Metodos De Recuperacion De Crudos

Inyección de Agua Caliente.

Es un proceso de desplazamiento y consiste en inyectar agua caliente a través de un cierto número de pozos y producir petróleo por otros. Los pozos de inyección y producción se perforan en arreglos, tal como en la Inyección Continua de Vapor.

La inyección de agua caliente involucra solamente el flujo de dos fases: agua y petróleo, mientras que en los procesos de vapor y los de combustión envuelvan una tercera fase: gas. En este sentido, los elementos de la inyección de agua caliente son relativamente fáciles de describir, ya que se tratan básicamente de un proceso de desplazamiento en el cual el petróleo es desplazado inmisciblemente tanto por agua caliente como por fría.

Los principales mecanismos que contribuyen al desplazamiento del petróleo en la Inyección de Agua Caliente básicamente son: reducción de la viscosidad del petróleo y la expansión térmica de los fluidos de la formación.

Ventajas y Desventajas de la Inyección de Agua Caliente

Aunque el agua caliente es capaz de transportar una mayor cantidad de calor (entalpía) que el vapor, en base volumétrica, en general la inyectividad de los vapores mucho mayor que la del agua caliente. Parece ser que la inyección de agua caliente será ventajosa donde las formaciones tengan una alta permeabilidad, suficiente para mantener una tasa de inyección alta, con el objeto de minimizar las pérdidas de calor. Además, como el incremento de temperatura logrado con el agua caliente es menor que el logrado con vapor, la inyección de agua caliente resultará más efectiva en yacimientos que contengan petróleos viscosos que exhiban una gran disminución en viscosidad para incrementos de temperatura relativamente pequeños.

Aunque el agua caliente exhibe una razón de movilidad más favorable que el vapor, los datos de campo tienden a demostrar que el agua caliente es susceptible a formar canales y a digitarse.

La inyección de agua caliente puede ser deseable en el caso de formaciones que contengan arcillas sensitivas al agua, puesto que el vapor podría dañar la formación en tales circunstancias.

Los problemas en los equipos de inyección de agua caliente, en general, serán menos severos que en la inyección de vapor. Sin embargo, la cantidad invertida en generadores, equipos de superficie y en el pozo, es comparable a la del caso de la inyección de vapor. Las pérdidas de calor en las líneas de superficie y en el pozo, pueden causar una seria disminución en la temperatura del agua, mientras que en el caso de vapor sólo habrá una reducción en su calidad.

En el caso de petróleos livianos, donde la destilación con vapor contribuye en una alta proporción a la recuperación total, la inyección de agua caliente podría no ser efectiva, ya que la destilación no se hará efectiva debido a la ausencia de una fase gaseosa.

En resumen, existen áreas donde definitivamente la inyección de agua caliente podría ser utilizada económica y eficientemente como un proceso de recuperación. Sin embargo, todos los factores antes mencionados deben ser cuidadosamente analizados y comparados en relación con la alternativa de inyectar vapor antes de iniciar la inyección de agua caliente

Mecanismos de Recuperación en Inyección de Agua Caliente

Cuando se inyecta agua caliente a través de un pozo, la formación en la vecindad del pozo es calentada, mientras que al mismo tiempo parte del calor inyectado se pierde hacia las formaciones adyacentes. El agua caliente inyectada suministra el calor necesario a expensas de su calor sensible (el cual aproximadamente es, directamente proporcional a la temperatura), y como resultado, su temperatura disminuye. Además, como el agua caliente se mueve alejándose del pozo de inyección, ésta se mezcla con los fluidos del yacimiento formando así una zona calentada, en la cual la temperatura varía, desde la temperatura de inyección en el pozo inyector, hasta la temperatura original del yacimiento a una cierta distancia del pozo inyector.

