MTODOS DE RECOBRO

MTODOS DE RECOBRO

JORGE PALMA BUSTAMANTE

MTODOS DE RECUPERACIN ADICIONAL

Todos los procesos que incrementen econmicamente el recobro de

hidrocarburos, mediante la inyeccin de fluidos y/o energa al yacimiento.

Fuente: Oil and gas evaluation Report

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EOR EN COLOMBIA

Fuente. Curso EOR, Leticia, 2011.

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Fuente. Curso EOR, Leticia, 2011.

ACTUALMENTE

Rendimiento original Rendimiento corregido

Flujo natural

Levantamiento artificial

Estimulacin, Acidificacin

Polmeros, Espumas y Geles

Inyeccin de agua Inyeccin de gas

RECUPERACIN SECUNDARIA

RECUPERACIN PRIMARIA

RECUPERACIN TERCIARIA

Otros Qumicos Gases Trmicos

Inyeccin de vapor

Iny. agua caliente

Combustin en sitio

Electromagnetismo

CO2

N2

WAG

Gases de Combustin

Polmeros (P)

Surfactantes (S)

Alcalis (A)

AP / SP /ASP

Espuma / Geles

Microorganismos

ETAPAS DE RECUPERACIN

Fuente. Recuperacin Mejorada de Crudos C/L/M

Consiste en inyectar agua en el yacimiento. Es el mtodo ms usado una vez finalizada la etapa de produccin primaria. El agua es inyectada en patrones o a lo largo de la periferia del yacimiento.

Mecanismos que mejoran la eficiencia de recobro:

Empuje de agua

Aumento en la presin

INYECCIN DE AGUA

Limitaciones

Altas viscosidades del aceite dan como resultado altas relaciones de movilidad.

Es aceptable cuando hay algn grado de heterogeneidad del yacimiento, pero no es recomendable cuando existen fracturas extensas.

Incompatibilidad entre el agua inyectada y el yacimiento pudiendo ocasionar dao en la formacin.

INYECCIN DE AGUA

INYECCIN DE AGUA

PATRONES DE INYECCIN DE AGUA

PATRONES DE INYECCIN DE AGUA

INYECCIN DE AGUA

INYECCIN DE AGUA

INYECCIN DE AGUA

INYECCIN DE AGUA

DIGITACIN VISCOSA

Consiste en inyectar vapor para desplazar el aceite.

La prctica normal consiste en realizar una estimulacin cclica con vapor de los pozos productores antes de la inyeccin.

INYECCIN DE VAPOR

INYECCIN CCLICA DE VAPOR

INYECCIN CONTINUA DE VAPOR

Limitaciones

Aplicable a fluidos viscosos, arenas de alta permeabilidad o poco consolidadas.

La saturacin de aceite debe ser alta y el espesor de la arena debe ser mayor de 20 pies para minimizar prdidas de calor hacia las formaciones adyacentes.

Los yacimientos deben ser someros debido a la excesiva prdida de calor en la cara del pozo.

Aproximadamente 1/3 del aceite adicional recuperado se consume para generar el vapor requerido, el costo por barril incremental de aceite es alto.

INYECCIN DE VAPOR

CAMPO Propiedades del Fluido Caractersticas del Yacimiento

API (cP) So (%PV) Tipo de Formacin Espesor Neto (ft)

Rahab(South Oman-Pennsula Arabia) 20-30 20-400 69 Arenas y Areniscas 24-60

Amal(South Oman-Pennsula Arabia) 20-28 24-269 68 Arenas y Areniscas 53-512

Nimr(South Oman-Pennsula Arabia) 20 490-570 70 Arenas y Areniscas 102-253

Marmul(South Oman-Pennsula Arabia) 21 46-80 76 Arenas y Areniscas 98-233

Qaharir(South Oman-Pennsula Arabia) 30 10-133 66 Arenas y Areniscas 50-500

Los Perales(Argentina) 13.5 300-10000 72 Arenas 40-52

South Moreni Levantin-(Rumania) 22

1000-1500 Arenas 50-120

Cymric(California) 13 354 20-60 Esquisto 220

Tia Juana(Venezuela) 15 700-7000 80 Arenas 177

APLICACIONES INYECCIN DE VAPOR

SAGD

Drenaje gravitacional asistido con vapor (SAGD) es una tecnologa de recuperacin de petrleo mejorada para la produccin de crudo pesado y bitumen. Es una forma avanzada de la estimulacin de vapor en la que se perfor un par de pozos horizontales en el yacimiento, uno a pocos metros por encima del otro. Vapor a baja presin se inyecta continuamente en el pozo superior para calentar el aceite y reducir su viscosidad, haciendo que el aceite caliente drene hacia el pozo inferior, donde se bombea.

