J. 1986)

    En la litologa se han determinado 3 miembros que a

    continuacin se describen y se puede observar el

    perfil tipo en la Figura N 5.

    Mogolln Superior

    Mogolln Superior muestra tres unidades bien diferen-

    ciadas por las caractersticas litolgicas y valores

    electrogrficos en los perfiles de pozos.

    Chorro Superior

    Areniscas blancas a grises de cuarzo hialino y lechoso

    de grano medio a grueso firmes, en parte friables, in-

    tercaladas con estratos delgados de lutitas abigarra-

    das (marrn, rojizas, verdosas) de textura suave, ma-

    sivas no calcreas. En el perfil elctrico muestra

    poco desarrollo de la curva del potencial espontneo.

    Chorro Inferior

    Areniscas blancas y gris verdosas de cuarzo hialino,

    lechoso y cuarcitas grano medio a grueso subredondea-

    do, friable y conglomerados de cuarzo intercalado con

    aislados estratos de lutitas abigarradas.

    Presenta mejor desarrollo de la curva S.P. en el

    perfil elctrico.

  • - 14 -

    Fuente

    Areniscas grises y gris verdosas de cuarzo, poca cuar-

    cita, de grano medio a grueso, conglomerados de cuarzo

    semi-lechoso en matriz de areniscas finas a medias con

    cemento poco calcreo delgadas intercalaciones de lu-

    titas abigarradas, firmes masivas no calcreas. La

    curva S.P. se presenta poco desarrollada en el perfil

    elctrico.

    Mogolln Medio

    Lutitas grises, oscuras y limolitas grises, con granos

    de glauconita, micromicceas compactas, masivas.

    Mogolln Inferior

    Areniscas grises de cuarzo, grano medio a grueso con

    intercalaciones de conglomerados de cuarzo hialino y

    semi-lechoso separados por capas delgadas de lutita

    abigarrada.

    La formacin Mogolln se extiende por toda el rea estu-

    diada. Las tendencias de ms alta produccin coinciden

    con la direccin de mxima energa del paleo-flujo del

    noreste a suroeste que son paralelas al eje longitudinal

    del relleno.

  • - 15

    -

    Los mximos espesores penetrados para los diferentes

    miembros en el yacimiento Ballena son:

    Mogolln Superior 120U'

    Mogolln Medio 1000'

    Mogolln Inferior 900'

    Para el bloque en estudio se perforar nicamente por Mo-

    golln Superior.

    2.2.2 Caractersticas del Reservorio

    Siendo el espesor bruto de la formacin Mogolln superior

    a los 1000', es difcil de interpretar el/los intervalos

    productores, y por lo tanto, los valores de arena neta,

    porosidad, permeabilidad y saturaciones promedios.

    De los cores continuos obtenidos en el rea, se pudo

    obtener que la porosidad de matriz vara entre 4.9 a 9.6%

    y la permeabilidad del sistema reservorio

    vara de 0.05 a

    4.2 milidarcys,

    con un promedio de 0.87 md.

    Del mismo modo de la observacin directa de los cores, se

    estim que entre el 25 y 40% de los cores, contenan

    mi-

    crofracturas, de los cuales aproximadamente la mitad de

    las fracturas estaban abiertas y el resto, rellenas de

  • - 16 -

    calcita. Se lleg a estimar que estas fracturas contri-

    buiran con aproximadamente el 0.2% del volumen bruto en

    la porosidad del reservorio. La contribucin primordial

    de las fracturas es la de incrementar la permeabilidad y

    por lo tanto, facilitar el acceso de petrleo al pozo.

    Para la evaluacin de las saturaciones de fuidos, no se

    cuenta con anlisis especiales, debido a la muy baja per-

    meabilidad observada y a la poca informacin con que se

    cuenta, razn por la cual se han tomado valores obtenidos

    en forma indirecta a travs de correlaciones de Sw vs.

    altura relativa (Figura N 6).

    . Propiedades de los Fluidos del Reservorio

    En el comienzo de la explotacin del reservorio Mogo-

    lln no se obtuvieron muestras de fluidos.

    A efecto de poder determinar las propiedades PVT de

    los fluidos, se ha utilizado la correlacin preparada

    para el rea EL ALZO (Chira P., Navarro W., 1986).

    Estos valores se pueden observar en las Figuras 7 y 8.

    2.3 Historia Productiva

    La formacin Mogolln es altamente productiva en el Noroeste del

    Per. La produccin total acumulada en las reas operadas por

  • - 17 -

    PetroPer en el Noroeste es de 920 MMB1s. al 31.12.85, de los

    cuales 122 MMB1s. corresponden a la produccin de la formacin

    Mogolln.

    En el Area Lima esta participacin es mayor; con una produccin

    acumulada de 8.3 MMB1s. de los 54 MMB1s. producidos en dicha rea.

    Las reservas remanentes en el Area Lima son del orden de 39

    MMB1s. para la formacin Mogolln.

    En el yacimiento Ballena, la produccin acumulada al 31.12.85 es

    de 6.2 MMB1s., de los cuales 3.8 MMB1s. pertenecen a la forma-

    cin Mogolln.

    En los yacimientos Pesa Negra y Verde, al oeste del yacimiento

    Ballena, la recuperacin final por pozo es de 150 MB1s., a un

    espaciamiento promedio de 48 acres; hacia el sur en el yacimien-

    to Central, la formacin Mogolln an no ha sido muy bien eva-

    luada. Actualmente en este yacimiento se est efectuando un

    proyecto de inyeccin de agua en las formaciones Echino-Hlico.

    http://MMB1s.alhttp://MMB1s.al

  • - 18 -

    Por el este se encuentran los yacimientos Somatito-Zapotal, cuya

    recuperacin final es de 160 MB1s., en promedio por pozo, a un

    espaciamiento de 45 acres.

    Por lo tanto, el potencial productivo promedio de la formacin

    Mogolln es bastante similar en toda el rea denominada EL AL-

    TO. El comportamiento productivo tambin es similar en toda el

    rea, teniendo un desarrollo de la curva de produccin acumulada

    del tipo hiperblico en los primeros seis meses a un ao y luego

    exponencial; sto probablemente se deba al fracturamiento que es

    necesario realizar, para obtener produccin comercial.

    2.3.1 Completacin

    En el yacimiento Ballena, los primeros pozos fueron per-

    forados a cable por las formaciones superficiales (Lchi-

    no-Blico), a una profundidad promedia de 3500', siendo

    completados con laina preperforada. Estos pozos fueron

    producidos desde el inicio de su vida productiva con uni-

    dad de levantamieto artificial (bombeo mecnico y gas

    lift).

    Posteriormente el sistema de perforacin fue generalizado

    mediante perforacin rotaria, utilizando un peso de lodo

    entre 10.5 y 13.5 lb/gal. para la formacin Mogolln.

  • -

    19

    -

    Para completar el pozo se utilizaba casing corrido de 4

    1/2", llegando a estandarizar posteriormente a 5 1/2".

    Para la apertura a produccin se utilizaron balas con una

    densidad de 1 a 2 tiros por pie; con el advenimiento de

    la

    estimulacin

    mediante

    fracturamiento,

    esta apertura

    cambi, debido a que se utiliz la tcnica de entrada li-

    mitada, donde por aproximadamente 200' de arena bruta se

    baleaba con 16 a 30 balas, el cual era estimulado a un

    caudal de 12

    -

    16

    BPM.

    Actualmente, el pozo es completado mediante

    baleo-fract;

    se utiliza de 20-30 jets de 1/2" por etapa (aproximada-

    mente 150' de arena bruta), estimulando mediante

    fractu-

    ramiento

    hidrulico a un caudal de 25-34

    BPM

    con aproxi-

    madamente 500

    Bls.

    de crudo por etapa.

    Los primeros pozos perforados en el rea por la formacin

    Mogolln fueron los pozos exploratorios 1133, 1690, 1700

    entre los aos 1955

    -

    1967, a partir de los cuales se de-

    sarroll el campo mediante la perforacin de 33 pozos

    adicionales a un

    espaciamiento

    variable

    entr

    40 y 70

    acres.

  • - 20

    -

    El bloque en estudio fue descubierto por el pozo explora-

    torio 5705 que encontr un nivel de saturacin de agua a

    -6830' y con una baja productividad de la formacin Mogo-

    lln (produccin inicial 70 x 23 x 24 hrs.

    x 1/4" ST),

    lo

    cual no permiti continuar con el desarrollo del bloque.

    Una posterior reinterpretacin

    geolgica permiti la per-

    foracin del pozo 6767 (ao 1985) que confirm el poten-

    cial productivo del bloque (produccin inicial 159 x 5 x

    24 hrs.

    x 1/4"), permitiendo una revisin estructural y

    estratigrfica del bloque.

