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Sumario: Posterior al Análisis del Estado del Arte  para integrar y agregar c onocimiento a este artículo, se optó por una de las 2 cualidades dominantes del conocimiento (Amplitud y Profundidad), que para ser coherentes al grado de Licenciatura, se fundamenta en la Amplitud de los Diferentes Métodos de Recuperación Secundaria y Mejorada hasta ahora publicados y utilizados alrededor del mundo. . Este trabajo permite comprender y discernir las  bases teóricas, sus propósitos y alcances, a definir sus objetivos y metodología, así como también ciertos aspectos de aplicación en la Industria Petrolera. Resultado de esto, se presenta una clasificación en base a diferentes variables para su implementación y efectividad tales como: Gravedad °API del Aceite Producido (general en ligeros y  pesados o e n rangos espe cíficos de gravedad °API y ciertas características más del fluido), Tipo de Proceso (Térmicos, Inyección de Gases, Químicos y MEOR). .  Introducción Recuperación Primaria:  La presión natural  presente en el yacimiento es la principal fuente de energía para movilizar el Hidrocarburo hacia los  pozos productores, los principales mecanismos de empuje para este propósito son: .  Empuje por gas disuelto, del casquete de gas, hidráulico, expansión de sistema roca-fluidos, drene gravitacional y Combinación. . Recuperación Secundaria:  Aumento de la energía natural a través de la inyección de fluidos para desplazar el aceite hacia las zonas de producción, cabe destacar que estos fluidos no interaccionan químicamente ni alteran las propiedades del fluido a  producir. .  - Inyección de gas en el casquete - Inyección de gas / agua en la zona de aceite Recuperación Mejorada:  Los fluidos inyectados interaccionan con el sistema roca/aceite para crear condiciones favorables para recuperar el aceite. . Esquema Teórico de los Métodos de Recuperación Rango de densidades donde funciona mejor cada método EOR.

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  • Sumario: Posterior al Anlisis del Estado del Arte para integrar y agregar conocimiento a este artculo,

    se opt por una de las 2 cualidades dominantes del

    conocimiento (Amplitud y Profundidad), que para

    ser coherentes al grado de Licenciatura, se

    fundamenta en la Amplitud de los Diferentes

    Mtodos de Recuperacin Secundaria y Mejorada

    hasta ahora publicados y utilizados alrededor del

    mundo. .

    Este trabajo permite comprender y discernir las

    bases tericas, sus propsitos y alcances, a definir

    sus objetivos y metodologa, as como tambin

    ciertos aspectos de aplicacin en la Industria

    Petrolera. Resultado de esto, se presenta una

    clasificacin en base a diferentes variables para su

    implementacin y efectividad tales como: Gravedad

    API del Aceite Producido (general en ligeros y

    pesados o en rangos especficos de gravedad API y

    ciertas caractersticas ms del fluido), Tipo de

    Proceso (Trmicos, Inyeccin de Gases, Qumicos y

    MEOR). .

    Introduccin Recuperacin Primaria: La presin natural

    presente en el yacimiento es la principal fuente de

    energa para movilizar el Hidrocarburo hacia los

    pozos productores, los principales mecanismos de

    empuje para este propsito son: .

    Empuje por gas disuelto, del casquete de gas,

    hidrulico, expansin de sistema roca-fluidos, drene

    gravitacional y Combinacin. .

    Recuperacin Secundaria: Aumento de la energa

    natural a travs de la inyeccin de fluidos para

    desplazar el aceite hacia las zonas de produccin,

    cabe destacar que estos fluidos no interaccionan

    qumicamente ni alteran las propiedades del fluido a

    producir. .

    - Inyeccin de gas en el casquete

    - Inyeccin de gas / agua en la zona de aceite

    Recuperacin Mejorada: Los fluidos inyectados

    interaccionan con el sistema roca/aceite para crear

    condiciones favorables para recuperar el aceite.

    .

    Esquema Terico de los Mtodos de Recuperacin

    Rango de densidades donde funciona mejor cada

    mtodo EOR.

  • Clasificacin por Mecanismo

    Fuente: 1Audibert-Hayet, A., Enhanced Oil Recovery, IFP. Reservoir, IFP, Reservoir and Engineering Paris 2002

    Panorama Mundial de Recuperacin Secundaria

    y Mejorada de Hidrocarburos

    Produccin Mundial de Aceite

    Fuente: Comisin Nacional de Hidrocarburos 2013

    Produccin Mundial por Tipo. Distribucin de

    EOR de Campo por Litologa

    (1507 Proyectos Internacionales).

    Fuente: Estatus de la Recuperacin Mejorada de Petrleo, E.

    Manrique y J. Romero

    Objetivos de la R S y M para distintos tipos de

    Hidrocarburos

    Fuente: Oil and Gas Science and Technology, Rev IFP, Volumen

    63 2008

  • Metodologa para definir el Proceso de

    Recuperacin Mejorada a un Campo .

    Fuente: Estudio de recuperacin mejorada, grupo VCD Cantarell

    Caractersticas de un proceso EOR

    Un solo mtodo EOR no puede aplicarse a cualquier tipo de aceite. .

    Sor, distribucin de Sor y estado fsico (Pb) del aceite remanente. .

    Propiedades fisicoqumicas de los fluidos residentes.

    (cP), (g/dm3), (dina/cm), salinidad (ppm), pH,

    Propiedades de la roca y sistema roca-fluidos Comportamiento dinmico del yacimiento CGA, CAA, v, qo, qw, qg ,

    El xito de un proceso EOR consiste en aplicar la

    energa del fluido inyectado en la zona correcta, en

    la cantidad adecuada, por el tiempo adecuado.

    Los mtodos de recuperacin mejorada requieren

    Acceso a tecnologa avanzada . Alta especializacin de recursos humanos . reas especializadas dentro de las dependencias y entidades .

    Para identificar los mejores candidatos (campos)

    para estos mtodos, su diseo, evaluacin,

    validacin en pruebas piloto y su masificacin.

  • ESTIMULACIN CCLICA DE VAPOR (CSS)

    Fundamento terico del mtodo

    Debido a que en la actualidad la mayora de las

    reservas de hidrocarburos y los nuevos

    descubrimientos de yacimientos contienen en su

    mayora aceite pesado el cual se le podra

    denominar crudo difcil debido a su alta densidad, alta viscosidad y bajas temperaturas a las

    que se encuentra, la Inyeccin Cclica de Vapor

    resulta ser una buena alternativa de Recuperacin.

    El mtodo de la inyeccin de vapor es el ms

    utilizado en todo el mundo en miles de pozos y

    cientos de campos, la inyeccin de vapor fue

    inventada en Venezuela; siendo eficaz este proceso

    se sigue aplicando e innovando ya en otros pases

    como es el caso de Mxico; desde el punto de vista

    de ingeniera de yacimientos es un mtodo de

    recuperacin mejorada y desde el enfoque de

    produccin de pozos el mtodo se considera como

    un mtodo de estimulacin de vapor para la

    produccin.

    Este mtodo tiene la peculiaridad que solo es

    necesario un solo pozo el cual va a servir de

    inyector y productor. .

    Cuando se cierra el pozo la infraestructura puede ser

    movida a otro pozo de una manera relativamente

    fcil y econmica. .

    Si se usan dos pozos, uno productor y uno inyector,

    y se inyecta y produce continuamente el mtodo es

    conocido como inyeccin continua de aceite o

    inundacin. Es un Proceso cclico del cual por cuestiones

    econmicos o de eficiencia, las etapas pueden llegar

    a no ser siempre de la misma duracin. Por lo

    general, econmicamente rigen los ciclos de entre 5

    y 7. (Inyeccin, Cierre y Produccin)

    Esquema representativo de etapas de Inyeccin de Vapor

    Mecanismos de recuperacin .

    Reduccin de Viscosidad

    Para fines prcticos y al ser un mtodo trmico, su

    principio bsico resulta ser que mediante la

    transmisin trmica se eleva la temperatura

    logrando as la disminucin de la viscosidad del

    aceite.

    Criterios de Seleccin

    Ventajas *La infraestructura puede ser trasladada de un pozo

    a otro

    *Tiene buenos resultados en arenas bituminosas y

    calizas

    Si se usa en conjunto con otro mtodo de inyeccin

    de gas su Factor recuperacin puede llegar a 35%

    Desventajas

    *Su recuperacin no es mayor al 10% adicional

    *De los mtodos de inyeccin de gas es el de menor

    recuperacin

    *No es viable si la temperatura del yacimiento es

    muy alta

    Esquema representativo de un proceso de Inyeccin de Vapor con

    2 Pozos

    Mtodo de Aplicacin

    La infraestructura requerida para la inyeccin de

    vapor al yacimiento depender de las caractersticas

    del mismo, as como de las propiedades de la fuente

    suministradora de agua.

    La infraestructura tpica es:

  • -Planta de tratamiento de agua.

    -Inyeccin de productos qumicos.

    -Generador de vapor (caldera).

    -Equipo de bombeo.

    -Ductos para red de transporte e inyeccin.

    -Automatizacin y control.

    -Pozo inyector.

    -Aislamiento trmico.

    Inyeccin: Se inyecta vapor por un periodo de 1 a 5

    semanas, esto depender de la viscosidad y

    densidad del hidrocarburo que se est extrayendo.

    Cierre: En esta etapa el pozo inyector es cerrado

    por un periodo de un da a una semana, esto

    depender de las caractersticas del fluido ya que

    haciendo esto se espera modificar las caractersticas

    como son la viscosidad y la densidad haciendo que

    el fluido sea ms movible aparte de darle un extra

    de energa al yacimiento.

    Produccin: Esta etapa es muy dependiente de cada

    yacimiento ya que se puede producir un pozo por un

    periodo de das hasta meses, pero depender de que

    tan bien el interior del yacimiento se hubiese

    mojado.

    Conclusiones

    *La inyeccin cclica de vapor es uno de los

    mtodos de recuperacin secundaria ms usados

    en todo el mundo por sus bajos costos de aplicacin,

    permitiendo as obtener un mayor factor de

    recuperacin, prolongando la vida productiva del

    yacimiento en el que sea aplicado dicho mtodo, por

    otra parte no siempre es aplicable a cualquier

    yacimiento pues depender en gran parte de la

    viscosidad del aceite que se dese extraer

    refirindonos a aceites extra pesados y al tipo de

    roca o litologa donde se encuentre acumulado el

    aceite adems de la profundidad del yacimiento.

    *A todo pozo en el cual se aplicar inyeccin cclica

    de vapor se debe acondicionar con tubera aislada o

    colocar aislante trmico en el anular a fin de reducir

    las prdidas de calor.