SAGD

Mientras que los mtodos tradicionales de perforacin fueron frecuentes hasta la dcada de 1990, los altos precios del crudo del siglo 21 son alentadores mtodos ms convencionales (como SAGD) para extraer el aceite crudo. Las arenas petrolferas de Canad tienen muchos proyectos SAGD en curso, ya que esta regin es el hogar de uno de los mayores depsitos de bitumen en el mundo (Canad y Venezuela tienen mayores yacimientos del mundo).

SAGD

COMBUSTIN IN SITU

El proceso de combustin in situ es un mtodo convencional trmico que se basa en la generacin de calor en el yacimiento para seguir recuperando hidrocarburo una vez culminada la produccin primaria y/o secundaria. Este mtodo consiste bsicamente en quemar una porcin del petrleo presente en el yacimiento para generar el calor, esta porcin es aproximadamente el 10%.

Zona de combustin Zona de coke

Zona de condensacin

Zona de aceite mvil

Aceite Frio

COMBUSTIN IN SITU SECA

Aceite Frio El vapor tiene una capacidad de Calor 100 veces mayor

que el aire

COMBUSTIN IN SITU HMEDA

Intercambio de masa

Transferencia de energa

Reacciones qumicas

Arrastre de gases

Hinchamiento

FENMENOS PRESENTES EN COMBUSTIN IN SITU

El petrleo debe ser reactivo.

La relacin de aire combustible deben estar en tal proporcin

que permita la ocurrencia de la reaccin.

Control en la eficiencia de barrido

Para espesores pequeos y buzamientos altos, se hace

necesario una distribucin uniforme de permeabilidad.

Yacimientos de mayor espesor, debera inyectarse desde la

parte superior.

REQUISITOS

Disponibilidad del aire

Mtodo de desplazamiento

Reacciones de rompimiento de enlaces

Amplio rango de espesores

Alta eficiencia en el rgimen de cintica

correcto

Flue gas, drenaje gravitacional

Variacin al proceso THAI

Bond scission

Alta eficiencia de barrido

COMBUSTIN IN SITU

THAI

TOE TO HEEL AIR INJECTION Variante de proceso CIS Usa pozo horizontal productor. Reduce la distancia que el crudo debe desplazarse. Ignicin para el arranque del proceso.

THAI

THAI

THAI

Descripcin

Consiste en adicionar polmeros solubles en agua antes de que sta sea inyectada en el yacimiento.

Mecanismos que mejoran la eficiencia de recobro

Control de movilidad (mejora la eficiencia volumtrica de barrido)

INYECCIN DE POLMEROS

INYECCIN DE POLMEROS

Limitaciones

Aceites de alta viscosidad requieren una mayor concentracin de polmero.

Los resultados son normalmente mejores si la inyeccin de polmero empieza antes de que la relacin agua-aceite sea demasiado alta.

Las arcillas aumentan la adsorcin del polmero.

Aplicable a yacimientos con alguna heterogeniedad, pero se debe evitar su uso cuando hay fracturas grandes.

INYECCIN DE POLMEROS

II.- Control frente de inyeccin

ANTES

DESPUES

I.- Control excesiva produccin agua

ZONA PRODUCTORA

ZONA PRODUCTORA

FLUIDO PROTECTOR GEL

Mejora la eficiencia volumtrica de barrido, Ev.

Ahorros en manejo y tratamiento del agua producida. Optimizacin de costos de levantamiento. Incremento del recobro y extensin de vida de pozos/proyectos.

EMPAQUE DE ARENA

BENEFICIOS

GELES

Fuente. Recuperacin Mejorada de Crudos C/L/M

Descripcin

Consiste en inyectar un bache que contiene agua, surfactante, un electrolito(sal), usualmente un co-solvente (alcohol) seguido por una mezcla agua + polmero.

Mecanismos que mejoran la eficiencia de recobro

Reduccin en la tensin interfacial (mejora la eficiencia de barrido del desplazamiento).

Control de movilidad (mejora la eficiencia volumtrica de barrido).

INYECCIN DE SURFACTANTES/ POLMEROS

INYECCIN DE SURFACTANTES

LIMITACIONES

Formaciones relativamente homogneas.

No aplica si hay altas cantidades de anhidrita, yeso o arcillas.

Los sistemas disponibles proporcionan un comportamiento ptimo dentro de un conjunto estrecho de condiciones.

Sistema costoso y complejo

Interacciones entre el surfactante y el polmero

Degradacin de los qumicos a alta temperatura.