    2.3.2 Produccin

    El acumulado total al 31.12.85 por la formacin Mogolln

    es de 3'800,000 Bls.

    correspondiente a 36 pozos. La re-

    cuperacin final estimada por pozo a un espaciamiento

    de

    40 acres es de 70,000 Bls.

    y para uno de 70 acres es de

    140,000.

    La mxima produccin acumulada de un pozo es de 283,000

    Bis. y la mnima de 26,250

    Bls.

    En las Figuras 9 al 14 se puede observar el comportamien-

    to productivo para tres pozos que se encuentran dentro

    del bloque en estudio.

  • 21 -

    La recuperacin final estimada, mediante la extrapolacin

    de las curvas de caudal de produccin (BOPD) vs. tiempo y

    y caudal de produccin (BOPD) vs. acumulado por pozo, pa-

    ra el yacimiento es de 3'950,000 Bls., lo cual correspon-

    de a un factor de recuperacin del 8%.

    2.3.3 Presiones

    En los pozos perforados en el rea, se han tomado nica-

    mente cuatro pruebas de presin de fondo de cuyo anlisis

    se ha calculado que la presin original del reservorio

    sera de 2842 psi a -6800'.

    La presin de burbuja obtenida a travs de las correla-

    ciones es de 1634 psi, lo cual nos indica que el reservo-

    rio estuvo originalmente sobre la presin de burbuja.

    La ltima presin de fondo registrada da una presin ac-

    tual de 1560 psi a -6800', lo cual indica un grado de de-

    pletacin de 45% en la zona de mayor densidad de pozos.

    En el bloque en estudio, la presin registrada en el l-

    timo pozo perforado fue de 2205 psi a -6800'.

  • - 22 -

    3. METODOLOGIA PARA OPTIMAR EL ESPACIAMIENTO ENTRE POZOS

    Para el propsito del presente estudio el espaciamiento se define co-

    mo el nmero de acres drenado por pozo al lmite econmico. Esta

    rea de drenaje se ir incrementando conforme transcurra el tiempo.

    Los arreglos ms comunes en el desarrollo primario son:

    Arreglo Uniforme El arreglo uniforme de puntos de drenaje en un

    yacimiento permite un drenaje uniforme y por tanto, es aplicable en

    yacimientos cuyos mecanismos de produccin predominantes sean el de

    impulsin por gas en solucin.

    El arreglo uniforme puede efectuarse siguiendo dos modelos geomtri-

    cos: el rectangular y el triangular, cuyos puntos quedan distanciados

    uniformemente entre s, con el objeto de que todas las partes del ya-

    cimiento resulten igualmente drenadas por los pozos productores.

    Arreglo Cuadrado: En el arreglo cuadrado, los pozos se localizan en

    los nudos de una red, cuyas lneas se cortan entre s en ngulo de

    900 formando cuadrados. Las reas de drenaje de los pozos son tam-

    bin cuadrados con lados iguales a la distancia entre los pozos. Es-

    te arreglo permite aumentar o disminuir la densidad de los pozos se-

    gn las necesidades de puntos de drenaje. Si se localizan pozos adi-

    cionales en los centros de los cuadrados, por ejemplo> se reduce

  • - 23 -

    el rea de drenaje y el espacio entre pozos. Este arreglo rectangu-

    lar interespaciado es conocido como el "cinco-puntos".

    Arreglo Triangular: En el arreglo triangular equiltero, los pozos

    se localizan en los nudos de una red, cuyas lneas se cruzan en ngu-

    los de 60 formando tringulos equilteros y hexgonos regulares. El

    rea de drenaje asociada a cada pozo es un hexgono regular, cuyos

    lados se construyen uniendo los centros de los tringulos equilte-

    ros. Este arreglo triangular tambin se conoce como "siete-puntos",

    ya que seis pozos se localizan en los vrtices de un hexgono regular

    y un sptimo pozo se localiza en el centro del mismo hexgono. El

    arreglo triangular tambin permite aumentar o disminuir la densidad

    de los puntos de drenaje. Si se duplica el espacio de los pozos, se

    cuadruplica el rea de drenaje, respectivamente.

    3.1 Factores que Intervienen en el Espaciamiento de Pozos

    La planificacin necesaria para determinar el espaciamiento en-

    tre pozos en un reservorio de petrleo est supeditado a tres

    factores tcnicos: geolgico, reservorios y factores asociados a

    la produccin.

    Los puntos ms extremos de captacin del petrleo producido,

    define su volumen de drenaje; sin embargo, cuando el espesor y

    las otras propiedades de la roca reservorio son uniformes, dicho

    volumen se puede expresar como rea de drenaje.

  • - 24 -

    La magnitud del drenaje est influenciado por dos tipos de fac-

    toress

    Factores del reservorio, permeabilidad, porosidad,

    tamao, forma y continuidad de la roca reservorio y

    agua asociada al petrleo.

    Factores de produccin, caudal de los pozos y el

    espaciamiento.

    En el caso ptimo de espaciamiento entre pozos debe guardar una

    estrecha relacin con el rea de drenaje, de tal modo que se

    pueda drenar el reservorio en forma eficiente tcnica y econmi-

    camente.

    Los factores que a continuacin se indican se encuentran ntima-

    mente ligados, por lo que se indica en forma simple, la influen-

    cia del factor considerando el resto de propiedades constantes.

    3.1.1 Factores Geolgicos

    Tamao y Forma del Yacimiento

    El tamao del reservorio nos proporciona el rea a

    desarrollar y en combinacin con el espesor nos

    proporcionar el petrleo insitu.

  • - 25 -

    La forma del yacimiento nos indicar el tipo de arre-

    glo que se podr aplicar para extraer dichas reservas,

    es decir, el arreglo ptimo que permita un mejor dre-

    naje.

    Esta localizacin apropiada de los pozos de produccin

    es un factor muy importante, debido fundamentalmente

    al hecho de que en realidad los yacimientos de hidro-

    carburos no poseen una continuidad perfecta, ni pro-

    piedades fsicas distribuidas uniformemente-, por tan-

    to, es importante obtener la mayor cantidad de infor-

    macin con el objeto de conocer mejor la geometra del

    yacimiento.

    . Espesor de la Arena Productiva

    Hay una relacin estrecha entre el espesor de la arena

    petrolfera y la recuperacin de hidrocarburos. Cuan-

    to ms potente es una arena, la recuperacin es mayor,

    an cuando puede existir que las diferentes partes de

    la misma arena puede tener diferentes factores de pro-

    ductividad, debido a cambios en porosidad y textura.

    Luego cuando se tengan espesores potentes, es conve-

    niente perforar a menor espaciamiento.

  • - 26 -

    Si la arena es de grano fino y el crudo pesado o vis-

    coso, los pozos deben tener el mnimo espaciamiento,

    inversamente si la arena es porosa, el petrleo no es

    viscoso y hay bastante presin de gas, el espaciamien-

    to debe ser mayor.

    Para un espesor potente de arena neta es conveniente

    perforar a menor espaciamiento, a fin de drenar efi-

    cientemente el reservorio; y cuando el reservorio tie-

    ne un espesor pequeo se debe perforar a un espacia-

    miento mayor.

    heterogeneidad

    Tcnicamente ninguna roca debera ser llamada "unifor-

    me", en la prctica sin embargo, las rocas reservorio

    han llegado a ser conocidas como tal, de modo relativo

    debido a que el espacio poroso vara muy poco en tama-

    o y generalmente estn interconectados.

    El grado en el cual la roca reservorio es uniforme in-

    fluencia en la relacin en la cual el petrleo puede

    ser desplazado eficientemente desde la roca.

    Estratificaciones excesivas de la roca reservorio ori-

    ginan el desplazamiento de fluidos ms susceptibles a

  • - 27 -

    digitaciones; a lo largo de permeabilidades altas

    movindose rpidamente hacia el pozo, dependiendo del

    espesor.

    Todas las rocas porosas que tienen petrleo, muestran

    variacin en el tamao y la forma de los espacios po-

    rosos. Posteriormente, estas variaciones controlarn

    el grado de recuperacin de petrleo de las rocas.

    Bajo el proceso de desplazamiento por gas, el gas ten-

    der a moverse ms fcilmente a travs de los canales

    porosos grandes, debido a su baja viscosidad y gran

    movilidad. Cuando el gas se mueve a travs de la are-

    na, gran parte del petrleo residual tender a perma-

    necer en los canales porosos de baja permeabilidad.

