Características del proceso Vapex

ESQUEMA

INTRODUCCIÓN

VAPEX

1.- CARACTERÍSTICAS DEL PROCESO V.A.P.E.X.

2.- Descripción del proceso

3.- Rendimiento

4.- Mecanismos que intervienen durante el proceso vapex

4.1.- Transferencia de masa molecular

4.2.- Drenaje por gravedad

5.- Requerimientos para la selección del solvente al usar un proceso

6.- Ventajas y desventajas

INYECCION DE GAS

7.- Tipos de inyección de gas

7.1.- Inyección de gas interna o dispersa

8.- Inyección de gas interna

9.- factores que controlan la recuperación por inyección de gas

9.1.- Geometría del yacimiento

9.2.- Litología

9.3.- Profundidad del yacimiento

9.4.- Porosidad

9.5.- Permeabilidad

9.6.- Continuidad de las propiedades de la roca

9.7.- Magnitud y distribución de las saturaciones de los fluidos

9.8.- Propiedades de los fluidos y permeabilidades relativas

SOLVENTES

10.- TIPOS

10.1.- Solventes polares

10.2.- Poder disolventes

11.- Solventes alifáticos

12.- Usos y aplicaciones de los solventes alifáticos

13.- Importancia

CONCLUSIÓN

INTRODUCCIÓN

La idea de utilizar un solvente para la recuperación de petróleo pesado y asfalto fue propuesta en 1974, cuando Allen presentó por primera vez una variación de la estimulación cíclica de vapor (CSS), proceso en el que los ciclos alternos de vapor de agua y disolventes como propano o butano se utilizaron. El avance tecnológico de la perforación de pozos horizontales revitalizo la idea de usar solventes para la recuperación de petróleo pesado y asfalto. En 1989, Butler y Mokrys presentó extracción de vapor de proceso (VAPEX) como disolvente-análogo de la bien establecida de vapor drenaje por gravedad asistido (SAGD) proceso (Butler y Mokrys 1989). Aunque ha habido algunos ensayos a escala piloto de campo del proceso de VAPEX, los resultados no han sido publicados por razones de confidencialidad (Nenniger y Dunn 2008).

La inyección del gas nitrógeno al reservorio se hace con el objetivo principal de recuperar los hidrocarburos que aún se encuentran atrapados en el subsuelo y constituye una técnica que ha tomado mucha importancia en los últimos 30 años.

La determinación del tipo de gas a inyectar se define por las consideraciones del costo del gas, disponibilidad en el campo, condiciones del reservorio y requerimientos de medios ambientales. Inicialmente se utilizó el gas natural como fluido de inyección para incrementar o mantener la presión del reservorio

En el siguiente trabajo se definirán términos como el método Vapex, su procedimiento y sus características; también se explicará en que consiste la inyección de gas y se hablará sobre los solventes.

VAPEX

Es un método que utiliza disolventes vaporizados de hidrocarburos (metano –propano) para la recuperación de hidrocarburos pesados, es clasificado como un proceso de producción no térmico, la cual se parece a la inyección de vapor de agua, bajo el mismo mecanismo de inyección.

El método “Vapex”, que se muestra en la figura, requiere dos pozos horizontales; un pozo inyector de solvente con agua caliente localizado en el tope de la formación (1) y un pozo horizontal de producción localizado en el fondo de la formación (2). El bitumen que sale al aplicar este método tiene menos residuos sólidos, lo que facilita el proceso de transporte y transformación a crudo, reduciendo operaciones y por consiguiente costos.

CARACTERÍSTICAS DEL PROCESO V.A.P.E.X.

1) El crudo o bitumen es movilizado por dilución con los vapores de hidrocarburos disueltos.

2) Las condiciones son elegidas hasta que el vapor está cerca del punto de rocío, ya que así es más soluble.

3) Mientras el calentamiento ocurre, el calor de la solución de vapor es generalmente insignificante.

4) Se ha encontrado que por cada 0,5 kg. de vapor requerido se recobra 1 kg de petróleo.

5) El solvente VAPEX es selectivo éste se disuelve en el petróleo.

6) Es compatible con yacimientos delgados, con altas saturaciones de agua y baja porosidad.

7) No hay posibilidad de dañar la formación porque no hay interacción con las arcillas.

8) El proceso es llevado a cabo a bajas temperaturas. Hay menor demanda en los requerimientos de equipos.

9) Debido a las bajas temperaturas se pueden usar bombas de cavidades progresivas.

10) No son necesarias técnicas de construcción de pozos para altas temperaturas tales como el uso de cemento con silica-fluor y casing de alto performance.

