Recuperacin Mejorada de Petrleo
Tpicamente slo 30 por ciento del petrleo de un pozo petrolero
puede extraerse con los mtodos tradicionales,portanto, quedan
enormes cantidades de petrleo por recuperar de los puntos
deextraccin actuales o incluso de los ya abandonados; esto se debe
a que la mayor cantidad del petrleo se encuentra en el medio poroso
o matriz, es decir, en la roca: llmese areniscas, calizas o
carbonatos, por citar algunos ejemplos.Existen tecnologas, procesos
o mecanismos conocidos como: Recuperacin Terciaria o Mejorada de
Petrleo (EOR por sus siglas eningls Enhanced Oil Recovery), cuya
aplicacin puede ayudar a recuperar entre 10 y 20 por ciento del
petrleo original en sitio,lo cual podra parecer poco, pero resulta
increble para la industria petrolera de acuerdo con las tasas de
recuperacin y produccinactuales.
La recuperacin mejorada de petrleo se define como el conjunto de
mtodos que emplean fuentes externas de energa y/o materiales para
recuperar el aceite que no puede ser producido por medios
convencionales (recuperacin primaria y secundaria).
Publicado porLia Sanchez Barriosen16:041 comentario:Enviar por
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2013Clasificacin de los Mtodos de Recuperacin Mejorada de
Petrleo
Existen diferentes mtodos de recuperacin mejorada, que permiten
mejorar los recobros por inyeccin de agua. Algunos aplican calor y
otros no, donde los grandes grupos son trmicos y no trmicos. Los
trmicos son utilizados con preferencia para los crudos pesados,
mientras los no trmicos son utilizados para crudos livianos, aunque
algunos pueden ser aplicables a crudos pesados, pero han tenido
poco xito en las aplicaciones de campo.
Se han propuesto tambin mtodos de recuperacin los cuales son
combinaciones de otros, como por ejemplo la inyeccin alcalina con
surfactantes y polmeros. De igual manera se han sugerido y probado
muchas combinaciones de vapor con qumicos y solventes.Publicado
porLia Sanchez Barriosen20:58No hay comentarios:Enviar por correo
electrnicoEscribe un blogCompartir con TwitterCompartir con
FacebookCompartir en PinterestMtodos No Convencionales No
Trmicos
Los mtodos no trmicos abarcan los procesos qumicos y los
miscibles.
1. Invasiones qumicasLa mayora de los procesos qumicos
involucran la inyeccin de materiales que usualmente no se
encuentran en los yacimientos.
1.1. Invasin con polmeros.La invasin con polmeros es una
modificacin de la inyeccin de agua y consiste en aadir el agua de
inyeccin un tapn de polmeros de alto peso molecular antes de que
esta sea inyectada en el yacimiento, sta propiedad hace que mejore
la razn de movilidad agua-petrleo, lo cual da como resultado un
mejor desplazamiento y un barrido mas completo que en la invasin
con agua convencional. Con polmeros, se forma un banco de petrleo
que de empuja como en la inyeccin de agua convencional.
1.2. Invasin con surfactantes.El principal objetivo de este
proceso es recuperar el petrleo residual, 20 a 40% del volumen
poroso, que permanece despus de la recuperacin primaria o de una
inyeccin de agua. Como beneficio secundario puede tambin mejorar la
eficiencia de barrido volumtrico. En algunas de las primeras
investigaciones en las invasiones con surfactantes, se trata de que
ocurra como un desplazamiento miscible, sin las desventajas
caractersticas de la movilidad desfavorable y la segregacin por la
gravedad.
Habitualmente, para asegurarse de que la movilidad est bien
controlada, el tapn de surfactante se empuja con un determinado
volumen de solucin de polmeros. Adems, se utilizan varios aditivos
con el surfactante para protegerlo contra las sales minerales del
agua de formacin por la precipitacin o secuestro de los cationes
divalentes. Los aditivos ms populares son amonio, carbonato de
sodio y trifosfato de sodio.
1.3. Invasiones alcalinas o procesos de inversin de
humectabilidadLa inyeccin de soluciones alcalinas emplean un
proceso de emulsificacin en el sitio, este mtodo de EOR requiere
adicionar al agua de inyeccin de ciertas sustancias qumicas como
hidrxido de sodio, silicato de sodio, soda custica o carbonato de
sodio, las cuales reaccionan con los cidos orgnicos que contiene el
petrleo del yacimiento.