    La roca reservorio puede existir como capas sucesivas,

    cada una de las cuales tal vez sea relativamente uni-

    forme, pero puede haber variaciones de permeabilidad y

    de otras caractersticas entre las capas. La no uni-

    formidad puede ser lateral (sto es, no continuo), de-

    bido a que la roca en un rea tiene diferentes propie-

    dades que la roca entre otras reas en una misma ca-

    pa. Estas variaciones laterales pueden existir dentro

    de grandes reas particulares comprendidas dentro del

    reservorio o como pequeos lentes numerosos encerrados

  • - 28 -

    por roca de diferente permeabilidad o por lutitas sn

    permeabilidad. Esta no uniformidad se debe a la forma

    cmo se depositaron los sedimentos y al medio ambiente

    reinante durante la historia geolgica.

    Para reservorios heterogneos (fallados, con variacio-

    nes laterales fuertes), es recomendable perforar a es-

    paciamientos pequeos; en caso que el reservorio sea

    homogneo depender fundamentalmente de las otras pro-

    piedades de la roca reservorio.

    Si la roca reservorio se encuentra a una gran profun-

    didad, resulta en altas inversiones y altos costos de

    operacin por pozo, por lo cual es conveniente perfo-

    rar a un espaciamiento grande, en caso inverso si la

    arena reservorio es superficial, se puede perforar a

    un menor espaciamiento.

    . La Trampa

    Es el elemento que mantiene en su lugar al petrleo y

    al gas de un yacimiento.

    El trmino trampa fue introducido por primera vez por

    Ivlc Colloug en 1934 y se le aplic a yacimientos de ca-

    ractersticas tan diversas como obturaciones de asfal-

  • - 29 -

    tos, capas lenticulares, truncamientos, as como a los

    plegamientos y fallas.

    Actualmente, suele denominarse trampa a la configura-

    cin geomtrica que contiene el petrleo, cualquiera

    que sea su forma o su causa. Su caracterstica esen-

    cial es que tiene la posibilidad de acumular y retener

    en su interior al petrleo y al gas.

    La trampa definir bsicamente el mecanismo de impul-

    sin, el que a su vez definir el factor de recupera-

    cin; permitiendo definir el petrleo recuperable.

    3.1.2 Factores de Reservorio

    El reservorio es aquella porcin de roca porosa y permea-

    ble que contiene hidrocarburos lquidos y gaseosos, sus-

    ceptibles de ser producidos. La composicin y textura de

    la roca reservorio, as como su continuidad o falta de

    ella, tienen primordial inters para la geologa del pe-

    trleo. Los bordes de la roca reservorio pueden coinci-

    dir con los bordes del yacimiento de petrleo y gas, pero

    tambin puede ocurrir que la roca reservorio sea un dep-

    sito de petrleo slo en reas favorable, a escala local,

    a pesar de extenderse a lo largo de una amplia regin.

  • - 30

    -

    Los factores que influyen en el espaciamiento

    estn dados

    por las propiedades petrofsicas

    de la roca reservorio y

    las propiedades de los fluidos contenidos en ella. Estas

    propiedades definirn conjuntamente con el tamao del

    yacimiento y espesor neto las reservas de petrleo insitu

    y el petrleo recuperable>

    as como la productividad del

    reservorio. La capacidad para almacenar y producir

    hidrocarburos est en funcin de dos caractersticas

    esenciales de la masa de las rocas reservorios las cuales

    son: porosidad y permeabilidad.

    Porosidad.- Es la razn entre el espacio poroso y el

    volumen total de la roca reservorio y por lo general

    se le expresa como un porcentaje. Nos indicar la

    cantidad de fluido que est almacenado en esta roca

    reservorio y por lo tanto, influir directamente en la

    cantidad de petrleo insitu.

    El tamao y forma de los espacios porosos y el grado

    de coneccin entre los espacios porosos tendr una in-

    fluencia importante en la recuperacin.

    Ms petrleo ser retenido en pequeos espacios poro-

    sos, cuando el fluido debe seguir un camino tortuoso

    para alcanzar el hueco.

  • - 31

    -

    En muchos casos, bajos rates

    de produccin pueden

    incrementar la tendencia para que el fluido se desve

    de espacios porosos ms tortuosos.

    La porosidad vara mucho en la mayor parte de las

    rocas reservorio, tanto lateral como verticalmente.

    La razn entre el volumen total del espacio que ocupan

    los poros y el volumen total de la roca se denomina

    porosidad absoluta o total. Incluye a todos los

    insterticios o huecos,

    interconectados o no. Sin

    embargo, la medida de porosidad que se usa comnmente

    en los estudios sobre reservorios es la razn entre

    los espacios que ocupan los poros interconectados

    y el

    volumen total de la roca, razn a la que se denomina

    porosidad efectiva.

    Por lo general, en los yacimientos de petrleo en el

    Noroeste peruano, la porosidad es baja.

    Los factores determinantes de una porosidad extremada-

    mente baja, son a menudo, la arena sucia, el tamao

    muy irregular de los granos y la existencia de una

    proporcin muy alta de material matriz; a veces puede

    deberse tambin a una fuerte cementacin de esos

    constituyentes con slice, calcita o dolomita.

  • - 32 -

    En el Noroeste del Per las fracturas en rocas

    provocan tipos frecuentes e importantes de porosidad

    secundaria.

    Para una porosidad intergranular alta es recomendable

    perforar a un menor espaciamiento y para una porosidad

    intergranular baja a un mayor espaciamiento, conside-

    rando la misma permeabilidad. Si se tiene porosidad

    secundaria, el espaciamiento depende ms de la permea-

    bilidad que de la porosidad.

    . Permeabilidad.- Es la propiedad que permite el flujo

    de un fluido a travs de los poros interconectados de

    un roca. En otras palabras, la permeabilidad es la

    medida de la conductividad de fluidos que tiene una

    roca, y es probablemente la propiedad aislada ms

    importante de una roca reservorio.

    La unidad de medida de la permeabilidad de una roca se

    denomina Darcy en honor a Henry Darcy, que llev a

    cabo experimentos con el flujo de lquidos a travs de

    medios porosos en 1856.

    La ley de Darcy que rige el flujo de los fluidos a

    travs de un material poroso, se basa en el supuesto

  • - 33

    -

    de que slo hay un fluido presente y que satura por

    completo la roca. Sin embargo, en la naturaleza suce-

    de que los espacios porales

    de los reservorios contie-

    nen gas, petrleo y agua en cantidades variables y

    cada uno de estos fluidos se interfiere con los otros

    y les impide el flujo. En los casos en que un fluido

    no satura por completo la roca, que son los ms fre-

    cuentes, la capacidad de la roca para conducir ese

    fluido en la presencia de otros fluidos se denomina

    permeabilidad efectiva a ese fluido. Las permeabili-

    dades efectivas al agua, petrleo y gas se designan

    como Kw,

    Ko,

    Kg. El cociente entre la permeabilidad

    efectiva a cierto fluido en un ambiente de saturacin

    parcial y la permeabilidad cuando la saturacin es del

    100% (permeabilidad absoluta), se denomina permeabili-

    dad relativa. Se la expresa como kg/k,

    ko/k,

    kw/k,

    es

    decir, la permeabilidad relativa al gas, al petrleo y

    al agua, respectivamente; que varia entre cero cuando

    la saturacin es ms baja y 1.0 cuando la saturacin

    es del 100%.

    Dado que el espacio poral

    de todos los reservorios es-

    t lleno de gas, petrleo y agua en proporciones va-

    riables, la permeabilidad relativa de la roca a un

    fluido en particular depende de la cantidad de satura-

  • - 34

    -

    cin y naturaleza de los otros fluidos presentes, y

    por lo tanto nos permitir determinar el comportamien-

    to productivo de la formacin.

    En realidad, siempre es necesario utilizar permeabili-

    dades relativas, mejor que

    permeabilidades a un fluido

    en particular en los estudios de reservorio.

    Generalmente, se mide la permeabilidad en forma para-

    lela a los planos de estratificacin de la roca reser-

    vorio. En resumen, podemos decir que la permeabilidad

    depende mayormente del tamao de los poros abiertos y

    el grado y tipo de cementacin entre los granos de

    areniscas.

    En reservorios con baja permeabilidad se debe perforar

    a un esspaciamiento

    cercano y en reservorios con alta

    permeabilidad a un mayor espaciamiento.

    Si existen grandes variaciones verticales de permeabi-

    lidad que puedan ocasionar canalizaciones y conifica-

    ciones, es conveniente perforar a un

    espaciamiento

    cercano y abrir a producccin selectivamente.

  • - 35 -

    Para efectos de evaluar el espaciamiento entre estos

    casos, se debe tener en cuenta las permeabilidades ms

    bajas.

