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CONVENIENCIA DE RECIRCULAR EL GAS EN LOS CAMPOS DEL NORESTE (*)
RAÚL RODRÍGUEZ ALCÁZAR ( * * )
I N T R O D U C C I Ó N
En los últimos años se ha obtenido producción de petróleo y gas natu-tural en la región noreste del país, que forma parte de la cuenca del bajo Río Bravo y que se ha denominado comúnmente área de Reynosa. En el área citada, la Gerencia de Exploración de Petróleos Mexicanos ha localizado varias estructuras con características favorables para la acumulación de hidrocarburos, entre las que se muestran más atractivas hasta el momento: Treviiio, 18 de Marzo, Santa Fe, San Francisco, Barrita, Tuna, Ventura, China, San Bernardo, Carlos Cantú, Francisco Cano, La Presita, El Puerto, Las Norias, Los Angeles, Río Bravo, Santa Anita, Santa Gertrudis, Parritas, Cuervito, Pamorana, Camargo, Valadeces, El Tule, Las Animas, Santa Margarita, Misión, Reynosa, Patitos, Becerro, Rincón del Toro, El Cabrito, Brasil, etc.
De las anteriores estructuras han sido probadas mediante la barrena, las de Francisco Cano, Reynosa, Brasil, Camargo, Valadeces y Misión. La mayoría han resultado con horizontes múltiples y producen en la forma que muestra la siguiente:
TABLA 1
N O M B R E D E L A
E S T R U C T U R A
N U M E R O D E H O R I Z O N
T E S E N P R O D U C C I Ó N
P R O D U C T O R A
D E :
Francisco Cano 2 Aceite Misión 2 Gas y destilados
Brasil 1 Gas y destilados
Reynosa 2 Gas y destilados Valadeces 8 Aceite, gas y destilados
(*) Original recibido el 20 de Febrero de 1950. ( * * ) Gerencia de Producción, Petróleos Mexicanos.
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R. R O D R Í G U E Z A L C Á Z A R
De las estructuras mencionadas en la tabla anterior, i'micamente se tratarán las productoras de gas natural o de gas natural y destilado.
I .—CAMARGO. En la estructura de Camargo se han perforado hasta la fecha 5 pozos, de los cuales 2 , los números 4 y 5 han resultado productores de gas. La producción de gas proviene de dos cuerpos arenosos pertenecientes a la formación Vicksburg Marina (Oligoceno) y localizados aproximadamente a 6 6 0 . 6 metros B. N. M. ( 2 , 1 6 7 . 3 ' ) y a 6 9 3 . 3 metros B. N. M. ( 2 , 2 7 4 . 6 ' ) . Las presiones de fondo a pozo cerrado fueron de 70 K g s / c m 2 ( l , 0 0 0 # / p u l g 2 ) y capacidad potencial de 3 3 4 , 0 0 0 metros cúbicos por día ( 1 1 . 8 x 10^ piesV í̂a).
El gas que producen los pozos números 4 y 5 del mencionado yacimiento tiene la composición siguiente:
TABLA 2
ANÁLISIS DE HIDROC.ARBLIROS
C O M P O N E N T E S M o l . % G A L S . L I O . P O R M I L L A R
DE PIES3
Bióxido de carbono 0 . 8 4 Aire 0 . 0 0 Metano 9 7 . 9 9 Etano 0 . 5 8 Propano 0 . 0 9 0 . 0 2
Iso-butano 0 . 0 2 0 .01 Butano normal 0 . 0 5 0 . 0 2 Iso-pentano 0 . 0 5 0 . 0 2
Pentano normal 0 . 0 8 0 . 0 3 Exano y más pesados 0 . 3 0 0 . 1 7
T O T A L E S : 1 0 0 . 0 0 0 . 2 7
Como fácilmente se aprecia, el gas corresponde a los llamados gases secos y a menos que en el futuro se encuentre acumulación de aceite, el yacimiento puede por lo pronto clasificarse como de gas seco, con magníficas características para su uso como combustible, puesto que se encuentra casi exento de compuestos de azufre.
En vista de lo anterior y dada la necesidad existente de gas natural
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RECIRCULACIÓN DE GAS
en In ciudad de Monterrey, los pozos mencionados se encuentran en producción, transportando sus productos por medio de los gasoductos Misión-Gan Pedro y San Pedro-Monterrey.
