INTRODUCCIONCon el pasar del tiempo y con el dficit energtico que afronta el mundo hoy en da, los yacimientos de petrleo pesados poseen relevancia, al ser estas las reservas ms grandes del planeta, aproximadamente existen seis trillones de barriles de dicho petrleo en sitio, constituye el equivalente al triple de las reservas de petrleo liviano y, mediano adems de gas convencional. Por este hecho el estudio de yacimientos del petrleo mencionado es de gran importancia.Si bien existen muchos factores que indican y manejan el comportamiento de un yacimiento como es el caso de la presin, de igual forma parmetros como la densidad y la viscosidad; de igual forma a mayor sea esta el petrleo ser ms pesado. Dicha viscosidad a condiciones de yacimiento, es unas de las medidas ms importantes para la produccin de hidrocarburos, ya que nos indica que tan fcil se mover o fluir el petrleo, adems variara con la temperatura y es por ello que hay que conocer las caractersticas del fluido presente en el yacimiento.La experiencia en la produccin de crudos pesados ha demostrado que la mayora de los sistemas convencionales de produccin y tratamiento son ineficientes. Adems de lo anterior el tratamiento, almacenaje y transferencia a travs de oleoductos de crudos de alta viscosidad estn asociados a problemas tcnicos de alta complejidad. Estos serios problemas se traducen en incrementos anuales de los costos de operaciones y consecuentemente en una reduccin significativa en las ganancias de las empresas productoras. Problemas tales como incremento de paradas de produccin, tratamientos costosos y exceso de mantenimiento son atribuidos a la alta viscosidad de los crudos.

La mayora de los crudos pesados producidos y tratados a nivel de campo no renen las condiciones mnimas de venta para la transportacin internacional y requieren ajustes costosos en el punto de embarque. En estos momentos existen mtodos para producir, tratar, almacenar y transportar crudos pesados eficientemente, tambin modelos matemticos y metodologa probada para obtener las condiciones mnimas de viscosidad de los crudos en el fondo del pozo, de tal manera que un pozo de petrleo pesado podra ser producido como un pozo de petrleo mediano, incrementando de esta manera las reservas recuperables del yacimiento. Los mtodos de recuperacin trmica han demostrado ser los ms eficientes en la recuperacin de petrleos pesados. Pero esto no ha limitado la necesidad de generar mecanismos, tcnicas y mtodos alternativos que permitan hacer las actividades mencionadas anteriormente en cuanto a la extraccin y manejo de estos crudos pesados; mucho mas cuando los remanentes de petrleo tambin estn tomando gran importancia debido a la necesidad energtica actual y en funcin a los precios en el mercado, colocan a los productores de petrleo a adaptar, mejorar e innovar los mecanismos de recuperacin de petrleo pesado, razn de esta investigacin donde la cual busca analizar el mtodo de inyeccin anular de vapor aplicado en el Campo Bachaquero, de esta manera generar un diagnostico que permita orientar a los investigadores a travs de una propuesta para alargar la vida til de los equipos de produccin.La presente qued estructurada en cuatro captulos, a saber: El Capitulo I describe las dimensiones del problema empezando por el planteamiento del problema, llegando a la formulacin o pregunta que se hace el investigador para la bsqueda del cumplimiento de la misma, posteriormente esta la justificacin y la delimitacin de la misma.Luego se presenta el Capitulo II el cual corresponde a las bases tericas y los antecedentes. El Captulo III especifica tipo y diseo de la investigacin, poblacin, muestra, tcnicas e instrumentos de recoleccin de datos y el procedimiento de la investigacin. Por ultimo se tiene el capitulo IV, en el cual se presenta el anlisis de los resultados para luego llegar a las conclusiones y recomendaciones.

CAPITULO IPLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

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5CAPITULO I

EL PROBLEMA Planteamiento del ProblemaLa explotacin de un yacimiento de petrleo ocurre bsicamente en tres etapas. En la primera, el petrleo se drena naturalmente hacia los pozos bajo el efecto de gradiente de presin existente entre el fondo de los pozos y el seno del yacimiento. Cuando la presin del medio se hace inadecuada, o cuando se estn produciendo cantidades importantes de otros fluidos (agua y gas, por ejemplo), se inicia entonces la segunda fase, la cual consiste en inyectar dentro del yacimiento un fluido menos costoso que el crudo para mantener un gradiente de presin.Tpicamente slo el 30 % del petrleo de un yacimiento de petrolero puede extraerse con las dos primeras etapas, por tanto, quedan enormes cantidades de petrleo por recuperar de los puntos de extraccin actuales o incluso de los ya abandonados; esto se debe a que la mayor cantidad del petrleo se encuentra en el medio poroso o matriz, es decir, en la roca: llmese areniscas, calizas o carbonatos, por citar algunos ejemplos, (Pelez, 2010 p.3).En tal caso se inicia en este punto el tratamiento terciario o recuperacin asistida del pozo de petrleo. El pozo se encuentra en la etapa final de su historia utilizable y por lo tanto se comienza a entregarle a la misma energa qumica y trmica con el fin de aprovecharlo y recuperar al mximo la produccin.