    *El factor de recuperacin (FR) con estimulacin

    cclica de vapor (CCS) en pozos horizontales es

    mayor que en pozos verticales, un error en los

    clculos de inyeccin de vapor y en su planeacin

    podran romper totalmente con el esquema de los

    bajos costos causando daos a la tubera y al

    yacimiento

    INYECCIN DE CO2

    Fundamento Terico del Mtodo

    La inyeccin de CO2, tiene 2 diferentes facetas, que

    en base a su miscibilidad puede ser categorizado

    como un proceso Trmico (Miscible) o de Inyeccin

    (No miscible). .

    Las principales bases para optar por este mtodo se

    fundamentan en caractersticas tales como que es un

    compuesto estable y no txico, en fase gaseosa a

    condiciones normales adems, el CO2 es soluble en

    agua cuando la presin se mantiene constante

    mientras que cuando la presin desciende intentar

    escapar al aire, dejando una masa de aire en agua.

    .

    Este gas puede solidificarse si se somete a

    temperaturas inferiores de -78 C y licuarse cuando

    se disuelve en agua. .

    Las principales razones que hacen posible

    considerar al CO2 como un agente de recuperacin

    son, entre otras, las siguientes: :

    El CO2 afecta fsicamente al aceite, principalmente

    reduciendo la viscosidad y aumentando su volumen.

    Estos efectos son ms acentuados en crudos densos

    y viscosos, pero no de viscosidad muy elevada.

    El CO2 reacciona, bajo condiciones de yacimiento,

    con algunos componentes de aceite para formar

    compuestos polares, por ejemplo cidos orgnicos,

    los que tienen un efecto marcado en reducir la

    tensin superficial y evitar o limitar la precipitacin

    de iones particulares. .

    El CO2 es soluble tanto en agua, como en la mayor

    parte de los aceites, por lo que afecta en solucin al

    fluido que moja la roca, disminuyendo as la tensin

    interfacial, adems, en las partculas de roca, el CO2

    tiene la propiedad de limitar materialmente la

    adsorcin de ciertos agentes activos de superficie,

    aumentando los beneficios de tales agentes.

    El CO2 aumenta la solubilidad del gas natural en el

    aceite, y parece ser que el gas natural es soluble ms

    rpidamente en el crudo cuando est asociado con el

    Dixido de Carbono. .

    El Dixido de Carbono es altamente soluble en

    aceite y en menor medida en el agua. Esto resulta en

    los siguientes factores para la recuperacin del

    aceite:

  • Mecanismos de recuperacin .

    *Desarrollo de Miscibilidad, Vaporizacin de

    Ligeros e hinchamiento .

    *Mejora de Movilidad y disolucin de Gas

    Reduccin en la viscosidad del crudo e incremento

    en la viscosidad del agua

    Efecto cido sobre rocas carbonatadas y lutitas.

    Expansin del crudo y reduccin en la densidad del

    aceite.

    Efectos miscibles

    Para Crudos Pesados Livianos. Inyeccin Cclica, Continua o Alternada

    Mtodo de Aplicacin

    La inyeccin de CO2 es un mtodo cuyo propsito

    es mantener la presin del yacimiento lo

    suficientemente alta (usualmente mayor o cerca a la

    del punto de roco) para minimizar las prdidas de

    lquido por condensacin retrgrada. .

    Otro mtodo (Miscible) se basa en su capacidad de

    desarrollar miscibilidad dinmica .

    Su densidad es similar a la del petrleo, a muchas

    condiciones de yacimiento, lo cual reduce los

    efectos de segregacin en procesos de

    desplazamiento inmiscible.

    Como un resultado de la disolucin del CO2 en el

    crudo, el volumen del aceite se incrementa de 10 a

    20 % o ms .

    La expansin del aceite incrementa el factor de

    recuperacin ya que, para una determinada

    saturacin de aceite residual, la masa del aceite

    remanente en el yacimiento y expresado en

    condiciones estndar, es ms baja que si se

    abandonara libre de CO2 .

    Desplazamiento miscible: El Dixido de Carbono

    no es miscible con la mayora de los aceites crudos,

    pero puede llegar a desarrollar esta miscibilidad a

    travs del proceso de mltiple contacto. .

    Eficiencia de barrido: de una inyeccin de un

    fluido en un desplazamiento miscible, depende de la

    relacin de:

    Viscosidad entre el aceite y el solvente El grado de segregacin gravitacional del

    solvente causado por el contraste de densidades.

    La distribucin espacial de la permeabilidad.

    A medida que la viscosidad del aceite se incrementa

    en relacin a la viscosidad del dixido de carbono,

    existe mayor tendencia del dixido de carbono a

    canalizarse, a travs del aceite, y esto causa que se

    reduzca el contacto volumtrico en el yacimiento.

    Esto depende de la heterogeneidad del yacimiento y

    la tendencia normal de los fluidos inyectados de

    fluir a travs de las secciones ms permeables de la

    roca

    Esquema representativo de un proceso de Inyeccin de CO2 no

    miscible

    Mecanismos de Recuperacin .

    El mecanismo mediante el miscible desplaza el aceite es a travs del mecanismo de mltiple

    contacto de hidrocarburos en el rango de carbn 5 a

    carbn 30. Estn normalmente en el rango de 25 a

    45 API y estn presentes en yacimientos bastante

    profundos por lo que el desplazamiento puede tomar

    lugar arriba de la presin mnima de miscibilidad.

    Mtodo de Aplicacin (Miscible) .

    Desplazamiento banco de aceite .

    A medida que el banco se forma y se mueve, ste

    tiende a ser dispersado de manera transversal y

    longitudinal.

    La fraccin de hidrocarburos extrados se

    convierten en un bache de solvente rico en que de manera miscible desplaza el aceite crudo de la

    formacin, y este a su vez, es desplazado por otro

    bache de .

    La extraccin por mltiple contacto podra requerir

    que el se mueva cierta distancia a travs del

  • yacimiento haciendo un contacto directo fsico con

    el aceite del lugar antes del enriquecimiento de los

    hidrocarburos con y antes tambin de que se desarrolle un banco de tamao considerable, para un

    mximo desplazamiento de aceite .

    En el momento en el que el banco miscible se

    forma, ste se dispersa de manera transversal y

    longitudinal a medida que se mezcla con el aceite y

    el dixido de carbono adicionales en el yacimiento.

    Una extraccin adicional ocurre mediante otro

    bache de inyectado con el fin de restablecer la miscibilidad

    La tendencia en los proyectos de Inyeccin de ha sido empujar baches de de un 15% del volumen poroso impregnado de hidrocarburos.

    Esquema representativo de un proceso de Inyeccin de CO2

    miscible

    Variables para su Aplicacin .

    Presin Mnima de Miscibilidad (PMM) .

    Hinchamiento del crudo .

    Reduccin de la viscosidad .

    Precipitacin de asfltenos .

    Propiedades del CO2 .

    Informacin PVT .

    Aplicacin de Miscibilidad .

    El es un fluido que tiene el potencial de funcionar como agente de recuperacin de aceite

    tanto en forma miscible como inmiscible, la

    naturaleza de ste comportamiento depende de la

    composicin del aceite, as como de la presin y

    temperatura del yacimiento.

    En una aplicacin miscible, ms del 90% del aceite

    con el que se entra en contacto puede ser

    desplazado. La presin a la cual el es capaz de generar desplazamiento miscible del aceite es

    llamado Presin Mnima de Miscibilidad (PMM).

    Presin mnima de Miscibilidad . Mientras que aceites de baja densidad API

    contienen grandes cantidades de hidrocarburos

    pesados y normalmente se encuentran en

    yacimientos someros y de baja presin, no es

    usualmente posible lograr la PMM en dichos casos.

    Sin embargo, el es altamente soluble en aceites pesados, y por disolucin en el aceite, el dixido de

    carbono provoca un hinchamiento y reduce su

    viscosidad. Despus de que un bache de ha sido inyectado a un yacimiento de aceite pesado, el

    aceite puede ser ms fcilmente desplazado por

    Inyeccin de agua o por la ayuda de algn polmero.

    Categoras de Desplazamiento . Existen dos categoras en el proceso de

    desplazamiento miscible:

    a) Proceso miscible de primer contacto Algunos desplazantes y aceites son miscibles en

    primer contacto bajo las condiciones del

    yacimiento.

    Para ello se inyecta un primer tapn con un fluido

    de baja viscosidad, puede usarse otro fluido,

    seguidamente se inyecta el , la dispersin tiene lugar en la interface solvente-aceite y se desarrolla

    una zona de mezcla .

    b) Proceso miscible de contactos mltiples En este proceso, la miscibilidad entre el aceite del

    yacimiento y el gas inyectado degenera a travs de

    la transferencia de masa de los componentes y

    despus de mltiples contactos entre los dos fluidos.

    Existen dos tipos de miscibilidad de mltiples

    contactos:

    Empuje de gas condensado .

    Empuje de gas vaporizado .

    Variaciones bsicas del proceso .

    Inyeccin continua de : en esta variacin, el es inyectado continuamente hasta el final de la recuperacin

    Dixido de carbono seguido de gas: ste proceso

    comienza con la inyeccin de hasta que un volumen preseleccionado de ha sido inyectado al yacimiento entonces un gas, menos caro que el

    dixido de carbono, es utilizado como principal

    fluido de empuje .

  • seguido de agua: despus de la inyeccin de un volumen deseado de , se utiliza agua para desplazar el a travs del yacimiento.

    Inyeccin de y agua simultnea/alternada: esta variacin del proceso de Inyeccin de suele generalmente comenzar con un pequeo bache de

    , seguido por una inyeccin, ya sea simultnea o alternada de y agua hasta que un volumen predeterminado de ha sido inyectado. ste proceso es comnmente llamado WAG por sus

    siglas en ingls (Water Alternate Gas)

    Inyeccin de una combinacin /solvente: el proceso de inyeccin de dixido de carbono puede

    tambin incluir la inyeccin de solventes tales como

    , , por nombrar algunos. La principal razn para utilizar un solvente es disminuir la presin

    mnima de miscibilidad (PMM) entre el y el aceite del yacimiento y para ayudar a mantener la

    miscibilidad a travs del yacimiento.

    Inyeccin de una combinacin /calor: bajo ciertas condiciones de calor, el pueden ser inyectado al yacimiento y puede dar como resultado

    un efecto interactivo en la recuperacin de aceite.

    Consideraciones de diseo .

    Debe de tomarse en cuenta una correcta descripcin

    del yacimiento y del barrido total para el diseo de

    proyectos de fluidos miscibles.

