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MTODOS DE RECUPERACIN MEJORADA DE PETRLEO

El primer paso o etapa inicial del procesamiento del petrleo comienza con eldescubrimiento del yacimiento, utilizando los recursos que lanaturaleza provee parala extraccin del crudo a la superficie. Al disminuir dicha energa, la produccin

declina y se ingresa en la etapa secundaria donde la energa adicional esadministrada al reservorio por inyeccin de agua.Cuando la etapa secundaria dejade ser efectiva se inicia la etapa de tratamiento terciario o proceso de recuperacinmejora depetrleo (EOR).

sin embargo, en el caso de petrleos muy viscosos y lutitas petrolferas, con muypoca o ninguna recuperacin primaria ni secundaria, EOR se referir a las tcnicasde recuperacin de petrleo empleadas desde el comienzo de la vida productiva delyacimiento, es decir, que no se restringen a una fase particular: primario, secundariao terciaria. En otras palabras, el trmino se utiliza para eliminar la confusin entre el

mantenimiento de presiones, la recuperacin secundaria y la recuperacin terciaria.El mayor atractivo de estos mtodos es que en los yacimientos que se estnexplotando todava queda ms de la mitad del petrleo original in situ, sin embargo,su aplicacin depende de los precios del petrleo o de las ganancias, debido a que latecnologa EOR es muy compleja y costosa con respecto a otros procesos. A pesarde lo antes sealado, la utilizacin de estos mtodos se ha incrementado debido a ladeclinacin de las reservas de petrleo.

La recuperacin mejorada de petrleo EOR (enhanced oil recovery) se refiere atodos los procesos utilizados para recuperar ms petrleo de un yacimiento del que

se lograra por mtodos primarios. En su mayora consiste en inyeccin de gases oqumicos lquidos y/o en el uso de energa trmica. Entre los primeros, los msutilizados son: los hidrocarburos gaseosos, el CO2, el nitrgeno y los gases decombustin. Entre los qumicos lquidos se incluyen polmeros, surfactantes ehidrocarburos solventes y finalmente los procesos trmicos tpicos se refieren al usode vapor o agua caliente, o bien, a la generacin in situ de energa trmicamediante la combustin de petrleo en la roca yacimiento.

Los fluidos inyectados y los procesos de inyeccin complementan la energa naturalpresente en el yacimiento para desplazar el petrleo hacia un pozo productor.

Adems, los fluidos inyectados interactan con el sistema roca/fluido, debido,posiblemente, a mecanismos fsicos y qumicos y a la inyeccin o produccin deenerga trmica, a fin de crear condiciones favorables para la recuperacin delpetrleo. Tales interacciones pueden, por ejemplo, dar lugar a una disminucin de latensin interfacial, hinchamiento del petrleo, reduccin de su viscosidad,modificacin de la humectabilidad o comportamiento favorable de fase.

http://www.monografias.com/trabajos10/petro/petro.shtml#pehttp://www.monografias.com/trabajos4/refrec/refrec.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos36/naturaleza/naturaleza.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos54/produccion-sistema-economico/produccion-sistema-economico.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/problemadelagua/problemadelagua.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos35/petroleo/petroleo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/petroleo/petroleo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos14/problemadelagua/problemadelagua.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos54/produccion-sistema-economico/produccion-sistema-economico.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos36/naturaleza/naturaleza.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/refrec/refrec.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/petro/petro.shtml#pe

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CARACTERSTICAS IDEALES DE UN PROCESO EOR

La eficiencia del desplazamiento total de cualquier proceso de recobro de petrleo seconsidera que es igual al producto de las eficiencias microscpicas y macroscpicasde desplazamiento. Esto, expresado en forma de ecuacin, es:

R= ED* EV

Donde:

R = factor de recobro.

ED = eficiencia de desplazamiento microscpica expresada en fraccin.

EV = eficiencia de desplazamiento macroscpica expresada en fraccin.

La eficiencia microscpica se relaciona con el desplazamiento del petrleo a escala

de poros y en una medida de la efectividad del fluido desplazante para mover elpetrleo en aquellos lugares de la roca donde dicho fluido contacta el petrleo, yrefleja la magnitud de la saturacin del petrleo residual Sor, en las regionescontactadas por el fluido desplazante.

La eficiencia macroscpica denominada tambin eficiencia de barrido volumtrico, serelaciona con la efectividad del fluido desplazante para contactar el yacimientovolumtricamente.