    . Fluidos Contenidos en el Reservorio

    El contenido de fluidos consiste en agua, petrleo y

    gas que ocupan el espacio poral efectivo dentro de la

    roca reservorio. Los datos sobre el contenido del

    reservorio deben obtenerse en forma indirecta, ya que

    es imposible ver un yacimiento de petrleo y gas. Por

    lo general, los mtodos que se usan son:

    1. Examen de los fluidos contenidos en a: los testi-

    gos y anlisis de cores especiales, b: los fluidos

    del fondo del reservorio, ya sea por medio de

    muestras llevadas hasta la superficie en disposi-

    tivos para ensayos o bien con la ayuda de equipos

    electrnicos (perfiles mediante un clculo indi-

    recto mediante medidas de resistividad) y c: las

    muestras de superficie de los fluidos del reservo-

    rio, tal como se obtienen en los pozos productores.

    2. El estudio de la historia de produccin del reser-

    vorio. La distribucin del gas, el petrleo y el

    agua en el reservorio petrolfero depende de la

  • - 36 -

    interrelacin de factores como: las permeabilida-

    des relativas, saturaciones relativas del espacio

    poral con cada uno de los fluidos, presiones capi-

    lares y de desplazamiento, condiciones hidrodin-

    micas del reservorio, porosidad, permeabilidad,

    etc.

    La mojabilidad est definida como el grado de

    preferencia que muestra la superficie de la roca a los

    diferentes fluidos existentes en el medio poroso, que

    el petrleo ocupa la parte media del canal poroso.

    Los reservorios con fluidos distribuidos de este modo

    se denominan mojados por agua, una clasificacin a la

    cual pertenece la gran mayora de reservorios.

    Se dispone de poca informacin acerca de la distribu-

    cin de los fluidos en rocas mojadas por petrleo. En

    este trabajo se discutir el sistema de rocas mojadas

    por agua, debido a que su aplicacin es ms general.

    La saturacin del agua es aquella fraccin de los

    insterticios ocupada por agua (tambin expresado en

    porcentaje).

  • - 37

    -

    La ntima vinculacin entre el agua intersticial

    y el

    petrleo y el gas hace que aquella tenga particular

    importancia para la acumulacin y extraccin del

    petrleo.

    En los campos petrolferos del noroeste peruano, las

    caractersticas del agua de formacin varan amplia-

    mente en sus constituyentes qumicos y en la concen-

    tracin de sus iones, dando una particularidad distin-

    ta al agua de cada formacin. Estas variaciones se

    dan lateralmente de un reservorio

    a otro.

    La saturacin de agua influir directamente en las re-

    servas. A mayor saturacin de agua menos hidrocarbu-

    ros, por lo cual es conveniente perforar los pozos a

    un mayor espaciamiento;

    y a una menor saturacin de

    agua, mayor cantidad de Hlc

    y se puede perforar a un

    mayor espaciamiento.

    Las viscosidades

    del petrleo y del fluido desplazante

    (gas) juegan papeles importantes en la determinacin

    de la facilidad con que el petrleo es expulsado a

    travs del espacio poroso de la arena reservorio

    y el

    grado en que al petrleo se le permite pegarse a los

    granos de arena del reservorio

    para permanecer como

  • - 38 -

    petrleo residual. Similar al caso del flujo en

    tuberas, los petrleos de alta viscosidad no fluyen

    tan fcilmente como lo haran los menos viscosos

    Cuando un petrleo de alta viscosidad es empujado por

    un fluido de ms baja viscosidad, el petrleo de

    preferencia se pega a las paredes de los canales

    porosos, permitiendo que el fluido desplazante de baja

    viscosidad se mueva hacia adelante. De all que bajas

    recuperaciones de petrleo, generalmente se obtienen

    de reservorios donde se tiene petrleo de alta

    viscosidad. La viscosidad del petrleo cambia con una

    cada de presin y depende en bastante grado del

    cambio de densidad cuando cae la presin y el gas se

    libera. Cuando se reduce la presin, los componentes

    ligeros dejan la mezcla para formar la fase gaseosa,

    haciendo que el petrleo remanente sea ms pesado.

    Como consecuencia de este cambio, la viscosidad se

    incrementa. Este incremento en la viscosidad hace que

    el petrleo se convierta en menos movible o que se

    mueva con gran dificultad en el reservorio. De all

    que es deseable prevenir que el gas en solucin sea

    liberado sin control en el reservorio, sto puede

    lograrse evitando la cada de presin en el reservorio.

  • - 39 -

    El gas en solucin en reservorios con empuje de gas

    disuelto, cuando son liberados o cuando cae la pre-

    sin, proporcionan la accin desplazante que permite

    la recuperacin de petrleo. Considerando slo este

    factor, mientras gas en solucin se encuentre, mayor

    ser la energa para desplazar el petrleo. Sin em-

    bargo, el grado de encogimiento del petrleo depende

    tambin de la cantidad de gas en solucin mientras ma-

    yor sea la cantidad de gas en solucin, mayor ser el

    grado de encogimiento del petrleo cuando se libera el

    gas. La cantidad de gas disuelto en el petrleo

    tambin influencia a la viscosidad del petrleo, debi-

    do a que cuando el gas es removido del petrleo, la

    viscosidad del petrleo se incrementar. El incremen-

    to en las caractersticas de encogimiento y en la vis-

    cosidad tendern a reducir la recuperacin de petr-

    leo, de este modo disminuir la tendencia hacia un

    incremento de recuperacin, debido a la presencia de

    grandes cantidades de gas disuelto. Generalmente, se

    presenta a bajas presiones, grandes cantidades de gas

    disuelto en petrleo saturados que en un mecanismo de

    empuje de gas en solucin normal, sin embargo, compa-

    rando con los otros mecanismos, la recuperacin en un

    mecanismo por empuje de gas en solucin es bastante

    bajo.

  • - 40 -

    Para viscosidades altas de petrleo es conveniente

    perforar a un espaciamiento corto y si la viscosidad

    es pequea, a un espaciamiento mayor.

    . Presin Capilar

    Est definida como la presin diferencial que existe

    entre dos fluidos (ambos lquidos o un lquido y un

    gas) como resultado de la tensin interfacial que los

    separa:

    Pc = Phc - Pw

    Dos de los efectos importantes de la presin capilar

    sobre los yacimientos petrolferos y gasferos son:

    a. Controla la distribucin original, esttica de los

    fluidos dentro de un reservorio no descubierto

    an, y

    b. Provee el mecanismo por el cual el petrleo y el

    gas se mueven a travs de los espacios porales del

    reservorio hasta quedar en reposo. La presin

    capilar y las saturaciones de los fluidos se

    combinan para determinar la distribucin de los

    mismos dentro del esquema poroso de la roca.

  • - 41 -

    El petrleo es slo una pequea fraccin del total de

    fluidos de la roca reservorio, pero el descubrimiento

    y la extraccin de esta pequea fraccin son enorme-

    mente importantes en la industria del petrleo.

    El gas natural de un reservorio petrolfero consiste

    en los gases hidrocarburos de bajo punto de ebulli-

    cin, y puede variar entre cantidades mnimas disuel-

    tas en el petrleo hasta el 100% del contenido

    petrolfero.

    La relacin gas-petrleo de la formacin, conocida

    generalmente como relacin gas-petrleo simplemente

    (Rs), es el nmero de pies cbicos de gas por barril

    de petrleo, tal como se encuentra en el reservorio.

    La relacin gas-petrleo de produccin (GOR) es la

    relacin de gas-petrleo del petrleo extrado y es

    por lo general superior a la relacin gas-petrleo

    (ks) de la formacin.

    En resumen, podemos decir que cada uno de los fluidos

    presentes agua, petrleo y gas natural, varan mucho

    en sus propiedades fsicas y qumicas las que resultan

    indispensables conocer para una extraccin eficaz y

    ptima del yacimiento.

  • - 42 -

    Contactos de Fluidos

    La localizacin de los pozos completados definen el

    grado de control sobre el mecanismo y los contactos

    gas-petrleo y/o petrleo-agua; para un reservorio con

    un contacto de gas-petrleo definido y el reservorio

    es uniforme (consideramos que no est estratificado),

    los intervalos completados debern estar localizados

    en la parte inferior de la zona de petrleo. Estas

    completaciones inferiores tienden a ser ayudadas por

    la segregacin gravitacional, que permitir incluso la

    formacin de un casquete de gas, con sl gas liberado

    del petrleo al caer la presin, incrementando de este

    modo la recuperacin.

    Un reservorio con mecanismo de gas en solucin en una

    arena delgada con un alto ngulo de buzamiento debe

    ser ms controlado por tener completacin irregular,

    pero en la parte inferior de la estructura; conforme

    al tamao y forma del reservorio.

