Fundamentos de la Ecuación de Balance de Materiales (EBM) en Yacimientos Petrolíferos

La Ecuación de Balance de Materiales (EBM): Conceptos Fundamentales

La Ecuación de Balance de Materiales (EBM) se deriva como un balance volumétrico que iguala la producción acumulada de fluidos (expresada como un vaciamiento) y la expansión de los fluidos resultante de una caída de presión en el yacimiento.

La forma general de la EBM fue desarrollada inicialmente por Schilthuis en 1941. La EBM establece que la diferencia entre la cantidad de fluidos iniciales en el yacimiento y la cantidad de fluidos remanentes es igual a la cantidad de fluidos producidos.

| Fluidos iniciales | - | Fluidos Producidos | = | Fluidos Permanentes |

Características Clave de la Ecuación de Balance de Materiales (EBM)

• La EBM representa un balance volumétrico aplicado a un volumen de control, definido como los límites iniciales de aquellas zonas ocupadas por hidrocarburos.
• Para el análisis volumétrico, se definen tres zonas dentro del volumen de control: la zona de petróleo, la zona de gas y la zona de agua.
• Una de las principales suposiciones es que las tres fases (petróleo, gas y agua) se encuentran siempre en equilibrio instantáneo dentro del yacimiento.
• La suma algebraica de todos los cambios volumétricos que ocurren en cada una de las zonas definidas dentro del volumen de control es igual a cero.
• Los cambios de volúmenes ocurren desde un tiempo t=0 hasta un tiempo t cualquiera. Primero se definen los volúmenes iniciales en cada zona, luego los volúmenes remanentes al tiempo t, y por último, la diferencia entre estos representa la disminución en cada zona.
• Todos los volúmenes están expresados a condiciones de yacimiento.

Consideraciones para la Aplicación del Balance de Materiales

1. Volumen poroso constante: No existe compactación ni subsidencia.
2. PVT representativo: El comportamiento PVT es representativo del yacimiento.
3. Proceso isotérmico: La temperatura se mantiene constante, independientemente de la variación de presión o la cantidad de hidrocarburo en el yacimiento.
4. Compresibilidad despreciable: La compresibilidad del agua (Cw) y de la formación (Cf) se consideran despreciables.
5. Equilibrio termodinámico: Se asume equilibrio termodinámico entre el gas y el petróleo a presión y temperatura de yacimiento.
6. Dimensión cero: El yacimiento se considera un espacio cerrado.