11.—MISIÓN. La estructura Misión se encuentra localizada en los terrenos de Misión, correspondientes al Municipio de Reynosa, Estado de Tamaulipas. En ella se han perforado hasta la fecha ocho pozos (los números 1, 2 , 3, 4, 8, 9, 10 y 1 1 ) , de los cuales son productores los números 1, 2 y 4, que producen de dos horizontes que pertenecen a la formación Vicksburg Marina (Oligoceno), en la forma siguiente:
TABLA 3 N U M E R O Y
N O M B R E D E L P O Z O
N O M B R E D E L H P R O D U C T O R
P R O F U N D I D A D DE L A Q U E SE P R O D U C E
P R O D U C T O R D E :
Misión Núm. 1 Misión Núm. 2 Misión Núm. 4
Misión Heard Misión
1,685 metros ( 5 , 5 1 8 ' ) 1 ,740 metros ( 5 , 7 0 8 ' ) 1,555 metros ( 5 , 1 0 0 ' )
Gas y destilado Gas y destilado Gas y destilado
En octubre de 1 9 4 6 se tomaron presiones de fondo, que fueron como sigue:
TABLA 4
NOÍíiDRE Y N U M E R O D E L P O Z C P R E S I Ó N DE F O N D O A P O Z O C E R R A D O
Misión Núm. 1 Misión Núm. 4 Misión Núm. 2
2 , 5 1 4 # / p u l g 2 Man. 3 , 0 8 7 # / p u l g 2 Man. 2 , 3 4 9 # / p u l g 2 Man.
En octubre de 1947, antes de iniciarse la explotación de los pozos, se efectuaron varias pruebas para determinar las presiones de separación, obteniéndose los siguientes resultados:
a)—Pozos que fluyen del horizonte Misión, la máxima recuperación en el separador de destilados se obtiene de 900# /pu lg^ con una temperatura media de 80° F.
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R. RODRÍGUEZ ALCÁZAR
b)—Pozos que fluyen del horizonte Heard, la máxima recuperación en el separador de destilados se obtiene de l , 2 5 0 # / p u l g 2 con una temperatura de 8 0 ° F.
Las cifras anteriores representan el comportamiento de los gases en los separadores a las presiones y temperaturas citadas. También se ha podido observar que al separar el gas procedente del horizonte Heard a 8 0 ° F. y a 1 , 0 0 0 # / p u l g 2 , dejarán de recuperarse 0.032 galones por millar de pies cúbicos, valor que es únicamente el 2 % de la recuperación total y razón por la que se prefirió para este campo un equipo homogéneo de separación de l ,000#/pu lg^ .
De los análisis de las muestras de gases y líquidos tomadas durante las pruebas se calculó la composición de los fluidos existentes en los yacimientos (Misión y Heard), que resultaron ser :
TABLA 5
GAS DEL H O R I Z O N T E M I S I Ó N A LA T E M P E R A T U R A Y PRESIÓN DEL YACIMIENTO ( 2 , 5 1 4 # / p u l g 2 M A N y 192° F.)
C O M P O N E N T E S M o l . % G A L S . L I O . P O R M I L L A R
D E P I E S »
Bióxido de carbono 0.00
Nitrógeno 0.00 Aire 0.00 Metano 92.35 Etano 4.16 Propano 1.34 0.37
Iso-butano 0.35 0.11 Butano normal 0.3£ 0.12 Iso-pentano 0.13 0.05 Pentano normal 0.15 0.05 Exano 0.23 0.42 Eptano y más pesados 0.91 0.09
T O T A L E S : 100.00 1.21
326 BOLETÍN DE LA ASOCIACIÓN
RECIRCULACIÓN DE GAS
TABLA 6
GAS DEL HORIZONTE HEARD A LA TEMPERATURA Y PRESIÓN DEL YACIMIENTO ( 3 , 0 8 7 # / p u l g 2 MAN y 194° F.)