    Para aquellos reservorios que tienen definido un con-

    tacto agua-petrleo, los pozos pueden ser espaciados

    en un arreglo regular. Si la arena reservorio es po-

    tente y un bajo ngulo de buzamiento, los intervalos a

    completar debern estar en la parte alta de la estruc-

  • - 43

    -

    tura, lo que permitir producir petrleo por un

    perodo prolongado sin la invasin de agua.

    Si el reservorio es una arena delgada con alto buza-

    miento, la mejor forma es un arreglo irregular, consi-

    derando las caractersticas de la estructura, las

    completaciones) por lo tanto, deberan se realizadas

    en la parte alta de la estructura, disminuyendo la

    posibilidad de la irrupcin temprana del agua. En

    estos casos, lo recomendable es perforar a un mayor

    espaciamiento.

    Cuando se tiene un mecanismo combinado (contactos

    definidos gas-petrleo, agua-petrleo), es necesario

    definir cul es el mecanismo predominante,

    si se cono-

    ciera que el empuje de agua predomina la completacin,

    se debe realizar en el tope de la estructura.

    De otro lado, si el soporte del acufero es pequeo,

    el mecanismo de gas en solucin controlar las

    condiciones de produccin> por lo tanto, lo

    recomendable es completar en la parte inferior de la

    estructura.

  • - 44 -

    La mejor aproximacin se obtiene cuando se perfora los

    pozos y se obtiene el mximo de informacin, permi-

    tiendo identificar el mecanismo predominante.

    Las reglas empricas no pueden ser usadas porque las

    propiedades fsicas y las caractersticas de produc-

    cin estn dadas por la ubicacin del pozo.

    Por lo tanto, el primer y ms importante problema a

    responder es la naturaleza de la complejidad del

    reservorio, de cuyas caractersticas depender el

    desarrollo del reservorio.

    3.1.3 Factores Asociados a la Produccin

    Rgimen de Extraccin y Consideraciones Econmicas

    Los reservorios de petrleo y/o gas son recursos natura-

    les agotables y tienen por lo tanto, un tiempo limitado

    de vida que afectar el valor de la utilidad, de un modo

    que generalmente no se aplica a una propiedad industrial.

    El valor capital de los reservorios disminuye con el

    tiempo, de all que la tasa de retorno de la inversin,

    ganancia de capital, intereses del capital son factores

    primordiales en las operaciones de produccin de petrleo

    y/o gas.

  • -

    45

    -

    Los ms grandes beneficios se obtienen a grandes caudales

    de produccin de una cantidad de recuperacin dada.

    La utilizacin adecuada del mejor mecanismo de empuje del

    reservorio

    y la obtencin del mejor desplazamiento para

    un mecanismo dado, requiere un total conocimiento del

    reservorio

    y un adecuado aprovechamiento depender de los

    muchos factores fsicos que gobiernan el comportamiento

    productivo del

    reservorio.

    Los resultados tericos y prcticos del comportamiento de

    reservorios,

    han mostrado que el caudal de extraccin del

    petrleo tendr significativa influencia sobre la efi-

    ciencia de recuperacin, en un gran cantidad (no todos)

    de

    reservorios.

    No existe una frmula simple para establecer un caudal

    eficiente o un caudal ptimo de produccin, debido

    simplemente a que las caractersticas fsicas de todas

    las partes del

    reservorio

    no pueden establecerse y

    fundamentalmente a que el

    reservorio

    puede ser producido

    una sola vez.

    Nadie puede aplicar ecuaciones y frmulas para predecir

    (con alguna certeza de precisin) el comportamiento de un

  • - 46

    -

    reservorio a cientos de pies del pozo, si no se tiene mo-

    do de obtener informacin sobre las caractersticas fsi-

    cas de la formacin y su contenido de fluidos en esa por-

    cin del reservorio. De all que uno puede confiar en

    las tendencias del comportamiento del reservorio y los

    factores caractersticos determinados sobre una extrema-

    damente pequea parte del reservorio.

    Es necesario indicar que otro aspecto importante es el de

    lmite econmico, donde los ingresos se hacen iguales a

    los egresos. Este valor ser variable para cada rea y

    depender fundamentalmente de los costos variables que

    estn asociados al nmero de servicios que es necesario

    realizar al pozo para tenerlo en produccin y los costos

    fijos.

    En las operaciones Noroeste de Petrleos del Per este

    valor ha sido calculado en 3 BOPD y en el rea del zcalo

    operado por Petromar,

    este valor es de 12 BOPD.

    El rgimen de produccin y el lmite econmico definen el

    valor del ingreso a travs del tiempo y son el resultado

    del tipo de mecanismo, las propiedades volumtricas de la

    roca reservorio y las propiedades de los fluidos presen-

    tes en el reservorio.

  • - 47

    -

    A caudales altos se debe perforar a espaciamientos

    gran-

    des; y a espaciamientos

    cortos si los caudales son peque-

    fos.

    . Reservas

    Reservas es el volumen de hidrocarburos existentes en

    un entrampe geolgico y que podra ser recuperado en

    un tiempo determinado.

    La necesidad de un sistema universal de nomenclatura y

    clasificacin para reservas de petrleo ha sido reco-

    nocido por varias sociedades tcnicas, organizaciones

    profesionales, agencias gubernamentales y la industria

    , (24)

    del petrleo .

    Para la evaluacin del espaciamiento

    propuesto, traba-

    jamos con las reservas probadas.

    Estos estimados estn basados en la interpretacin de

    datos de ingeniera (porosidad, permeabilidad, satura-

    cin de fluidos, contactos y propiedades de los flui-

    dos) y geologa (tamao y forma del yacimiento, conti-

    nuidad, lmites, espesor de arena neta), disponibles a

    la fecha del estimado.

  • - 48

    -

    como se puede observar, este valor de reservas involu-

    cra los factores geolgicos y de reservorio, y por lo

    tanto, definir conjuntamente con la "Historia Produc-

    tiva", el valor del ingreso.

    Petrleo Insitu%

    Viene a ser el volumen de petrleo

    existente en el reservorio evaluado en condiciones de

    superficie.

    Petrleo recuperable viene a ser el volumen de petr-

    leo que se puede obtener del reservorio mediante la

    perforacin de los pozos. Este volumen viene a ser

    una fraccin del petrleo insitu

    y normalmente est

    dado por el factor de recuperacn.

    La relacin existente entre el factor de recuperacin

    y el espaciamiento

    ha sido ampliamente discutido,

    notndose dos criterios:

    Primero: El factor de recuperacin es independiente

    del espaciamiento.

    Craze y

    Buckley( )

    hicieron un anlisis de 27 yaci-

    mientos cuyo mecanismo de impulsin fue el de gas en

    solucin, encontrando que el factor de recuperacin

  • - 49 -

    era independiente de la densidad de pozos, e incremen-

    tando como mximo 1.6% del petrleo recuperable sobre

    un rango de espaciamientos que variaban de 3 a 48

    acres.

    Segundo: El factor de recuperacin es afectado por el

    espaciamiento.

    Vietti, Mullane, Thorntony Van Everdinyen(3)

    , estu-

    diaron 103 yacimientos cuyos mecanismos de impulsin

    fueron de gas disuelto y empuje pequeo de agua y una

    de las conclusiones a la que llegaron es que existe

    una relacin entre el factor de recuperacin y el

    espaciamiento, que depender de las propiedades

    especficas de cada yacimiento en particular.

    . Presin y Area de Drenaje

    Cuando las caractersticas de la roca y las saturacio-

    nes de los fluidos son uniformes a travs del reservo-

    rios la distribucin de la presin para el flujo ra-

    dial durante la vida productiva, originar una cada

    de presin, entre un punto en el reservorio (en el

    cual se mantienen las condiciones iniciales a las con-

    diciones representativas del yacimiento) y el pozos la

    cual ir aumentando conforme transcurra el tiempo.

  • - 50 -

    Es deseable que este punto se encuentre equidistante

    de los pozos; de tal modo que la cada de presin que

    se origine en todo el reservorio sea uniforme; permi-

    tiendo que cada pozo tienda a drenar una porcin igual

    del reservorio.

    Si no hay flujo a travs del lmite (reservorio volu-

    mtrico), a medida que transcurre el tiempo, la cada

    de presin es mayor debido al agotamiento de masa de

    fluido del reservorio.

    Cuando un reservorio tiene alta permeabilidad o se

    restringe la produccin, la presin fluyente de fondo

    es relativamente alta, resultando sto en moderadas

    cadas de presin en el reservorio.

    Si el reservorio tiene baja permeabilidad o excesivo

    caudal de produccin, la cada de presin es aprecia-

    blemente alta, disminuyendo la presin fluyente de

    fondo.

