INYECCION DE FLUIDOS MISCIBLES

MATERIA: TECNICAS DE EXTRACCION MEJORADADOCENTE: JULIO MONTECINOSNOMBRES: MARIO APAZA CLAUDIA ANCASIFECHA: 13 DE OCTUBRE DE 2010

INDICETabla de contenidoINDICE21.INTRODUCCION41.1ANTECEDENTES51.2OBJETIVOS51.3JUSTIFICACION61.3.1 Justificacin Social61.3.2 Justificacin Tecnolgica61.3.3 Justificacin Econmica61.3.4Justificacin Ambiental62. INYECCION DE FLUIDOS MISCIBLES72.1. Proceso de tapones miscibles 82.2. Proceso con gas enriquecido 92.3. Empuje con gas vaporizante o de alta presin 102.4. Inyeccin alternada de agua y gas ..10 2.5. Inyeccin usando solventes 112.6. Inyeccin de alcohol 122.7. Invasin con dixido de carbono (CO2) .133. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES15Bibliografa .15

1. INTRODUCCIONLa recuperacin asistida es generalmente considerada como la tercer o ltima etapa de la secuencia de procesamiento del petrleo, en ciertos casos se la considera como una produccin terciaria. El primer paso o etapa inicial del procesamiento del petrleo comienza con el descubrimiento del yacimiento, utilizando los mismo recursos que la naturaleza provee para facilitar la extraccin y la salida del crudo a la superficie (generalmente se utiliza la expansin de los componentes voltiles y/o el pumping o bombeo forzado para removerlo hacia la superficie. Cuando se produce una considerable disminucin de esta energa, la produccin declina y se ingresa en la etapa secundaria donde energa adicional es administrada al reservorio por inyeccin de agua. Cuando la inyeccin de agua deja de ser efectiva por la evaluacin entre una pequea extraccin de crudo y un elevado costo de la operacin, se considera de mayor provecho el tratamiento del pozo. Se inicia en este punto el tratamiento terciario o recuperacin asistida del pozo de petrleo. El pozo se encuentra en la etapa final de su historia utilizable y por lo tanto se comienza a entregarle al mismo energa qumica y trmica con el fin de aprovecharlo y recuperar al mximo la produccin. Actualmente el desarrollo de la tcnica de recuperacin permite aplicar este mtodo en cualquier momento de la historia til del pozo, siempre y cuando sea obvia la necesidad de estimular la produccin.El total de la produccin de petrleo, combinando el proceso o etapa primaria y secundaria es del orden del 40 % respecto dela cantidad original de materia prima en el lugar. Por eso, la recuperacin asistida es de trascendental importancia en el trabajo con el pozo para aprovechar al mximo el rendimiento econmico y til del mismo.Antes de iniciar la recuperacin asistida, el operador debe recoger tanta informacin como le sea posible acerca del pozo y del estatus y de las condiciones de saturacin del reservorio. Este estudio se realiza mediante ensayos que involucran tcnicas analticas y geolgicas acerca de la morfologa del terreno. Toda esta cadena de informacin fundamenta las bases racionales para la prediccin de reservas recuperables de petrleo mediante las distintas tcnicas que puede involucrar una recuperacin asistida. Los procedimiento de recuperacin involucran la inyeccin de compuestos qumicos disueltos en agua, inyeccin de gases miscibles en alternacin con las aplicaciones de agua, la inyeccin de las denominadas micellar solutions (que son microemulsiones compuestas por sulfactantes, alcoholes y aceites crudos.), la inyeccin de vapor, y la combustin in-situ.Quizs el dato ms crtico acerca de la recuperacin asistida es la saturacin de los reservorios de petrleo. El inversionista debe evaluar la recuperacin estimable de petrleo por aplicacin de la recuperacin asistida en funcin de los gastos que se generaran a consecuencia de la implantacin de esta tcnica, o de los estudios que se deben realizar, o de los equipos nuevos que se deben adaptar a las instalaciones existentes. La eleccin del proceso tambin se halla relacionada con la cantidad de petrleo que se estima en el lugar, la profundidad del reservorio, la viscosidad del crudo, etctera. Consecuentemente, numerosos mtodos de recuperacin han sido descubiertos recientemente para la mejor adaptacin a las necesidades y requerimientos del reservorio saturado.

1.1 ANTECEDENTES

Los mtodos de desplazamientos miscibles son los que ms han llamado la atencin de los ingenieros de petrleo en su propsito de incrementar el recobro. Los conceptos bsicos fueron impuestos en 1927, pero su desarrollo de campo no tuvo lugar sino hasta 1960.En la actualidad este mtodo de recuperacin asistida fue evolucionando debido al avance de la tecnologa.

