Yacimientos de Gas:Determinación del Gas en el Yacimiento por el Método Volumétrico

Para poder comprender este método, primeramente es necesario hacer las siguientes suposiciones

Imaginarse el yacimiento como una especie de cubo solido donde en su interior existen pequeños espacios vacios denominados poros, los cuales, si sumamos todos estos pequeños espacios vacios (Poros) obtenemos el volumen total que no se encuentra ocupado por la parte solida del cubo y al cual denominamos volumen poroso

Entonces a partir de esta suposición, encontramos la definición de porosidad la cual desde el punto de vista de ingeniería y de geología se puede definir como la fracción del volumen total de la roca que no se encuentra ocupado por el esqueleto mineral del mismo.

Desde el punto de vista matemático la porosidad viene a ser:

Porosidad=Volumen Poroso/volumen Total

Con lo que el volumen poroso queda definido matemáticamente como:

Volumen Poroso=PorosidadxVolumen total

Por otra parte, este volumen poroso es la fracción del volumen total de la roca que se encuentra disponible para almacenar fluido en ella (Gas) con lo que encontramos el termino de saturación de fluidos, donde este se define como la fracción del volumen poroso que se encuentra ocupado por un fluido.

Por ende desde el punto de vista matemático tenemos que la saturación viene a ser:

Saturación=Volumen de Fluido/Volumen Poroso.

Con estos conceptos podemos notar que los patrones que gobiernan la cantidad de gas existente en el yacimiento son:

a) Porosidad
b) Volumen Total
c) Saturación de Fluidos
d) Presión y temperatura (Implícitamente y directamente)

Comprendiendo estos términos, podemos comenzar a desarrollar la ecuación que determina el volumen de gas en el yacimiento mediante el método volumétrico.

Denotando por G al volumen total de gas en el yacimiento que se encuentra ocupando una fracción del volumen poroso total presente en el mismo tenemos que:

Partiendo de la definición de saturación

Sg=Vg/Vporoso

Vg=VporosoxSg=G (1)

Donde

Vporoso: Volumen poroso total
Sg: Saturación de gas
Vg: Volumen de gas

Por medio de la definición de porosidad tenemos que:

Porosidad=Vporoso/Vtotal

Con lo que:

Vporoso=Porosidad x Vtotal (2)

Sustituyendo 2 en 1 tenemos:
G= Porosidad x Vtotal x Sg (3)

También debemos de tener presente la siguiente propiedad: Sg + So + Sw =1; Donde:

So: Saturación de Petróleo
Sw: Saturación de Agua innata

Teniendo presente que en los yacimientos de gas no existe petróleo (No existe o en otros casos se considera despreciable), entonces So=0, con lo que queda que: Sg + Sw =1;

Despejando de esta expresión a Sg tenemos:
Sg=1-Sw (4)

Sustituyendo (4) en (3) encontramos que:
G= Porosidad x Vtotal x (1-Sw) (5).

Con esta expresión ya podemos encontrar el volumen de gas en el yacimiento pie cubico de yacimiento.

Pero en el caso de la industria petrolera, el volumen total (Volumen bruto del Yacimiento) viene presentado en la unidad (ac-pie=acre xpie) y el termino (Vtotal) de la formula corresponde a píe cúbicos de yacimiento, además el volumen de gas(G) se reporta en la unidad de PCS(pies cúbicos estándar), por lo que la formula anterior debe llevar factores de conversión para lograr el resultado deseado(PCS), los cuales son:

1 ac-pie=43560 pie cúbicos de yacimiento.
Bg: Factor Volumétrico de Formación del Gas=PCS/pie cúbicos de yacimiento.

Sustituyendo estos factores en la ecuación (5) y comprobando las unidades tenemos que
G=(43560 pie cúbicos/1 ac-pie)x Porosidad x Vtotal(ac-pie) x (1-Sw)x Bg(PCS/pie cubico),

Con esto se comprueba la compatibilidad de las unidades para que el resultado presentado sea en PCS

Entonces la formula final, con sus respectivas unidades viene a ser

G=43560 x Porosidad x Vtotal x (1-Sw) x Bg;

Donde las unidades son:

G: PCS

Porosidad: fracción(Sin unidades)

Vtotal: ac-pie

Bg: PCS/pie cubico