Es deseable en los procesos EOR que los valores EDy EVy consecuentemente, R se

aproximen a 1. Un proceso EOR ideal podra ser uno donde el primer tapndesplazante remueva todo el petrleo de los poros contactados por el fluido y en elcual el fluido desplazante contacte el volumen total del yacimiento y desplace elpetrleo hacia los pozos productores. Un segundo tapon de fluido usado paradesplazar el primer tapn podra compararse en una forma similar, desplazando elprimer tapn eficientemente, tanto macroscpica como microscpicamente. Como seha visto, el desarrollo de un fluido desplazante mgico o de fluido con propiedadesque proporcionen estos resultados y que sean econmicos es un objetivo muy difcil.

Muchas reacciones entre el fluido desplazante y el petrleo conduce a un

desplazamiento eficiente, la cual incluye: miscibilidad entre los fluidos, disminucinde la tensin interfacial entre los fluidos, expansin volumtrica del petrleo y lareduccin de la viscosidad del petrleo.

OBJETIVOS DE LA APLICACIN DE LOS MTODOS EOR

Despus de la produccin primaria y, posiblemente, de la inyeccin de agua, unacierta cantidad de petrleo, se denomina petrleo remanente, queda en la roca

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yacimiento y permanece irrecuperable, tericamente en una roca humectada poragua, todo el petrleo puede ser desplazado por la fase mojante (agua) si elgradiente de presin es suficientemente alto. En la prctica, el petrleo desplazadodepender de la cantidad de agua que se haya inyectado, de la velocidad y, tambin,de la razn de movilidad.

MEJORA DE LA RAZN DE MOVILIDAD.

La razn de movilidad M generalmente se define como la movilidad de la fase

desplazante D, dividida entre la movilidad del fluido desplazado, d. Este factor

influye en la eficiencia de desplazamiento, esto es, en la eficiencia microscpica dedesplazamiento del petrleo dentro de los poros. El efectivo, si M > 1, el fluidodesplazante, por ejemplo agua en una inyeccin de agua, se mueve mas fcil que elfluido desplazado, el petrleo. Esto no es deseable, por que el fluido desplazantefluir, sobrepasando al fluido desplazado y, como consecuencia, producir un

desplazamiento ineficiente, fenmeno conocdo como canlizacion viscosa, para queocurra un desplazamiento optimo, debe darse M < 1, significa que se debe inyectarmas fluido para alcanzar una determinada saturacin de petrleo residual en losporos.

La definicin de M se vuelve complicada y arbitraria en el caso de los mtodos deEO, los cuales son mas complejos que una inyeccin de agua, aunque los conceptosbsicos se mantienen validos. Notese que, aun en el caso de una inyeccin de agua,existen tres formas de definir M, dependiendo de cmo sea definida la permeabilidadde la fase desplazante.

La razn de movilidad se puede mejorar bajando la viscosidad del petrleo,aumentando la viscosidad de la fase desplazante, aumentando la permebilidadefectiva de la fase desplazante. Por esa razn, es mas conveniente hablar entermino de movilidades. Los diferente mtodos EOR ayudan a lograr uno o mas deestos efectos.

AUMENTAR EL NMERO CAPILAR

El numero capilar, NC, se define como /, el cual es similar a kP/L, donde:

= viscosidad del fluido desplazado.= velocidad de los fluidos en los poros.

= tensin interfacial (TIF) entre el fluido desplazado y el fluido desplazante.

K = permeabilidad efectiva del fluido desplanado

P/ L = gradiente de preson.

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En 1959 Taber seala todas las implicaciones el numero capilar sobre la disminucindel petrleo residual. Despus , otros autores han presentado correlaciones entreestas dos variables, tal como la reportada por hagoonrt que se muestra en la figura1.1 se observa que a medida que aumenta el numero capilar, disminuye la saturacinde petrleo residual; esto se logra reduciendo la viscosidad del petrleo a

aumentando el gradiente de presin y, mas aun, disminuyendo la tensin interfacial,en sus primeros trabajos, Reed mostro que la saturacin de petrleo residual sedisminuye significativamente solo cuando se alcanza tensiones interfaciales muybajas, en el orden de 10-2dinas/cm. Taber tambin not que un valor critico de P/L tiene que ser excedido para causar una reduccin de la saturacin de petrleo

residual, concluyendo que la tensin interfacial debe reducirse por un facotralrededor de 1.00 para asegurar una ganancia significativa en la recuperacin delpetrleo. Esto es factible en condiciones de laboratorio, pero es extremadamentedifcil en condiciones de campo, ntese tambin que si la tensin interfacial es cero,

el numero capilar se vuelve infnito, y la interfase entre el fluido desplazante y el fluidodesplazado desaparece. En otras palabras, el petrleo se desplaza misciblemente yen estas condiciones la eficiencia de desplazamiento ser 100% en aquellos porosdonde el fluido desplazante contacte el petrleo.

Figura 1.1muestra la grafica de petrleo residual contra nmero capilar.

