| Title | El extraño comportamiento de la compresibilidad del agua en reservorios de alta entalpía y su efecto en transitorios de presión bifásicos y de solo vapor |
|---|---|
| Authors | Mario César Suárez Arriaga y Martha Leticia Ruiz Zavala |
| Year | 2013 |
| Conference | Mexican Geothermal Congress |
| Keywords | Compresibilidad no isotérmica, correlaciones numéricas, pruebas transitorias de presión, fluido bifásico, ingeniería de reservorios geotérmicos, Non-isothermal compressibility, numerical correlations, transient pressure tests, two-phase fluid, geothermal |
| Abstract | Los métodos para la interpretación y análisis de pruebas de presión transitorias (PPT) van desde muy simples hasta de alta complejidad numérica. Los modelos analíticos que se utilizan en las pruebas tradicionales PPT conllevan varias simplificaciones, por ejemplo, que el líquido sea ligeramente compresible. Estos supuestos incluyen propiedades homogéneas de la roca, presión uniforme en el reservorio y gasto de extracción constante. Los métodos actuales asistidos por computadora son capaces de manejar escenarios de mucha mayor complejidad referentes a características geológicas concretas y al comportamiento real del fluido. En modelos avanzados, no es necesario suponer pequeña a la compresibilidad y el fluido puede ser no isotérmico y en dos fases. En pozos productores de puro vapor, la hipótesis de compresibilidad pequeña es totalmente errónea. La interpretación de las PPT en ambos casos permite el estudio del comportamiento local del reservorio bajo condiciones dinámicas de cambio de fase. El modelo de Garg para dos fases es completamente análogo al modelo de Theis, pero involucra el cómputo preciso de la compresibilidad del vapor en el valor total del sistema roca-líquido-vapor. En caso de que el reservorio produzca solo vapor, o que las condiciones del sistema vayan más allá del punto crítico y se presente una fase supercrítica, el cálculo de la compresibilidad del vapor es el punto determinante en la interpretación correcta de la prueba. En este artículo presentamos nuevas correlaciones para el cómputo de la compresibilidad del fluido geotérmico en cada una de sus dos fases. En el caso del vapor, su compresibilidad se comporta en forma extraña conforme aumenta la temperatura entre el punto crítico y los 450°C. El grupo de correlaciones prácticas que permiten reproducir este comportamiento, es publicado por primera vez. Esto abarca un amplio rango termodinámico, que incluye las singularidades observadas, yendo desde los reservorios geotérmicos tradicionales, hasta los de muy alta entalpía a condiciones de temperatura supercrítica. Methods for interpretation and analysis of transient pressure tests (TPT) go from very simple models up to highly complex numerical techniques. The analytical models used in the traditional TPT use several simplifications, for example, that the liquid is lightly compressible. Assumptions include homogeneous properties of the rock, uniform pressure in the reservoir and constant extraction rates. Computer-aided current methods are capable of handling more complex scenarios with concrete geological characteristics and realistic fluid behavior. In the most advanced models, it is not necessary to assume a small compressibility and the fluid may be non-isothermal and two-phase. In wells that produce pure steam, the small compressibility hypothesis is totally erroneous. TPT analysis in both cases allows study the local behavior of the reservoir under dynamic conditions of phase change. The Garg’s model for two-phase flow is completely analogous to the Theis model, but it includes the accurate calculation of steam compressibility in the total rock-liquid-steam system. In case that the reservoir produces only steam or the system conditions go farther the critical point present ing a supercritical phase, the calculus of the steam compressibility is the key point in the correct interpretation of the pressure test. In this paper, we present new correlations for the computation of the geothermal fluid compressibility of each one of its two phases. In the case of the steam, its compressibility behaves in a strange way when its temperature is between the critical point and 450°C. The set of practical correlations able to reproduce this behavior is published for the first time. This covers a wide thermodynamic range which includes the observed singularities, the traditional geothermal reservoir and the reservoirs with very high enthalpy at supercritical temperature conditions. |