    En muchos pozos se tienen bajas presiones fluyentes,

    debido al darlo (s), adyacente a la boca del pozo cau-

    sado por el lodo de perforacin, fluidos no adecuados

    de perforacin, taponamiento de la formacin por

  • - 51 -

    arcillas o carbonatos. Para reducir este valor de

    presin fluyente en la mayora de los casos, se em-

    plean estimulaciones tales como cidos, fracturamien-

    to, limpiezas con alcohol, etc. Cuando se fractura

    hidrulicamente, ste incrementa el valor de la per-

    meabilidad cerca del pozo, as como la capacidad de

    produccin, originando una mayor cada de presin

    entre el punto en el reservorio ms lejano y el pozo.

    Cada pozo drena un cierto volumen alrededor de l, es-

    te volumen es proporcional a su caudal de produccin,

    por lo tanto, la presin en cada punto del reservorio

    declinar con la misma velocidad, en ese momento cada

    unidad de volumen del reservorio estar perdiendo

    fluido a la misma velocidad.

    Mattewhs y Russell(4)

    , han desarrollado mtodos para

    calcular este volumen de drenaje a travs de pruebas

    drawdown, bajo condiciones de estado semiestacionario,

    donde demuestran que el volumen poral drenado por un

    pozo, es proporcional a la produccin total de los po-

    zos, cuando se tiene una sola fase de compresibilidad

    constante.

  • - 52 -

    Interferencia entre Pozos

    Cuando se perforan pozos a un espaciamiento dado, el

    rea de drenaje de cada pozo se ir incrementando

    conforme transcurra el tiempo> en algn momento estas

    reas se superpondrn ocasionando lo que se llama

    interferencia entre pozos.

    Este fenmeno de interferencia ser mayor y en menor

    tiempo, cuando el espaciamento sea pequeo o tengamos

    altas permeabilidades en la roca reservorio.

    Es probable que cuando el espaciamiento sea muy grande

    no se produzca este fonmeno, en un tiempo muy prolon-

    gado, por lo cual podran quedar reas sin drenar y

    sera necesario la perforacin de pozos adicionales.

    Con la finalidad de conocer el fenmeno de interferen-

    cia existe una prueba con el mismo nombre, cuyos prin-

    cipales objetivos son:

    . Proveer informacin acerca de la naturaleza sellan-

    te de las fallas.

    . Evaluar la continuidad del reservorio entre pozos.

    . Evaluar las caractersticas del yacimiento.

  • - 53 -

    Existen dos tipos de pruebas de presin entre pozos:

    pruebas de interferencia y pruebas de pulso.

    En las pruebas de interferencia un pozo es producido

    por un largo perodo de tiempo, causando as una per-

    turbacin de presin a sus alrededores que puede ser

    observado en un pozo cercano. El cambio de presin

    observado, se usa para evaluar las caractersticas del

    yacimiento.

    En una prueba de pulso, un pozo activo es alternativa-

    mente abierto y cerrado a flujo constante por interva-

    los cortos de tiempo.

    3.2 Descripcin del Mtodo Propuesto

    El mtodo propuesto considera los factores tcnicos que se en-

    cuentran interactuando, a fin de obtener las dos variables fina-

    les que intervienen en el espaciamiento, reservas recuperables y

    curvas tipo de declinacin.

    Para la evaluacin de las reservas debemos contar con informa-

    cin confiable de:

    Tamao y forma del yacimiento, continuidad, lmites, espesor

    de arena neta.

  • - 54 -

    . Porosidad, permeabilidad y saturacin de fluidos.

    Propiedades de los fluidos (po, Rs, 0).

    La curva de declinacin histrica est influenciada por todas

    las propiedades anteriores y adicionalmente por las permeabili-

    dades relativas, presiones capilares y la cada de presin que

    se ha originado conforme transcurre el tiempo entre el pozo y el

    punto extremo del cual se va drenando.

    Debido a esta complejidad para evaluar el espaciamiento, es ne-

    cesario realizar varias asunciones que nos permitir simplificar

    el mtodo y realizar una evaluacin confiable.

    3.2.1 Asunciones y Datos Bsicos

    Asunciones:

    . Los clculos para la determinacin del espaciamiento

    entre pozos para un yacimiento, como se presenta en

    este estudio, ha sido limitado a reservorios de petr-

    leo, teniendo nicamente el gas en solucin como fuen-

    te de energa para la produccin de petrleo desde el

    reservorio.

    . No estn considerados los efectos de drenaje gravita-

    cional.

  • - 55 -

    El espaciamiento es un problema tcnico-econmico.

    Existe un cierto nmero de pozos que para ciertas con-

    diciones dadas dan la mxima ganancia.

    . Existe un nico nmero de pozos que satisface la solu-

    cin de un problema, dadas las reservas y su variacin

    respecto al espaciamiento y el tiempo de vida del pro-

    yecto. Si el nmero de pozos calculado es modificado,

    un cambio en la vida del proyecto ocurre necesariamen-

    te y la optimazin es un problema de utilidad.

    . El tipo de declinacin puede ser cambiado (alterado)

    por prcticas de produccin, control de la produccin,

    control de GOR, etc. Por lo tanto, una reduccin en

    el espaciamiento puede cambiar el tipo de declinacin.

    . La ley de Darcy es aplicable para presiones preferen-

    ciales extremadamente pequeas y baja velocidad de

    flujo en la formacin.

    . El reservorio es homogneo y continuo (las fallas me-

    nores permiten el flujo de fluidos), con una permeabi-

    lidad uniforme.

  • - 56 -

    . Drenaje radial hacia el interior del dimetro del po-

    zo, a pesar del fracturamiento. El fracturamiento

    permite una mayor produccin inicial.

    Datos Bsicos

    Los datos necesarios para evaluar el espaciamiento entre

    pozos son:

    Econmicos

    i Tasa de descuento

    WI Inversin por pozo (tangible e intan-

    gible

    L Lmite Econmico

    CB Costo Operativo Fijo y Variable

    CP Precio de Venta del barril de petrleo

    . Reservorios

    Reservas a recuperar durante la vida del proyecto,

    para lo cual necesitamos conocer las propiedades de

    los fluidos (PVT), las propiedades de roca reservorio

    (O, K), tamao y espesor de la roca reservorio

    uniformidad.

  • - 57

    -

    . Produccin

    - Tipo de declinacin de produccin por la formacin

    (exponencial, hiperblica, armnica).

    - Caudal inicial de produccin.

    - Prcticas de produccin que puedan variar el tipo

    de declinacin.

    3.2.2 Modelo Propuesto

    Se presentan dos diferentes alternativas que son aplica-

    bles a las operaciones Noroeste de Petrleos del Per,

    donde se encuentra ubicado el yacimiento Ballena, debido

    a la interpretacin geolgica y a los cambios que ocurran

    durante el desarrollo del campo.

    (a) Para propsitos de planificacin, el espaciamiento

    es analizado como modelo matemtico.

    (b) Durante el desarrollo del campo, el criterio de es-

    paciamiento podra ser revisado en base a la inge-

    niera de reservorios.

    Esta revisin es realizada

    cuanto ms conocemos acerca de las caractersticas

    del reservorio.

    En nuestro caso, se va a evaluar la alternativa (a).

  • - 58 -

    El mtodo propuesto sigue el siguiente procedimiento:

    (1) Clculo de las reservas insitu y reservas recupera-

    bles; en este caso mediante el mtodo volumtrico.

    (2) Evaluacin del factor hiperblico (n), mediante el

    ajuste de las curvas reales de produccin de los

    pozos de bloques vecinos a modelos matemticos.

    (3) Clculo del valor de la declinacin.

    La ecuacin general de la declinacin hiperblica est

    definida por:

    o (1 + n b t)-1/n (1)

    q = q

    donde:

    caudal de produccin en cualquier tiempo, t

    qo = caudal inicial promedio, Bls/da

    b = declinacin inicial de produccin

    n = factor hiperblico

    t = tiempo

    La funcin q = q (t), es una funcin continua para

    cualquier valor de t > U. Esta ecuacin es hiperblica

    siendo sus asntotas los ejes de coordenadas en su parte

    superior.