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Se ha observado que la recuperacin de petrleo esta dominada por la razn demovilidad y el numero capilar, asi mismo, que un cambio en la tensin interfacialpodra afectar la presin capilar y, por lo tanto, las permeabilidades efectivas y,finalmente, aM y NC. en realidad, la situacin es mucho mas compleja debido a lasemulsiones, las interacciones roca-fluido y otros factores difciles de cuantificar (flujo

de finos, efectos de temperatura, compactacin y otros) que estn involucrados en lamayora de los procesos de EOR. Tambin, la humectabilidad juega un papel muyimportante.

CLASIFICACIN DE LOS MTODOS EOR.

Existen diferentes mtodos de recobro no convencionales, que permiten mejorar losrecobros por inyeccin de agua. Algunos aplican calor y otros no. Una posibleclasificacin de estos mtodos de alta tecnologa la presentan Farouq Al y Thomas,la cual se muestra en la figura 1.2 donde los dos grandes grupos son trmicos y no

trmicos. Los primeros se usan con preferencia para los crudos pesados. Losmtodos no trmicos se usan para crudos livianos, aunque algunos pueden seraplicables a crudos pesados, pero han tenido poco xito en las aplicaciones decampo. La geologa de los yacimientos y las propiedades de los fluidos determinancual mtodo se debe usar, aun cuando los conocimientos fundamentales puedandescartarlos.

Se han propuesto tambin mtodos de EOR que no aparecen en la figura 1.2 loscuales son, a menudo, combinaciones de otros, como por ejemplo la inyeccinalcalina con surfactantes y polmeros. Igualmente, se han sugerido y probado en los

laboratorios muchas combinaciones de vapor con qumicos y solventes.

A continuacin se discuten los mtodos EOR ms prcticos, con algunoscomentarios relacionados con su aplicabilidad.

5.1 MTODOS NO CONVENCIONALES (NO TRMICOS).

Los mtodos no trmicos abarcan los procesos qumicos y los miscibles, los primerosincluyen a los polmeros, surfactantes, custicos, las invasiones micelar/polmero ycombinaciones de estas. Los mtodos miscibles incluyen los empujes miscibles aalta presin, usando un gas de hidrocarburo liquido. Muchas variaciones son posibles

en la aplicacin de estos procesos: una importante ha sido la inyeccin alterna deagua y gas mejor conocida como proceso WAG (Water Alternating Gas). Otrosmtodos, que no caen estrictamente en las categoras de miscibles o qumicos,incluyen empujes de gas inmiscible por dixido de carbono, gases inertes y otros.

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5.1.1 PROCESOS QUMICOS

La mayora de los procesos qumicos involucran la inyeccin de materiales que

usualmente no estn presentes en los yacimientos. Entre ellos se encuentranpolmeros, surfactantes, emulsiones y combinaciones de ellos, algunos, menosconocidos, utilizan amonio, liquido, alcoholes y un amplio rango de surfactantes ylcalis. Aun cuando las invasiones qumicas han tenido un xito limitado, seconsideran promisorias para el futuro.

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5.1.1.1 INYECCIN CON POLMEROS

La invasin con polmeros es una modificacin de la inyeccin de agua y consiste enaadir al agua de inyeccin un tapn de polmeros, 200 a 1000 ppm, de un alto pesomolecular (2 hasta 5 MM) antes de que esta sea inyectada en el yacimiento. Dichas

soluciones tiene la ventaja de ser muy viscosas aun cuando sean altamente diluidas.Esta propiedad hace que mejore la razn de movilidad agua-petrleo, lo cual dacomo resultado un mejor desplazamiento y un barrido ms completo del yacimientoque en la invasin con agua convencional. Con los polmeros se forma un banco depetrleo que se empuja como en la inyeccin de agua convencional.

Fuente: PDVSA_CIED, 2000Esquema del proceso de inyeccin de polmeros.

El proceso es engaosamente simple y tanto la seleccin del polmero como laconcentracin son los pasos cruciales en el diseo. Se requieren pruebas delaboratorio cuidadosas y aun despus de esto, los resultados se deben relacionarcon el campo. Los polmeros ms utilizados son 3: los poliacrilamidas, lospolisacridos y los polixidos de etileno. Los dos primeros son los mas aplicados en

pruebas de campo, y los poliacrilamidas son los mas populares, ya que aumenta laviscosidad, alteran la permeabilidad de la roca en zonas invadidas, baja la movilidadefectiva del agua inyectada, puede disminuir por un factor de 10 mas, mucho masde lo que pueda indicar la viscosidad de la solucin de los polmeros debido a suscadenas. Debido a que estos polmeros son sensibles a la sal es recomendablepreparar sus soluciones en aguas con slidos disueltos en cantidades inferior a10000 ppm. Por otro lado, los poliacrilamidas pueden ser mecnicamente

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degradados por esfuerzo cortante, por lo que e debe tener un cuidado especial en elmanejo superficial para evitar este problema.Los biopolmeros son relativamente insensibles a la salinidad y pueden tolerarefectos mecnicos de corte, lo cual los hace mas fciles de manejar en las bombasde inyeccin en el campo.