C O M P O N E N T E S M o l . % G A L S . L I Q . P O R M I L L A R
D E PIES3
Bióxido de carbono 0.00 Nitrógeno 0.00 Aire 0.00 Metano 89.69 Etano 4.13 Propano 1.82 0.50 ; Iso-butano 0.50 0.16 Butano normal 0.61 0.19 Iso-pentano 0.26 0.09 • Pentano normal 0.28 0.10 Exano 0.58 0.24 Eptano y rilas pesados 2.13 0.9S
T O T A L E S : 100.00 2.26
Si se descuentan a estos análisis de recombinación del total de líquidos recuperables, las cantidades correspondientes a la fracción propano y se compara el resto con la recuperación alcanzada en los separadores, se verá fácilmente que el gas procedente de los mismos, queda con un bajo contenido de gasolinas que son incosteables de extraer.
En la actualidad se desconoce el comportamiento retrógrado de los gases en el interior de los yacimientos, pero dada la cantidad de líquidos que rinden en la superficie, convendría obtener un análisis completo de recombinación para los gases.
III .—VALADECES. La estructura de Valadeces se encuentra situada aproximadamente a uos 5 kilómetros al noreste del campo de Camargo; en ella se ha perforado un solo pozo que resultó ser productor de gas y destilado. Su producción procede de un cuerpo arenoso en la formación Vicksburg Marina, localizado a 1,832.3 metros B. N. M. (6 ,010') -
Al efectuarse el muestreo y algunas pruebas, tales como presiones
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IV.—BRASIL. La estructura de Brasil se encuentra situada sobre los terrenos de Lagunita del Dr. Brasil, pertenecientes al Municipio de Reynosa, a unos 23 kilómetros al sureste de la población de Río Bravo, Tamps. En ella se han perforado 6 pozos que son los números 1 , 2 , 3 , 4 , 6, y 8, siendo productores todos ellos menos el número 1, que se taponó por dificultades mecánicas. La producción de los mencionados pozos procede de dos cuerpos arenosos llamados Brasil y Caimán, de la formación Frío (Oligoceno), localizados a 2 , 0 2 5 metros B. N. M. ( 6 , 6 4 2 ' ) y a 2 , 1 7 5 metros B. N. M. ( 7 , 1 3 4 ' ) respectivamente. En los números 6 y 8 su producción procede de la arena Brasil y el resto de las dos arenas citadas con acabado doble.
Al efectuarse pruebas iniciales y tomarse algunas muestras para análisis en el pozo número 2 , se obtuvieron los siguientes resultados:
CUERPO A R E N O S O SUPERIOR (BRASIL) Presión a pozo cerrado 3 . 1 9 0 # abs. Temperatura de fondo 1 9 0 ° F. Capacidad potencial 4 2 5 millones de pies^ por día Comportamiento del gas Retrógado Punto de rocío a 1 9 0 ° F . ^ , 1 6 0 # / p u l g 2 abs.
Recuperación aproximada en la superficie 0.3 gals por millar de pies^.
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y temperaturas de fondo, análisis de recombinación, etc., se tuvieron los siguientes resultados :
Presión de fondo a pozo cerrado 3 , 7 3 2 # / p u l g 2 Temperatura de fondo 1 9 8 ° F. Comportamiento del gas Retrógado Punto de rocío a 1 9 8 ° F. y a 3 , 6 3 5 # / p u l g 2 abs. Presión de separación para la máxima recuperación de destilados a
8 0 ° F. 9 0 0 # / p u l g 2 abs. Recuperación de destilados a 9 0 0 # / p u l g 2 abs. y a 8 0 ° F : 2 . 2 gals.
por millar de pies^. El contenido de gasolinas en el gas de residuo en gals. por millar de
piesS de 2 6 # R. V. P. es de 0 . 4 8 .
RECIRCULACIÓN DE GAS
TABLA 7
COMPONENTE Mol. % GALS. LIO, POR MILLAR DE PIES3
Metano 9 5 . 3 3 Etano 2 . 7 5 Propano 0 . 7 9 0 . 2 1 7 Butano 0 . 3 3 0 . 1 0 8 Pentano 0 . 1 9 0 . 0 6 7 Exano 0 . 0 8 0 .03 3 Eptano y más pesceos 0 .53 0 . 3 2 2
T O T A L E S : 1 0 0 . 0 0 0 . 7 4 7
CUERPO ARENOSO INFERIOR (CAIMAN)
Presión a pozo cerrado 3 , 4 2 5 # / p u l g 2 abs. Temperatura de fondo 1 9 7 ° F. Capacidad potencial 6 0 millones de pies^ por día Comportamiento del gas Retrógado Recuperación aproximada en la superficie 0 . 6 gals. por millar pies^. Punto de rocío a 1 9 7 ° F. y 3 , 2 0 0 # / p u ! g 2 abs.