  • _ft Produccin Acumulada = Np = go (1 +nbt

    )-1/n

    o

    l ot

    -1 /n+1= go (1 + n b t)

    - nb(-1/n+1)

    - 59 -

    Siendo una funcin continua, ella puede ser integrada,

    por lo tantos

    t Np = q0jf

    o (1 + n b t) -1/n

    Efectuando tenemos:

    n-1

    Np = go 1 - (1 + n b t) n (2)

    (1 -n)b

    De la ecuacin anterior podemos despejar t:

    1 - (1 + n b t) n-1 Np b (1-n) n g o

    (1 + nbt) n-1 1 - Np b (1-n)

    go

    n

    t = 1

    nb

    n-1

    1( - Np b (1-n) 1 ) n -1 (3) go

    De la ecuacin (1) se puede evaluar el tiempo al lmite

    econmico:

    a go

    (1 + n b t) -1 /n

  • n

    ( 1 - Np b (1-n)) n-11 nb g

    o 1 nb

    -1 = 1

    n/n-1

    1 [1

    qo qa

    n-1= 1 - o

    g ga

    - Np b (1-n)go

    1 - Np b (1-n) go

    1 go b= Np (1-n)

    n-1

    1 O m Np (1-n)

    n-1go

    ga

    go)g

    a

    Para m pozos: b

    - 60 -

    Despejando el valor de t obtenemos:

    (1 + nbt) 1 /n

    qg

    oa

    n t = clo) -1

    a

    En el tiempo de abandono (3) = (4)

    1

    1 nb

  • - 61 -

    Utilizando esta ecuacin (6), evaluamos el valor de b,

    para un nmero de pozos que asumimos, lo cual originar

    una curva tipo para un espaciamiento dato.

    (4) Obtencin del pronstico de produccin:

    Para este estudio se asumi lo siguiente:

    . El pozo es perforado y cementado en 30 das.

    . El pozo entra a produccin continua a los 60 das

    de haber sido cementado.

    . Se perfora el bloque con un slo equipo, por lo

    tanto, el pronstico que se obtiene tiene la

    siguiente forma:

    o Q

    TIEMPO

    De acuerdo a lo anterior, realizamos el programa

    de perforacin en el tiempo para la cantidad de

    pozos asumida y realizamos el pronstico de

    produccin para cada pozo, considerando un lmite

    de produccin econmico por pozo de 3 BOPU.

  • 62 -

    (5) Obtencin de Datos de Costos

    Estos valores son estadsticos para cada rubro (perfora-

    cin, completacin, facilidades de produccin, unidades

    de bombeo, pozo seco), lo que permite un buen estimado.

    En base al programa de perforacin se distribuyen las

    inversiones en los aos que corresponden.

    (6) Una vez obtenidos todos los valores anteriores, se eva-

    la la rentabilidad del proyecto para cada caso.

    (7) Graficamos el valor del VAN obtenidos en (6) vs. el es-

    paciamiento asumido, lo cual nos originar tericamente

    una curva del siguiente tipo:

    z

    ESPACIAMIENTO

    En orden se determinar el espaciamiento, de acuerdo a

    la combinacin de la vida del proyecto, nmero de po-

    zos que proporcionaran una rentabilidad aceptable de

    la inversin; en ausencia de mayor informacin, se de-

    termina de acuerdo a los propsitos de planificacin,

    mantenimiento de presin o recuperacin secundaria.

  • - 63 -

    4. APLICACION DEL mETODO

    El bloque en estudio, Bloque "A", comprende un rea de 652 acres:

    est dividido en 2 sub-bloques principales, uno con formaciones

    superiores a la formacin Mogolln como Ostrea-Echino-Hlico que son

    formaciones productiVas en el rea y el otro sub-bloque cuyas

    formaciones superiores estn saturadas con agua de formacin.

    Para la aplicacin del mtodo se han seguido los pasos indicados en

    3.2.2.

    4.1 Evaluacin de Reservas

    Para la evaluacin de las reservas recuperables, se ha utilizado

    el mtodo volumtrico, utilizando las siguientes consideraciones:

    Arena neta petrolfera preparado por el Dpto. de Geologa de

    Petrleos del Per, de cuyo planimetreo se obtuvo un volumen

    bruto de 66082 acre-pie (Area = 652 acres y h = 101').

    . Se ha considerado que las fallas menores no son sello, por lo

    tanto, todo es un slo reservorio volumtrico.

    Propiedades Petrofsicas y de Fluidos

    Las propiedade petrofsicas utilizadas son:

    Porosidad (0), % 7

    Saturacin de Agua (Sw), % 50

    Permeabilidad (k), md 1

  • - 64 -

    Las propiedades de los fluidos fueron evaluadas a travs de

    las siguientes correlaciones:

    Pb = Rs 1/1.3855

    API 49.2109/T 0.001 x yg x e

    e23.9310 API/T Rs = 0.0178 x yg x P

    1.187

    1 + 1.1 x 10-5

    (T-60) * ( API/yg)

    + [4.67 x 10-4 + 1.337 x 10-9 (T-60) (API/yg)] Rs

    -Presin inicial del resevorio, psi (a -6800') 2842

    -Temperatura del reservorio, F (a -6800') 139

    -Gravedad del petrleo, API a 60F 37

    -Presin de saturacin, psi 1634

    -Factor de volumen de formacin, BLS/STB (a 2842 psi) 1.229

    -GOR de solucin, SCF/STB (a 2842 psi 500

    -Viscosidad del petrleo, cp (a 2842 psi) 0.72

    -Salinidades del agua, ppm de ClNa 10000

    Utilizando estos valores tenemos:

    Ni = 7758 x Vb x 0 x (1 - Sw)

    3o

  • - 65 -

    Ni = 7758 x 66082 x 0.07 x (1 - 0.5) = 14.6 MMSTB

    El factor de recuperacin se puede estimar mediante la

    siguiente correlacin del API:

    0.1611 0.0979 .1741 FR = 41.815 x 0 x (1-Sw) x k x Sw 0.3722

    x Pb 5o ph Pa

    Donde: k = md

    u = cp

    Con los valores anteriores, el valor calculado de FR es 10.4%.

    En el rea denominada EL ALTO, se ha evidenciado una relacin

    entre el factor de recuperacin y el espaciamiento al cual

    han sido desarrollados los diferentes bloques de la formacin

    Mogolln. Esto se puede observar en la Tabla N 1 y la

    Figura N 15, de lo cual se ha obtenido la siguiente relacion:

    Log FR = 1.107 - 3.534 x 10-3

    A

    donde: FR = Factor de Recuperacin, (%)

    A = Area, (Acres)

    Utilizando esta relacin, se han evaluado los factores de

    recuperacin para cada espacimiento asumido, completando el

  • - 66 -

    clculo del petrleo recuperable, mediante la siguiente

    ecuacin:

    N = N. x FR

    lo cual se puede observar en la Tabla N 2.

    El factor de recuperacin, estimado mediante la correlacin

    API correspondera a un espaciamiento de 25 acres.

    4.2 Caudal Inicial y Curvas Tipo de Produccin

    Para realizar un estudio del comportamiento de la formacin

    Mogolln fueron seleccionados cerca de 20 pozos que tienen

    historia de los ltimos 20 aos.

    Los datos de produccin fueron graficados en papel semilogart-

    mico (produccin vs. tiempo y produccin vs. acumulado) para

    realizar las curvas y determinar el rgimen futuro de produccin

    (Figuras 9 al 14).

    La formacin Mogolln tiene una permeabilidad efectiva muy baja

    y requiere estimulacin (fracturamiento) para tener una

    produccin econmica. Esta estimulacin y otras propiedades del

    reservorio son responsables de una severa declinacin de la

    produccin en el inicio de la vida productiva de estos pozos.

  • - 67 -

    Los pozos casi siempre exhiben declinacin hiperblica en los

    primeros seis meses a dos aos seguidos por una declinacin

    exponencial (Figura 16).

    Consecuentemente, la evaluacin de reservas en la vida inicial

    de un pozo es extremadamente dificultosa.

    La historia de produccin real se ha ajustado mediante un

    programa, que nos ha permitido definir la ecuacin matemtica

    que estara dado por:

    q = q (1 + n b t) o l/n

    donde el valor promedio de n = 0.87 para los pozos vecinos

    estudiados y el valor de "b" promedio a aproximadamente 40 acres

    de espaciamiento es de 64.3.

    El ajuste obtenido entre la "curva tipo" y la historia real es

    superior al 90% en la mayora de los casos.

    Para efectos del clculo de las curvas pronstico, las ecuacio-

    nes utilizadas fueron:

    q = qo (1 + 0.87 b t) -1.15 (por pozo)

    (A)

  • - 68 -

    Np = 7.7 m go

    b

    1 - (1 + 0.87 b -0.15 (B)

    b= 7.7 0.131

    (C)

    Np x m

    De la ecuacin (C) con los siguientes valores:

    go

    = 21,000 Bls. primer ao (58 BOPD promedio)

    qa

    = Caudal en el lmite econmico 3 BOPD

    Np = Calculado en la Tabla N 2

    Se evalu el valor de "b" para m = 8, 9, 10 .......... 20

    pozos, en funcin del espaciamiento. Los resultados se muestran

    en la Tabla N 3.

    Con los valores de declinacin (b), factor hiperblico (0.87), y

    nmero de pozos, se realiz el pronstico de produccin, el cual

    se puede ver en la Tabla N 4 y en la Figura 17 para los casos

    donde se perforan 8 y 20 pozos.