    El barrido miscible se ve afectado: .

    -Manejo del fluido inyectado .

    -Distribucin de presiones .

    -Tamao del bache disolvente .

    -Movilidad del disolvente ,

    -Manejo de los fluidos del yacimiento .

    -Eficiencia del desplazamiento logrado en las reas

    de barrido .

    -La direccin del desplazamiento depende de la

    geometra del yacimiento y de sus caractersticas.

    -El desplazamiento horizontal en yacimientos

    delgados o sin buzamiento es controlado por el

    radio de movilidad del al aceite.

    Para evitar o disminuir la formacin de dedos de

    el proceso debera ser, probablemente,

    alternando la inyeccin de agua. .

    .

    Criterios de Seleccin .

    Ventajas *En comparacin con otros mtodos el mtodo de

    inyeccin de CO2 es el ms efectivo, ya que posee

    mayor efectividad de vaporizar este gas condensado

    retrogrado.

    *El efecto revaporizador del CO2 acta incluso a

    temperaturas tan bajas y tambin a menores

    temperaturas, a diferencia de otros gases

    comnmente usados para la inyeccin en

    yacimientos de gas condensado. .

    *Como gas de inyeccin puede desarrollar

    miscibilidad dinmica con el crudo cuando ha

    ocurrido un suficiente contacto entre ambos.

    Desventajas *El alto costo del CO2

    cuando no se dispone de

    fuentes de suministro capaces de proporcionar la

    cantidad necesaria del mismo. .

    *Los problemas de corrosin causados cuando el

    CO2 se pone en contacto con el agua, debido a que

    se produce acido carbnico el cual es muy corrosivo

    *Se requiere mayor volumen de CO2 que de gas

    natural para llenar un barril de espacio poroso.

    Conclusiones

    *Entre las causas que conllevan a la prdida de

    productividad del Gas Condensado hacia la

    superficie se encuentran: Acumulacin de lquido

    en los pozos, en la formacin, en las zonas cercanas

    a los pozos y el desarrollo de un anillo de

    condensado.

    *La propiedad ms importante del es su capacidad para vaporizar y extraer porciones del

    condensado, con el cual se pone en contacto.

    *Un criterio esencial para la aplicacin de la

    inyeccin de CO2, es garantizar una fuente de adecuada y confiable a un costo razonable.

    *El puede causar una serie de problemas cuando interacciona con las sustancias presentes en

    la formacin. Entre ellos: reduccin de la

    inyectividad /productividad, corrosin del equipo de

    superficie y de fondo, etc. .

    *En comparacin con los mtodos convencionales

    de inyeccin, la inyeccin de posee mayor efectividad de vaporizar el condensado retrogrado.

    *El proceso de recuperacin de condensado

    retrogrado con comprende: el estudio integrado del yacimiento, adems de las fases de inyeccin,

    cierre y produccin .

  • *El dixido de carbono tiene un efecto superior en

    comparacin a otros gases, sobre un rango ms

    amplio de condiciones, y una mayor variedad de

    tipos de lquidos hidrocarburos .

    *Con la inyeccin de el gas producido en

    superficie presentar un alto porcentaje de pero

    este puede ser separado del gas y reutilizarse en

    nuevos ciclos de inyeccin .

    EXTRACCIN DE VAPOR (VAPEX) .

    Fundamento terico del mtodo .

    Actualmente la mayora de las reservas mundiales

    son conformadas por los aceites pesados y bitumen,

    lo cual representa la necesidad de buscar diferentes

    formas de obtenerlo. Una de las principales

    problemticas que se tiene en los yacimientos de

    aceite pesado es la viscosidad, ya que no siempre se

    puede implementar la recuperacin primaria,

    tambin se considera si tienen algn acufero

    asociado dando lugar a la conificacin de agua.

    Existen diferentes mtodos aplicables a este tipo de

    yacimiento, entre los que se encuentran los procesos

    con vapor, y uno de estos es el proceso de

    extraccin (VAPEX). Esta tcnica es una de las ms

    viables cuando se trata de aceite pesado y bitumen,

    adems de que ha demostrado ser un proceso

    eficiente, con poco requerimiento de capital de

    inversin y por supuesto sin dejar de lado el medio

    ambiente, siendo uno de los mejores procesos que

    funcionan con vapor.

    Dado que este mecanismo implica inyeccin de un disolvente, esto presenta ciertos beneficios as como

    dificultades al ser implementados en el VAPEX, es

    por eso que hay que considerar en gran medida las

    condiciones del yacimiento; ya que no siempre

    funciona para todos los yacimientos de aceite negro.

    Por otra parte se considera que el dao a la

    formacin sea el mnimo posible, as como la

    ubicacin correcta del pozo inyector y el productor,

    para tener los beneficios deseados.

    El mecanismo de recuperacin del VAPEX, as

    como las ventajas y desventajas son variables a

    tomar para conocer si es conveniente para lo que se

    busca. Sin dejar de lado la parte tcnica y

    econmica (principales parmetros a considerar en

    la recuperacin de los yacimientos) .

    Esquema representativo de un proceso de Extraccin de Vapor

    (VAPEX) con 2 pozos .

    Por ltimo, debemos analizar que tanto el proceso

    es aplicable en Mxico as como otros pases, de

    ser as como ha sido implementado, y en Mxico

    que antecedentes tenemos respecto a la generalidad,

    es decir, procesos Termales, esto dado a la

    importancia del aceite negro y bitmenes que

    representan aproximadamente seis billones de

    barriles a nivel mundial, lo cual representa la

    mayora de las reservas. .

    La mxima recuperacin con estos mtodos es

    relativamente baja y no excede de 20 %. En tanto

    que la inyeccin de vapor puede incrementar

    significativamente la recuperacin del yacimiento

    Mecanismo de Recuperacin

    Reduccin de Viscosidad .

    Mejora de Movilidad y disolucin de Gas .

    La viscosidad de aceite pesado y bitumen puede

    tambin reducirse por diluirlos con un solvente.

    Este es el principio bsico del VAPEX, el proceso

    de extraccin con vapor. El concepto del proceso es

    que los solventes de hidrocarburos vaporizados

    (peso molecular bajo) son inyectados en el

    yacimiento a travs de un pozo inyector horizontal.

    Los solventes inicialmente disueltos en el bitumen

    alrededor del pozo de inyeccin hasta la penetracin

    del aceite diluido en el pozo de produccin

    horizontal, ubicado verticalmente debajo del pozo

    inyector. El solvente se eleva lentamente hasta

    formar una cmara de vapor en la matriz de la roca

    que est siendo explotada encima del pozo inyector,

    disuelve el bitumen o aceite pesado en la interface

    solvente-bitumen, se difunde en la mayora del

    bitumen y lo diluye. El aceite diluido se drena hacia

    el pozo productor por gravedad. Cuando la cmara

    alcanza la roca sello, se extiende hacia los lados

  • hasta que el lmite de diseo es alcanzado. La

    interface aceite-solvente comienza a caer y el

    proyecto contina hasta que la produccin est

    debajo de los lmites econmicos de operacin. El

    concepto es similar que en SAGD, excepto por el

    solvente que es usado en vez del vapor en el

    proceso de VAPEX. Aparte de la configuracin del

    inyector y el productor, muchas otras

    configuraciones de inyector y productor son

    posibles. Incluso una serie de pozos verticales

    existentes pueden ser usados como pozos

    inyectores. La separacin entre inyector y productor

    sern dictadas por la movilidad del aceite a

    condiciones del yacimiento. En un yacimiento de

    aceite relativamente mvil el pozo inyector puede

    ubicarse cerca de la cima del yacimiento, mientras

    que un yacimiento bituminoso los dos pozos

    horizontales deberan estar lo suficientemente

    cercanos para lograr una rpida comunicacin entre

    ellos.

    Las condiciones de operacin son controladas con el

    objetivo de mantener el solvente en operacin en la

    fase de vapor, muy cercano a su presin de vapor,

    para as incrementar al mximo los efectos de

    disolucin el aceite pesado o bitumen. La presin de

    operacin es casi siempre controlada por la presin

    de inyeccin del yacimiento, en el caso de la

    temperatura se elimina la necesidad de procesos

    trmicos pues esta debe ser muy cercana a la

    presin del yacimiento. La presin de roco del

    solvente deber ser mayor o igual a la presin del

    yacimiento para asegurar que este se mantenga en

    su fase de vapor, este es un factor clave en la

    seleccin del solvente de hidrocarburo presurizado

    (por lo general es un gas en el rango de metano a

    propano). En un yacimiento con empuje de acufero ambos

    pozos, inyector y productor, pueden estar cerca del

    contacto agua aceite, el solvente inyectado se eleva

    y el aceite diluido se drena contracorriente por

    gravedad y se mueve a travs del contacto agua

    aceite hasta el pozo productor. Esta configuracin

    de pozos resulta en una gran recuperacin debido a

    la naturaleza de contracorriente del proceso de

    extraccin.

    Transferencia de masa molecular: En el VAPEX

    se transfiere, a nivel molecular, una sustancia a otra.

    Esto es que al aplicar el solvente las molculas de

    las dos sustancias (aceite pesado y solvente) entran

    en desequilibrio lo que ocasiona una reorganizacin

    a nivel molecular con lo cual las molculas pesadas

    pasan a un lugar donde existirn en menor

    concentracin a facilitando con esto el flujo del

    aceite o bitumen. La masa de las sustancias

    (bitumen y solvente) pueden combinarse por medio

    de movimientos moleculares (transferencia

    molecular que es imperceptible) o en flujo laminar o

    turbulento (transferencia convectiva) .

    Drenaje gravitacional: Se da por efectos de

    diferencias de densidad, en el VAPEX a pesar del

    mecanismo de transferencia de masa, el solvente

    sigue presentando una menor densidad y por esa

    diferencia de densidad el crudo es drenado hacia el

    pozo productor.

    Variables para la seleccin del solvente -El solvente debe presentarse en estado gaseoso a

    condiciones del yacimiento .

    -El solvente debe ser un hidrocarburo vaporizado de

    bajo peso molecular (metano, etano, propano, etc.)

    -La presin de roco del solvente debe ser igual o

    mayor que la presin del yacimiento .

    Esquema representativo de un proceso de Extraccin de Vapor

    (VAPEX) con 1 pozo .

    Para presiones de operacin por encima de la

    presin de saturacin del solvente, se deben

    implementar mezclas de solventes y un gas que no

    se condense. En algunos casos la extraccin con

    vapor se ha llevado a cabo a presiones mucho

    mayor que la presin de saturacin del solvente.