Existen muchos factores que afectan la recuperacin de petrleo al usar polmeros,la etapa en que se encuentre la inyeccin de agua al iniciarse la invasin, tambines un factor muy importante. Usando los siguientes criterios de diseo:

Petrleo

Gravedad > 25 APIViscosidad < 150 cp. (preferiblemente < 100)Composicin no crtica

YacimientoSaturacin del petrleo > 10% del VP del petrleo mvilEspesor neto No crticoProfundidad < 9000 piesRazn de movilidad 2-40Permeabilidad > 20 mdFactor de heterogeneidad 0.5-0.85Temperatura < 175 (algunos polmeros son estables a

temperaturas mayores).Agua:salinidad preferiblemente baja.

Litologa: areniscas preferiblemente, pero pueden ser usados en carbonatos, se

deben evitar las calizas con alta porosidad.Factores favorables: condiciones apropiadas para la inyeccin de agua, altasaturacin de petrleo mvil.

Factores desfavorables: fracturas extensivas, empuje fuerte de agua, capa de gas,alto contraste de permeabilidad, alto contenido de arcilla y calcio.

La principal ventaja de los polmeros radica en su habilidad para mejorar el perfil debarrido vertical o conformacin, debido a que tienden a aumentar la resistencia alflujo del agua en las zonas barridas y, como consecuencia, incrementan el flujo de

agua en los estratos no barridos.

Aun cuando han existido muchas fallas debidas a un diseo impropio, la invasin conpolmeros ha logrado incrementos del recobro de petrleo en el orden de un 5%, enpromedio.

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5.1.1.2 INYECCIN CON SURFACTANTES.

Los surfactantes son compuestos orgnicos provenientes de petrleo crudo y otrosaditivos, que mezclados a bajas concentraciones en agua reducen la tensininterfacial.

El principal objetivo de este proceso es recobrar el petrleo residual, 20 a 40% delvolumen poroso (VP), que permanece despus de la recuperacin primaria o de unainyeccin de agua. Como beneficio secundario puede tambin mejorar la eficienciade barrido volumtrico. Algunas de las investigaciones con surfactantes, se llevaron acabo con la idea de bajar la tensin interfacial entre el petrleo y el agua a valoresmuy pequeos (menos de 0.001 dinas/cm), de modo que el petrleo atrapado sehaga mvil y sea desplazado por el fluido inyectado.

Esquema del proceso de inyeccin de surfactantes.Fuente: PDVSA-CIED, 2000.

En los 70 resurge la tcnica de inyeccin pero la mayora de las investigacionessealan que la principal causa de falla es que las tensiones interfaciales no sereducen lo suficiente como para tener un efecto sobre el petrleo y el tapn desolucin de surfactantes en el orden de 0.01 a 0.001 dinas/cm durante eldesplazamiento; estudios de laboratorio han demostrado que solo puede alcanzarse

tal reduccin con un rango de concentracin de (NaOH)hidrxido de sodio de (0.2-0.3 moles/litro), de modo que se requiere inyectar agua con una determinadasalinidad antes de inyectar la solucin de surfactantes. Este preflujo desplazara lasalmuera de la formacin y evitara que se ponga en contacto con la solucin desurfactante.

Usando los siguientes criterios de diseo:

http://es.wikipedia.org/wiki/Sodiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sodiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sodio

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Petrleo

Gravedad > 25 APIViscosidad < 30 cp. A condiciones de yacimientoComposicin Livianos intermedios son deseables

Yacimiento

Saturacin del petrleo > 30%Espesor neto 10 piesProfundidad < 8000 piesTemperatura 175 FPermeabilidad > 20 md

Agua:< 5000 ppm de calcio y magnesio (se requiere pre-lavado).

Agua suave de baja salinidad, debe estar disponible para un tapn de limpieza.

Litologa:solamente areniscas, con bajo contenido de arcillas, sin yeso ni anhidrita.Factores favorables: formacin homognea, barrido de inyeccin de agua >50%

Factores desfavorables: fracturas extensivas, empuje fuerte de agua, capa de gas,alto contraste de permeabilidad.