1.4. Invasiones micelares.La invasin micelar o microemulsin es
un proceso muy complejo, pero es un mtodo terciario de recuperacin
de petrleo muy promisorio para petrleos livianos. Ha sido
extensamente probado en el laboratorio y existen varias pruebas de
campo con resultados exitosos.
La tcnica consiste en la inyeccin de un tapn micelar seguido por
un volumen de solucin de polmero, el cual se empuja con agua; a
menudo se inyecta un preflujo delante del tapn micelar para
condicionar la roca. La solucin micelar que se utiliza es el
elemento clave del proceso y esta formada por agua, un
hidrocarburo, 10-15% de surfactante, junto con pequeas cantidades
de sal y un alcohol adecuado, el cual este ltimo se utiliza para
controlar la viscosidad y el comportamiento de fase.
1.5. Inyeccin de espuma.Las espumas son acumulaciones de burbuja
de gas separadas unas de otras por pelculas gruesas de lquidos, con
la propiedad de tener una viscosidad mayor que la del gas o lquido
que la componen. La inyeccin de espuma consiste en inyectar aire,
agua y un agente qumico que la estabiliza, y se realiza a una razn
de movilidad menor que la inyeccin de gas o lquido solos. La
calidad de la espuma se define como la razn entre el volumen de gas
contenido y el volumen total de la espuma. Es altamente eficiente
ya que las espumas se ubican primero en los poros mas grandes,
donde tienden a obstruir el flujo, los poros pequeos son invadidos
luego, mientras que las secciones mas permeables se van llenando de
espuma y la eficiencia del barrido vertical se mejora.
2. Desplazamientos miscibles.Este proceso consiste en inyectar
un agente desplazante completamente miscible con el petrleo
existente. En condiciones ideales, el fluido desplazante y el
petrleo se mezclan en una banda estrecha que se expande a medida
que se mueve en el medio poroso, y desplaza todo el petrleo que se
encuentra delante como un pistn.
El desplazamiento miscible puede ser del tipo de primer
contacto, como el de un hidrocarburo por otro y cuando los dos son
miscibles en todas las proporciones, es decir, la miscibilidad
entre los dos se alcanza por varios contactos y el correspondiente
equilibrio de fases.
2.1. Proceso de tapones misciblesConsiste en la inyeccin de algn
solvente lquido miscible al petrleo del yacimiento al entrar en
contacto con este. La figura 1 muestra un esquema del
desplazamiento de petrleo por un tapn de propano u otro LPG,
seguido de agua. Para mejorar la movilidad de los fluidos se
inyecta al agua y el gas de manera alternada. Asimismo, debe
alcanzarse una presin considerable que permita la miscibilidad
tanto entre el tapn y el petrleo, como entre el tapn y el gas
desplazante.
2.2. Proceso con gas enriquecido o empuje con gas condensanteEn
este caso el tapn inyectado es de metano enriquecido con etano,
propano o butano y este es seguido de gas pobre y agua. En la
formacin se encuentra una zona rica en C2 y C4 miscible al petrleo,
debido a que este absorbe los componentes enriquecidos del gas.
Para lograr la operacin debe lograrse una presin en el rango de
1.450 a 2.800 lpc.
2.3. Empuje con gas vaporizante o de alta presinConsiste en la
inyeccin continua de gas pobre como el metano o el etano a una
presin por encima de 2.900 lpc para formar una zona de
miscibilidad. Esta zona se alcanza en un punto ms alejado del punto
de inyeccin, a unos 100 pies antes de que el gas haya vaporizado
suficiente C2 al C6 para ser miscible.
2.4. Inyeccin alternada de agua y gasEste proceso, conocido como
proceso WAG, consiste en inyectar tapones de agua y gas de manera
alternada hasta que dichos fluidos lleguen al pozo productor, de
tal forma que el tapn de agua no llegue a conseguir fluido miscible
en el banco.
2.5 Inyeccin usando solventesSe les llama solventes a la mayora
de los fluidos que son miscibles con el petrleo de manera parcial.
El proceso de inyeccin de solventes es uno de los primeros mtodos
que se empleo para extraer petrleo. Este consiste en inyectar gas
licuado del petrleo (LPG) en pequeos tapones y desplazarlo por
medio de otro tapn de gas seco. Este mecanismo cumple funciones
importantes como son la extraccin del crudo, disolucin, disminucin
de la viscosidad, incremento del petrleo y el empuje por gas en
solucin, siendo el principal la extraccin. Entre los fluidos ms
utilizados en la operacin se encuentran: alcoholes orgnicos,
cetonas, hidrocarburos refinados, gas condensado del petrleo (LPG),
gas natural y gas licuado (LNG), dixido de carbono, aire, nitrgeno,
gases de combustin y otros.