    Esto se logra mediante el uso de una mezcla de los

    solventes y un gas no condensable, el vapor

    disolvente diluye el aceite y el gas no condensable

    mantiene la presin de funcionamiento.

  • Mtodo de Aplicacin .

    El proceso del VAPEX tiene beneficios que lo

    califican como uno de los mejores procesos,

    funciona con las presiones y temperaturas del

    yacimiento; adems de que al hacer uso de un

    disolvente, ste se relaciona con el volumen de

    aceite producido otorgando que los requerimientos

    de equipo superficial sea mnimo. Aunque de

    acuerdo a estudios en laboratorio se observan

    cambios en la composicin al usar el VAPEX

    especialmente en las primeras etapas, ya que se

    vuelve ms pesado, aunque se dice que este proceso

    ayuda a la reduccin de asfaltenos podemos notar

    que no siempre es as, lo cual puede ocasionar

    efectos en el precio del petrleo producido.

    Los estudios muestran que el aceite producido

    contiene cantidades gradualmente crecientes de

    disolvente y este es generalmente mayor que el

    estimado debido a la naturaleza dinmica de la

    transferencia de masa que se produce en el proceso.

    Teniendo como consecuencia que la distribucin de

    la viscosidad sea diferente de lo que se espera.

    De acuerdo a estos estudios, se resalt que el

    proceso de VAPEX si ocasiona una desalfastacin y

    que esta de ocurrir, mejora la produccin del aceite,

    en tanto que de no ocurrir este efecto los aceites se

    vuelven ms pesados ocasionados por el disolvente,

    por lo que su seleccin debe ser la adecuada, as

    como la perspectiva econmica y ambiental es

    importante.

    Este proceso muestra similitud con el drenaje

    gravitacional asistido por vapor (SAGD), en donde

    el VAPEX muestra ventaja es al ser aplicable en

    yacimientos con espesores pequeos, yacimientos

    con acufero asociado y costa fuera.

    Actualmente el SAGD, se ha vuelto a una tcnica

    muy popular para la recuperacin de aceite pesado y

    bitumen. En donde el vapor es inyectado el

    yacimiento a travs de un pozo horizontal, el vapor

    se condensa en interfaz del aceite y calienta el

    aceite; ya que la viscosidad es menor, el aceite

    caliente estrenado a otro post-horizontales por

    gravedad.

    Por lo que hay una necesidad de tener experimentos

    cuidadosamente controlados, para la identificacin

    del disolvente, determinacin de las caractersticas

    del medio poroso y agua congnita que ayudan a

    tener un mejor control al usar el VAPEX y

    demostrar que es ms eficiente que SAGD.

    Definiciones

    Pozo inyector. Pozo utilizado para inyectar a los

    yacimientos algn fluido (gas natural, agua, vapor

    de agua, etc.) con fines de almacenamiento,

    mantenimiento de presin o conservacin del medio

    ambiente.

    Pozo productor. Se les conoce como aquellos en el

    que el aceite es trasladado del yacimiento a la

    superficie por su propia energa, que puede ser por

    empuje hidrulico, de gas disuelto, o algn otro

    mecanismo que le proporcione la energa suficiente.

    Asfaltenos. Molculas policclicas que tienen un

    peso molecular de 1000-140,000 estas no tienen

    punto de fusin definido ni estructura cristalina. Son

    descompuestos al exponerse a temperaturas > 200

    C.

    Solvente. Es la sustancia que ayuda a la dispersin

    de otra sustancia, encontrndose en mayor

    proporcin de la sustancia a desplazar. Este se

    encuentra en el mismo estado fsico que la

    disolucin.

    Cmara de vapor. Es la generada por el solvente o

    vapor debajo de la capa sello del yacimiento, con la

    finalidad de cambiar las propiedades de viscosidad

    y consecuentemente la movilidad. Los pozos

    (inyector y productor) uno encima de otro a cierta

    distancia en el yacimiento recogen los fluidos

    disueltos y que han cado por efecto de la gravedad.

    Desasfaltado: La mayora de los aceites pesados y

    bitumen contienen una significativa cantidad de

    asfaltenos, a menudo tan altas como el 22% de su

    peso. La presencia de asfaltenos es la mayor razn

    para las altas viscosidades de estos aceites pesados.

    Si la concentracin de los solventes de bajo peso

    molecular en el aceite disuelto, es suficiente, puede

    causar la reduccin de asfaltenos y prestar una

    reduccin adicional en la viscosidad. Este nuevo

    aceite es de mayor calidad desde el punto de vista

    de transporte y refinacin y tiene un mayor valor en

    el mercado. El desasfaltado es posible si el solvente

    se inyecta a una presin cercana a su presin de

    saturacin.

    El grado de desasfaltado puede ser manipulado

    mediante la alteracin de la presin de operacin

    por lo tanto se puede producir el aceite sin cambios,

    sin embargo, anlisis experimentales demuestran

    que la velocidad de extraccin se incrementa hasta

  • en un 35% cuando se produce la precipitacin de

    asfaltenos.

    La precipitacin de asfaltenos representara un serio

    problema en arenas finas, no as en arenas de grano

    grueso debido a que los asfaltenos depositados solo

    representan de 10% al 15% del volumen poroso, no

    son suficientes para alterar la permeabilidad del

    sistema.

    Densidad: El uso de vapor en vez de un lquido

    solvente produce una alta fuerza de drene por

    gravedad debido a la alta diferencia de densidad con

    el bitumen, adems asegura que la cantidad de

    solvente residuales extrados sea menor que con

    solventes lquidos.

    Saturacin de aceite remanente en la cmara de

    VAPEX: La eficiencia de barrido lograda por este

    mtodo es muy alta debido a su mecanismo de

    operacin, pues el aceite llega permanecer por un

    largo tiempo el aceite en contacto con el solvente lo

    cual provoca que el aceite se vuelve muy fluido y se

    drene.

    Tensin superficial: Conforme la concentracin de

    solvente crece, la tensin superficial del aceite

    decrece. A causa del cambio en la tensin

    superficial, el equilibrio entre capilaridad y

    gravedad en la cmara de extraccin se rompe. Los

    efectos de la gravedad superan a los de capilaridad y

    por consecuencia se drena el aceite.

    Viscosidad: La principal relacin de este proceso

    con la reduccin de la viscosidad se observa

    mediante el proceso de separacin de asfaltenos

    (elementos con mayor peso molecular en el aceite).

    Otra causa de reduccin de viscosidad es el

    contenido de gas en solucin del aceite o bitumen.

    Criterios de Seleccin .

    Ventajas *El proceso funciona con las condiciones de presin

    y temperatura del yacimiento por lo tanto los costos

    en la terminacin son menores que con otros

    procesos de recuperacin mejorados como los

    termales. Adems se ahorra energa al no necesitar

    procesos trmicos.

    *El volumen de aceite producido se asocia

    nicamente con un volumen equivalente de

    disolvente, por lo que los requerimientos en la

    bomba y en las instalaciones superficiales seran

    ms pequeos.

    *Inyectar un solvente mixto (dos gases, uno para

    mantener la presin y otro para reducir la

    viscosidad), disminuye el consumo del solvente e

    incrementa la eficiencia energtica.

    *Es altamente eficiente hablando en trminos

    energticos. Se extrae aproximadamente 1 kg de

    aceite por cada 0.5 kg inyectado, de esto solo 0.1 kg

    se queda en el yacimiento. El solvente extrado

    mediante la produccin es reutilizado mediante

    cierto proceso de reciclaje. El VAPEX en

    comparacin con los procesos termales emplea

    nicamente el 3% de energa.

    *No existe dao a la formacin por hinchamiento de

    arcillas.

    *En yacimientos con espesores pequeos el

    VAPEX puede ser la nica tcnica viable y los

    yacimientos con empuje por acufero asociado son

    fcilmente manejados.

    *El VAPEX otorga la opcin de separacin de

    asfaltenos con lo cual se eleva el precio en el

    mercado del aceite producido. Alrededor de 1998 el

    precio del aceite desasfaltado se elevaba 2 USD

    comparado con el precio del aceite con condiciones

    originales.

    Desventajas *La principal preocupacin en el desarrollo del

    VAPEX es la posibilidad de la reduccin de la

    permeabilidad de la matriz del yacimiento por la

    deposicin de asfaltenos y la consecuente

    obstruccin de flujo de aceite fuera del yacimiento.

    *A causa de la baja presin de saturacin del

    solvente, se pueden dar serias limitaciones en

    operaciones donde se tienen condiciones de trabajo

    con altas presiones de yacimiento, dado que a altas

    presiones el gas se condensa y al estar en fase

    lquida pierden capacidad de disolucin y se

    incrementa la cantidad de solventes residuales.

    *Comparado con los procesos de termales, la

    longitud de los pozos deber ser mucho ms larga

    para tener gastos comparables de produccin.

    *An se desconoce a detalle el efecto de varios

    factores como las fuerzas capilares y su estudio

    podra complementar el buen funcionamiento de

    este proceso. .

    *La implementacin en yacimientos carbonatados

    presenta limitantes dada la presencia de fracturas y

    el comportamiento distinto en cuanto al flujo de

    fluidos.

  • Conclusiones

    *El proceso VAPEX es un proceso que permite

    elevar el factor de recuperacin a partir de

    mecanismos simples y comparado con otros

    mtodos resulta ms eficiente. Su costo resulta

    menor al de los mtodos termales, por ejemplo, sin

    embargo an falta mucho por entender.

    *Con este mtodo es posible obtener una mejor

    calidad de crudo, lo cual es benfico bajo cualquier

    criterio (Tcnico y Econmico).

    *Es importante conocer los dems mtodos de

    recuperacin mejorada y hacer un balance que

    permita identificar las ventajas de uno u otro

    proceso, as como identificar, para cada objetivo,

    cual es el ms recomendable.

    *VAPEX muestra beneficios a nivel econmico,

    ambiental y en produccin donde los resultados son

    satisfactorios, ya que como se menciona reduce en

    gran medida la produccin con asfaltenos y la

    viscosidad, de acuerdo al disolvente a inyectar, por

    lo que el correcto anlisis nos llevar a tener buenos

    resultados.

    *Cabe sealar que tambin tiene sus desventajas

    que generalmente radican en al anlisis tcnico,

    econmico, y de yacimiento; ya que puede ser

    rentable en la produccin obtenida ms no en el

    aspecto econmico, que de ser as entonces es

    preferente elegir otro proceso de recuperacin que

    satisfaga nuestros requerimientos.