5.1.1.3 INYECCIONES ALCALINAS

La inyeccin de soluciones alcalinas (o custicas) emplea un proceso deemulsificacin in situ. Este mtodo EOR requiere adicionar al agua de inyeccinciertas sustancias qumicas como hidrxido de sodio, silicato de sodio, soda custicao carbonato de sodio, las cuales reaccionan con los cidos orgnicos que contiene elpetrleo del yacimiento. A medida que el agua alcalina y el petrleo reaccionan sevan produciendo sustancias jabonosas (surfactantes) en la interfase petrleo-agua,las cuales permiten que el petrleo sea producido por uno de los siguientesmecanismos:

A. Reduccin de la tensin interfacial como resultado de la formacin in situdesurfactantes.

B. Cambio de humectabilidad de humectado por petrleo a humectado por agua.

C. Emulsificacin y entrampamiento del petrleo para ayudar a controlar lamovilidad.D. Emulsificacin y arrastre del petrleo.E. Solubilizacin de las pelculas rgidas de petrleo en la interfase petrleo-

agua.F. Cambio de humectabilidad, de humectado por agua a humectado por

petrleo.

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El proceso es muy complejo y no es fcil de entender, pero la recuperacin mejoradase obtiene cambiando la mojabilidad de la roca y bajando la tensin interfacial, locual causa una emulsificacin intermedia. Para petrleos livianos (>30 API), elproceso requiere una concentracin alta de agente alcalino (2-5%) y da mayoreficiencia de desplazamiento. Para petrleos pesados (

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Proceso de invasin usando soluciones alcalinas.

5.1.1.4 INVASIONES MICELARES.

La invasin micelar o microemulsin es un proceso muy complejo, pero es unmtodo terciario de recuperacin de petrleo muy promisorio para petrleos livianos.Ha sido extensamente probado en el laboratorio y existen varias pruebas de campocon resultado exitoso. Una revisin del avance de este proceso fue presentado porThomas y Farouq Al en 1989 y Green y Willhite en 1998.Te tcnica consiste en la inyeccin de un tapon micelar (cerca del 5% del VP)seguido por un volumen de solucin de polmero (del orden del 50% del VP), el cualse empuja con agua; a menudo se inyecta un preflujo delante del tapon micelar paracondicionar la roca. La solucin micelar que se utiliza es el elemento clave del y estaformada por agua, un hidrocarburo, 10-15% de surfactante, junto con pequeascantidades de sal y un alcohol adecuado; este ultimo para controlar la viscosidad y elcomportamiento de fase. La situacin, asi preparada, se prueba con interaccionesentre el petrleo del yacimiento y la salmuera, y tambin en invasiones de nucleos.

En condiciones ptimas, una solucin micelar (menos mvil que el petrleo in situyel agua) puede desplazar el petrleo y el agua en forma miscible. El poli,ero

amortiguador es una parte muy importante en el proceso, ya que debe ser meosmvil que el tapon para retardar la disolucin de ste por el empuje de agua. Eldiseo de este tipo de solucin requiere en gran parte de un trabajo bsico, pero unavez que el tapon amortiguador se ha diseado, el proceso puede ser muy eficiente.

Estte mtodo de recuperacin normalmente debe de considerarse pera petrleoslivianos con viscosidades menores de 20 cp y para yacimientos previamente

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invadidos con agua (baja salinidad), el principal impedimento para desarrollar esteproceso es el costo de los materiales y de los pozos debido a que se deben emplearespaciamientos pequeos; este mtodo es el nico proceso que muestra ser efectivopara recuperar petrleo liviano de yacimientos de hidrocarburos invadidos por agua.

INYECCIN DE ESPUMALas espumas son acumulaciones de burbujas de gas separadas unas de otras porpelculas gruesas de liquidos, con la propiedad de tener una viscosidad mayor que ladel gas o liquido que la componen. La inyeccion de espuma consiste en inyectar aire,agua y agente qumico que la estabiliza, y se realiza a una razn de movilidad menorque la inyeccin de gas o liquido solos. La calidad se define como la razn entre elvolumen de gas contenido y el volumen total de la espuma, habindose demostradoque la mxima calidad es 0.96, ya que se requiere un 4% de liquido para producirla.Las que tiene una calidad mayor de 0.8 se denominan secas y son las mas utlizadas

en esta investigacin las que tiene menor calidad de 0.7 se denominan humedas y secaracterizan por la presencia de largas cadenas de burbujas cilndricas separadaspor tapones liquido.El proceso es altamente eficiente ya que las espumas se ubican primero en los porosmas grandes, donde tienden a obstruir el flujo. Los poros pequeos son invadidoluego, mientras que las secciones mas permeables se van llevando de la espuma yla eficiencia de barrido vertical se mejora. Como la estabilidad de la espuma no esperfecta, la mayora de los mtodos requieren una inyeccin continua de la misma.