Según los experimentos de Willman y col. la recuperación de petróleo mediante el desplazamiento con agua caliente en relación con el desplazamiento normal con agua (sin calentar), se debe principalmente a los siguientes mecanismos: al mejoramiento de la movilidad del petróleo, como resultado de la reducción en su viscosidad y a la reducción del petróleo residual a altas temperaturas. Obviamente, la expansión térmica del petróleo contribuye a la reducción del petróleo residual a altas temperaturas, aunque en algunos casos las reducciones en el petróleo residual son significativamente más pronunciadas que lo que puede ser explicado por la expansión térmica solamente. El punto de vista más frecuente es que las reducciones en petróleo residual con aumento de temperatura por encima de aquellas explicables por la expansión térmica, se deben a cambios en las fuerzas de superficie de los fluidos a elevadas temperaturas. Estas fuerzas de superficie incluyen no solo las fuerzas interfaciales entre las fases petróleo y agua, sino también las fuerzas entre las superficies de los minerales y los líquidos, especialmente aquellas que puedan retener compuestos orgánicos complejos asidos a la superficie de los minerales. Estos cambios en las fuerzas de superficie no necesariamente reducen las fuerzas capilares, pues parece que varios de los sistemas roca/fluido estudiados se tornan más humectados por el agua a medida que aumenta la temperatura.

Inyección cíclica de vapor.

Es uno de los métodos de inyección de vapor más ampliamente usados en el presente tiempo. Esta popularidad deriva de la fácil aplicación de este método, de la baja inversión inicial y del rápido retorno de la misma. Los resultados del tratamiento son evidentes en pocas semanas, no siendo así, en los métodos del tipo desplazamiento para la recuperación de petróleo, los cuales tardan meses antes de notarse un incremento en la producción. La inyección cíclica de vapor, básicamente consiste en inyectar vapor a un pozo de petróleo durante un determinado tiempo, generalmente de una a tres semanas; cerrar el pozo por un corto período de tiempo (3 a 5 días), y luego ponerlo en producción.

Proceso de inyección cíclica de vapor

Una vez que el pozo es puesto en producción, este producirá a una tasa aumentada durante un cierto periodo de tiempo, que en general, puede ser del orden de 4 a 6 meses, y luego declinará a la tasa de producción original. Un segundo ciclo de inyección puede emplearse, y de nuevo la tasa de producción aumentará y luego declinará. Ciclos adicionales pueden realizarse de una manera similar, sin embargo, el petróleo recuperado durante tales ciclos será cada vez menor.

Ventajas.

Entre las ventajas de la inyección cíclica de vapor incluye el bajo costo de probar el proceso en el campo y los costos de desarrollo que son menores que los procesos termales alternativos.

Desventajas.

Las desventajas del proceso incluyen el riesgo de que la expansión térmica cause daños al casing mientras el vapor está siendo inyectado. La recuperación de petróleo por inyección cíclica de vapor es usualmente menor que la que se puede obtener por inyección continua de vapor.

Mecanismos De Recuperación En Inyección Cíclica De Vapor.

El mecanismo principal que hace el proceso de inyección cíclica de vapor efectivo, varía de un yacimiento a otro. En general puede considerarse dos casos extremos: yacimientos con presión moderadamente alta y yacimientos con presión inicial cercana a cero, como lo es generalmente, el caso de yacimiento de crudo pesado este es el mecanismo principal que hace que el petróleo se produzca.

Una vez lograda la mejora en la movilidad, la fuerza expulsiva que hace que el petróleo fluya hacia el hoyo del pozo puede ser unas de las siguientes:

1. Presión Del Yacimiento En Caso De Que Exista.

2. Drenaje Por Gravedad.

3. Compactación De La Roca Yacimiento.

4. Vapor No Condensado

Otros factores que contribuyen a la recuperación del petróleo en inyección cíclica de vapor son, la combustión térmica del petróleo, el efecto de las temperaturas sobre las permeabilidades relativas, efecto del calentamiento mas allá de la zona contactada por el vapor, y la compactación de la roca yacimiento de caso de existir.

Calculo De La Recuperación De Petróleo En Inyección Cíclica De Vapor.

Existen varios modelos matemáticos para predecir el comportamiento de un pozo sometido a inyección cíclica de vapor. Cada uno de estos modelos se basa en una u otros posibles mecanismos que hacen que el pozo produzca luego de la inyección. El caso más frecuente es aquel cuando el pozo se encuentra en un yacimiento con cierta energía (presión) pero que produce a una tasa muy baja debido a la alta viscosidad del petróleo.

La manera más simple de calculara el recobro del petróleo mediante la estimulación con vapor, consisten calcular el radio calentado para una determinada tasa de inyección, calidad y presión del vapor, espesor de la formación y propiedades de las rocas y de los fluido, utilizando algún modelo matemático para el calentamiento de la formación, el

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