6Actualmente el desarrollo de la tcnica de recuperacin permite aplicar este mtodo en cualquier momento de la historia til del pozo, siempre y cuando sea obvia la necesidad de estimular la produccin. En la industria del petrleo siempre ha sido de vital importancia la maximizacin de la recuperacin del petrleo y gas que se encuentra en el reservorio. Los factores de recuperacin dependen no solo de las condiciones del fluido y calidad del reservorio, sino tambin de la tecnologa con la que se cuenta, para poder extraer el mayor porcentaje de los hidrocarburos. Es por ello que se han desarrollados numerosos mtodos o tcnicas de recuperacin mejorada (EOR) las cuales han sido apoyadas por los cambios tecnolgicos, Flores (2009 p, 25).Entre los mtodos de recuperacin asistida se encuentran los trmicos estos son los ms usados entre las diferentes tcnicas de recuperacin asistida. Del petrleo producido mundialmente mediante estas tcnicas de recuperacin terciaria, alrededor del 75% es obtenido por recuperacin trmica. Los usos corrientes de esta tecnologa, apuntan a mejorar la recuperacin de petrleos pesados, con viscosidad entre 100 a 100.000 veces mayor que la del agua, que naturalmente son difciles de obtener por los mtodos convencionales, Mrquez (2008 p 125). En este sentido el Campo Bachaquero de la Unidad de Explotacin Tierra Este Pesado, est caracterizado por tener acumulaciones de crudo pesado entre 10 y 15 API, donde la produccin se encuentra asociada a procesos trmicos (inyeccin alterna de vapor en modalidad selectiva y anular), para disminuir su viscosidad y facilitar la extraccin de fluidos desde el yacimiento.Los pozos trmicos productores de crudo pertenecientes a este campo presenta problemas en cuanto a la vida til del equipo de levantamiento artificial, como es el caso del bombeo mecnico (bombas de subsuelo, cabillas, barras pulidas entre otros), lo que ha originado frecuentes entradas de mquinas para que pueda continuar el proceso de produccin lo que aumenta los gastos operacionales y produccin diferida en el campo. De lo antes dicho la razn de esta investigacin donde se pretende analizar el mtodo de inyeccin anular de vapor aplicado en el Campo Bachaquero, de esta manera generar un diagnostico que permita orientar a los investigadores a travs de una propuesta para alargar la vida til de los equipos de produccin.

Formulacin del ProblemaPor lo expuesto anteriormente surge la siguiente interrogante: De qu manera contribuira el anlisis de los efectos de la inyeccin anular de vapor sobre el equipo de subsuelo aplicado en el Campo Bachaquero de PDVSA?Objetivos de la InvestigacinObjetivo General Analizar los efectos de la inyeccin anular de vapor sobre el equipo de subsuelo en el Campo Bachaquero.

Objetivos Especficos Describir el proceso de inyeccin anular de vapor utilizada en el Campo Bachaquero. Clasificar los daos ocasionados por la inyeccin anular de vapor sobre el equipo de subsuelo en el Campo Bachaquero. Determinar los componentes de la completacin ms afectados por la inyeccin de vapor anular. Diagnosticar las condiciones antes y despus de la inyeccin anular de los pozos razn de estudio.Justificacin de la InvestigacinEl aplicar mtodos de recuperacin en la Unidad de Explotacin Tierra Este Pesado en especfico en el Campo Bachaquero es de gran importancia ya que mediante esto se podrn lograr el recobro de la mayor cantidad de petrleo remanente presentes en estos campos petroleros, pero estos podran generar tambin un problema como un beneficio de all la importancia de esta investigacin lo cual busca evaluar el mtodo de inyeccin anular de vapor para as buscar el dao que ocasiona y su efecto en la produccin todo esto desde el punto de vista practico.Desde un mbito tecnolgico, la evaluacin permitir generar una propuesta el cual aportara beneficios tcnicos y tecnolgicos para la buena aplicacin del mtodo de inyeccin anular para la disminucin de la viscosidad del crudo y as poder extraer el mismo. En el mbito practico, se buscara mejorar la aplicacin del mtodo de inyeccin anular de vapor para poder extraer los crudos del campo Bachaquero con la propuesta a plantear.Como aspecto terico la misma permitir la aplicacin de teoras actuales para el desarrollo tcnico y metodolgico de la propuesta a generarse y en funcin a las normas establecidas en el campo y la unidad de Explotacin. El aporte social que la misma generara el aumento de la produccin, que mejorara el aporte en el ingreso nacional y as los aportes sociales derivados del ingreso de la renta petrolera. Y por ltimo el punto de vista metodolgico que servir de gua para el desarrollo a futuras investigaciones de la misma naturaleza.

Delimitacin de la InvestigacinDelimitacin EspacialLa investigacin se desarrollara en el Campo Bachaquero de la empresa PDVSA ubicado en el Municipio Valmore Rodrguez del Estado Zulia.Delimitacin de la Investigacin La investigacin se ejecutar durante un periodo de seis (06) meses comprendidos desde el mes de Abril hasta el mes de octubre de 2011.

Lnea de investigacin Esta investigacin se encuentra enmarcada en la lnea de investigacin: Produccin de Hidrocarburos.

CAPITULO IIMARCO TERICO REFERENCIAL

11CAPITULO II

MARCO TERICO REFERENCIAL Antecedente de la investigacin Los antecedentes, son todos aquellos trabajos de investigacin que preceden al que se est realizando. Son los realizados relacionados con el objeto de estudio presente en la investigacin que se est haciendo. En el cual se revisaran los siguientes antecedentes sealados a continuacin:En primer lugar se tiene seleccionado el trabajo de Fernndez (2006) IUT Cabimas, titulado Anlisis de factibilidad del mtodo combinado de inyeccin de vapor- estimulacin acida como mtodo estimulativo en el campo Punta Bentez. Esta investigacin tuvo como propsito analizar la aplicacin del mtodo combinado inyeccin de vapor-estimulacin acida como mtodo estimulativo en el Campo Punta Bentez, especficamente en los pozos perteneciente al rea PB-3X01. La metodologa seleccionada para el desarrollo de la misma fue, diseo de campo, la investigacin fue del tipo descriptiva en el cual los datos se analizaron mediante la tcnica de estadstica descriptiva permitiendo llegar a las siguientes conclusiones, con la aplicacin de estas tcnicas combinadas se logro disminuir efectivamente la viscosidad del crudo adems de eliminar los slidos inorgnicos de parafinas y asfltenos logrando de esta manera la recuperacin de la produccin del campo Bentez.El anlisis de la presente investigacin, permiti la evaluacin, de la problemtica existente en el Campo Bachaquero, permitiendo as enmarcar el planteamiento del problema y su anlisis, tambin sirvi de base para orientar a seleccionar las metodologas seleccionadas.