TABLA 8 ANÁLISIS DEL GAS CONTENIDO EN LAS ARENAS CAIMÁN
COMPONENTE Mol. % GALS. LIO. POR MILLAR
DE PIES»
Metano 9 6 . 4 5 Etano 1.26 Propano 0.91 0 . 2 4 9 Iso-butano 0 .03 0 . 0 2 6 Butano natural 0 . 1 0 0 . 0 1 3 Iso-pentano 0 . 0 4 0 . 0 1 5 Pentano normal 0 .03 0 . 0 1 1 Exano y más pesados 1.13 0 . 7 2 6
T O T A L E S : 1 0 0 . 0 0 1 .040
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ANÁLISIS DEL GAS CONTENIDO EN LAS ARENAS CAIMAN
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C o m o se aprecia en forma sencilla estos gases dejan por acc ión re tró -gada en los separadores la m a y o r parte de sus h idrocarburos licuables, quedando el gas procedente de los citados con poca humedad que da lugar a considerársele seco.
V . — R E Y N O S A . L a estructura de Reynosa , descubierta por métodos geofísicos, está situada aprox imadamente a 9 kilómetros al sur de la población de Reynosa, Tamps . E n ella se han perforado 17 pozos, siendo productores 2 0 , de los cuales 9 producen aceite y los demás gas y con-densados.
L a producción de gas y destilados proviene de 4 cuerpos arenosos correspondientes a la formación Frío y son:
1 . — R e t a m a 2 . — H u i z a c h e 3 .—Mezqui te 4 . — B r a v o
E n las arenas Retama, localizadas a 1 , 7 6 5 metros B. N . M . ( 5 , 7 8 9 ' ) se encuentran produciendo los pozos ni'imeros 10 , 17 , 2 4 , 2 6 , 2 7 , 31 y 3 9 .
E n las arenas Huizache , localizadas a 1 ,853 metros B. N . M . ( 6 , 0 7 8 ' ) se encuentran los pozos niímeros 7 , 2 4 y 3 1 .
E n las arenas Mezquite , localizadas a 1 , 9 1 5 metros B. N . M . ( 6 , 2 8 1 ' ) se encuentra produciendo el pozo número 2 3 .
En las arenas Bravo, localizadas a 2 , 0 6 8 metros B. N . M . ( 6 , 7 8 3 ' ) se encuentran produciendo los pozos números 5 y 12 .
C o m o se ve, los pozos números 2 4 y 31 están acabados en dos a r e nas, es decir, que pueden fluir por las dos tuberías ( la de ademe y la de producc ión ) .
A la fecha se han tomado muestras y hecho pruebas en los pozos Retama números 5 , 1 0 , 12 y 17 , obteniéndose los siguientes resultados:
A R E N A S R E T A M A Presión de fondo a pozo cerrado 2 , 7 1 5 # / p u l g - abs. Temperatura de fondo 1 8 6 ° F . Capacidad potencial media 6 0 millones de pies^ por día Comportamiento del gas Retrógado Punto de rocío a 1 8 6 ° C. y 2 , 6 0 0 # / p u l g 2 abs. Presión de separación: 1 , 0 0 0 # / p u l g 2 .
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RECIRCULACIÓN DE GAS
Rendimiento máx imo de líquidos en la superficie, separados a l , 1 0 0 # / p u l g 2 ; 0 6 gjj]5 por millar de pies*.
