Procesos Eor

REVISIÓN DE LITERATURA RECOBRO MEJORADO

LUISA FERNANDA NIETO BARRERO BRAULIO ALEJANDRO ORTEGA GARCÍA

PACIFIC RUBIALES ENERGY COLOMBIA CORP YACIMIENTOS BOGOTA D,C 2015

INTRODUCCIÓN

El petróleo es la fuente de energía con más demanda a nivel mundial. El agotamiento por la explotación convencional de las reservas, genera la necesidad de encontrar otras nuevas, para suplir la demanda de la industria, lo que lleva a las empresas a asumir el reto de implementar procesos de recuperación mejorada como los EOR. Una vez que el proceso de recuperación secundaria de petróleo se ha agotado, cerca de dos tercios del petróleo original in situ es dejado en el yacimiento. 1 Los métodos de recobro mejorado convencionales como la inyección de agua y/o gas inmiscible, inyección de polímeros, recuperación térmica entre otros son muy usados y buscan explotar este remanente de crudo, esto por medio de la disminución de la viscosidad del crudo o desplazándolo por medio de la inyección de otro fluido. Muchas investigaciones se han llevado a cabo en las últimas décadas mostrando nuevos y prometedores métodos, como la inyección de agua de baja salinidad, inyección de espuma, recobro mejorado microbiano, drenaje gravitacional asistido con vapor, entre otros, que aunque presentan algunas limitantes suponen muchos beneficios a la hora de mejorar el factor de recobro. Además de esto hoy en día la tarea de elegir el método de recobro mejorado adecuado para un yacimiento con características y fluidos específicos, se facilita por medio del uso de distintos software desarrollados por expertos que tienen la capacidad de comparar las propiedades de cierto yacimiento con cientos de proyectos exitosos llevados a cabo en yacimientos con características similares, este proceso se conoce como screening y provee una predicción basada en modelos analíticos fundamentados en la literatura técnica.2

PROCESOS DE RECOBRO MEJORADO IOR – EOR. El recobro de hidrocarburos en un yacimiento es factor de muchas variables, trabajar con la presión característica del yacimiento, temperatura y viscosidad de crudos livianos pesados y extra pesados que se resisten a salir a la superficie, es uno de los mayores retos en la industria del petróleo. Las soluciones a los pozos cuyo flujo natural ha disminuido, involucra perfiles de barrido, con un frente de desplazamiento que bien puede operar térmica o mecánicamente sobre el fluido arrastrado. Este procedimiento debe ser diseñado de acuerdo a diferentes análisis de yacimientos para no desperdiciar la eficiencia de los procedimientos planteados por una selección inadecuada de método de recobro o por un mal desarrollo de este. Por lo antes expuesto, el diseño, desarrollo e implementación de un programa EOR, debe ser acorde a las particularidades del pozo. El factor de recobro es el porcentaje de petróleo o gas in-situ de un yacimiento, que puede ser recuperado mediante técnicas primarias o secundarias. Las técnicas de recuperación primaria son aquellas técnicas aplicadas a crudos livianos donde se presenta un desplazamiento debido a la energía natural del yacimiento. Durante cierto periodo al crudo se le facilita la salida, gracias al gradiente de presión que existe entre la boca y el fondo del pozo, algunas veces en estos casos la presión es mucho mayor que la hidrostática, lo cual trae como consecuencia que el crudo llegue hasta las superficies con solo un pequeño aporte energético del yacimiento.3 En la recuperación primaria intervienen fuerzas viscosas, capilares y gravitacionales, por ende es caracterizado por sus ritmos productivos, la relación crudo-gas y la expansión de la capa de gas. Pero es necesario considerar las características en el aspecto geológico, propiedades roca-fluido y las instalaciones de producción del yacimiento explotado, ya que esto provee diferentes porcentajes de recobro.4 Los métodos de recuperación secundaria consisten en la inyección dentro del yacimiento, de un fluido con características fisicoquímicas especificas para mantener un gradiente de presión. Estos fluidos se inyectan por medio de pozos inyectores, y desplazan o arrastran una parte del petróleo que no fue posible recuperar por medio de los métodos primarios, incrementando así, el factor de recobro del yacimiento.5 Mejorar el factor de recobro, permitir la extracción profunda y minimizar los impactos ambientales en los yacimientos ha generado a través de los tiempos la necesidad de formular e implementar nuevas técnicas mejoradas de recobro. Cabe resaltar que la recuperación de crudo se ve afectada por factores microscópicos y macroscópicos enlistados a continuación:

Factores Microscópicos:  Tensión interfacial aceite – agua.  Interacción roca fluido. Factores Macroscópicos:  Depósitos estratificados con diferentes permeabilidades (zonas de baja permeabilidad sin barrer).  Heterogeneidad areal.  Anisotropía de la permeabilidad.  Patrones de pozos. La recuperación de petróleo es la multiplicación de la eficiencia de desplazamiento (ED) y la eficiencia de barrido (ES). Los métodos EOR se centran en aumentar la eficiencia de desplazamiento, ya sea mediante la reducción de la saturación de petróleo residual en las regiones de barrido, o en la eficiencia de barrido desplazando el aceite remante en regiones sin barrer. La saturación de aceite residual (Sor) es una función del número capilar, que es la relación de la viscosidad a la fuerza capilar. El numero capilar se puede reducir significativamente, ya sea por reducción de la tensión interfacial o alterando la humectabilidad d e la roca a una superficie mojada por agua. El gradiente de fractura y las caídas de presión en el pozo, son factores limitantes.6

El aceite de las regiones sin barrer puede ser recuperado por:    

Aumento de la viscosidad del fluido de desplazamiento. Reducción de la viscosidad del aceite. Modificación de la permeabilidad del yacimiento. Alterando la humectabilidad de la roca.

En la actualidad, la tarea de elegir el método de recobro mejorado adecuado para un yacimiento con características y fluidos específicos, se facilita por medio del uso de distintos software desarrollados por expertos que tienen la capacidad de comparar las propiedades de cierto yacimiento con cientos de proyectos exitosos llevados a cabo en yacimientos con características similares, este proceso se conoce como screening y provee una predicción basada en modelos analíticos aceptados en la literatura técnica. El criterio de selección, o criterio screening, ha sido propuesto para todos los métodos de recuperación avanzada de petróleo, (métodos EOR Enhanced Oil Recovery). La data para proyectos EOR alrededor del mundo ha sido

examinada y han sido estudiadas las características óptimas del sistema rocafluido. El propósito del criterio screening, está basado tanto en resultados de campo como en mecanismos de recobro de petróleo. La producción de petróleo para proyectos EOR continúa supliendo e incrementando el porcentaje de petróleo del mundo. Cerca del 3% de la producción del mundo ahora viene de procesos EOR, y desde entonces este porcentaje ha incrementado, esto debido a que la producción de petróleo convencional continúa cayendo cada vez más.7 En la actualidad los métodos EOR se dividen en cinco categorías principales: los métodos basados en gas, métodos basados en agua, métodos térmicos, otros, y la combinación de los anteriores mencionados, tal como se muestra en la imagen 1.

Los métodos basados en la inyección de gas incluyen la implementación de gas miscible e inmiscible, donde se encuentra la inyección de gases ácidos (CO2 y gases agrios), inyección de hidrocarburos gaseosos y la inyección de Nitrógeno. Estos métodos prefieren un reservorio de petróleo liviano, areniscas, y debe ser empinado para permitir una cierta estabilización del frente de desplazamiento.8

Figura 1. Clasificación Métodos EOR.

Los métodos basados en la inyección de agua incluyen la implementación de aditivos alcalinos, surfactantes, polímeros (tratamiento de gel, inyección de polímeros), agua micelar, agua de baja salinidad y procesos de imbibición dirigidos por gravedad y corriente. Para la implementación de estos métodos se recomienda buscar una eficiencia de barrido areal de al menos 50%, la formación debe ser relativamente homogénea, los cloruros de la formación deben ser