    *Debido a las necesidades en las que el proceso de

    recuperacin VAPEX se utilizar, se dan varios

    parmetros de los cuales deben tomarse en cuenta

    en todos y cada uno de los procesos de

    recuperacin, hay que tomar en cuenta que son

    mtodos que ayudaran a que el pozo aumente su

    productividad, dependiendo claro del tipo de

    hidrocarburo que tengamos o vayamos a recuperar,

    y tambin otro aspecto muy importante y que

    tambin se toma en cuenta en la seleccin en un

    proceso de recuperacin es el costo que este

    presenta y que se obtengan los resultados esperados

    o que den ms aprovechamiento econmico. Con

    esto se concluye que el proceso de extraccin de

    vapor (VAPEX) siempre ser el adecuado de tener

    los estudios necesarios que avalen nuestra decisin

    al elegir este proceso.

    El anlisis en laboratorio del VAPEX da resultados

    prometedores, sin embargo, las pruebas piloto

    evidencian resultados poco satisfactorios, lo cual es

    un indicativo de que el VAPEX no es un mtodo de

    recuperacin mejorada lo suficientemente

    desarrollado.

    COMBUSTIN IN SITU: THAI y CAPRI .

    Fundamento terico del mtodo

    La combustin in-situ es un mtodo trmico de

    recuperacin mejorada, particularmente favorable

    para yacimientos de aceite pesado y de bitumen.

    Existen dos procesos de combustin in-situ, el

    primero llamado THAI (Toe-to-Heel) que consiste

    en una inyeccin de aire que integra combustin in-

    situ y conceptos avanzados de pozos horizontales,

    por otro lado CAPRI, que es una extensin de la

    versin bsica de THAI que involucra un

    catalizador alrededor del pozo productor donde el

    proceso tiene el potencial de convertir aceite pesado

    en un aceite ms ligero .

    THAI a) Frente de combustin: al iniciarse la inyeccin

    de aire, la ignicin se genera en la vecindad al pozo

    inyector, mientras esta inyeccin continua, el frente

    de combustin se propagar en la misma direccin.

    Es la zona de mayor temperatura en el sistema

    (600F 1200F).

    b) Zona de coque: es la zona que provee el

    combustible para el proceso de combustin, es

    resultado de los procesos precursores que llevan al

    desplazamiento del aceite, el craqueo trmico.

    c) Zona de aceite mvil: en esta zona encontramos

    al producto de la combustin, hidrocarburos ligeros

    y vapor de agua, donde los hidrocarburos

    vaporizados adquieren propiedades que facilitan la

    miscibilidad y por lo tanto favorecen al

    desplazamiento.

    d) Zona de aceite frio: es la zona en donde el efecto

    de la combustin no se ha reflejado en los fluidos,

    teniendo un fluido original inalterado.

    La principal caracterstica del proceso THAI es que

    utiliza un pozo inyector vertical que genera el frente

    de combustin, para que este se propague a lo largo

    del yacimiento casi verticalmente a los largo de un

    pozo productor horizontal, desde el dedo (toe) hasta el taln (heel).

  • El proceso de ignicin espontnea ocurre debido a

    que la inyeccin de aire genera la oxidacin de los

    hidrocarburos presentes, esta oxidacin, a su vez,

    ocasiona un aumento pequeo en la temperatura, el

    pequeo aumento en la temperatura ocasiona, de

    manera recproca, un aumento en la tasa de

    oxidacin de los hidrocarburos, generndose as un

    proceso continuo de incremento en la temperatura y

    oxidacin hasta que la primera ha crecido al punto

    en que la combustin espontnea ocurre. Para

    reducir los tiempos de ignicin puede usarse una

    fuente de calor externa, como un calentador de

    fondo o mediante la inyeccin de aire precalentado.

    Normalmente un aumento de 200F en la

    temperatura del yacimiento resultar en un periodo

    de ignicin de 1 a 2 das.

    Durante el proceso THAI ocurre una notable

    mejora en el aceite, esto es resultado del cracking

    trmico, la combustin genera reacciones de

    desprendimiento de carbones en el aceite calentado,

    lo que genera la deposicin de coque y un aceite

    crudo ms ligero en la zona de aceite mvil.

    CAPRI es una extensin para el proceso THAI, que

    consiste en recubrir el pozo productor horizontal

    con un catalizador que promueve un mayor

    mejoramiento del aceite dentro del yacimiento con

    el fin de obtener un aceite an ms ligero.

    Un catalizador es una sustancia, capaz de acelerar

    (catalizador positivo) o retardar (catalizador

    negativo o inhibidor) una reaccin qumica, esto

    permaneciendo inalterado (no se consume durante

    la reaccin). Cabe mencionar que un catalizador

    interviene en una reaccin pero sin llegar a formar

    parte de los resultados de esta.

    El catalizador es puesto mediante un empacamiento

    de grava alrededor del pozo productor horizontal,

    por lo que el cundo el aceite calentado desciende al

    pozo, entra en contacto con este, lo que ocurre una

    reaccin qumica similar a las que sucede en una

    refinera, mejorando la calidad del aceite de 8 a 10

    grados API .

    Una vez que se tiene los pozos verticales por los

    que se llevar a cabo la inyeccin y los pozos

    productores horizontales ya sea con el

    empacamiento de grava si se tratara de un proceso

    CAPRI o sin este si solo ser un proceso THAI, se

    inicia la inyeccin de aire .

    Conforme la inyeccin contina el frente de

    combustin avanza, de manera casi vertical a lo

    largo del pozo horizontal lo que permite el control

    de la combustin.

    El frente de combustin se desplaza de manera lenta

    lo que permite un barrido del aceite desde el dedo

    hasta el taln del pozo, el aceite es calentado y

    ocurre la mejora en la calidad del aceite que

    empieza a fluir hacia el pozo productor por la

    diferencia de presin entre este y el yacimiento,

    para despus ser transportado hasta la superficie.

    Mecanismos de recuperacin Reduccin de Viscosidad .

    La combustin in-situ consiste, de manera general,

    en producir energa calorfica dentro del yacimiento,

    con el objetivo de aumentar la movilidad de las

    fracciones ms ligeras de hidrocarburos presentes

    usando las fracciones ms pesadas para generar una

    combustin dentro de la formacin. De esta manera

    los componentes ms ligeros se evaporan y

    comienzan un recorrido dentro del yacimiento,

    hacia las zonas de menor energa, donde llegan a

    condensarse.

    La gran diferencia con otros mtodos trmicos es

    que la energa calorfica es generada directamente

    en el subsuelo, lo cual tiene grandes ventajas en

    trminos de alta eficiencia en el aprovechamiento

    del calor y tener un menor impacto ambiental, ya

    que en otros mtodos la energa es generada en

    superficie y trasladada al interior de la formacin a

    travs de algn fluido. Un sistema de combustin

    In-situ suele conformarse por un pozo inyector de

    aire y un pozo productor.

    Criterios de seleccin .

    Ventajas

    *Es potencialmente aplicable en una amplia gama

    de yacimientos, incluyendo yacimientos con baja

    presin o en los que ya se ha aplicado inyeccin de

    vapor, yacimientos con zonas de gas agotadas o que

    se encuentran en arriba de acuferos.

    *Se estima un factor de recuperacin 73% mayor

    que con otros mtodos trmicos de recuperacin

    mejorada.

    *Se tiene un impacto ambiental bajo, ya que es

    mnima la utilizacin de agua dulce, no existen

    daos en la superficie y el aprovechamiento de la

    energa es muy alto. Adems que se tiene un

    mnimo de emisiones de gases de efecto

    invernadero.

  • *Desde el punto de vista econmico, la inversin

    inicial es relativamente baja, ya que no se requieren

    unidades de procesamiento de vapor o agua.

    *Los costos de operacin tambin son bajos, ya que

    no se requiere de generacin de vapor a gran escala.

    *Adems que el mejoramiento del aceite permite

    mayores rendimientos a la venta.

    Desventajas

    *La eficiencia del procedimiento se ve limitada a

    las partes altas del yacimiento, dejando gran

    cantidad de hidrocarburos inmviles.

    *La eficiencia de calentamiento se ve seriamente

    afectada por prdidas de energa hacia la roca, la

    eficiencia del calentamiento depende de la densidad

    de material rocoso y no exclusivamente del fluido

    presente.

    *La combustin in-situ puede arrojar problemas

    como emulsiones de agua-aceite, produccin

    elevada de agua de pH bajo y un posible incremento

    de la produccin de arena.

    Esquema de un proceso de Combustin In situ con 2 pozos

    Mtodo de aplicacin

    De acuerdo a diversos estudios de laboratorio y

    campo se han propuesto valores mximos y

    mnimos de algunas propiedades como el contenido

    de aceite, espesor, profundidad, densidad del aceite,

    permeabilidad absoluta y caractersticas del

    yacimiento. Al respecto del yacimiento se realiza la

    observacin de que este no cuente con un casquete

    de gas o entrada de agua en la zona de operacin y

    que no exceda los 100 acres de rea, con espesores

    mnimos de 5 ft y mximos de 50 ft para poder

    aprovechar de mejor manera la energa calorfica

    generada, evitando prdidas y la inyeccin de

    enormes cantidades de aire, respectivamente. Se

    propone una profundidad mayor a los 200 ft que no

    limite la presin de inyeccin de aire.

    Referente al aceite, se manejan crudos con

    densidades de 10 a 40 API, procurando que su

    composicin sea mixta, para asegurarse de que haya

    fracciones ligeras susceptibles al desplazamiento y

    componentes pesados, tiles para la combustin y,

    dado que alrededor de 300 bbl/acre-ft son

    consumidos por el frente de combustin, se debera

    de contar con al menos un volumen de 600 bbl/acre-

    ft.

    Conclusiones

    *Por medio del proceso THAI y CAPRI, es posible

    realizar un mejoramiento in-situ del crudo pesado y

    adems obtener una recuperacin de aceite de hasta

    87 %. El aceite mejorado catalticamente contiene

    altos niveles de saturados y reducidas fracciones

    pesadas, y el reactor-mejorador es virtualmente

    gratis en virtud de las condiciones del yacimiento.

    *Un mejorador superficial, por otra parte, puede

    costar millones de dlares para lograr una

    conversin similar. Existe tambin, un beneficio

    ambiental debido a la reduccin metales pesados y

    azufre adems de todas las ventajas que ya fueron

    mencionadas anteriormente.

    *Respecto a Mxico, se encontr informacin de

    pruebas piloto de inyeccin de vapor en algunos

    campos en Chicontepec que tuvieron resultados

    exitosos, es por eso que CAPRI o incluso solo

    THAI podran tener un mejor resultado ya que las

    caractersticas de nuestros campos, tienen

    condiciones superiores a las de los campos en lo que

    ya se aplicaron en Canad, lo que permitira

    aumentar los factores de recuperacin que se tienen

    en los campos de esa regin. .