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C O M P O N E N T E M o l . %
G A L S . L I Q . P O R M I L L A R
DE P I E S *
Metano 9 1 . 2 3 Etano 3 . 4 0 Propano 1.56 0 . 4 2 7 Iso-butano 0 . 5 0 0 . 1 6 3 Butano normal 0 . 8 5 0 . 2 6 8 Iso-pentano 0 . 5 2 0 . 1 9 0 Pentano normal 0 . 6 4 0 . 2 3 2 E.x-ino 0 . 3 9 0 . 1 6 1
Eptano y más pesados 0.91 0 . 5 3 5
T O T A L E S : 1 0 0 . 0 0 1.976
A R E N A S B R A V O Presión de fondo a pozo cerrado 3 , 1 0 0 # / p u l g 2 abs. Temperatura de fondo 2 0 7 ° F . Capacidad potencial media 4 5 millones de pies* por día Comportamiento del gas Retrógado Punto de r o d o a 2 0 7 ° F . y 2 , 9 6 0 # / p u l g 2 abs. Presión de separación: l , 0 0 O # / p u l g ^ abs. Rendimiento máximo de líquidos en la superficie separadas a la pre
sión de l , 0 0 0 # / p u l g 2 abs: 0 .5 gals. por millar pies^.
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D E P I E S 3
Metano 9 2 . 0 7 Etano 3 . 3 0 Propano 1.75 0 . 4 8 1 Iso-butano Ü.44 0 . 1 4 3 Butano normal 0 . 6 0 0 . 1 8 9 iso-pentano 0 . 2 8 0 . 1 0 5 Pentano normal 0 . 4 6 0 . 1 6 7 E x a n o 0 . 2 7 0 . 1 1 0 Eptano y más pesados 0 . 8 3 0 . 5 0 5
T O T A L E S : 1 0 0 . 0 0 1 . 7 0 0
V I . — C O M E N T A R I O S . T o d o lo anterior se ha expuesto con la idea de apreciar toscamente cuáles yacimientos conviene circular. Es natural que para decidir la circulación de un yacimiento es menester saber si el fluido almacenado es de comportamiento retrógado y conocer su volumen y su composición.
D e comportamiento retrógado y a se ha dicho que Petróleos M e x i c a nos dispone, en el presente, de fluidos acumulados en las estructuras de Misión, Valadeces, Brasil y Reynosa.
En Misión se han calculado análisis de recombinación para el fluido encerrado en los cuerpos arenosos (Misión y H e a r d ) y se aprecia que son retrógados en los yacimientos porque así se comportan en la superficie, pero no se conoce el comportamiento de ellos en el interior de las formaciones.
En la actualidad es difícil predecir la costeabilidad de c ircular el gas en los horizontes productores de la estructura Misión, pues, además de no conocer el mencionado comportamiento, se desconoce el límite de los estratos productores, ya que la estructura parece estar situada sobre el límite de dos países: los Estados Unidos de Amér ica y la República Mex icana .
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RECIRCULACIÓN DE GAS
P r e s i o n e s d e a b a n d o n o e n l i b r a s / p u l g 2 a b s .
% d e l i q u i d o q u e se q u e d a e n e l y a
c i m i e n t o de l to ta l q u e r i n d e el g a s .
3 , 6 3 5 3 , 3 1 5 2 , 9 1 5 2 , 5 1 5 2 , 1 1 5 1 ,715 1 ,315
9 1 5
O 19 37 5 0 59 6 5 6 8 6 9
Para establecer un sistema de circulación es necesario contar con un mínimo de dos pozos, condición que aun no se cumple en Valadeces y que no permite efectuar estudios de costos para establecer sistemas de recuperación secundaría.
De la estructura Brasil se sabe que el gas tiene comportamiento retrógado y que el volumen encerrado en los cuerpos arenosos es grande, pero no convendría establecer sistemas de circulación de gas, si se considera que el rendimiento máximo de líquidos que puede dar el gas, en el interior de los estratos, es de 0 . 7 9 galones por millar de pies* (incluso propanos) y que al no usar sistema de recuperación alguno, quedarían como pérdidas para presiones de abandono de 6 0 0 # / p u l g 2 manométricas unos 0 . 1 6 galones por millar de pies*, que sería incosteable recuperar.
De la estructura Reynosa, por lo que se refiere a gas y destilados, se cuenta únicamente con alguna información para las arenas productoras Bravo y Retama, suponiendo que los demás horizontes productores (Hui zache y Mezquite) son de características muy semejantes.