5.1.2 DESPLAZAMIENTOS MISCIBLES

Son los mtodos que han llamado la atencin de los ingenieros de petrleo en supropsito de aumentar el recobro. Consiste en inyectar un agente desplazantecompletamente miscible con el petrleo existente. Como resultado, la tensininterfacial entre los dos se reduce a cero (no existe una interfase), el nmero capilarse hace infinito y el desplazamiento de petrleo se asegura en un 100% en los porosque son barridos por el agente desplazante, si la razn de movilidad es favorable.Para determinar si despus de varios contactos se puede lograr la miscibilidad a lapresin de operacin, se utiliza un diagrama ternario de equilibrio de fases.

El dioxido de carbono y el nitrgeno tambin se pueden usar como agentesmiscibles de desplazamiento, en condiciones apropiadas ( muy altas presiones deoperacin, crudos de alta gravedad API). Las soluciones micelares omicroemulsiones pueden actuar como agentes miscibles de desplazamiento, en loscuales el petrleo no es desplazado completamente y lo mismo es vlido para ciertosalcoholes. A pesar de que se han efectuado cientos de invasiones miscibles, muypocas han resultado exitosas, debido a los problemas sealados y a otros que estnrelacionados con la geologa de la formacin.

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5.1.2.1 PROCESOS DE TAPONES MISCIBLESEl desplazamiento de petrleo con tapon miscible generalmente se refiere a lainyeccin de algn solvente liquido que es miscible despus del primer contacto conel petrleo del yacimiento. A menudo el agua se inyecta con el gas en pequeostapones en forma alterna, lo cual mejora la razn de movilidad en la interfase del

tapn de gas.Ventajas:

Todo el petrleo contactado se desplaza.Se requiere bajas presiones para alcanzar la miscibilidad.El proceso es aplicable a un amplio rango de yacimientos.Se puede utilizar como un mtodo secundario o terciario.Desventajas:

El proceso registra una eficiencia pobre y es mejor si se aplica en formaciones muyinclinadas.

El material del tapon es costoso.5.1.2.2 PROCESOS CON GAS ENRIQUECIDOSe usa un tapon de metano enriquecido con etano, propano o butano (10-20% VP),empujado por un gas pobre y agua. Estas fracciones son ampliamente trasnferidas alpetrleo cercano a los puntos de inyeccin. Se espera que si el gas inyectado es ricoy suficiente, esta banda de petrleo enriquecido se vuelva miscible con aquel,desplazando al petrleo que va adelante.Ventajas:

El proceso de gas enriquecido desplaza esencialmente todo el petrleo residualcontactado.

Se desarrolla la miscibilidad a una presin menos que en el empuje con gas pobre.El uso de tapones de gran tamao minimiza los problemas de diseo.Desventajas:

Tiene una pobre eficiencia.Si las formaciones son gruesas, ocurre segregacin por gravedad.El costo del gas es alto.La presencia de canalizaciones lleva a la desaparicin del tapon.

5.1.2.3 EMPUJE CON GAS VAPORIZANTE O DE ALTA PRESINEste es un proceso de multiples contactos que requiere inyeccin continua a altapresin de un gas pobre como el metano o el etano y, como en el caso de gasenriquecido, se necesitan multiples contactos entre el petrleo del yacimiento y elgas inyectado antes de que se forme la zona de miscibilidad. En el proceso, lapresin, el punto de miscibilidad y otros parmetros deben determinarse conprecisin.Ventajas:El proceso de gas pobre alcanza una eficiencia de desplazamiento cercana al 100%

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La miscibilidad puede lograrse nuevamente si se pierde en el yacimiento.Es mas econmico que el proceso del tapon de propano o gas enriquecido.El gas puede ser reciclado y reinyectado.Desventajas:Requiere altas presiones de inyeccin.

La eficiencia areal y la segregacin debido a la gravedad son pobres.El costo del gas es alto y los sustitutos requieren altas presiones de inyeccin y serseparados de la corriente gaseosa una vez que ocurra la irrupcin y se comience aproducir.

5.1.2.4 INYECCIN ALTERNADA DE AGUA Y GASLa inyeccin alterna de gas junto con el agua es una variante de los taponesmiscibles. Es un proceso que permite controlar la inestabilidad del frente dedesplazamiento y mejorar la eficiencia de barrido vertical al disminuir la razn de

movilidad y, por lo tanto, aumentar la eficiencia de barrido volumtrico.