    EOR: STEAM-ASSITED GRAVITY

    DRAINAGE (DRENE POR GRAVEDAD

    ASISTIDO POR VAPOR) .

    Fundamento terico del mtodo

    El aceite pesado casi siempre es despreciado como

    recurso por las dificultades y costos involucrados en

    su produccin. Pero ms de 6 billones de barriles

    son atribuidos al aceite pesado, el triple del monto

    de reservas mundial (combinado de aceite y gas

    convencional). Se implementa recuperacin

    primaria (produccin fra) a temperatura de

    yacimiento pero, el factor de recuperacin de esta es

  • del 1 al 10%, por lo que es conveniente un sistema

    de recuperacin trmica en estos casos (ya

    cimientos de aceite pesado o bitumen). El proceso

    SAGD (por sus siglas en ingls) es rentable

    econmicamente recuperando hasta el 55% del

    volumen de bitumen en el lugar, volvindolo el ms

    efectivo de los EOR trmicos.

    Concepto inicial

    SAGD consta de dos tuberas horizontales

    separadas por una distancia vertical y son asentadas

    cerca del fondo de la formacin. La tubera superior

    es el pozo inyector y la inferior es el productor. El

    proceso comienza con la circulacin de vapor en

    ambos pozos, entonces el bitumen entre ellos es

    calentado hasta que fluya al pozo productor. Los

    espacios porosos liberados son continuamente

    llenados con vapor formando una cmara de vapor. La cmara de vapor calienta y drena ms y ms bitumen hasta que se cubre el volumen poroso

    entre el par. Entonces se deja de inyectar por el

    productor dejando solo esta tarea al inyector

    formando as un cono. Nuevo bitumen es calentado,

    el aceite ya con menor viscosidad fluye por los

    lmites de la cmara de vapor hasta el pozo

    productor por medio de gravedad. Durante este

    periodo la tasa de produccin del aceite incrementa

    de manera continua hasta que la cmara alcanza la

    cima del yacimiento, este punto en la cmara

    comienza a crecer lateralmente, en contraste la

    interface se mueve lateralmente y hacia abajo de

    manera estable (estabilizada por la gravedad).

    Despus de cierto tiempo se forma una sola cmara

    cubriendo el volumen total del yacimiento (si hay

    ms pozos inyectores).

    Los pozos productores pueden ser verticales u

    horizontales, pero la tubera vertical resulta

    inefectiva debido a la baja capacidad de captacin

    que posee, es por eso que un pozo horizontal resulta

    ser la mejor opcin, tiene una recepcin de aceite

    mayor debido al espacio que abarca y el rea de

    contacto con los fluidos, adems si se mete un

    mayor nmero de pozos, se logra un rea de barrido

    mucho mayor. En el caso de pozos horizontales se

    debe de tener consideraciones para el espaciamiento

    vertical entre productor e inyector, ya que si es

    demasiada la distancia puede que no alcance a fluir

    el aceite hasta la tubera de produccin. La

    aproximacin de la separacin de los pozos inyector

    y productor se hace en funcin de la viscosidad del

    fluido que se vaya a drenar.

    Mecanismos de recuperacin

    Reduccin de Viscosidad y Vaporizacin de

    Ligeros

    Desarrollo de Miscibilidad

    Mejora de Movilidad

    Mecanismo del proceso

    Se supone que el nico medio para transferir calor

    en el yacimiento fro es por conduccin trmica

    normal a la superficie de condensacin de la cmara

    de vapor llamada interface. Esta interface avanza a una velocidad U, la distribucin de temperatura

    delante del frente de avance depende de la

    difusividad trmica del yacimiento y de la velocidad

    de avance del frente .

    El anlisis arroj la siguiente ecuacin para la tasa

    de drene:

    La ecuacin sobreestima la tasa de drene porque

    asume la temperatura como la del estado

    estacionario en toda la interface, y esto no ocurre

    realmente as. Modificaciones conocidas como

    TANDRIAN y LINDRAIN cambian el factor 2

    reduciendo la sobre estimacin.

    Esquema representativo de un proceso de SAGD con 2 pozos

  • SAGD en Produccin de Bitumen: .

    Un problema significativo en la aplicacin del

    SAGD a la produccin de bitumen se encuentra en

    el establecimiento de la comunicacin inicial entre

    los pozos inyectores y los productores. Esto es

    necesario para que el vapor de agua pueda ser

    retirado y permita continuar con el paso del vapor

    en el depsito y continuar de esta forma su

    calefaccin. Un mtodo para lograr esto es utilizar

    un pozo de inyeccin que est por encima, pero

    cerca del pozo de produccin. Los bitmenes

    intermedios pueden movilizarse calentando tanto a

    los pozos de inyeccin y de produccin y mediante

    observarse diferencias de presin entre ellos.

    Una inyeccin de pozo horizontal tiene la ventaja de

    proporcionar vapor a lo largo de l rpidamente.

    Inyectores verticales tambin se han utilizado; este

    enfoque tiene la ventaja de permitir que el punto de

    inyeccin de vapor que se plante se considere

    como el proyecto maduro, sin embargo, tambin

    tiene el inconveniente de que el vapor no se

    suministra a lo largo de la longitud del pozo de

    produccin y se requiere algn tiempo para que la

    cmara de vapor crezca a lo largo del eje del pozo.

    Muchos pozos de inyeccin verticales estn

    obligados a dar el mismo rendimiento que un solo

    inyector horizontal.

    Los depsitos de aceite con una viscosidad de

    menos de 10.000 [cp] permiten amplias

    separaciones entre el inyector y el productor, sin

    embargo, para los bitmenes que tienen

    viscosidades de 100.000 [cp] o ms, es necesario

    reducir la separacin de unos pocos metros.

    .

    Un medio para establecer la comunicacin, que no

    se ha probado en el campo implicara la inyeccin

    inicial de vapor de agua a presin de fractura con el

    fin de desarrollar un plano vertical calentando por

    encima de la produccin del pozo. Si los pequeos

    (nuevos) pozos se encuentran con ejes en la

    direccin de la tendencia a fracturar, esto podra

    permitir un calentamiento rpido de un plano

    vertical por encima de la horizontal y as es a lo

    largo de la longitud.

    Esquema representativo de un proceso de Asistencia de Vapor para

    un Yacimiento de Bitumen y arena

    Criterios de seleccin

    Planta de procesos de SAGD

    Para tener una aplicacin adecuada de SAGD es

    necesario contar con instalaciones apropiadas para

    su explotacin, su procesamiento y venta. Los pozos

    pares perforados pueden ser verticales al inicio de la

    perforacin, para poco a poco pasar a ser

    horizontales despus, o en algunos casos camiones

    especializados para perforar ya tienen las torres de

    perforacin inclinadas, para economizar y facilitar

    el proceso, y as comenzar la perforacin como un

    pozo direccional .

    Mtodo de aplicacin

    A continuacin se muestran los componentes de las

    instalaciones requeridas: .

    1) Generadores de Vapor: Se utiliza SAGD, que es

    una tcnica de simulacin de vapor que aprovecha

    el vapor, y con altas temperaturas disminuir la

    viscosidad del aceite pesado permitiendo que fluya

    y as recuperar el aceite.

    2) Para/Desde Pozos Pares: Despus de que el

    vapor es generado, se desplaza a travs de tuberas a

    un par de pozos horizontales perforados desde un

    pozo central.

    3) Pares de Pozos: La estructura del pozo consiste

    de dos pozos horizontales, uno es el que inyecta

    vapor y el otro recupera el aceite pesado envindolo

    a la instalacin central para que sea procesado.

  • 4) Intercambio de Calor: En las operaciones de

    SAGD, en la separacin primaria, el agua es

    separada del aceite y pasa a travs de los

    intercambiadores de calor antes de ser tratado

    adicionalmente. Los intercambiadores de calor

    ayudan a conservar la energa.

    5) Separacin Agua/Aceite: El aceite pesado es

    muy viscoso, casi petrleo semislido, no puede ser

    bombeado sin ser calentado o diluido. Durante el

    SAGD el primer pozo inyecta vapor, reduciendo la

    viscosidad, entonces el aceite fluye con mayor

    facilidad. El aceite y el agua se separan y se tratan.

    El agua es reciclada y el aceite pesado es mezclado

    con aceite crudo sinttico para mantener una baja

    viscosidad.

    6) Extraccin de Aceite: En el proceso de

    separacin aceite/agua, separa el agua del aceite

    recuperado antes de ser tratada. Este tratamiento

    incluye procesos de filtrado de cuerpos slidos,

    como arenas.

    7) Tratamiento de Agua: Despus de que el agua se

    utiliza en el proceso de SAGD, se separa del aceite

    recuperado y es tratada. Se desengrasa y ablanda

    removiendo calcio y magnesio, y el agua tratada es

    reutilizada dentro de los procesos de SAGD.

    8) Tanques: Los tanques son un grupo de tanque

    usado para el almacenamiento comercial de aceite.

    9) Estaciones de Venta: Una vez que el aceite se ha

    separado y tratado, el aceite pesado se transportan

    por tuberas para su mayor facilidad de venta.

    10) Estanque de Purga: Se utiliza como

    almacenamiento temporal del agua que se acumula

    durante las operaciones de la planta, el agua es

    reciclada fuera del estanque, a travs de procesos el

    agua vuelve a ser vapor. En este estanque

    normalmente no hay aceite.

    11) Estanques de aguas pluviales: Estn diseados

    y construidos para reducir las inundaciones y la

    erosin del agua mediante el control de flujo. Estos

    estanques atrapan gran parte de material slido que

    es transportado por el agua de lluvia, como los

    sedimentos, y con esto ayuda a reducir la

    contaminacin de ros y lagos .

    Conclusiones

    *En SAGD, el uso de pozos de produccin

    horizontales resulta prioritario al ofrecernos un

    mayor contacto con el yacimiento, generando una

    mejor recuperacin. Cabe resaltar que este proceso

    puede ser utilizado tanto para la produccin de

    bitmenes como para la produccin de aceites

    crudos pesados, dependiendo de la viscosidad del

    petrleo y tambin de la temperatura del vapor.

    *Con bitmenes, la obtencin de la comunicacin

    inicial entre el pozo de inyeccin y el pozo de

    produccin. As como tambin, la facilidad con que

    se expanda la cmara de vapor, ya que est

    depender igualmente de la permeabilidad presente

    en la formacin, su alza de produccin es buena,

    pero ser crucial el tipo de yacimiento que

    tengamos, pues no en todos se puede aplicar

    eficientemente.

