1-Conceptos
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RECUPERACIN SECUNDARIA
Y MEJORADA
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RECUPERACIN SECUNDARIA Y MEJORADA
Ingeniera Petrolera
TEMARIO
1. Introduccin
1.1 Introduccin a la recuperacin incremental de hidrocarburos.
1.2 Necesidad de recuperacin secundaria y mejorada
1.3 Clasificacin de sistemas de recuperacin.
1.4 El futuro de la recuperacin secundaria y mejorada
2. Ecuaciones bsicas para flujo de fluidos en medios porosos
2.1 Conservacin de materia
2.2 Conservacin de energa
3. Conceptos petrofsicos y del comportamiento de fases
3.1 Petrofsica
3.2 Comportamiento de fases
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4 Eficiencia de desplazamiento
4.1 Definiciones.
4.2 Desplazamiento inmiscible.
4.3 Control de calidad de los fluidos a inyectar.
4.4 Disipacin en desplazamientos inmiscibles.
4.5 Desplazamiento miscibles ideales.
4.6 Disipacin en desplazamientos miscibles ideales.
4.7 Teora del flujo fraccional.
5 Eficiencia volumtrica
5.1 Definiciones
5.2 Eficiencia de barrido areal
5.3 Heterogeneidad
5.4 Desplazamientos sin comunicacin vertical
5.5 Equilibrio vertical
5.6 Combinacin de eficiencias de barrido
5.7 Fenmenos de inestabilidad
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6 Mtodos de recuperacin trmica
6.1 Definiciones
6.2 Inyeccin continua de vapor
6.3 Inyeccin cclica de vapor
6.4 Inyeccin de agua caliente
6.5 Combustin in-situ a baja temperatura
6.6 Combustin in-situ a alta temperatura
7. Mtodos qumicos de recuperacin
7.1 Definiciones
7.2 Inyeccin de solventes
7.3 Inyeccin de polmeros
8. Otros mtodos de recuperacin de hidrocarburos
8.1 Definiciones
8.2 Inyeccin de gas
8.3 Inyeccin de espumas
8.4 Inyeccin de soluciones alcalinas
8.5 Inyeccin de surfactantes
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Bibliografa
1. Willhite, G.P.: Waterflooding, Soc. Pet. Eng. Textbook Series Vol. 3,
Soc. Pet.Eng., Richardson, Texas (1986).
2. Craig, F.F., Jr.: The Reservoir Engineering Aspects of Waterflooding,
Monograph, Vol. 3, Henry L. Doherty Series, Soc. Pet. Eng., Dallas,
Texas (1971).
3. Lake, L. W.: Enhanced Oil Recovery, Prentice Hall, Englewood Cliffs,
New Jersey (1989).
4. Smith, C. R.: Mechanics of Secondary Oil Recovery, Reinhold
Publishing Corp., New York (1966).
5. Langnes, G. L., Robertson, J. O., Jr. Y Chilingar,G.V.: Secondary
Recovery and Carbonate Reservoirs, Elsevier Publishing Co., New
York (1972).
6. Dake, L. P.: Fundamentals of Reservoir Engineering, Elsevier
Publishing Co., New York (1978).
7. Van Golf-Racht, T.D.: Fundamentals of Fractured Reservoir
Engineering, Elsevier Publishing Co. New York (1982).
8. Artculos Tcnicos Seleccionados.
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Reservas: petrleo crudo, gas y condensado
recuperable de yacimientos descubiertos de
manera rentable, con la tecnologa actual.
Los dos ltimos trminos de la ecuacin anterior
cambian con el tiempo, por lo que las reservas
actuales tambin se modifican.
-
Formas de adicionar reservas:
Descubrimientos nuevos (yacimientos y campos) Incorporando yacimientos de campos descubiertos Redefiniendo reservas por cambios en la economa y/o
la tecnologa de extraccin
Se consideran cada vez menores las probabilidades de
hacer nuevos descubrimientos de campos petroleros de
tamao considerable, lo cual podra amortiguar la
declinacin de la reserva actual.
De lo anterior, se observa la necesidad de aplicar
nuevas tecnologas de extraccin.
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Definiciones
AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE (API)
Recuperacin Primaria. Es el petrleo, gas, o
petrleo y gas recuperado por cualquier mtodo, que
es producido a travs de un solo pozo, mediante la
energa propia del yacimiento.
Los fluidos pueden ser producidos mediante un
mecanismo de empuje natural o levantamiento
artificial desde el fondo del pozo.
Los fluidos son expulsados de la formacin
productora hacia el pozo, utilizando nicamente la
energa propia del yacimiento.
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Mecanismos naturales de expulsin de aceite
-
Definiciones
Recuperacin Secundara. Es el petrleo, gas, o
petrleo y gas recuperado, normalmente en arreglos
que incluyen ms de un pozo, y donde la energa
propia del yacimiento se incrementa con la adicin de
energa proveniente de una fuente externa, por medio
de la inyeccin de fluidos.
Los procesos que normalmente se han aplicado
durante esta etapa, han sido procesos inmiscibles de
inyeccin de agua o gas natural.
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Definiciones
Recuperacin Terciaria. Procesos de desplazamiento
que secuencialmente se aplican en una tercera etapa de
la vida productiva del yacimiento.