12Como segundo antecedente se tiene la investigacin realizada por Salazar (2007) IUT Cabimas, que llevo como ttulo Anlisis de fallas en cabillas de Bombeo mecnico en operaciones de subsuelo tierra este pesado. Esta investigacin tuvo como premisa el anlisis de las fallas ocurridas en las sartas de cabillas instaladas en los pozos de la unidad tierra este pesado como componentes del bombeo mecnico reciprocante y bombeo por cavidad progresiva.La misma se desarrollo bajo un diseo de campo, mediante una investigacin descriptiva. En el cual se llego a las siguientes conclusiones, las cabillas se encuentran en tensin de trabajo debido a las circunstancias a la que estas estn sometidas como lo es la inyeccin de vapor, los crudos pesados y la arena que se produce de estos campos maduros. Esta investigacin permiti, desarrollar un modelo de evaluacin de las fallas ocurridas en las bombas por la inyeccin anular, para poder cumplir con los objetivos propuestos y lograr concluir la investigacin adems de permitir reforzar las recomendaciones. Otros el presentado por Daz (2009) IUT Cabimas, el cual esta titulado como Anlisis del proceso de inyeccin de vapor en los pozos LSE5953 y LSE5957 del Campo Ta Juana. Esta tuvo como objetivo analizar el proceso de inyeccin de vapor aplicado a los pozos arriba mencionados donde para su desarrollo se tomo la siguiente metodologa; segn los objetivos perseguidos esta fue una investigacin de descriptiva, con un diseo de campo en el cual se llegaron a las siguientes conclusiones, los mecanismos aplicados en estos pozos fue la inyeccin cclica de vapor en su tcnica anular en el cual se demostr que este mtodo es verdaderamente econmico y rentable para su aplicacin en los pozos del campo Ta Juana.Esta investigacin sirvi de base para el anlisis del proceso de inyeccin anular, en comparacin con el mtodo convencional para poder enmarcar adecuadamente la propuesta.Por ltimo se tiene el trabajo de Caridad (2006) IUT Cabimas, el cual se titulo Anlisis de la tcnica SAGD drenaje de gravedad asistido por vapor para crudos de alta viscosidad en el campo ta Juana del distrito tierra este pesado. El objetivo principal de esta investigacin estuvo enmarcado en analizar la tcnica SAGD aplicada en el campo Ta Juana, para bajarle la viscosidad al crudo, la presente es una investigacin del tipo descriptiva con una muestra de pozos de dos (02) los cuales fueron LSE-5088 y LSE-5085; para el cual se llego a las siguientes conclusiones este mtodo por su versatilidad permiti un mayor recobro de la produccin de estos pozos permitiendo extraer una buena cantidad de petrleo remanentes de los mismos. El anlisis de la presente investigacin, permiti la seleccin de la metodologa para abordar el problema planteado.

Bases tericas Las bases tericas constituyen el corazn del trabajo de investigacin, pues es sobre este que se construye todo el trabajo. Una buena base terica formar la plataforma sobre la cual se construye el anlisis de los resultados obtenidos en el trabajo, sin ella no se puede analizar los resultados. Don de para la presente investigacin se tienen la siguiente base terica:

Produccin PetroleraLuego de haber realizado la perforacin, el pozo est en condiciones de producir. En este momento puede ocurrir que el pozo sea puesto en funcionamiento por surgencia natural, lo que no ocurre en la mayora de las perforaciones. Dependiendo de varias circunstancias, tales como la profundidad del yacimiento, su presin, la permeabilidad de la roca reservorio, etc., el fluido llegar a la superficie con caudales satisfactorios o no satisfactorios.Los fluidos de un yacimiento petrleo, gas, agua- entran a los pozos impulsados por la presin a los que estn confinados en el mismo. Si la presin es suficiente, el pozo resultar surgente: produce sin necesidad de ayuda. Pero en la mayora de los casos esta surgencia natural decrece y el pozo deja de producir: el pozo est ahogado. Para proseguir con la extraccin se procede a la utilizacin de mtodos artificiales de bombeo. Los yacimientos tienen tres tipos principales de empujes naturales, a saber: Empuje por gas disuelto (disolved-gas drive). La fuerza propulsora es el gas disuelto en el petrleo que tiende a escapar y expandirse por la disminucin de presin. La recuperacin final suele ser inferior al 20%. Empuje de una capa de gas (gas-cap drive). Cuando el gas acumulado sobre el petrleo e inmediatamente debajo del techo de la trampa genera un empuje sobre el petrleo hacia los pozos. La recuperacin de un campo con capa de gas es del 40/50%. Empuje hidrosttico (Kelly drive). La fuerza impulsora ms eficiente para provocar la expulsin del petrleo del yacimiento es el empuje del agua acumulada debajo del petrleo. La recuperacin en un yacimiento con este tipo de empuje explotado racionalmente puede llegar al 60%.El mecanismo de surgencia natural es el ms econmico, ya que la energa es aportada por el mismo yacimiento. Los controles de la produccin se realizan en la superficie por medio del llamado rbol de Navidad, compuesto por una serie de vlvulas que permiten abrir y cerrar el pozo a voluntad. La surgencia se regula mediante un pequeo orificio cuyo dimetro depender del rgimen de produccin que se quiera dar al pozo. Ver figura 1.Cuando la energa natural que empuja a los fluidos deja de ser suficiente, se recurre a mtodos artificiales para continuar extrayendo el petrleo. Con la extraccin artificial comienza la fase ms costosa u onerosa de la explotacin del yacimiento. Figura 1. Esquema de pozo produciendo por flujo natural.