    *El SAGD puede ser utilizado para la produccin

    de aceites pesados facilitando la movilidad del

    mismo. Durante su etapa inicial, el aceite tiene una

    comunicacin trmica y esto hace que se desplace

    de manera eficiente la cmara de vapor, as

    podemos notar de forma ms clara su crecimiento

    por encima de la produccin del pozo.

    WAG, SWAG Y FAWAG .

    Fundamento terico del mtodo

    Estudios recientes de la Agencia Internacional de

    Energa sealan que 20% de la produccin mundial

    de petrleo en el ao 2030 provendr del EOR

    (Enhanced Oil Recovery). Este anlisis es en base al

    conocimiento de proyectos en curso y los que

    pudieran realizarse en el futuro cercano. Sin

    embargo, conforme los proyectos de EOR sean ms

    exitosos y se vayan masificando en el mundo, su

    participacin probablemente ser mayor.

    En el ao 2010, tan slo en los Estados Unidos, se

    tenan cerca de 200 proyectos de EOR, de los cuales

    aproximadamente 66% son de inyeccin de gases y

    el 32% son trmicos y pocos de otros mtodos.

    La inyeccin de agua con qumicos aditivos ha sido

    aplicada desde hace muchas dcadas tanto en los

    Estados Unidos y Canad como en Mxico,

    bsicamente por ser el mtodo ms econmico, de

    menor riesgo operativo y, en algunos casos, el que

  • representa el mayor incremento en el factor de

    recuperacin por dlar invertido.

    Por otro lado, en Mxico todava no contamos con

    proyectos de inversin en EOR en el portafolio de

    hidrocarburos. Afortunadamente, existen algunas

    pruebas piloto que han sido exitosas. Es importante

    sealar que los mtodos de recuperacin mejorada

    requieren de acceso a tecnologa avanzada y de alta

    especializacin de recursos humanos, por lo que

    para desarrollar estos mtodos es necesario

    establecer reas especializadas dentro de las

    dependencias y entidades que puedan identificar los

    mejores candidatos (campos) para estos mtodos, su

    diseo, evaluacin, validacin en pruebas piloto y

    su masificacin.

    En este trabajo de investigacin se presentan los

    mtodos:

    1) WAG (Water Alternating Gas)

    2) SWAG (Simultaneous Water Alternating Gas)

    3) FAWAG (Foam Assisted WAG)

    El mtodo Water Alternating Gas (WAG), o co-

    inyeccion Gas-Agua, ha sido defendido como una

    manera de reducir la movilidad de los disolventes

    inyectados para desplazamientos miscibles. Se cree

    que esto reduce significativamente la digitacin

    viscosa y aumenta la eficiencia de barrido. Sin

    embargo, todos los beneficios asociados con la

    WAG deben sopesarse frente a los posibles efectos

    perjudiciales que surgen como resultado de la alta

    saturacin de agua .

    Mecanismos de recuperacin .

    Reduccin de Viscosidad y Vaporizacin de

    Ligeros

    Control de la Movilidad .

    Reduce TIF, Modifica el ngulo de Contacto,

    Controla la Movilidad y la Migracin .

    Aumenta fuerzas Viscosas .

    Criterios de seleccin

    En los ltimos aos ha habido un creciente inters

    en el proceso de recuperacin mejorada llamado

    WAG (Water Alternating Gas), tanto miscibles

    como inmiscibles. La inyeccin WAG es un mtodo

    de recuperacin de aceite inicialmente dirigida a

    mejorar la eficiencia de barrido durante la inyeccin

    del gas. En algunas aplicaciones recientes en que se

    ha producido gas hidrocarburo se ha reinyectado en

    pozos de inyeccin de agua con el objetivo de

    mejorar la recuperacin de aceite y el

    mantenimiento de la presin. .

    La recuperacin de aceite por WAG se ha atribuido

    al contacto de las zonas no barridas, especialmente

    la recuperacin de aceite en zonas de difcil

    extraccin mediante el uso de la segregacin de los

    gases en la parte superior o a la acumulacin de

    agua hacia abajo. .

    Debido a que el aceite residual despus de la

    inyeccin del gas es normalmente menor que el

    aceite residual despus de la inyeccin del agua, y

    zonas de 3 fases pueden obtener una menos

    saturacin remanente de aceite, el mtodo WAG

    tiene el potencial para aumentar la eficiencia del

    desplazamiento microscpico. La inyeccin WAG,

    puede, por lo tanto, conducir a la recuperacin

    mejorada de aceite mediante la combinacin de un

    mejor control de la movilidad y poner en contacto

    las zonas no barridas, y tambin conduce a un mejor

    desplazamiento microscpico.

    En particular, se reconoce generalmente que el

    aceite residual existe como una fase atrapada, y

    desconectada rodeada por agua. El agua mvil

    puede proteger al aceite del contacto con el

    disolvente inyectado. La reduccin de la saturacin

    de agua se volver a conectar parte de este aceite

    entrampado, y hacerlo ms accesible al disolvente.

    Desde el punto de vista de maximizar el contacto

    disolvente-aceite, el proceso WAG puede ser

    perjudicial, ya que tender a mantener, y

    posiblemente a crear, barreras de agua las cuales

    impiden dicho contacto. Otros investigadores han

    llamado al fenmeno de entrampamiento de aceite

    por agua como Bloqueo de agua o bien Blindaje.

    Una tendencia comn para el xito de las

    inyecciones es un aumento de la recuperacin de

    aceite entre un 5-10 por ciento del volumen original

    de aceite. Muy pocos ensayos en campo han sido

    reportados como no-exitosos, pero a menudo se han

    comentado problemas operacionales. Sin embargo,

    los problemas de inyectividad y de produccin

  • generalmente no afectan el proceso WAG, se debe

    prestar especial atencin a la inyeccin de fases

    (agua o gas). Se discute si la recuperacin mejorada

    de aceite mediante el mtodo WAG es afectado por

    el tipo de roca, la estrategia de inyeccin, si el gas

    es miscible o inmiscible as como el espaciamiento

    entre pozos.

    El proceso de inyeccin WAG pretende extraer ms

    aceite de un yacimiento y fue pensado

    originalmente para mejorar la eficiencia de barrido

    durante la inyeccin de gas, con baches

    intermitentes de agua y gas diseado en general

    para seguir la misma ruta a travs del yacimiento.

    Las variantes incluyen la inyeccin de gas como un

    suplemento del agua o viceversa, principalmente

    para alcanzar otras partes del yacimiento. En el caso

    de inyeccin suplementaria de agua, tambin se

    ahorra valioso gas en la inyeccin.

    Se puede distinguir a menudo entre inyeccin WAG

    miscible e inmiscible, y el agua y el gas se puede

    inyectar simultneamente (SWAG) en lugar de

    inyectarse de forma intermitente.

    Se puede agregar un agente espumante a la

    inyeccin de agua para mejorar el barrido del gas

    (FAWAG)

    El mtodo WAG fue propuesto originalmente como

    un mtodo para mejorar el barrido de la inyeccin

    del gas, principalmente usando el agua para

    controlar la movilidad del desplazamiento y

    estabilizar el frente. Como el desplazamiento

    microscpico del aceite por gas normalmente es

    mejor que por el agua, la inyeccin WAG combina

    la eficiencia mejorada de desplazamiento del gas de

    inundacin con un barrido macroscpico mejorada

    por la inyeccin de agua. Esto ha resultado en una

    recuperacin mejorada (comparado con una

    inyeccin de agua pura) para la mayora de los

    campos revisados en este trabajo. Aunque el control

    de la movilidad tiene importantes ventajas debe

    tenerse en cuenta tambin otro tema de la inyeccin

    WAG. Intercambios de composicin puede dar

    cierta recuperacin adicional y puede influir en el

    fluido densidades y viscosidades. La reinyeccin de

    gas es favorable debido a las preocupaciones

    ambientales.

    Esquema representativo de un proceso WAG Tpico para 2 pozos

    Mtodo de aplicacin

    Clasificacin del Proceso WAG

    1) WAG Miscible Es difcil distinguir entre un proceso WAG Miscible

    e Inmiscible, en muchos casos se ha obtenido una

    miscibilidad multicontacto gas-aceite, pero

    permanece una gran cantidad de incertidumbre

    sobre el proceso real de desplazamiento. No ha sido

    posible aislar el grado del efecto composicional

    sobre la recuperacin de aceite mediante el mtodo

    WAG, los proyectos WAG miscibles se encuentran

    principalmente en tierra y los primeros casos

    utilizaron disolventes caros como propano, lo que

    parece ser un proceso econmico menos favorable

    actualmente. La mayora de los proyectos miscibles

    son represionados con el fin de darle presin al

    yacimiento por encima la presin mnima de

    miscibilidad (MMP) de los fluidos

    2) WAG Inmiscible Este tipo de proceso WAG se ha aplicado con el

    objetivo mejorar la estabilidad frontal o zonas de

    contacto no barridas. Su aplicacin se ha hecho en

    yacimientos donde la gravedad estable del gas de

    inyeccin no se puede aplicar, debido a los recursos

    limitados del gas o las propiedades de los

    yacimientos. Adems, del barrido la eficiencia

    microscpica de desplazamiento tambin se puede

    mejorar. La saturacin de aceite residual

    generalmente es menor en el proceso WAG que en

    la inyeccin de agua, e incluso a veces menor que la

    inyeccin de gas .

  • 3) Simultaneous water-and-gas (SWAG) De inyeccin de gas de recuperacin mejorada de

    petrleo puede recuperar casi todo el aceite residual

    que se extiende por el gas. La eficiencia de barrido

    en estos procesos es a menudo pobre, en gran parte

    debido a la gravedad de anulacin de gas. Piedra y

    Jenkins presentaron un modelo para la anulacin de

    la gravedad en yacimientos homogneos, que

    muestra que la distancia de gas y viajes agua antes

    de la segregacin depende directamente de la

    velocidad de inyeccin. En los casos en que la

    presin de inyeccin es limitante, inyectividad es

    clave para superar la gravedad de anulacin.

    Stone supone la co-inyeccin continua de gas y

    agua como un modelo para la WAG, sosteniendo

    que esto es vlido siempre y cuando las babosas

    mezcla cerca del pozo. Este modelo de co-inyeccin

    se puede extender a relacionarse distancia de

    separacin para los procesos de co-inyeccin

    directamente a la presin de inyeccin. Inyectividad

    depende saturaciones muy cerca del pozo, sin

    embargo. Por lo tanto, donde la presin de

    inyeccin es limitante, este modelo es pesimista

    porque inyectividad en WAG es mayor que en la

    co-inyeccin.

