El objeto de las pruebas Isocronales, es obtener datos
para establecer una curva de productividad o capacidad
estabilizada sin que se deje fluir el pozo tiempo innecesario
para alcanzar condiciones estabilizadas a cada gasto. El
principio o fundamento es que el radio de investigación
alcanzado en un tiempo dado, en una prueba de flujo, es
independiente del gasto de flujo. Por lo tanto, si una serie de
pruebas de flujo se realizan en un pozo, cada una para el mismo
periodo de tiempo (isocronal), el radio de investigación
será el mismo al final de cada prueba. Consecuentemente,
la misma porción del yacimiento será drenada en
cada gasto.
En la siguiente figura se ilustra un diagrama de gasto y
presión para una prueba de flujo isocronal en un pozo de
gas. Se puede advertir que el periodo de cierre después de
cada periodo de flujo, debe ser lo suficiente para alcanzar la
presión estática del yacimiento (o al menos
aproximada). Además se debe advertir que es necesario
tener un periodo de flujo estabilizado al final de la
prueba.
Diagrama de gasto y presión para
una prueba isocronal de un pozo de gas
Análisis
Clásico
Considerando el método clásico, hay dos
constantes a determinar: "C" y "n". La teoría indica que
"C" en una función del radio de investigación, lo
cual significa que si dos periodos de flujo tienen el mismo radio
de investigación, entonces tendrás el mismo valor
de "C". Los gastos que tienen el mismo intervalo de tiempo
tendrán el mismo radio de investigación, por
consiguiente, el mismo valor de "C". Para periodos de flujo
estabilizado, el valor de "C" será el valor de "C"
estabilizado el cual es el que se está tratando de
determinar. Para una serie de periodos de flujo iguales, que no
sean muy prolongados para alcanzar la estabilización, los
valores de "C" de cada prueba serán los mismos, pero no
serán los valores de "C" estabilizados.
Debido a que "n" relaciona la naturaleza de la
turbulencia alrededor del pozo, "n" se considera que es la misma
para condiciones de estado transitorio o condiciones de estado
pseudo – estacionario.
Similarmente, si el gasto de flujo no permanece
completamente constante, el gasto a emplear es aquel que se
encuentre al final del periodo de flujo.
En tal caso, si un pozo esta fluyendo a un determinado
gasto hasta alcanzar condiciones estabilizadas, este punto se
podrá ubicar en un gráfico log – log. Tal
como se muestra en la siguiente figura, dibujar una línea
a través del punto estabilizado que es paralela a la
línea de puntos de tiempo igual transitorio. Asi, "n"
puede obtenerse por medio del comportamiento transitorio y "C"
con un punto estabilizado. La línea a lo largo del punto
estabilizado es la curva de productividad o capacidad de flujo
estabilizado.
Gráfica de una prueba isocronal,
para una productividad empírica
Análisis teórico
En El análisis teórico de los datos, la
técnica empleada en la prueba isocronal es muy similar a
la que se describió en el método clásico.
Utilizando cuatro puntos Isocronales no estabilizados, se elabora
un gráfico de (p-2 – p2wf)/qg contra qg.
Posteriormente, se determina "b" a partir de este gráfico,
el cual se puede elaborar a partir de una prueba convencional de
contrapresión o bien, simplemente midiendo la pendiente.
