Una visión general de las propiedades de petróleo pesado y sus métodos de recuperación y transporte

Una visión general de las propiedades de petróleo pesado y sus métodos de recuperación y transporte

ABSTRACTO

aceites convencionales - principalmente aceites pesados, aceites extra pesados ​​y bitúmenes - representan una parte significativa del total de las reservas mundiales de petróleo. Las compañías petroleras han expresado su interés en el petróleo no convencional como recursos alternativos para el suministro de energía. Estos recursos se componen por lo general de aceites viscosos y, por esta razón, su uso requiere esfuerzos adicionales para garantizar la viabilidad de la recuperación de petróleo desde el depósito y su posterior transporte a los pozos de producción y a los puertos y refinerías. Esta revisión describe las principales propiedades de los petróleos crudos de alta viscosidad, así como compara los métodos tradicionales y emergentes para su recuperación y el transporte. Las principales características de los aceites viscosos se discuten para resaltar las propiedades de petróleo que afectan a su capacidad para fluir en los procesos de recuperación y transporte por ductos.Composición química es el punto de partida para la caracterización de aceite y tiene un impacto importante en otras propiedades, incluyendo propiedades clave para su dinámica, como la densidad y la viscosidad. A continuación, se presentan recuperación mejorada de petróleo (EOR) métodos, seguido de una discusión acerca de tuberías de transporte y métodos. Además, los principales retos para lograr la recuperación viable y transporte de aceites convencionales se comparan para las diferentes alternativas propuestas. El trabajo se centra especialmente en los aceites pesados, mientras que otras fuentes de hidrocarburos sólidos, tales como arenas bituminosas y aceite de esquisto, están fuera del alcance de esta revisión.

Palabras clave: El petróleo pesado; El petróleo no convencional; Medios de transporte; Viscosidad; EOR;Tubería; Producción de petróleo; Recuperación de petroleo.

INTRODUCCIÓN

El continuo aumento de la demanda mundial de energía impulsada por el desarrollo económico y el crecimiento dramático de la población registrada en las últimas décadas ha provocado la disminución de la disponibilidad de los recursos petroleros que se caracterizan por la producción y refinación más eficiente. Estos recursos se componen principalmente de las reservas de petróleo convencionales con alto valor de mercado y cuya producción y procesamiento consistir en métodos simples y técnicamente bien establecidos. Los pronósticos predicen que una expansión continua del consumo mundial de energía debe extenderse por lo menos hasta 2035, como se indica por la Administración de Información de Energía de Estados Unidos (Ver Figura 1 ).

[pic 1]

Los análisis de la capacidad de producción de los yacimientos de petróleo han demostrado que las reservas convencionales de petróleo, tanto ligeros y medianos, alcanzaron un volumen máximo en torno a la década de 1960 (Campbell y Laherrere, 1998). Desde entonces, estas reservas han seguido un descenso constante, por lo que probablemente representan sólo una pequeña parte de los recursos totales de petróleo disponibles en un futuro próximo ( Figura 2 ). Actualmente, los nuevos descubrimientos de petróleo convencional son escasos e insuficientes para satisfacer el aumento de la demanda de energía. El resultado es una gran brecha en el suministro de energía en todo el mundo con los efectos económicos globales. Llenar este vacío depende de la capacidad de la industria del petróleo para transformar los recursos potenciales en las reservas explotables comerciales. En este contexto, el desarrollo de las nuevas tecnologías se convierte en crucial para la producción económica de los recursos no convencionales, tales como aceites pesados y extra-pesados (Suslick et al ., 2003). Cabe destacar que el término "recursos no convencionales" también puede referirse a yacimientos no convencionales que contienen aceites ligeros y medios, en contraste con los aceites convencionales. En este trabajo, el recurso no convencional término se refiere a los aceites crudos que tienen una densidad API inferior a 22 grados.