INYECCIN DE SURFACTANTES/ POLMEROS

INYECCIN DE ALCALINOS

Descripcin

Consiste en inyectar grandes cantidades de CO2 (15% o ms volmenes porosos de hidrocarburos) en el yacimiento para formar un flujo miscible.

Mecanismos que mejoran la eficiencia de recobro

El CO2 extrae los componentes livianos a intermedios del aceite y si la presin es lo suficientemente alta, desarrolla miscibilidad para desplazar el aceite del yacimiento.

Reduccin de viscosidad

INYECCIN DE CO2

INYECCIN DE CO2

APLICACIN INYECCIN DE CO2

APLICACIN INYECCIN DE CO2

LIMITACIONES

Muy baja viscosidad del CO2 da como resultado un pobre control de la movilidad.

Disponibilidad de CO2

Facilidades en superficie

Corrosin en pozos productores

INYECCIN DE CO2

INYECCIN DE CO2

Zona de petrleo

N2

Frente miscible / inmiscible

Inyector

Unidad de Generacin

de N2

Productor Compresores

Unidad de Separacin

de N2

La inyeccin de N2 es un mtodo de recuperacin mejorada que puede ser miscible o inmiscible de acuerdo a las caractersticas del crudo y condiciones de P y T del yacimiento.

INYECCIN DE NITRGENO

Fuente. Recuperacin Mejorada de Crudos C/L/M

Ventajas de la utilizacin de Nitrgeno en RM

Separacin criognica

del aire

Propiedades fsicas favorables - densidad, viscosidad y factores volumtricos

Compuesto inerte que no presenta efectos adversos de comportamiento de fases.

No es corrosivo y no se requieren de grandes modificaciones de las instalaciones.

Fuente prcticamente infinita

Costos de generacin ms econmicos que el gas natural (GN) y el CO2.

Fcil separacin de N2 del GN en las corrientes de produccin.

Sustitucin del GN incrementa oferta de gas y flujos de caja.

Compuesto no txico y ambientalmente aceptable.

INYECCIN DE NITRGENO

Fuente. Recuperacin Mejorada de Crudos C/L/M

Ciclos alternados de gas y agua con el fin de mejorar la eficiencia volumtrica de barrido, el ciclo de agua controla la movilidad del gas impidiendo la irrupcin temprana.

WAG miscible: le permite mayor interaccin solvente petrleo mejorando la eficiencia de recobro.

* WAG inmiscible es menos eficiente, pero como tal brinda las condiciones de control de movilidad del gas.

WAG

WAG

WAG

Fuente. Analogas en procesos CHOPS, OCHOA A

CHOPS

Movimiento de la arena

Incrementa la tasa de produccin

Reduce la obstruccin en los poros

Dilatacin de la arena

Crea zonas de alta permeabilidad

Formacin de espumas

Desestabiliza la arena y acta como mecanismo de empuje

Peso de los estratos superiores

CHOPS

Viscosidad del crudo

Estrategia de levantamiento

Empuje por gravedad y

dilatacin de arena

Gas en solucin

Afluencia de la arena

CHOPS

ENHANCED OIL RECOVERY (EOR)

Combustin in situ (CIS)

Controlled assisted pressure resin infusion (CAPRI)

Steam assisted gravity drainage (SAGD)

Inyeccin de polmeros (agua mejorada)

Inyeccin de gases inertes

High Pressure Air Injection (HPAI)

Toe to heel air injection (THAI)

Toe to heel waterflooding (TTHW)

Toe to heel steamfloofing (THSF)

Water alternate gas (WAG)

Water alternante steam process (WASP)

Combustion override split with horizontal wells (COSH)

Inyeccin de miscibles

Microbiales

Elctricos

VAPEX

Por encima de la presin de

saturacin en procesos inmiscible

Viscosidad del crudo mnima

Factor Volumtrico mximo

Mnimo gas libre Por encima de la presin mnima

de miscibilidad

Recobro > 80%

Por encima del umbral de

floculacin

Evitar precipitacin de

asfaltenos

So mximo

Inicio Temprano implica mayor incertidumbre, inversiones tempranas

Aplicacin en etapa madura menor incertidumbre, pero menor recobro

MAXIMIZACIN RECOBRO

Fuente. Recuperacin Mejorada de Crudos C/L/M

Maximizar VPN

Maximizar Valor Econmico Agregado

Maximizar Eficiencia de la Inversin

Maximizar TIR

Minimizar Tiempo de Pago

Cundo Iniciar un Proyecto de RM ?

CRITERIOS DE EVALUACIN ECONMICA

Fuente. Recuperacin Mejorada de Crudos C/L/M