Fuente: Fernndez (2009).Tanto para producir un pozo por surgencia natural como por medios artificiales se emplean las mismas tuberas de produccin (tubing), en tramos de aproximadamente 9,45 m. de longitud, unidos por rosca y cupla, y en distintos dimetros, desde 1,66 a 4,5 pulgadas segn lo requiera el volumen de produccin. Entre los mtodos de extraccin artificial se cuentan los siguientes:Mtodos de produccin ArtificialCuando la energa natural de un yacimiento es suficiente para promover el desplazamiento de los fluidos desde su interior hasta el fondo del pozo, y de all hasta la superficie, se dice que el pozo fluye naturalmente. Es decir, el fluido se desplaza como consecuencia del diferencial de presin entre la formacin y el fondo del pozo. Posteriormente como producto de la explotacin del yacimiento la presin de ste disminuye, esto implica que la produccin de fluidos baja hasta el momento en el cual, el pozo deja de producir por s mismo. De all que surja la necesidad de extraer los fluidos del yacimiento mediante la aplicacin de fuerzas o energas ajenas al pozo, a este proceso se le denomina Levantamiento Artificial. Existen diversos Mtodos de Levantamiento Artificial entre los cuales se encuentran los siguientes: Bombeo Mecnico Convencional (BMC), Bombeo Elctrosumergible (BES), Bombeo de Cavidad Progresiva (BCP), Bombeo Hidrulico (BH) y Levantamiento Artificial por Gas (LAG). A continuacin se describen brevemente:

Bombeo elctrosumergible (BES)El principio bsico del sistema de bombeo a travs de bombas electrcentrfugas es transmitir en forma de presin, la energa de un motor elctrico sumergido en el fluido dentro del pozo. La unidad se encuentra suspendida de la tubera de produccin, sumergida y conectada hasta la superficie a travs de un cable para suministrar energa elctrica al motor. El conjunto motor-protector-bomba tiene un acoplamiento contino que se logra mediante ejes de conexin estriadas, los cules tienen como fin rotar el protector y la bomba al girar el eje del motor. Est formada por dos conjuntos de equipos, el de superficie y de subsuelo. El equipo de superficie est constituido por el banco de transformadores elctricos, tableros de control, variador de frecuencia, caja de venteo y miscelneos. El equipo de subsuelo est formado por; motor elctrico, protector, separador de gas, bomba centrfuga y el cable. Las BES se utilizan para manejar grandes volmenes de lquido y supera tcnica y econmicamente a otros mtodos de levantamiento artificial cuando se renen las siguientes condiciones: alta productividad del pozo, baja presin de fondo, alta relacin agua petrleo (RAP), baja relacin gas lquido (RGL.).

Figura 2. Bombeo Electro Sumergible (BES).

Fuente: Hernndez (2006).

Bombeo de Cavidad Progresiva (BCP)Las bombas de Cavidad Progresiva son mquinas rotativas de desplazamiento positivo, compuestas por un rotor metlico, un estator cuyo material es elastmero generalmente, un sistema motor y un sistema de acoples flexibles. El efecto de bombeo se obtiene a travs de cavidades sucesivas e independientes que se desplazan desde la succin hasta la descarga de la bomba a medida que el rotor gira dentro del estator. El movimiento es transmitido por medio de una sarta de cabillas desde la superficie hasta la bomba, empleando para ello un motor reductor acoplado a las cabillas. ste tipo de bombas se caracteriza por operar a bajas velocidades y permitir manejar altos volmenes de gas, slidos en suspensin y cortes de agua, as como tambin es ideal para manejar crudos de mediana y baja gravedad API.

Figura 3. Bombeo de Cavidad Progresiva (BCP).

Fuente: Hernndez (2006).

Bombeo Hidrulico (BH)Los sistemas de Bombeo Hidrulico transmiten su potencia mediante el uso de un fluido presurizado que es inyectado a travs de la tubera. ste fluido conocido como fluido de potencia o fluido motor, es utilizado por una bomba de subsuelo que acta como un transformador para convertir la energa de dicho fluido a energa potencial o de presin en el fluido producido que es enviado hacia la superficie.

Figura 4. Bombeo Hidrulico (BH).

Fuente: Hernndez (2006).

Levantamiento Artificial por (Gas Lift)El mtodo de levantamiento artificial por gas es uno de los mtodos ms utilizados en la produccin de crudos livianos y medianos en el mbito mundial y particularmente en Venezuela. Es un mtodo que utiliza gas comprimido como fuente de energa para llevar los fluidos del yacimiento desde el fondo del pozo hasta la superficie, de all que la principal consideracin en su seleccin para producir un grupo de pozos petroleros, es la disponibilidad de una fuente rentable de gas a alta presin. Existen dos tipos de LAG el continuo o el intermitente.

Figura 5. Levantamiento artificial por gas (GAS LIFT).

Fuente: Hernndez (2006).Bombeo Mecnico Convencional (BMC)Este mtodo emplea una bomba reciprocante de desplazamiento positivo en el fondo del pozo para elevar la presin del fluido y enviarlo a la superficie. La bomba de subsuelo esta compuesta por los siguientes elementos bsicos: el barril, el pistn, las vlvula fija y la vlvula viajera, son vlvulas de no retorno, de bola y asiento, de modo que solo permitan el flujo en la direccin hacia el cabezal. El volumen encerrado entre estas dos vlvulas constituye la cmara de bombeo cuando el pistn asciende, la vlvula viajera se cierra y la fija se abre, permitiendo la entrada de fluido hacia la cama de bombeo. Cuando el pistn desciende, se cierra vlvula fija y se abre la vlvula viajera, lo cual permite la salida del fluido de la cmara de bombeo hacia la descarga de la bomba. La bomba de sub-suelo es accionada por una sarta de cabillas que trasmite el movimiento reciprocante desde la superficie hasta la bomba en el extremo superior de las sarta de cabilla se encuentra la barra pulida, la cual se encarga de garantizar un buen sello en la prensa-estopa colocado sobre el cabezal de modo de minimizar la fuga de fluidos de produccin. La barra pulida es accionada por el elevador colocado en el cabezota del balancn de superficie. El balancn es un conjunto de elementos mecanices que se encarga de trasformar el movimiento giratorio de un motor, generalmente elctrico, en movimiento reciprocante debido que a el numero de carreras por minutos requeridos a nivel del sistema de bombeo es relativamente bajo, es necesario colocar una caja reductora entre el motor y el balancn.