11) El vapor de hidrocarburos puede ser reciclado.

12) Puede ocurrir la disminución de asfáltenos en el crudo.

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO

El proceso VAPEX (Extracción de vapor) Consiste en la inyección de un solvente miscible, que reduce la viscosidad del petróleo pesado. El método puede ser aplicado en un pozo por vez o en pares de pozos. En el enfoque que utiliza un solo pozo, se inyecta solvente desde el extremo de un pozo horizontal. En el caso que implica dos pozos, se inyecta solvente en el pozo superior de un par de pozos horizontales paralelos. Los gases valiosos son barridos después del proceso mediante la inyección de gas inerte. Las condiciones de operación son controladas con el objetivo de mantener el solvente en la fase de vapor muy cercano a su presión de vapor para así aumentar al máximo los efectos de dilución del solvente. El solvente también puede tener efectos de remoción de asfalto sobre el crudo pesado o bitúmen dependiendo de la composición del solvente.

Aunque la presión de operación es muchas veces controlada por la presión he inyectividad del yacimiento, la temperatura de operación debe ser cercana a la temperatura del yacimiento. Esto elimina la necesidad de completaciones térmicas y reduce los costos.

La temperatura y la presión del yacimiento son parámetros claves en la selección del solvente a usar debido a que, la presión del punto de roció debe ser mayor o igual a la presión del yacimiento. Como VAPEX es una técnica análoga a SAGD es afectada de igual manera por la permeabilidad horizontal, viscosidad, saturación de petróleo y gravedad API, lo que significa, que el área en interés debe tener alta permeabilidad, gravedad API característica de crudos pesados y extra pesados.

RENDIMIENTO

El rendimiento del VAPEX depende de la viscosidad y la densidad de la fase líquida que se forma en el borde de la cámara de vapor. Con el fin de diseñar y optimizar VAPEX y otros procesos a base de solvente, es fundamental para poder determinar la difusividad del disolvente en el petróleo pesado, identificar las fases que se forman en las mezclas de hidrocarburo con el disolvente y pesada a diferentes temperaturas y presiones, y determinar la densidad y la viscosidad de la fase líquida.

MECANISMOS QUE INTERVIENEN DURANTE EL PROCESO VAPEX

a) Transferencia de masa molecular

Este mecanismo se caracteriza por transferir una sustancia a través de otra a escala molecular, es decir cuando se ponen en contacto dos fases que tienen diferentes composiciones la sustancia que se difunde abandona un lugar de una región de alta concentración y pasa a un lugar de baja concentración, como el caso de VAPEX, donde ocurre básicamente una redistribución de las moléculas pesadas del crudo al solvente que presenta moléculas livianas. Existen dos tipos de transferencia de masa:

 Molecular: La masa puede transferirse por medio del movimiento molecular fortuito en los fluidos (movimiento individual de las moléculas).

 Convectiva: La masa puede transferirse debido al movimiento global del fluido. Puede ocurrir que el movimiento se efectúe en régimen laminar o turbulento. El flujo turbulento resulta del movimiento de grandes grupos de moléculas y es influenciado por las características dinámicas del flujo; tales como densidad, viscosidad, etc.

b) Drenaje por gravedad

En un yacimiento, el drenaje por gravedad ocurre por efecto de la diferencia de densidad de los fluidos presentes, en el cual ocurre que el fluido menos denso se mueva hacia arriba y el más denso hacia abajo (Gas/Petróleo, Gas/Petróleo/Agua, Petróleo/Agua). En el VAPEX a pesar del proceso de transferencia de masa, el crudo aún sigue siendo más pesado que el solvente y por diferencia de densidades entre estos fluidos (crudo y solvente), el crudo drena a la parte más baja del yacimiento por efecto de gravedad, mientras que el solvente se mantiene en la parte superior

Requerimientos para la selección del solvente al usar un proceso VAPEX

Para la selección del solvente que se usará en un proceso VAPEX, se deben de considerar varios aspectos como lo son:

• El solvente debe encontrarse en estado gaseoso a condiciones de presión y temperatura del yacimiento.

• El solvente a inyectar es un hidrocarburo vaporizado de bajo peso molecular ya que estos son capaces de redistribuirse molecularmente en el crudo. Por ejemplo Metano, Etano, Propano, Butano y mezcla de ellos.

• La presión de rocío del solvente o de la mezcla del solvente debe ser igual o mayor a la presión del yacimiento.

• Cuando se desea llevar a cabo el proceso a presiones muy por encimas

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