1.2 OBJETIVOS

Entender y conocer el comportamiento de los componentes que se usan en la inyeccin de cada uno de los mtodos miscibles. Determinar la miscibilidad de cada uno de los solventes inyectados hacia el petrleo. Diferenciar los procesos de inyeccin de recuperacin mejorada. Conocer las aplicaciones en los diferentes yacimientos de los mtodos miscibles. Determinar las ventajas y desventajas de cada uno de los mtodos miscibles.

1.3 JUSTIFICACION1.3.1 Justificacin SocialLa energa tiene una gran importancia en el progreso de la calidad de vida, optamos por un mejor desarrollo de la integracin nacional y la equidad productiva.Considerando que la energa se constituye en un elemento clave para lograr el desarrollo sostenible, desde una perspectiva amplia y activa, brindando mejor recobro de petrleo se puede brindar mayor abastecimiento de dicho hidrocarburo.

1.3.2 Justificacin Tecnolgica Manejo de tecnologa nueva e innovadora para el desarrollo con una mejor eficiencia de operacin para el uso de combustibles.

1.3.3 Justificacin EconmicaAl implementarse el mtodo, se coordinar para que los ingresos que se generen, para generar ms obras y Creacin de Fuentes de Empleos Directos e Indirectos.

1.3.4 Justificacin Ambiental

El uso de energa se ve incrementada y junto a ella la contaminacin, es por eso que procesos naturales como el efecto invernadero o lluvia cida, hoy son peligrosos agentes involucrados en consecuencias muy dainas como el calentamiento global. Reduccin de emisin de gases de efecto invernadero. Reduccin de daos al medio ambiente a causa de derrames de combustibles lquidos.

2. INYECCION DE FLUIDOS MISCIBLES

El desplazamiento miscible es un mecanismo de recuperacin terciaria del tipo no convencional no trmico, ste consiste en inyectar un agente desplazante completamente miscible con el petrleo existente, el resultado es ausencia de la interface, el nmero capilar se hace infinito y desplazamiento al 100% del petrleo en los poros si la razn de movilidad es favorable.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.A pesar de que se han efectuado cientos de invasiones miscibles, muy pocas resultaron exitosas, debido a problemas relacionados con la formacin geolgica (heterogeneidad del yacimiento).

En la siguiente imagen se puede apreciar la clasificacin del mecanismo de desplazamientos miscibles, posteriormente se dar una breve explicacin de la misma.

FIGURA 1. TIPOS DE DESPLAZAMIENTOS MISCIBLES

2.1. Proceso de tapones miscibles

Se basa en la inyeccin de algn solvente lquido que es miscible despus del primer contacto con el crudo presente en el yacimiento.

El agua se inyecta con el gas en pequeos tapones en forma alternada, esto mejora la movilidad en la interface del tapn de gas. El tapn ser lquido si la temperatura del yacimiento se encuentra por debajo de la temperatura crtica (207F). Por otro lado es necesario que la profundidad del yacimiento est por encima de los 1600 pies para que no ocurran fracturas en la formacin.

Este proceso es ventajoso debido a que todo el petrleo contactado se desplaza, se requieren bajas presiones para alcanzar la miscibilidad, es aplicable a un amplio rango de yacimientos y puede usarse como mtodo tanto secundario como terciario.

Sin embargo, este proceso no es recomendable debido a que registra una eficiencia pobre y es mejor si se aplica en formaciones muy inclinadas, el tamao del tapn es difcil de mantener por la (dispersin) y el material del tapn es muy costoso.

FIGURA 2. PROCESO POR TAPONES MISCIBLESVentajas: Todo el petroleo contactado de desplaza. Se requieren bajas presiones para alcanzar la miscibilidad. El proceso es aplicable a un amplio rango de yacimientos. Se puede utilizar como unmetodo sesundario o terciario.Desventajas: El proceso registra una eficiencia pobre y es mejor si se aplica en formaciones muy inclinadas. El tamao del tapon es dificil de mantener debido a la dispersion. El material del tapon es costoso.

2.2. Proceso con gas enriquecido

Se usa un tapn de metano enriquecido con etano, propano y butano, empujado por un gas pobre y agua. Mientras el gas inyectado se mueve en la formacin los componentes enriquecidos son extrados del gas inyectado y absorbido por el petrleo. Se espera que si el gas inyectado es rico y suficiente, la banda de petrleo enriquecido se vuelve miscible con ste, desplazndose as el petrleo de la delantera.

El aspecto positivo de este proceso es que se desplaza todo el petrleo residual del contacto, si se pierde la miscibilidad en el yacimiento puede lograrse nuevamente, es un proceso econmico, se desarrolla la miscibilidad a una presin menor que en el empuje con gas pobre y si se usan tapones de gran tamao se reducen los problemas de diseo.

El aspecto negativo de este proceso es que tiene una pobre eficiencia, si las formaciones son gruesas ocurre segregacin por gravedad y la presencia de canalizaciones lleva a la desaparicin del tapn.