Componentes de la unidad de bombeo mecnico Unidad de BombeoEs una unidad integrada cuyo objetivo es cambiar el movimiento angular del eje del motor a reciproco vertical, a la velocidad apropiada con el propsito de accionar la sarta de cabillas y bomba de subsuelo.

MotorEquipo que suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo para levantar los fluidos del pozo. Este puede ser un equipo de combustin interna o elctrica siendo este ltimo el de mayor utilizacin en la industria.

CabillasElemento de conexin entre la unidad de bombeo, instalada en la superficie y la bomba de sub-suelo. Mediante de esta se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento del fluido generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad.

Bombas de subsueloLa Bomba de Subsuelo est compuesta por los siguientes elementos, el Cilindro o Barril, este es un cilindro de superficie completamente pulida, dentro del cual se mueve el pistn y pueden ser convencionales o endurecidos; luego tenemos pistn o embolo, el mismo es un cilindro pulido de dimensiones exactas, el cual se puede desplazar dentro de la camisa o barril o puede mantenerse fijo el cual es accionado de esta forma por una sarta de cabillas. Despus esta la Vlvula fija o Vlvula de entrada, da por un sistema de bola y asiento que permite o no la entrada del fluido del pozo al interior de la bomba y la Vlvula viajera o Vlvula de descarga tambin llamada vlvula de salida esta formada o compuesta como la anterior, generalmente se coloca dentro del pistn, lo que generalmente viaja con este.La bomba acta segn el movimiento de la sarta de cabillas y de la unidad de bombeo en superficie. Las bombas de subsuelo se clasifican en tres tipos, Bombas Tipo Tubera, los equipos esta son instaladas en la tubera y forman parta integral de la misma.Otra es la Bomba Tipo Inserta, tambin estn las bombas Tipo Casing (se consideran como una versin de las bombas Tipo Inserta, pero de mayor tamao). La diferencia bsica entre una bomba Tipo Tubera y una Tipo Inserta es la forma en la cual el cilindro o barril es instalado en el pozo. En el caso de las bombas Tipo Tubera el cilindro es conectado a la parte inferior de la sarta de la tubera de produccin, para luego ser introducido en el pozo. Por el contrario, en el caso de las bombas Tipo Inserta el cilindro forma parte del ensamblaje de la bomba de subsuelo, y es colocado dentro del pozo a travs de la sarta de cabillas.Figura 6. Bombeo Mecnico Convencional (BMC).

Fuente: Hernndez (2006).

Figura 7. Partes fundamentales de una bomba de subsuelo.

Fuente: Hernndez (2006).Partes principales Barril y camisa, es un cilindro de superficie completamente pulido. Pistn, es un cilindro pulido el cual se mueve dentro de la camisa. Vlvula viajera, esta formada por una bola y asiento los cuales hacen un sellado hermtico, generalmente van colocada dentro del pistn. Vlvula fija, esta formada por una bola y asiento. En su parte exterior tiene un anillo de bronce o friccin. Va colocada siempre en la parte inferior de la bomba. Zapata, es un niple que tiene en su parte interior un cono o no-go y aloja el anillo del bronce o friccin de la vlvula fija, permitiendo un sellado hermtico.

Principio de operacin de una bomba de subsueloEl movimiento de la unidad de bombeo, tienes dos puntos muy bien definidos: el punto muerto superior y punto muerto inferior. Cuando el balancn esta en el punto muerto inferior, la vlvula fija y viajera estn cerradas. Al comenzar la carrera ascendente del balancn, las cabillas sufren un estiramiento pero el pistn no se mueve. Al terminar de estirarse las cabillas, el pistn comienza a moverse hacia arriba ocasionando la apertura de la vlvula fija; debido ala presin del pozo y al efecto de succin del pistn se levanta la bola de la vlvula fija. En este momento comienza a entrar el fluido (petrleo, gas, arena y agua) y se llena hasta llegar al punto superior muerto.La vlvula fija cierra y comienza la carrera descendente, en este momento las cabillas se contraen, el pistn se mueve hacia abajo y al tocar el nivel del petrleo, la bola de la vlvula viajera se levanta y permite que el fluido entre a la tubera de produccin a travs del pistn. Al mismo tiempo el peso del petrleo dentro de la bomba acta sobre la bola mantenindola cerrada contra su asiento. Al terminar la carrera descendente del fluido pasa a travs del pistn y la tubera de produccin. En este momento la bola de la vlvula fija y la bola de la vlvula viajera permanecen cerradas contra su asiento debido al peso del petrleo sobre ellas. Cuando se reinicia la carrera ascendente, el pistn desplaza todo el petrleo que se encuentra sobre el, a travs del tubing.

Tipos de bombasEl Instituto Americano del Petrleo (API) ha clasificado las bombas de subsuelo fundamentalmente en dos tipos: bomba de tubera (T) y de cabilla o insercin. Ambas consisten, como dijimos anteriormente como en unidades metlicas con sistema pistn/barril y bolas/asientos.