La constante "b" es una función de la presión y la
naturaleza de la turbulencia alrededor del pozo. No es una
función del radio de drene, así que puede ser
determinada a partir de datos Isocronales transitorios. De este
modo, utilizando el dato de un punto estabilizado, el valor de
"b" se puede calcular "a" puede ser determinada con la siguiente
ecuación:
Pruebas Isocronales (Procedimiento de
campo)
1. Cerrar el pozo para obtener una
presión de fondo de cierre estabilizada.2. Abrir el pozo (poner a producción)
con un estrangular pequeño, por ejemplo uno de 6/64
pg, y dejar fluir al pozo durante ocho horas.3. Al final del periodo de flujo de ocho horas,
registrar (anotar) la presión de fondo fluyendo y el
gasto de flujo.4. Cerrar el pozo y dejar que la presión
de fondo fluyendo se incremente a partir de la presión
estática.5. Abrir el pozo con un estrangulador
ligeramente mayor, por ejemplo, 8/64 pg y dejar fluir al pozo
durante ocho horas.6. Al final del periodo de flujo de ocho horas,
registrar la presión de fondo fluyendo y gasto de
flujo.7. Cerrar el pozo y dejar que la presión
de fondo fluyendo se incremente hasta que la presión
de fondo de cierre se estabilice.8. Repetir los pasos cinco, seis y siete
utilizando progresivamente diámetros de estrangulador
mayores.9. Asegurarse que los registros de presiones de
flujo sean tomadas justo antes del cierre.10. Estos cuatro puntos transitorios
deberán ser graficados tal y como se describió
en la prueba convencional de contrapresión (ya sea el
método clásico o el método
teórico).11. Abrir el pozo para un quinto periodo de
flujo (utilizando un diámetro de estrangulador previo,
o bien, empleando uno nuevo) y dejarlo fluir hasta que ocurra
la estabilización. Registrar este gasto y
presión de fondo estabilizados.12. Graficar este punto estabilizado. La curva
de productividad estabilizada pasa a través de este
punto estabilizado y es paralelo a la línea de los
cuatro puntos estabilizados.
Se puede advertir que la duración del tiempo
exacto de los periodos de flujo, no es tan importante que no sean
los mismos. Por ejemplo, Periodos de flujo de doce horas
podrán ser utilizados en lugar de ocho horas. Se puede
advertir que los periodos de cierre no necesariamente son
iguales. En cada periodo de cierre, la presión de fondo se
incrementa para que la presión de cierre se
estabilice.
Pruebas Isocronales Modificadas
El Objetivo de las pruebas Isocronales modificadas, es
obtener la misma información que las pruebas Isocronales,
sin requerir, en algunas ocasiones, de largos periodos de cierre.
De hecho, las verdaderas pruebas Isocronales han probado ser
imprácticas como tipo de pruebas para muchos
pozos.
Con el propósito de acortar los tiempos de
prueba, se propuso desarrollar las pruebas Isocronales
modificadas, las cuales se realizan empleando periodos de cierre
igual a los periodos de flujo, lo cual proporcionó
resultados satisfactorios. En este tipo de pruebas se emplean las
presiones de cierre inestabilizadas para calcular la diferencia
de la relación de presiones para el próximo
gasto.
Las pruebas Isocronales modificadas han sido empleadas
extensivamente en yacimientos de baja permeabilidad, debido a que
permiten "salvar" tiempo y dinero. Además, han probado ser
una excelente aproximación de las pruebas Isocronales
verdaderas.
Procedimiento De Campo
1. Cerrar el pozo para estabilizar la
presión de cierre (lo suficiente para obtener una
buena estimación de la presión estática
del yacimiento).2. Abrir el pozo con un estrangulador
pequeño, tanto de 6/64 pg y dejar fluir al pozo
durante doce horas.3. Al final de éste periodo de flujo,
registrar (anotar) el gasto y la presión de fondo
fluyendo.4. Cerrar el pozo durante 12 horas.
5. Al final del periodo de cierre, registrar la
presión. Esta presión de cierre se
utilizará en el análisis como una
estimación de la presión estática para
el segundo periodo de flujo.6. Abrir el pozo con un estrangulador con un
diámetro ligeramente mayor, tanto como 8/64 pg y dejar
fluir al pozo durante doce horas.7. Al final de éste período de
flujo, registrar el gasto y la presión de fondo
fluyendo.8. Cerrar el pozo durante doce horas, registrar
la presión de fondo del pozo (para ser usada como una
aproximación de la presión estática para
el próximo período de flujo).9. Repetir los pasos seis, siete y ocho
utilizando progresivamente diámetros de estrangulador
mayores. Para cada periodo de flujo, la presión
estática aproximada se utilizará en el
análisis. Esto es, la presión de cierre
existente justo antes de iniciar el periodo de flujo. La
presión de fondo fluyendo es la que se encuentra al
final de cada periodo de flujo, aunque la
estabilización no haya ocurrido.10. Estos cuatro puntos son graficados en la
misma forma descrita para pruebas convencionales de
contrapresión.11. Realizar un quinto período de flujo
hasta que la estabilización ocurra. Se puede utilizar
un nuevo diámetro de estrangulador o uno de los
previamente utilizados. Para el análisis, se utiliza
la presión de fondo fluyendo estabilizada así
como también el gasto al final del período de
flujo. Esto permitirá obtener un punto a condiciones
estabilizadas.12. Graficar el punto estabilizado, y dibujar
una línea a través de este punto paralela a la
línea trazada a través de los cuatro puntos
anteriores. Esta línea a lo largo del punto
estabilizado es la curva de capacidad estabilizada para este
pozo.