[pic 2]

Paralelo a la disminución de las reservas de petróleo convencional, se ha observado que los nuevos descubrimientos son aceites con un carácter claramente distintas de las inherentes a los aceites ligeros (Lanier, 1998; Meyer y Attanasi, 2003; Suslick et al ., 2003; Trevisan et col ., 2006), por lo tanto, estos aceites son llamados no convencionales. El aspecto principal que distingue estos dos tipos de reservas es que los aceites no convencionales no se pueden recuperar en su estado natural por la aplicación exclusiva de los métodos de producción típicos, y más generalmente requiere calentamiento y dilución durante el transporte (Speight, 1991), lo que aumenta los costos de recuperación . Otro aspecto importante es la alta resistencia al flujo que se muestra, que normalmente afecta a su flujo natural. Además, en contraste con los aceites convencionales, estos aceites no convencionales presentan una densidad más alta, un mayor contenido de nitrógeno, oxígeno, azufre y metales pesados y una cantidad más amplia de fracciones de aceite más pesadas. Por otra parte, el refinado de los aceites convencionales requiere una gran especificidad y produce una menor proporción de productos de alto valor añadido, como el gas licuado de petróleo (GLP), gasolina, queroseno y gasoil.

Estudios recientes estiman que las reservas de petróleo no convencionales, incluidos los aceites pesados, aceites extra pesado y bitumen supere los 6 billones de barriles. Esta cantidad es equivalente a aproximadamente el 70% de todos los recursos energéticos derivados de los combustibles fósiles en el mundo (Oilfield verano Review, 2006). La Figura 3 proporciona una ilustración de la distribución regional de las reservas probadas y recuperables de los aceites convencionales. La gran suma relacionada con América del Norte y América del Sur se asocia con las reservas gigantes de aceites pesados y bitumen de Venezuela y Canadá, que se ilustra en la Tabla 1 .

[pic 3]

[pic 4]

América del Sur retiene el 61% del aceite pesado recuperable debido a las contribuciones de la cuenca del río Orinoco, en Venezuela (Meyers y Attanasi, 2003). El World Energy Outlook de la Agencia Internacional de Energía proyecta que el crudo pesado y bitumen producción de Canadá y Venezuela juntos podría llegar a 6 millones de barriles por día en 2030 (AIE, 2006). Los factores de recuperación bajos apuntan a la necesidad de que los avances técnicos en la recuperación de estos recursos.

Recientemente, se estimó el volumen total de los aceites convencionales en Canadá para ser similar a las reservas convencionales de petróleo en el Medio Oriente. Athabasca depósito de arenas bituminosas es el mayor de los recursos de petróleo conocidas en el mundo, que contiene más de 1,3 billones de barriles en el suelo. Las arenas bituminosas de Cold Lake contienen 200 mil millones de barriles, y se estima que el depósito de Peace River a tener 155 mil millones de barriles (Communication Foundation Petróleo, 2000). En 2005, la producción canadiense de petróleo pesado y bitumen fue de aproximadamente 1 millón de barriles por día (barriles al día), y está previsto que sea de 4 millones de barriles al día en 2020 (Consejo Nacional del Petróleo, 2007).

A pesar de la amplia disponibilidad de aceites pesados, la producción anual registrada en 2000 correspondió a sólo el 12% de la producción total anual (Meyers y Attanasi, 2003). Por otra parte, los aceites pesados ​​con una mejor calidad en términos de composición y densidad se da prioridad a la producción - 66% de aceites pesados ​​producidos tienen la gravedad ºAPI superior a 15.

En Brasil, las reservas recuperables totalizan la cantidad de 2,9 millones de barriles. Además, otros cuatro millones de barriles se incorporarán de inmediato si los recursos descubiertos previamente se convirtieron técnica y económicamente viable. Viabilidad confirmado significaría que los aceites pesados podrían representar el 40% de las reservas probadas de Brasil en el mediano plazo (Trevisan et al ., 2006). Los estudios realizados por la empresa petrolera brasileña (Petrobras) informan que los aceites pesados correspondieron al 20% del volumen total producido en el país en 2010 (Petrobras, 2010). Además de las adversidades inherentes a la producción y transporte de aceites viscosos, las mayores reservas de aceites pesados en Brasil se encuentran en aguas más profundas de 1500 metros y por lo general en los embalses poco profundos con temperaturas entre 40 y 60 ° C. La roca existente en estos embalses brasileños es típicamente no consolidada con alta permeabilidad (Capeleiro Pinto et al ., 2003). De hecho, importantes volúmenes de petróleo pesado que se encuentran en los recientes descubrimientos tienen gravedad API entre 13 y 17 grados y viscosidad que varía de 20 a 400 cP bajo condiciones de yacimiento (Capeleiro Pinto et al ., 2003). Este nuevo escenario llevó a Petrobras para crear un programa de tecnología para centrarse en reservas costa afuera de petróleo pesado con el objetivo de desarrollar tecnologías para la producción de estos aceites.

...