Bombas de cabillasLas bombas de insercin o de cabillas reciben este nombre por que se completan por la sarta de cabillas y se asientan en la zapata de tubera de produccin estas bombas a su ves se subdividen en tres tipo las de barril viajero, con anclaje inferior (RWT o RHT), las de barril estacionario tambin con asentamiento en el fondo (RWB o RHB) y las de barril estacionario y anclaje superior (RWA o RHA). La figura 8 ilustra cada una de las bombas mencionadas. El asentamiento de anclaje de la bomba puede ser en la parte superior (A) o inferior (B). Ambas, con barril viajero (T), son usadas generalmente para pozos con produccin de arena debido a que mantienen el fluido en movimiento sobre el asiento de la bomba y reducen la posicin de sedimentos en la parte inferior. El cuerpo de las bombas o barril, es fabricado esencialmente de tres tipos, de camisa integral con pared gruesa (H); de camisa independiente reemplazable (L); y de camisa integral con pared delgada (W).

Figura 8. Tipos de bomba de subsuelo segn clasificacin API.

Fuente: Hernndez (2006).

De las camisas antes mencionadas la independiente reemplazable (L), la cual originalmente la cual era seccionada en piezas de 12 pulgadas presento problemas de alineacin y altos costos; por lo tanto, fue reemplazada por una sola pieza con una longitud igual al tamao de la bomba. No obstante, este tipo de barril es muy poco usado en la industria. Las bombas de camisa con pared delgada (1/8 de espesor) se utilizan para pozos someros y las de pared gruesa (H) se instalan en pozos profundos o donde la columna de flujo de fluido ejerce mucha presin sobre la bomba el espacio libre que existe entre el pistn y el barril es conocido como FIT y su valor varia generalmente, entre 0.003 y 0.010 pulgadas. El uso correcto del FIT en la bomba depende de la temperatura de fondo profundidad de instalacin, dimetro y longitud del pistn y caracterstica del fluido (contenido de slidos, viscosidad) la longitud de los pistones varia, generalmente, entre 6 y 12 pulgadas por cada 1000 pies de levantamiento.

Bombas de TuberaComo su nombre lo indica, son bombas donde el barril y la zapata forman parte integral de la tubera de produccin; es decir, su instalacin/desinstalacin involucra directamente un trabajo de sacar/meter tubera el pistn es corrido con las cabillas y en su parte superior lleva una especie pescante que se utiliza para colocar la vlvula fija en la zapata de la bomba o para sacarla de la misma. La figura anterior parte (g y h) muestran las bombas de tubera estas bombas estn diseadas para producir mas volumen que una bomba de cabillas, para una misma tubera de produccin. Estos e explica por que el barril de dichas bombas pueden ser mayor que el dimetro interno del tubo. Al igual que las bombas de cabilla los conjuntos de anclaje pueden ser mecnicos y de friccin lo mismo ocurre con ele espesor de la camisa (pared gruesa, delgada o laminada). Pero, el niple de extensin (E) es aplicable nicamente en las bombas de tubera y se utiliza para su conexin con el tubo o bien en parte para dar espacio al pescante.

Bombas de subsuelo SIS (Shell nterin Estndar)Las bombas SIS (Shell nterin Standard), tienen marcadas diferencias con respecto a las bombas de clasificacin API y con ecuacin a las camisas de algunos pistones, las partes no son intercambiables con estas ltimas. Estas bombas fueron especficamente desarrolladas, con el fin de bombear crudos viscosos. Por esta razn, las mayores diferencias con las bombas A.P.I son las siguientes: Las jaulas de las vlvulas fueron perfiladas en tal forma que se redujo la resistencia al flujo. Se aumentaron las dimensiones de las bolas y los asientos, consiguindose una menor resistencia al flujo y mayor rea del paso. Se cambio el sistema de anclaje usando un niple H con zapata para anclar la V.F. de una bomba t o una bomba R, con un anillo de friccin, el cual se tradujo a un aumento del rea de succin de la bomba.

As, S (SIS) implican el uso de: Anclaje con anillo de friccin; un pistn de de metal tipo caja (2 pies de longitud, excepto cuando se indica otra. Jaulas y combinaciones de vlvulas, asientos diferentes de las de API. Cuellos de extensin en el fondo. Pescante tipo J en bombas Estas caractersticas no son necesarias indicarlas. Sin embargo un smbolo F se requiere en los casos en que el extremo inferior de una bomba de casillas (R) o la vlvula de anillo de una bomba (T) se asienta en un niple P en ves de un niple estndar de tipo (H). Un indicador auxiliar puede utilizarse para indicar, si es necesario, caractersticas especiales, tales como: TS (doble tapa), V (indica un el uso de un pistn muy corto o vlvula fija sobre-dimensional) ambos para bombear crudos muy viscosos.

VentajasPara un mismo tamao de bombas, el dimetro de pistn de una bomba SIS de cabillas es menor en que de una API de tubera. Sin embargo, debido a la menor eficiencia volumtrica de la SIS la capacidad de bombeo de este es comparable con la del tipo API de tubera. Si a esto sumamos el hecho de que para cambiar una bomba de cabillas no hay que sacar la tubera (en pozos secundarios se evita as tambin la demora de tiempo para meter el pozo), fcilmente se observa la ventaja de una SIS de cabilla sobre una bomba API de cabilla.

Bombas de subsuelo tipo SISSRWB Es la versin SIS de la bomba API tipo RWB. Tiene el anillo de friccin para el anclaje inferior en el fondo de el niple M, la jaula y el pistn tipo caja con vlvula viajera dentro de el.