3. Empujes con gasLa inyeccin de gas disminuye la tensin
interfacial y mejora la movilidad del petrleo. Gracias a ello el
desplazamiento de miscibles e inmiscibles pueden lograr altas
eficiencias en la recuperacin el crudo que queda en las zonas
barridas y no barridas. El objetivo de utilizar dixido de carbono u
otro gas junto con el agua, es reducir la viscosidad del petrleo y
aumentar la presin del yacimiento. A continuacin se explican
algunas de estas tcnicas:
3.1. Inyeccin cclica de gasEn este proceso se introduce un tapn
de gas, generalmente C02, en el pozo, luego cerrarlo por un tiempo
de remojo para lograr el equilibrio de las fases, y posteriormente
reabrirlo.
3.2. Inyeccin de agua carbonatadaComo se representa en la figura
2, este proceso consiste en introducir dixido de carbono al agua
que se inyecta, con la finalidad de reducir la viscosidad y
facilitar la movilidad. Para remover el agua carbonatada se inyecta
agua al final.
Publicado porLia Sanchez Barriosen20:55No hay comentarios:Enviar
por correo electrnicoEscribe un blogCompartir con TwitterCompartir
con FacebookCompartir en Pinterestjueves, 28 de marzo de 2013Mtodos
No Convencionales Trmicos
Estos procesos son especialmente tiles para los crudos pesados
(5-15 API), ya que la funcin principal de estos es disminuir la
viscosidad del petrleo y optimizar su movilidad. Cabe mencionar,
que estos mtodos de recuperacin han alcanzado el mayor xito en los
ltimos aos y por ello gran porcentaje de la produccin diaria de
Recuperacin Mejorada en Canad, Estados Unidos y Venezuela proviene
principalmente de ellos.
A continuacin se describen brevemente los distintos mtodos de
recuperacin trmica:
1. Inyeccin de agua caliente
Este mtodo, sencillo y convincente, consiste en desplazar el
petrleo inmisciblemente al inyectar agua caliente y agua fra. La
zona prxima al pozo inyector se calienta y al mismo tiempo parte de
ese calor se pierde hacia las formaciones adyacentes. El agua
introducida pierde calor rpidamente y alcanza la temperatura del
yacimiento, por lo que en el borde de este frente se desplaza es el
petrleo no calentado. Este proceso permite disminuir la viscosidad
del crudo y mejorar su movilidad, reducir el petrleo residual y
expandir el fluido por temperatura.
2. Inyeccin continua de vaporDel mismo modo que la inyeccin de
agua, este mecanismo de empuje es un arreglo entre pozos de
inyeccin y produccin. En este caso, las prdidas de calor son
mayores, por lo que el tamao del arreglo es un punto importante a
considerar. Sin embargo, al recobro de petrleo puede pasar del 50%.
El proceso consiste en inyectar continuamente el vapor, formndose
una zona de vapor que avanza a una tasa siempre decreciente. Para
disminuir las prdidas de calor, se debe reducir el volumen de
inyeccin hasta un valor conveniente, ms tarde se interrumpe por
completo y se introduce agua caliente o fra mientras que los
productores se mantienen abiertos.
Por qu utilizar la Inyeccin Continua de Vapor?
Aumenta las reservas en un factor de 2 - 10 veces comparado con
larecuperacin primaria de Primaria de crudo pesado.
Se obtienen ambas producciones, incremental y acelerada.
Ingresos anuales adicionales en lnea con los aumentos de
produccin.El rango de la eficiencia trmica est entre el 75-85%
3. Inyeccin alternada de vapor
Este mecanismo posee diferentes etapas. Primero se inyecta un
volumen de vapor preestablecido por una a tres semanas. Luego se
cierra el pozo por unos das en fase de remojo de manera que el
vapor se disperse uniformemente y caliente la formacin. Finalmente
se abre de nuevo de pozo en fase de produccin hasta que este deje
de ser econmicamente rentable. A este proceso tambin se le denomina
Inyeccin cclica de Vapor o Remojo con Vapor, y fue descubierto en
Venezuela accidentalmente en 1957 en una prueba de inyeccin
continua de vapor en el Campo Mene Grande.
El mtodo se aplica en yacimientos de crudos pesados para
aumentar el recobro durante el perodo de produccin primaria. Y
generalmente, luego del proceso se inicia una inyeccin continua de
vapor. La recuperacin de petrleo es baja frecuentemente porque slo
se ve afectada una parte de del yacimiento.