Recuperacin Mejorada. Petrleo recuperado por la
inyeccin de materiales que de forma natural no se
encuentran en el yacimiento. Incluye desplazamiento,
procesos huff puff, y tratamientos a pozos y cubre todala gama de agentes de recuperacin. No se restringe a
una etapa particular de la vida productiva del yacimiento.
Excluye la inyeccin de agua y el mantenimiento de
presin.
-
0.0
100.0
200.0
300.0
400.0
500.0
600.0
May-79 Jul-83 Ago-87 Sep-91 Oct-95 Dic-99 Ene-04 Feb-08
Tiempo ()
Pro
du
cci
n d
e a
ceit
e (
MB
PD
)
Actual
Declinacin natural
Produccin atribuible
a recuperacin secundaria y/o
mejorada
Recuperacin
primaria
Aceite Incremental. Volumen de aceite
recuperado atribuible a la aplicacin de un
proceso de recuperacin adicional.
-
Clasificacin de procesos de Recuperacin Mejorada
-
Factores de Recuperacin tpicos por
proceso de explotacin
-
Factores de Recuperacin de aceite promedio por subproceso
-
20
40
60
80
100
120
140
160
180
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010
N
me
ro d
e p
roye
cto
s
Ao
Termicos Gases
Quimicos Otros
Proyectos de recuperacin mejorada (EUA)
-
Distribucin de volumen original probado de aceite por proceso de recuperacin (Mxico)
-
Proyectos de Recuperacin de aceite en Mxico
-
Volmenes de aceite sometidos a recuperacin adicional (Mxico)
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El campo Tamaulipas-Constituciones pertenece al Activo
Integral Poza Rica-Altamira de la Regin Norte. Se localiza en el
municipio de Altamira, Tamaulipas, a 25 kilmetros al noroeste
de la ciudad de Tampico, Tamaulipas (figura 5.23)
Inyeccin de Agua al campo Tamaulipas Constituciones
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Este campo est formado por 5 yacimientos con produccin
comercial de hidrocarburos, cuya jerarquizacin de acuerdo
a su potencial productor es la siguiente:
i. Jursico San Andrs. (JSA)
ii. Tamaulipas Inferior A del Cretcico Inferior. (KTIA)
iii. Areniscas Constituciones del Jursico. (PJS)
iv. Tamaulipas Superior del Cretcico Medio. (KTS)
v. Tamaulipas Inferior B del Cretcico Inferior. (KTIB)
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Caractersticas del campo Tamaulipas - Constituciones
-
La mxima produccin del campo Tamaulipas - Constituciones se alcanz en
mayo de 1961, con una produccin de 25,841 barriles por da. En 2007 el
campo tuvo una produccin acumulada de 250.030 mb, tal como se muestra
en la figura 5.24.
0
5
10
15
20
25
30
Ene-50 Ene-60 Ene-70 Ene-80 Ene-90 Ene-00 Ene-10
Qo
(m
bp
d)
0
50
100
150
200
250
300
Np
(m
mb
ls)
Qo primariaQo Total = Qo primaria + Qo SecundariaNp primariaNp Total
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La inyeccin de agua inici en mayo 1968, con un gasto de inyeccin
25,563 barriles por da. El volumen de agua inyectado a diciembre de 2006
es de 993.074 mmb, tal como se observa en la figura 5.25.
0
30
60
90
120
150
Ene-50 Ene-60 Ene-70 Ene-80 Ene-90 Ene-00 Ene-10
Qw
i (m
bp
d)
0
250
500
750
1000
1250
Wi (m
mb
ls)
Qwi
Wi
-
050
100
150
200
250
300
Ene-50 Ene-60 Ene-70 Ene-80 Ene-90 Ene-00 Ene-10
P (
kg
/cm
2)
Pb = 174 kg/cm2
Aunque el campo fue descubierto en 1951, fue puesto en operacin hasta
1956 alcanzndose la presin de saturacin en marzo de 1959. Como se
puede observar la dispersin en los datos de presin es muy alta y no se
puede definir una tendencia.
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Se efectuaron 2 pruebas piloto (entre 1961 y 1966) con el fin dedefinir los patrones y sistemas adecuados de inyeccin.
Se inicia en mayo de 1968 la inyeccin de agua salada alyacimiento Jursico San Andrs, mediante 99 pozos inyectores y
198 productores en arreglos de patrones hexagonales invertidos.
En 1970 se increment la produccin diaria de aceite por arribade los 12,000 barriles y se mantuvo por encima de los 10,000
barriles por da por un periodo de 11 aos.
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En 1975 se inicia la incorporacin parcial de inyeccin de agua a losyacimientos restantes
En 1980, por problemas en el sistema de tuberas de inyeccin secambia el agua salada por agua dulce.
En el periodo de 1979 a 1981, se contina con el desarrollo delcampo mediante la perforacin de pozos en su parte oriental, con el
objetivo de incrementar la produccin del yacimiento Cretcico
Tamaulipas Inferior A.
De 1982 a 1992, se inicia la etapa de perforacin de 124 pozosintermedios con objetivo Jursico San Andrs, con espaciamiento
de 200 metros, de ellos 119 fueron productores.
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Se estima que la inyeccin de agua contribuy en unaumento de la reserva original, por comportamiento
primario, al pasar de 79.10 mmb a 200 mmb de aceite.
Se estima que con la inyeccin de agua se tiene un factorde recuperacin atribuible del 5.4%.
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Costos por proceso de Recuperacin
Mejorada