SRWB-TSEs la misma bomba SRWB, convertida en dos etapas. Solamente se inserto una vlvula anular (TS) en la parte superior de la bomba, fabricada en bronce. La bomba tiene dos cmaras: una entre la vlvula fija y la vlvula viajera; y la otra entre la vlvula viajera y la anular. El lquido admitido por la vlvula fija es pre comprimido en la primera cmara hasta que iguale la presin en la segunda cmara, pasando a travs de la vlvula viajera, que cierra al aumentar la presin del lquido en la segunda cmara.

SRWB-OVUEs una bomba SIS tipo R. Tiene el anillo de friccin para anclaje abajo. Las caractersticas especiales son: vlvula fija sobre medida, pistn muy corto (PERRY). Es la bomba tpica para crudos muy viscosos.

STHEs la versin SIS de la bomba API tipo DH. Tiene una gran rea auxiliar en la vlvula fija, debido al cuello de extensin del fondo y un espacio muerto pequeo debido al pescante tipo J.

STH-TSEs bsicamente una bomba de barril viajero (T) con la caracterstica especial de tener una vlvula anular (TS) que la convierte en dos etapas.

Funcionamiento de bombas SIS de dos etapasUna bomba simple puede ser convertida a dos etapas, solamente instalando en la parte superior de la camisa una vlvula anular, generalmente fabricada de bronce. La bomba tiene dos cmaras: una entre vlvula fija y viajera y la otra entre la vlvula viajera y la anular. El liquido admitido por la vlvula fija es pre comprimido en la cmara hasta que iguala la presin en la segunda, pasando a ella a travs de la vlvula viajera que se cierra al aumentar la presin del liquido en la segunda cmara. Cuando esta presin se hace igual a la de la columna de fluidos sobre la bomba, la vlvula anular se abre y deja pasar el crudo hacia el tubing. Luego se cierra casi al final de la carrera ascendente. La vlvula se abre luego casi al final de la carrera descendente, permaneciendo la vlvula anular cerrada. Aqu tenemos la gran ventaja de esta bomba:

Ventajas En pozos de baja relacin de gas petrleo y en pozos con alto porcentaje de agua o en proyectos serhos (pozos recin inyectados), esta bomba elimina en gran parte el golpe de fluido (pounding), debido a que, el peso del liquido en el tubing no es soportado por el pistn en el tiro descendente ya que la vlvula anular esta cerrada. Debido a esto tambin las cabillas permanecen en tencin durante este lapso, de tal forma que viajan con velocidad bastante uniforme, eliminando en gran parte el seno que se forma el la guaya y el consiguiente golpe para la unidad de bombeo y las mismas cabillas y tuberas, con menor tendencias de esta a romperse. Debido a la mejor distribucin de las cargas durante el siclo de bombeo, esto resulta en: mejor conservacin de la unidad de bombeo cabilla, tubera y motor, menor prdida de energa, menor carga de torsin haciendo ms simple el balanceo de la unidad. DesventajasSe observa solo en las bombas de tubera cuando hay que sacarlas, debido a los dos viajes de cabilla; uno para sacar la vlvula anular y el otro para pescar la vlvula fija con la consiguiente perdida de tiempo.

Precauciones antes de meter una bomba

Chequear si el dimetro corresponde con el tubing donde se va a meter, si es el tipo especificado en el programa de trabajo y su longitud es suficiente para el tiro mximo del balancn. Revisarla todas: anillo de bronce o friccin, conexiones, etc. para descubrir daos. Quitarle la tarjeta con los datos. Debe estar completamente limpia. Limpiar con gasoil si es necesario Instalar un sobre (pony rod) encima de la bomba de cabilla, en la de tubera, esta debe ser suficiente mente largo para evitar que el cuello superior entre a la camisa y la raye Probar el bombeo de la bomba de cabilla en la superficie, sumergindola en gasoil En la bomba de tubera, meter y sacar el piston en la camisa para comprobar si se desliza suavemente Colocar llaves sobre la camisa, pistn, etc. Colocarlas solamente en los cuadros que tiene para tal fin.

Precauciones al sacar una bomba Chequearla minuciosamente y reportar cualquier anormalidad se observada Colocarle una tarjeta con todo los datos Tomar en cuenta todo lo relativo a transportacin descrito anteriormente.

Diferencias entre las bombas tipo SIS y las bombas tipo API Las jaulas de las vlvulas de las bombas tipo SIS fueron perfiladas en tal forma que se redujo la resistencia al flujo. Se le hizo una disminucin a las bolas y los asientos de las bombas tipo API consiguindose una menor resistencia al flujo, adems de tener una mayor rea de paso. Se acorto la longitud de el pistn en las bombas API hasta 2 in (pulgadas); consiguiendo reducir la friccin pistn/camisa. Se cambio el sistema de anclaje usando niple (M), como la zapata para anclar la vlvula fija de una bomba de tubera o de una bomba de cabillas con un anillo de friccion, lo cual trajo como consecuencia un aumento en el rea de succin de las bombas SIS. La nomenclatura de las bombas que van precedidas por una S, (SIS) es igual a las bombas tipo API, e indica el tipo de bomba R o T y camisa (W, H, L). De este modo SIS implica el uso de: anclaje con anillo de friccin. Pistn de metal tipo caja de 2 ft (pies) de longitud, excepto cuando se indica otra. Jaulas y combinaciones de vlvulas, asientos diferentes de las API.

Agentes que producen problemas en las bombas de subsueloEl gasEl gas es un agente que genera problemas en casos donde la produccin de gas del pozo produce un llenado parcial o incompleto en la bomba de subsuelo. En la carrera ascendente, la vlvula fija no se abre hasta que la presin de la formacin exceda la presin entre el mbolo y la vlvula fija. Si alguna fraccin de este ltimo volumen es ocupado por el gas libre, la presin cae gradualmente conforme el mbolo se mueve hacia arriba, de modo que la vlvula fija no se abre hasta que ha perdido parte de su carrera ascendente.