    Asmismo, en la Figura 18 se puede observar el pronstico mes a

    mes para el caso donde se perforen 11 pozos.

  • - 69 -

    Los valores de costos se han obtenido mediante promedios estadsticos

    de pozos perforados en el rea y que vienen a ser por pozo:

    Tiempo total de perforacin, das 30

    Costo tangible, MUS$ 158

    Costo intangible, MUS$ 464

    TOTAL 622

    Profundidad final del pozo, pies 7500

    Costo unidad de bombeo, MUS$ 1 25

    Pozo seco, MUS$ 500

    De igual modo, que en el pronstico, se ha considerado la inversin

    de acuerdo al nmero de pozos perforados en el tiempo correspondien-

    te, esto se puede observar en la Tabla N 5 y en la Figura 19.

    4.3 Economa

    4.3.1 Definiciones

    A continuacin se indicarn algunas definiciones que permiti-

    rn visualizar el flujo de caja utilizado.

    Un concepto fundamental en anlisis econmico es el valor del

    dinero, es obvio que un Dlar que se recibir dentro

  • - 71) -

    de 1U aos no tiene el mismo valor que un Dlar hoy, de

    aqu viene el concepto de valor presente o valor actual.

    Luego valor presente, como su nombre lo indica, es el va-

    lor actual (hoy da) de un ingreso futuro, matemticamen-

    te se evala mediante:

    VA = P x 1

    (1 + i)n

    Donde:

    P = Es la cantidad a actualizar

    i = Tasa de inters anual a la cual se actualiza

    n = Nmero de perodos (arios, meses, das)

    Bien Intangible.- Son todos aquellos gastos que no se

    pueden depreciar, tales como sueldos, salarios,

    mantenimiento de carreteras, lodo de perforacin, pozo

    seco.

    Bien Tangible.- Son todos aquellos gastos que se pueden

    depreciar, tales como costo del equipo en el pozo, casing

    (a pesar que no se recupera), unidades de bombeo, lneas

    de transporte, separadores, tratadores, tanques, etc.

  • - 71 -

    Costo Fijo.- Son costos que no cambian cuando la

    produccin cambia o an es retenido por un corto perodo

    de tiempo. Incluye la parte prorrateada de costos de

    oficina, investigacin, seguros, etc.; estos costos se

    miden normalmente en $ por unidad de tiempo.

    Costo Variable.- Es el costo que se carga al barril de

    petrleo y que dependen directamente de la produccin de

    dicho barril.

    Depreciacin.- Se aplica slo a costos o bienes

    tangibles. En teora, la tasa anual se determina por el

    desgaste, rotura u obsolescencia. Cada equipo tiene una

    vida fsica esperada de cierto nmero de aos.

    Para nuestro caso se deprecian los bienes o costos

    tangibles en funcin de las reservas.

    4.3.2 Parmetros Econmicos Utilizados

    Los parmetros de evaluacin econmica utilizados para

    los casos estudiados son los siguientes:

    . Precio del crudo (US$/B1.) 20.00

    . Gastos operativos

    Gasto variable (US$/B1.) 0.07

  • - 72 -

    Gasto fijo (MUS$/pozo-ao) 4.95

    Tasa impositiva (%) 4U.00

    Tasa de descuento (%) 20.00

    Facilidades de recoleccin 36.50 MUS$ por pozo

    productor

    Se ha asumido lo siguiente:

    El precio del crudo es constante durante la vida del

    proyecto.

    . Al hacer la economa en Dlares, consideramos la

    inflacin igual a cero.

    . Pronstico de inversin, utilizando un equipo-ao,

    cuyo resultado se ve en la Tabla N 5.

    4.3.3 Evaluaciones Econmicas

    Se efectuaron las evaluaciones econmicas siguiendo el

    procedimiento que a continuacin se indica para cada caso:

    (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)

    AO PROD. Ibiu.B GO INT. TAN ID' IVN FE FER

    La columna (1) indica los aos en los cuales se va a

    realizar la evaluacin econmica.

  • - 73 -

    La columna (2) es un dato obtenido del pronstico de

    produccin elaborado anteriormente, Tabla N 4.

    La columna (3) = Ingreso Bruto = Produccin (2) x precio

    del crudo.

    La columan (4) = Gastos Operativos = Produccin (2) x

    0.07 + 4.95.

    La columna (5) = Intangibles = Dato, obtenido de la Tabla

    N 5.

    La columna (6) = Tangible = Es el valor del total

    tangible que se deprecia en funcin de las reservas de la

    siguiente manera-.

    TT x Produccin (2)

    Reservas (Np)

    La columna (7) = Ingreso despus de impuestos

    Ingreso bruto (2) - Gastos

    operacionales (4) - Intangible

    (5) - Tangibles (6) x 0.6.

  • - 74 -

    La columna (8) = Inversin = dato obtenido de la Tabla

    N 5, involucra todos los gastos realizados en el ao.

    = Intangibles + Tangibles + Unidades de Bombeo

    + Facilidades de produccin.

    La columna (9) = Flujo efectivo

    Ingreso despus de impuesto (7)

    - Inversin (8).

    = Intangibles (5) + Tangibles (6)

    La columna (10) Flujo efectivo acumulado

    = Flujo efectivo (9) x 1

    (1 + i)n

    donde: i = 20%

    Este clculo se realiza para cada ao.

    En la Tabla N 6 se puede observar la evaluacin

    realizada para m = 10. El resultado final de las

    evaluaciones se indica a continuacin:

  • - 75 -

    Nmero de Pozos (rn.)

    Espaciamiento (Acres)

    VAN (20%) (MUS$)

    Vida del Proyecto (aos)

    8

    9

    81.5

    72.4

    590

    617

    27

    26

    10 65.2 404 25

    11 59.3 382 24

    12 54.3 312 23

    13 50.2 248 22

    14 46.6 165 21

    15 43.5 23 20

    16 40.8 -240 19

    18 36.2 -802 17

    20 32.6 -826 15

    El Grfico del espaciamiento vs. VAN al 20% se muestra en la

    Figura N 20.

  • - 76

    -

    5. CONCLUSIONES

    . El mtodo permite evaluar el espaciamiento

    al cual debera desarro-

    llarse un yacimiento.

    . Este mtodo puede ser aplicado a cualquier otro yacimiento; en el

    cual se logre evaluar con razonable certeza las reservas y las cur-

    vas de produccin tpicas.

    . Para la formacin Mogolln del bloque en estudio, el espaciamiento

    recomendable es de 55 acres, pudiendo variar entre 45 y 70.

    . En la formacin Mogolln del rea El Alto, el factor de recuperacin

    se incrementa a medida que el espaciamiento

    disminuye, debido a que

    se pueden drenar mejor los reservorios.

    La declinacin de la forma-

    cin Mogolln es de tipo hiperblico al inicio de la vida productiva

    y al final, de tipo exponencial.

    . El espaciamiento

    es un problema tcnico-econmico; existe un nmero

    de pozos que satisface la solucin de un caso, si se conoce la va-

    riacin de las reservas con el espaciamiento

    y el comportamiento prc

    ductivo tpico. Si el nmero de pozos se modifica, necesariamente

    ocurre un cambio en la vida del proyecto.

  • - 77-

    . Los parmetros ms importantes en la determinacin del espacia-

    miento, son las reservas recuperables y el caudal inicial de

    produccin, los cuales estn sometidos a una gran cantidad de

    variables. Estos ltimos estn sujetos a la posibilidad de

    error; por lo que es necesario conocer la sensibilidad de es-

    tas variables.

    . Es necesario un buen estudio geolgico que permita un conocimien

    to integral de la estructura, estratigrafa, con los cuales eva-

    luar las propiedades espaciales del yacimiento.

    . En muchos yacimientos recin descubiertos, muchos de los datos

    requeridos para el clculo del espaciamiento por este mtodo no

    son fciles de obtener, lo mismo sucede en yacimientos desarro-

    llados que no cuentan con suficiente informacin; y debido a la

    naturaleza y complejidad del reservorio, raras veces son deter-

    minados. Por esta razn, los resultados obtenidos por este pro

    cedimiento no deberan ser considerados exactos, sino ms bien

    como una primera aproximacin confiable del verdadero espacia-

    miento entre pozos para el yacimiento.

  • 6. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

    (1) Castillo S., Jess

    Well Spacing, Offshore Operations

    Noviembre 1979. Documento interno Belco Petroleum Corporation of Peru.

    (2) Pasco F., Juan

    Well Spacing in Oil Fields Subjected to Proration Tesis Master en

    Ingeniera de Petrleo.

    (3) G.E. Eddy, Chairman

    Well Spacing, Paper presented before Research and Coordinating Com-

    mittee Interstate Oil Compact Comnission.