Desde luego, por la cantidad de líquidos que rinden en la superficie, conviene efectuar un muestreo del fluido que procede de la formación Heard, con objeto de obtener el análisis completo de recombinación y estudiar las posibilidades de ese gas.
De Valadeces se tienen análisis de recombinación y por lo que al fluido se refiere, el yacimiento debe circularse, pues de no hacerlo y tener en explotación el pozo Valadeces número 1, la recuperación de destilados irá en descenso según la tabla siguiente :
T A B L A 11
MEXICANA DE GEÓLOGOS P E T R O L E R O S 333
R. RODRÍGUEZ A L C Á Z A R
T A B L A 12
P r e s i o n e s d e a b a n d o n o e n l i b r a s / p u l g ^ M a n .
7e d e c o n d e n s a . d o s el f o n d o d e l
q u e q u e d a r á n eti y a c i m i e n t o
2,960 0 2,500 19 2,000 31 1,500 35 1,000 27
Actualmente, ya se ha dicho que en la arena citada se cuenta con dos pozos productores, pero por lo que se aprecia de los contornos que cubren algunos de los cuerpos arenosos superiores, como el Retama, y de las dificultades de operación en el pozo número 5, es conveniente esperar los resultados de otros pozos para estudiar la costeabilidad de c ircular el gas en el horizonte Bravo.
Del horizonte Retama se tiene más información, pues conociendo que el fluido es retrógrado en el estrato y que las pérdidas de destilados al bajar la presión serán:
T A B L A 13
P r e s i o n e s d e a b a n d o n o e n % d e c o n d e n s a d o s q u e q u e d a r á n e n I i b ' r a s / p u l g 2 M a n . e l f o n d o d e l y a c i m i e n i o
2 , 6 0 0 0 2 , 2 0 0 21 1 , 8 0 0 3 4 1 ,400 3 8 1 , 0 0 0 41
5 0 0 33
Si el contenido de destilado en el gas a la presión de 2 , 6 0 0 # / p u l g -y a la temperatura de 1 8 0 ° F . , es de 3 5 . 7 barriles para pentanos
Las arenas Bravo, por lo que se refiere al fluido que contienen, debe circularse, pues de no hacerlo se tendrán las pérdidas de líquidos tabulados a continuación:
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RECIRCULACIÓN DE GAS
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y más pesados, la cantidad de líquidos que quedarán en el yacimiento al terminar la explotación con una presión de abandono de 5 0 0 f # / pulg2, será de 568,620 barriles, cantidad que si se recupera en un 9 0 % mediante circulación al precio de dos dólares el barril, importa 1 ,000,000.00 de dólares.
Si el inyectar un volumen de gas seco igual al acumulado en el estrato es suficiente para hacer la recuperación citada de 9 0 % , el costo total de la circulación del gas al precio de quince dólares el millón de pies* inyectados será de 720,000.00 dólares.
Como la diferencia entre el valor de los hidrocarburos por recuperar y el costo de la inyección es mayor que el interés que pudiera producir un capital equivalente al valor del gas por un período de cuatro años (tiempo de aplazamiento para la venta del gas) al tipo de 4 % anual, la circulación de gas en el estrato Retama, resulta costeable y es de aconsejarse.
R E C O M E N D A C I O N E S
Para la explotación racional de un yacimiento retrógrado de alto contenido de hidrocarburos condensables, se debe tener presente lo siguiente :
a).—No poner en producción ningiin pozo si antes no se conoce el punto de rocío del fluido a producir, pues sabido es que si éste se rebasa, los hidrocarburos condensados no serán recuperables aunque posteriormente se intente la represión.
b).—Efectuar perforaciones suficientes para conocer los límites y el volumen del yacimiento.
c) .—Elaboración del estudio económico correspondiente. d).—Hacer estudio de pozos para inyección y producción mediante
modelos equivalentes. e).—Operación y cambio oportuno de los pozos de inyección, según
sea el avance del gas seco.
N O T A : Por lo que se refiere al estrato Retama de la estructura Reynosa, convendría efectuar más perforaciones en los flancos para definir éstos, así como recalcular las reservas y determinar los pozos para inyección y explotación, mediante la construcción de modelos electrolíticos equivalentes.