5.1.2.5 INYECIN DE DIXIDO DE CARBONOEl dixido de carbono en estado liquido es el agente miscible preferido para elrecobro de petrleo, pero debido a su baja temperatura critica generalmente seencuentra en estado gaseoso. El desplazamiento miscible con CO2 es similar alempuje por gas vaporizante, y como resultado la invasin con CO2 se aplica a unamplio rango de yacimientos, a presiones de miscibilidad mucho mas bajas que lasrequeridas en los procesos con gas vaporizante. El CO2 tambien reduce la viscosidaddel petrleo (un efecto muy importante en crudo pesados) y causa su hinchamiento,

pero el principal mecanismo en el caso de petrleos livianos es el desplazamientomiscible.Una representacin esquematica del proceso en un yacimiento horizontal:

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Este mtodo se debe usar en yacimientos con crudos desde moderadamente livianoshasta livianos con una gravedad API > 25. Se han llevado a cabo cerca de 50invasiones con CO2, algunas de las cuales han resultado exitosas; sin embargo, elresultado final no esta totalmente claro, pero el proceso es sumamente atractivo,pero que requiere una ingeniera cuidadosa.

5.1.2.8 INYECCIN DE NITRGENOLos procesos de recuperacin mejorada por inyeccin de nitrgeno constituyen unmtodo viable si el yacimiento cumple con ciertas requisitos, condiciones que sedescriben de manera resumida a continuacin:El crudo del yacimiento:Debe ser rico en fracciones comprendidas entre etano y hexano (C2-C6) ohidrocarburos livianos. Estos se caracterizan por ser crudos livianos con gravedades

API > 35

Tiene un factor volumtrico alto o la capacidad de absorber el gas inyectado encondiciones de yacimiento.Est saturado de metano.

El yacimiento:Debe de estar a una profundidad igual o mayor a los 5000 ft, a fin de mantener lasaltas presiones de inyeccin (> =, 5000 lb/pg2) necesarias para alcanzar lamiscibilidad del crudo con el N2 sin fracturar la formacin.En general cuando se inyecta N2en un yacimiento, este forma un frente miscible porvaporizacin de componentes livianos presentes en el crudo. Este gas, ahora

enriquecido en cierta magnitud, contina su movimiento desde los pozos inyectores yas va contactando crudo fresco y vaporizando ms componentes, lo cual loenriquece a medida que avanza el frente. La inyeccin de este gas tambin puedealternase con la inyeccin de agua para incrementar la eficiencia de barrido y larecuperacin de petrleo.La tabla presenta los criterios de diseo para procesos miscibles:

Petrleo

Gravedad > 25 APIViscosidad < 15 cp. A condiciones de yacimiento

Composicin Alto porcentaje de hco. Intermedios.YacimientoSaturacin del petrleo > 30%Presin >1100 lb/pg presin original del fondoProfundidad > 2000 piesPermeabilidad No es crtica (> 1 md)

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Agua:no es crtica.

Litologa:no es crtica.

Factores favorables: formacin homognea, disponibilidad del gas, buzamientoalto, espesor alto, baja permeabilidad vertical.

Factores desfavorables: fracturas extensivas, alto contraste de permeabilidad,presencia de un buen acufero, inversin inicial alta.

5.2 MTODOS NO CONVENCIONALES TRMICOS.

Los mtodos de recuperacin trmica, particularmente la inyeccin cclica y continuade vapor, han demostrado ser los procesos de recuperacin mejorada de mayor xitoen los ltimos aos. El objetivo bsico en la aplicacin de tales mtodos es lareduccin de la viscosidad del petrleo con la finalidad de mejorar su movilidad por lo

cual son especialmente adecuados para petrleos viscosas (5-15 API), aunquetambin se usan en petrleos de hasta 45 API.

Se clasifican en dos tipos los que implican la inyeccin de fluidos en la formacin, ylos que utilizan la generacin de calor en el propio yacimiento. A estos ltimos se lesconoce como procesos in situ.

5.2.1 INYECCIN DE AGUA CALIENTELa inyeccin de agua caliente es probablemente el mtodo trmico de recuperacin

mas simple y seguro, y dependiendo de las caractersticas del yacimiento, puede sereconmico y ventajoso. Es un proceso de desplazamiento en el cual el petrleo sedesplaza inmisciblemente, tanto por agua caliente como por agua fra. El aguacaliente inyectada suple el calor necesario a expensas de su calor sensible y , comoconsecuencia, su temperatura disminuye.El tamao de la zona calentada aumenta con el tiempo, pero su temperatura sermenor que la temperatura de inyeccin. El borde del agua inyectada pierde calorrpidamente, de manera que inmediatamente alcanza la temperatura del yacimiento,por lo que en el borde de este frente de desplazamiento la movilidad del petrleo esla del petrleo no calentado. La viscosidad del agua ser menor que la

correspondiente a una inyeccin de agua convencional. Esto conduce a un mejordesplazamiento en la zona calentada y a un incremento del recobro final.Los mecanismos de desplazamiento en este proceso son:

1. Mejoramiento de la movilidad del petrleo al reducir su viscosidad.2. Reduccin del petrleo residual por altas temperaturas.3. Expansin trmica del petrleo.