    Se investiga el aumento de inyectividad posible con

    WAG comparacin con co-inyeccin en 1D y 2D, y

    las implicaciones para la anulacin de la gravedad

    en 2D, con una gama de modelos de

    permeabilidades relativas de agua y gas.

    Confirmamos que la mayor inyectividad de WAG

    mejora barrido vertical en comparacin con el

    modelo de piedra cuando la presin de inyeccin es

    limitante. Las mejoras ms importantes se producen

    cuando las babosas violan la presuncin de piedra:

    es decir, que son demasiado grandes para mezclar

    completamente cerca del pozo. El aumento de la

    inyectividad ms de co-inyeccin es mayor para la

    espuma que para WAG sin espuma, ya que la

    espuma tiene una movilidad mucho ms baja

    cuando el flujo de gas y agua juntos.

    Un beneficio similar ocurre para "agua simultnea y

    gas" (SWAG) la inyeccin de un solo pozo vertical

    con agua inyectada superior en la formacin de gas.

    Hay un modesto beneficio para la inyectividad de

    inyeccin de agua por encima de gas, pero mucho

    ms pequeo para el flujo de agua-gas que el

    estimado para la espuma en un estudio anterior.

    Conclusiones .

    Ventajas *Se aplica en yacimientos donde la fase mojante es

    el agua. .

    *Es un mecanismo que aumenta la produccin y la

    recuperacin de aceite .

    *Puede ser usado como un mecanismo de

    recuperacin secundaria o terciaria, despus de la

    inyeccin de agua .

    *La recuperacin de aceite puede ser de hasta un

    13%.

    Desventajas *La principal desventaja del mtodo es la relacin

    del agua y gas, ya que en muchos casos depende del

    costo y la disponibilidad del gas.

    *La relacin de agua y gas puede ser 1:1, sin

    embargo, el costo del gas puede hacer que esta

    relacin cambie hasta 4:1 en algunos casos.

    FOAM-ASSISTED INJECTION WAG

    (FAWAG).

    Fundamento Terico del Mtodo .

    El proceso FAWAG utiliza espuma para mejorar la

    eficiencia de barrido durante la inyeccin de gas. La

    espuma es bien conocida como un agente

    bloqueador selectivo y se ha mostrado prometedora

    para el desvo de vapor bajo condiciones de poca

    conformidad del yacimiento. El hidrocarburo como

    en muchos otros esquemas de recuperacin terciaria

    es menos viscoso y menos denso que los fluidos en

    el yacimiento. Por lo tanto, es probable que una

    parte importante del depsito se omita debido a la

    segregacin por gravedad y digitacin viscosa. Una

    forma de minimizar este tipo de problemas es la

    inyeccin de espuma (Coskuner, 1992). .

    Por lo general, la inyeccin de espuma ha dado

    mejores resultados y en la mayora de las aplicaciones el gasto de aceite ha aumentado en 1.5-

    5 veces, mientras que el corte de agua parece ser

    disminuido en un 20%, (por ejemplo 80-60%) (Alex

    y Ashok, 1998) .

  • Mtodo de Recuperacin .

    Reduccin de Viscosidad y Vaporizacin de

    Ligeros

    Control de la Movilidad .

    Reduce TIF, Modifica el ngulo de Contacto .

    Controla la Movilidad y la Migracin .

    Aumenta fuerzas Viscosas .

    Esquema representativo de un proceso FAWAG con 3 pozos

    Mtodo de Aplicacin .

    FAWAG se introduce por lo general en depsitos

    con WAG ya en uso. El agua desplaza WAG la

    parte inferior de la arena conteniendo aceite y gas

    llena la parte superior, aunque WAG se considera

    una tcnica que mejora de la recuperacin de

    hidrocarburos, pero por lo general cuando se inyecta

    gas tiende a subir a la parte superior del depsito

    con relativa rapidez y su presencia puede ser

    detectada desde el produccin de petrleo de la

    zona superior.

    Por lo tanto FAWAG puede tener como objetivo

    crear una barrera de espuma que impide el paso del

    gas hacia arriba, forzando que se extienda

    lateralmente y en el proceso de contacto con las

    partes previamente sin barrer. Por lo tanto para

    lograr esa barrera, agua y tensoactivo se inyectan

    simultneamente sobre varios das, seguido de

    inyeccin de gas. La espuma se crea en el rea cerca

    de radio de pozo primero en lo que hace difcil para

    inyectar gas, pero la inyectividad aumenta

    gradualmente a medida que el gas se encuentra

    caminos sin obstculos por la espuma.

    El rendimiento de la espuma depende de muchos

    factores a partir de su estudio estructural (es decir,

    peso molecular, % en moles de agente tensoactivo,

    hidrfobo ningn carbono, estructura qumica, etc.)

    (Borchardt, 1987), pero los parmetros de la

    estructura general qumicos no son suficientes para

    evaluar su rendimiento por lo tanto, una correlacin

    es requerida. La calidad de espumas, la textura

    vuelta y el tamao de las burbujas juega un papel

    decisivo en su rendimiento. (Rossen, 1988).

    Calidad: Es el volumen de gas expresado en

    fraccin o porcentaje del volumen de gas total de la

    espuma.

    Textura: Es el tamao promedio de las burbujas que

    constituyen la espuma. La textura es la que

    determina como fluir la espuma en un medio

    permeable.

    Rango del tamao de las burbujas: Puede ser

    considerado como un parmetro para la calificar la

    estabilidad de las espumas. Si el rango de

    distribucin es muy probable que la espuma sea

    inestable.

    Estabilidad / Persistencia de las espumas: Tambin

    llamada durabilidad, la estabilidad de las espumas

    puede ser entendida al ver una pelcula de lquido

    separando burbujas de gas

    Criterios de Seleccin

    Ventajas *El recobro adicional de crudo es mayor cuando el

    sistema es mojado por agua

    *Usar la espuma en las fracturas soluciona el

    problema de canalizacin del gas

    *En campos de Malasia se ha logrado recuperar

    hasta el 17 % de aceite de la matriz.

    INYECCIN ASP

    (SURFACTANTES/POLMEROS/LCALI)

    Fundamento terico del mtodo

    Est considerado como un mtodo qumico.

    De esta forma mediante las reacciones qumicas de

    todos los elementos se tiene como resultado una

    tensin interfacial ultra baja la cual ayuda a

    emulsionar y movilizar el aceite residual en el

    yacimiento en la interfaz salmuera-aceite.

    Como consecuencia a la inyeccin la roca del

    yacimiento se carga negativamente previniendo la

    adsorcin de qumicos anionicos como los

  • surfactantes anionicos y polmeros evitando que se

    reduzca la permeabilidad efectiva al agua y tambin

    cambia la mojabilidad de la superficie de la roca; en

    cambio el polmero inyectado mejora

    significativamente la relacin de movilidad y as

    mejora las eficiencias de barrido areales y

    verticales.

    En el caso de la inyeccin de polmeros el principal

    objetivo es el de incrementar la viscosidad del agua

    para que la relacin de viscosidades disminuya;

    pero a la vez se tiene una reduccin de la

    permeabilidad debido a la adsorcin de las

    molculas del polmero. .

    Mecanismos de recuperacin .

    Control de la Movilidad .

    Reduce TIF, Modifica el ngulo de Contacto

    Cambia el pH, Altera la carga Superficial del

    Sistema, Modifica el ngulo de Contacto

    Este proceso combina los beneficios antes

    mencionados donde el agente alcalino reacciona con

    los cidos orgnicos presentes en el aceite para

    formar surfactantes naturales in situ que interactan

    con los surfactantes inyectados para generar la

    reduccin en la tensin interfacial a valores ultra

    bajos (0,2 KOH/g); sin embargo, mediante pruebas de

    laboratorio y de campo han demostrado que esta

    tcnica puede ser aplicada en cualquier momento de

    la vida til del yacimiento e inclusive en algunos

    casos en crudos con un bajo valor cido, siempre

    que la concentracin del surfactante sea alta.

    Para llevar a cabo el proceso, se requiere de valores

    ptimos de las diversas variables involucradas

    (tapn, tamao, concentraciones de los agentes

    qumicos, etc.) para lograr el mximo recobro de

    petrleo en los yacimientos heterogneos

    multifsicos sujetos a dicho proceso. El valor

    ptimo del tapn se obtiene de acuerdo al volumen

    poroso del yacimiento y su porcentaje es basado en

    el volumen de poros del rea barrida.

    En cuanto a las concentraciones qumicas se

    calculan mediante pruebas de laboratorio, donde las

    del lcali y del surfactante se basa en la totalidad de

    la fase petrleo y las del polmero con referencia a

    la totalidad de la fase agua, ya que en el proceso

    ste es insoluble en la fase petrleo.

    Es muy importante, estudiar el diseo de fluido, la

    compatibilidad roca fluido y la inyeccin lineal y radial en muestras de ncleo. Estas, generalmente,

    se hacen de 6 a 9 meses, para luego ejecutarlo en

    campo donde se incluye la mezcla e inyeccin de

    qumico (para la mezcla se requiere de ciertas

    instalaciones de superficie .

    En el proceso se usa la mezcla de los agentes

    qumicos a bajas concentraciones, aunque todo

    depende de las condiciones del yacimiento.

    Generalmente, son: .

    lcali de 1 a 2 %p/p.

    Surfactante de 0,1 a 0,4 %p/p.

    Polmeros de 800 a 1400 ppm.

    Este proceso comprende una sucesin de tapones,

    combinados o individual. Mediante las diversas

    pruebas que han realizado en diversos campos

    petroleros han determinado que la composicin y

    secuencia de los tapones juegan un papel muy

    importante en la movilizacin y recobro del petrleo

    residual. Idealmente se desplazar en flujo tipo

    pistn, donde cada nuevo fluido debe empujar el

    fluido que antecede.

  • El proceso se inicia con la inyeccin de un tapn de

    agua, de baja salinidad, para acondicionar el

    yacimiento. Este tapn, compuesto normalmente

    por cloruro de sodio (NaCl) o cido clorhdrico

    (HCL), producir un buffer compatible entre el

    yacimiento y las soluciones qumicas, desplazando

    la salmuera de la formacin que, generalmente,

    contiene iones de potasio (K), sodio (Na) y Calcio

    (Ca); disminuyendo la posibilidad de que estos

    afecten la accin de los agentes qumicos. Con ello,

    se evitar las precipitaciones indeseables como


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