Conclusión
Una de las etapas más importantes de la rama
petrolera es la producción de hidrocarburo, el cual, como
se manejó anteriormente, permite estudiar y aplicar las
distintas herramientas adecuadas para extraer el hidrocarburo que
se encuentra en el subsuelo. Por tal motivo, se requiere de
muchos estudios que permitan conducir las mejores formas en
cómo va a venir ese fluido a la superficie, y con
qué capacidades se cuentan para explotar de una forma
factible el hidrocarburo deseado del pozo perforado y pueda ser
viable económicamente también.
Para poder extraer esos fluidos se necesitan de
distintos mecanismos, los cuales pueden variar de acuerdo a la
naturaleza y a la fuerza que contenga un pozo determinado. Se
pueden observar que existen mecanismos naturales como
también artificiales. Para una empresa productora se le es
más factible e importante que estos mecanismos sean
naturales, por el solo hecho de que estos no requieren gastos
para utilizarlo, solo se necesita que la naturaleza de la
formación esté a favor.
Uno de los puntos resaltantes también en la
producción de hidrocarburos son los sistemas de esta
(producción), que se basan en cómo será
vendido un determinado producto o servicio. Estos sistemas
dependen en cómo la empresa maneje la gerencia de la
producción y con qué materias se
cuentan.
Pero para empezar a producir un pozo, es necesario que
se lleven a cabo diferentes pruebas que permitan arrojar datos
experimentales de cómo va a salir ese hidrocarburo y como
este se va a manjar luego de ser extraído, ya que todo lo
hecho anteriormente ha sido teórico ya base de
teorías y ecuaciones, pero no de un modo real. Por eso,
estas pruebas tienen en sí el fin de determinar la
habilidad de la formación para producir fluidos, es decir
cómo la formación factiblemente producirá
los hidrocarburos que están en ella.
Los diferentes tipos de pruebas convencionales, son muy
importantes en conjunto, ya que cada una tiene en sí un
fin distinto; por ejemplo se tiene a la prueba de potencial, la
cual se realiza para determinar la capacidad productiva
teórica de los mismos, bajo condiciones de flujo abierto;
la prueba isocronal a su vez permite obtener datos para
establecer una curva de productividad o capacidad estabilizada
sin que se deje fluir el pozo tiempo innecesario para alcanzar
condiciones estabilizadas a cada gasto; y la prueba isocronal
modificada fue introducida para reducir los tiempos de prueba,
esta es muy similar a la isocronal, con la única
diferencia que los tiempos de cierre entre flujos son iguales a
los tiempos de flujo.
Referencias
bibliográficas
Efraín E. Barberii y
Martín Essenfeld. Yacimientos de
hidrocarburos. TomoIIIAraque, Gustavo. La Comunidad
Petrolera. (2008). Prueba de
Inyección.
Disponible:
http://yacimientos-de-gas.blogspot.com/2010/04/prueba-de-inyeccion.html
[Consulta: Mayo 20, 2010]
Meaño, Andrea. La comunidad
Petrolera. (2009). Levantamiento artificial de
Gas.
Disponible:
http://ingenieria-de-
petroleo.blogspot.com/2009/03/levantamiento-artificial-por-gas-i.html
[Consulta: Mayo 20, 2010]
Comportamiento de Pozos.
Comportamiento de Afluencia en Pozos de
Gas.
Disponible:
http://www.scribd.com/doc/22634288/Comportamiento-de-Pozos
[Consulta: Mayo 20, 2010]
Enviado por:
Carla Santaella
República Bolivariana de
Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la
Defensa
Universidad Nacional Experimental
Politécnica de la Fuerza Armada
Núcleo Carabobo – Extensión
Isabelica
Valencia, Mayo de 2010.
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