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La principal desventaja de la inyeccin de agua caliente con respecto a la inyeccinde vapor es que la mxima tasa de inyeccin es menor, porque el contenido de calordel vapor inyectado es tres veces mayor que el del agua caliente a menos de 423F.Las prdidas de calor desde el inyector hasta la formacin petrolfera reducen elvolumen de arena petrolfera que puede ser calentada efectivamente.

Exceptuando los efectos de temperatura y tomando en cuenta que este proceso seaplica a crudos relativamente viscosas, la inyeccin de agua caliente tiene varioselementos comunes con la inyeccin convencional de agua.

5.2.2 INYECCIN CONTINUA DE VAPOREste es un mtodo de empuje en arreglos, con pozos de inyeccin y produccin. Eneste caso, el comportamiento depende bsicamente del tamao del arreglo, ya quelas perdidas de calor hacia las rocas adyacentes pueden consumir gran proporcindel calor inyectado. A fin de reducir las prdidas de calor, cuando ocurre la ruptura

del vapor se debe reducir la tasa de inyeccin del vapor hasta un valor conveniente.La posibilidad de aplicar la inyeccin continua de vapor depende de variascondiciones. El recobro de petrleo por inyeccin continua de vapor puede ser alto,por encima del 50% en muchos casos, pero la relacin petrleo-vapor es ms bajaque la de inyeccin cclica de vapor debido a que las prdidas de calor son mayores.

Criterios de diseo de la inyeccin contina de vapor:

Petrleo

Gravedad < 25 APIViscosidad 20-1000 cp.Composicin No crtica

YacimientoSaturacin del petrleo > Bbls (acre-pie)Espesor > 20 ft.Profundidad > 300-3300 ft.Permeabilidad > 200 mdTransmisibilidad Kh/ > 100 md-ft/cp

Agua:no es crtica.

El agua para la generacin del vapor debera ser relativamente suave, ligeramentealcalina, libre de oxigeno, de slidos, de petrleo, de H2S y de hierro disuelto.

Litologa:contenido de arcillas bajo.

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Factores favorables: bajo costo de los combustibles, disponibilidad de pozos quepuedan ser utilizados, alta calidad del agua, alta densidad de pozos, alto espesorneto con relacin al total.

Factores desfavorables: fuerte empuje de agua, capa grande de gas, fracturas

extensivas.

5.2.3 INYECCIN ALTERNA CCLICA DE VAPORLa inyeccin alterna de vapor fue descubierta accidentalmente en Venezuela en1957, cuando la empresa Shell Oil Company desarrollaba una prueba de inyeccincontinua de vaporen un campo. Actualmente ha pasado a ser una tcnicaeconmicamente confiable.Este mtodo consiste en inyectar, en un determinado pozo, un volumenpreestablecido de vapor por un periodo que va de una a tres semanas. Despus dela inyeccin se cierra el pozo y se deja en remojo por unos pocos das, con el

propsito de permitir que el vapor caliente la formacin productora y se disperseuniformemente alrededor del pozo. Luego se abre nuevamente el pozo a produccinhasta que el proceso deje de ser econmicamente re

Procesos Especiales de Recuperacin Mejorada

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La industria petrolera est tratando de aplicar otros procesos en la etapa derecuperacin mejorada. Uno es la inyeccin de Bacterias a los yacimientos, sobretodo en los campos maduros.

El efecto de los microorganismos en la recuperacin mejorada y la estimulacin de

pozos se basa en:

Produccin de compuestos con actividad interfacial (surfactantes y alcoholes)cuando la bacteria interacta con los nutrientes en su medio de cultivo.Produccin de biopolmeros cuando la bacteria interacta con el petrleo en elyacimiento.

Los criterios bsicos para proyectos de Inyeccin de Microorganismos son:

Petrleo Gravedad

15 - 27 API

Yacimiento Porosidad Permeabilidad Temperatura Profundidad Espesor Arena / Sedimentos

20%-30%300mD-500mD

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http://www.monografias.com/trabajos31/recuperacion-petroleo/recuperacion-petroleo.shtml

http://www.uamerica.edu.co/investigacion/revista/RevistadeInvestigacion_5.pdf

http://www.monografias.com/trabajos44/polimeros/polimeros2.shtml

http://ingenieria-de-yacimientos.lacomunidadpetrolera.com/2008_12_01_archive.html

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