4. Drenaje por gravedad asistido con vapor o sus siglas en
ingles SAGD
Se inyecta vapor continuamente cerca del fondo del yacimiento,
este vapor cuando se condensa tiende a subir mientras que el
petrleo calentado baja hasta el fondo, esto permite que el petrleo
drene por gravedad hasta el pozo productor.
El pozo superior es el inyector y el pozo ms profundo, el
productor. El objetivo es introducir el vapor continuamente y
remover el vapor condensado que se va formando junto con el petrleo
que se va calentando. El vapor se introduce cerca del fondo del
yacimiento y tiende a elevarse, mientras que el petrleo calentado
tiende a caer hacia el fondo. La cmara de vapor que se va formando
encima del productor, se mantiene a una presin constante durante
todo el proceso y est rodeada por la arena petrolfera fra a travs
de la cual fluye el vapor hacia la interfase y se condensa; esto
permite que el petrleo drene por gravedad hasta el pozo
productor.En este mtodo existen diferentes esquemas de arreglos de
los pozos. A continuacin se presentan algunos de ellos:
5. Thai, Toe-to-Heel Air InjectionThai, que por sus siglas es
Toe-to-Heel Air Injection, genera calor in situ en vez de
inyectarlo desde superficie y dicho a grosso modo, Thai adopta una
configuracin especial de pozo vertical y horizontal con combustin
en sitio.
THAI, puede ser utilizado en muchas zonas donde los mtodos de
vapor no puede:
Depsitos ms delgados y menos de 10 metros de espesor
En caso de agua superior o inferior est presente Si el gas
superior est ausente reas con "lentes de esquisto" que actan como
barreras al vapor
b
6. CapriCapri es Thai ms un catalizador que se agrega al relleno
de grava alrededor del pozo de produccin; en otras palabras Capri
hace el trabajo de una refinera pero en el subsuelo. Ahora bien,
combinando ambos sistemas lo que se quiere es iniciar fuego
subterrneo y hacer fluir el petrleo pesado, a la vez que se mejora
la condicin del crudo, en trminos de densidad, antes de llegar a
superficie
7. Combustin in situConsiste en quemar una cierta cantidad de
petrleo en el yacimiento (aproximadamente 10%) para generar calor.
El proceso se inicia bajando un calentador o quemador que se coloca
en el pozo inyector. Luego se inyecta aire hacia fondo del pozo, se
pone a funcionar el calentador hasta lograr el encendido. Despus se
calienta los alrededores del fondo del pozo, se saca el calentador,
pero se continua con la inyeccin de aire para mantener el avance
del frente de combustin[7], lo que permite que el fluido sea menos
viscoso y se pueda optimizar la produccin de petrleo. Segn Carol
Marzuola[8], (VenEconoma Vol.20 No. 10, Julio 2003) este mtodo
posee ciertas desventajas ya que se necesita suficiente cantidad de
energa para generar vapor mediante la combustin del gas, otra de
ellas es que el vapor pasa por encima del yacimiento del crudo,
trayendo como consecuencia que solo se recupere en un 30% del crudo
del yacimiento. Existen tres tipos de procesos de combustin:
7.1. Combustin Convencional o hacia adelante
La zona de combustin avanza en la misma direccin del flujo de
fluidos. El aire se inyecta para oxidar el petrleo, produciendo
grandes volmenes de gas. Delante de la zona de combustin, ocurre el
craqueo del petrleo, originando el depsito de las fracciones mas
pesadas, en esa misma zona existe una segregacin por gravedad lo
que genera que la temperatura del pozo aumente y que la tasa de
produccin sea ms elevada.
5.2. Combustin en reversoSegn Berry y Parrish [10] , la zona de
combustin se mueve en direccin opuesta a la corriente del aire, a
donde exista mas concentracin de oxigeno. Los fluidos producidos
deben fluir a travs de las zonas de altas temperaturas hacia los
productores, haciendo que ocurra la reduccin de la viscosidad del
petrleo por un factor de 10.000 o ms. Esto lo hace fluir fcilmente
hacia los productores. Es utilizado en petrleos viscosos.
7.3. Combustin hmeda
Se inyecta agua alternada con aire. Al reducirse la viscosidad
del petrleo fri se extiende la zona del vapor o zona caliente, esto
hace que el petrleo se mueva mas fcilmente dependiendo de la
cantidad del crudo quemado y la tasa de inyeccin del aire.