FIGURA 3. PROCESO CON GAS ENRIQUECIDO

2.3. Empuje con gas vaporizante o de alta presin

Es un proceso de mltiples contactos que requiere inyeccin continua a alta presin de un gas pobre como el metano o el etano y se necesitan mltiples contactos entre el petrleo, el yacimiento y el gas inyectado antes de que se forme la zona miscible.

Cabe destacar que la miscibilidad no se alcanza en el pozo sino en un punto ms alejado del punto de inyeccin, desde unos pocos pies hasta 100 pies antes de que el gas pobre haya vaporizado suficientes cantidades de C2 al C6 para ser miscible.

Es un proceso ventajoso ya que alcanza una eficiencia de desplazamiento cercana al 100%, si se pierde la miscibilidad en el yacimiento puede lograrse nuevamente, es ms econmico que el proceso del tapn de propano o gas enriquecido, no existen problemas con el tamao del tapn debido a que ocurre inyeccin continua y el gas puede ser reciclado y reinyectado.

FIGURA 4. PROCESO CON GAS VAPORIZANTE O DE ALTA PRESION

2.4. Inyeccin alternada de agua y gas

Es en realidad una variable de los tapones miscibles. Su funcin es controlar la inestabilidad del frente de desplazamiento Consiste en inyectar tapones de agua y gas alternadamente, stos se mueven secuencialmente recorriendo la misma ruta en el yacimiento hacia los pozos productores en cierta relacin agua gas.

2.5. Inyeccin usando solventes

Su objetivo es mejorar la extraccin, disolucin, vaporizacin, solubilizacin, condensacin, pero primordialmente es la extraccin, sta puede lograrse con fluidos solventes como los siguientes: alcoholes orgnicos, cetonas, hidrocarburos refinados, gas condesado del petrleo, gas natural, gas natural licuado, CO2, aire, nitrgeno, gases de combustin, entre otros.

FIGURA 5. PROCESO DE INYECCION USADO SOLVENTES

2.6. Inyeccin de alcohol

Es un mtodo costoso, sin embargo puede ser aplicado comercialmente. Es de uso limitado ya que inicialmente es miscible con el petrleo y el agua connata, por lo tanto el contenido de alcohol de la zona de mezcla se diluye por debajo del nivel necesario para aumentar la miscibilidad.

FIGURA 6. PROCESO POR INYECCION DE ALCOHOL

2.7. Invasin con dixido de carbono (CO2)

Para el recobro del petrleo se prefiere el dixido de carbono lquido, pero debido a su baja temperatura crtica (88F) generalmente se encuentra en estado gaseoso. El proceso es similar al empuje por gas vaporizante, pero en este caso se extraen fracciones desde el etano hasta C30.

Este mtodo debe ser usado e yacimientos con crudos desde moderadamente ligeros a livianos (gravedad API > 25), lo suficientemente profundos como para estar por encima de la presin mnima de miscibilidad.

FIGURA 7. PROCESO POR INYECCION POR CO2

2.8. Inyeccin de nitrgeno

Para poder aplicar este mtodo se deben cumplir ciertas condiciones, por un lado, el crudo del yacimiento debe: ser rico en fracciones comprendidas entre el etano y el hexano o hidrocarburos livianos, que se caracterizan por tener una gravedad API > 35, tiene un factor volumtrico alto o la capacidad de absorber el gas inyectado en condiciones de yacimiento y est saturado de metano. Por el otro, el yacimiento debe estar a una profundidad igual o mayor a los 5000 pies, con la finalidad de mantener las altas presiones de inyeccin (mayores o iguales a 5000 lpc) necesarias para alcanzar la miscibilidad del crudo con el nitrgeno sin fracturar la formacin.

Con la inyeccin de N2 se logra desplazar el frente miscible a lo largo del yacimiento, moviendo as un banco de crudo hacia los pozos productores. Dicho frente miscible se forma por la vaporizacin de componentes livianos en el crudo.

FIGURA 8. PROCESO POR INYECCION DE NITROGENO

3. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Existen casos donde al aplicar estos mtodos la miscibilidad con el petrleo no es completa, lo cual hay que tener en cuenta en su aplicacin en los yacimientos. Se puede usar el solvente CO2 ya que este es un recurso que se encuentra a veces en el mismo yacimiento, pues suele venir acompaado al gas natural en proporciones significantes, lo cual disminuye los costos. En algunos casos la miscibilidad del CO2 y el gas natural no se logra, pero aun as puede ser usado en lo que se llama inundacin inmiscible, donde la expansin del CO2 dentro del reservorio ayuda a reducir la viscosidad del petrleo y provee una fuerza de empuje por la capa de gas. El uso del nitrgeno a menudo es efectivo solo en pozos de altas presiones y altas temperaturas. Cada uno de los mtodos miscibles desarrollados anteriormente son aplicados bajo ciertas condiciones de los yacimientos.

Bibliografa- Pars, M.: Inyeccin de agua y gas en yacimientos petrolferos, Ediciones Astro Data S.A., Maracaibo, Venezuela, 2001.