La arenaLas arenas siguen siendo agentes crticos en la administracin de reservorios y operaciones de produccin. En pozos que contienen arena, la bomba en el ciclo de bombeo arrastra material, ocasionando erosin en la caja, bola y asiento. Por gravedad la arena cae entre el pistn y el barril ocasionando ralladuras y pega de la bomba. La arena da como resultado altos costos de remocin, erosin de equipos y gastos de mantenimiento significativos.

Los Crudos viscososEn la mayor parte de la produccin de crudo pesado, las bolas convencionales en la bomba de subsuelo flotan fuera de sus asientos como si estuvieran suspendidos en un ambiente libre de peso, previniendo de esta manera que la bomba cargue durante el recorrido ascendente. Este es un factor que limita y detiene la produccin de fluido ocasionando prdidas econmicas considerables. Mientras tanto estos problemas cuando son vistos desde superficie, parecen indicar bloqueo por gas, pero lo que esta sucediendoen la bomba es lo exactamente opuesto al bloqueo por gas. Solo que los sntomas son los mismos.

ParafinasLos depsitos de parafinas constituyen uno de los problemas ms importantes en la circulacin de fluidos. En la industria petrolera, el problema se agrava por el depsito de sales minerales y parafina, que acelera el proceso de obstruccin de los conductos, tanto en el interior del pozo como en la superficie.

Mal diseo para la aplicacin de la bombaEs uno de los problemas ms comunes en pozos petroleros. Comnmente la rotura se debe a las insuficiencias en la dinmica de la distribucin de la tensin que conducen a canalizaciones verticales intensas de la tensin. Este factor supera caractersticas de la interface tubera-varilla / adhesivo / metal para la distribucin adecuada de las cargas aplicadas, dando por resultado la prdida de integridad del sistema de interfaz. Adicionalmente, los efectos acumulativos de las canalizaciones verticales repetidoras de la tensin agravan la prdida de integridad, acelerando as la erosin del rea afectada y llevando al desgaste o rotura. Todo esto debido al mal diseo del sistema de bombeo incluyendo el anlisis de los agentes ya antes mencionados.Otro caso ocurre cuando la porcin del barril debajo del pistn no se llena completamente con lquido durante el ciclo ascendente del pistn.La vlvula viajerapermanece cerrada, puesto que no hay suficiente incremento de presin para levantar la bola viajera fuera de su asiento. El viaje del pistn contina e incrementar su velocidad hasta alcanzar el punto medio del recorrido. En algn punto de este recorrido descendente, la vlvula viajera entra en contacto con el lquido en el barril. Cuando esto sucede, un golpe hidrulico muy fuerte ocurre.

Fallas en Bombas Mecnicas (Reciprocantes)Estos son aquellos problemas que se generan durante la produccin de pozos, en modo artificial que en este caso es el bombeo mecnico, los problemas estn en funcin a las condiciones que presenta inicialmente el yacimiento y diseo del mtodo de levantamiento estos problemas son los siguientes:

Interferencia y Bloqueo por GasEste problema se presenta en casos donde la produccin de gas del pozo produce un llenado parcial o incompleto en la bomba de subsuelo. En la carrera ascendente, la vlvula fija no se abre hasta que la presin de la formacin exceda la presin entre el mbolo y la vlvula fija. Si alguna fraccin de este ltimo volumen es ocupado por el gas libre, la presin cae gradualmente conforme el mbolo se mueve hacia arriba, de modo que la vlvula fija no se abre hasta que ha perdido parte de su carrera ascendente.

Causas de la Interferencia y Bloqueo por Gas Alta o relaciones gas petrleo (GOR) elevadas son un factor que puede incrementar las posibilidades de interferencia y bloqueo por gas. Gas libre que entra a la bomba causa interferencia de gas en varias posiciones de la carrera descendente del pistn. Yacimiento de gas en solucin en este tipo de yacimientos se genera flujo de dos fases por debajo de la presin del punto de burbuja (lquido y gas), provocando liberacin de gas e incrementando la probabilidad de que se produzcan problemas asociados al gas.

Golpe de FluidoOcurre cuando la porcin del barril debajo del pistn no se llena completamente con lquido durante el ciclo ascendente del pistn.La vlvula viajerapermanece cerrada, puesto que no hay suficiente incremento de presin para levantar la bola viajera fuera de su asiento. El viaje del pistn contina e incrementar su velocidad hasta alcanzar el punto medio del recorrido. En algn punto de este recorrido descendente, la vlvula viajera entra en contacto con el lquido en el barril. Cuando esto sucede, un golpe hidrulico muy fuerte ocurre. Entre ms veces se presente el golpe, mayor dao sufrir la bola y asiento, las guas de la bola y la retencin de la bola debido al amplio incremento en la velocidad de la misma.

Causa del Golpe de Fluido Sistema sobredimensionado, Las condiciones de sistema (S, N, pistn), sobrepasan las de yacimiento sin dar tiempo a una recuperacin y llenado completo de bomba.

Problemas de ArenaLa produccin y el control de arenas siguen siendo retos crticos en la administracin de reservorios y operaciones de produccin. En pozos que contienen arena, la bomba en el ciclo de bombeo arrastra material, ocasionando erosin en la caja, bola y asiento. Por gravedad la arena cae entre el pistn y el barril ocasionando ralladuras y pega de la bomba. La arena da como resultado altos costos de remocin, erosin de equipos y gastos de mantenimiento significativos.

Causas de Problemas de Arena Etapa de vida del reservorio, cuando Usualmente no existe data histrica de las arenas, y el enfoque est en pronosticar las condiciones bajo las cuales podra ocurrir la produccin de arena. Este riesgo es mayor cuando el pozo esta en una etapa de declinacin. Condiciones geolgicas y del yacimiento o Condiciones tpicas de roca, pozo y reservorio. Completacin de pozo, Segn su longevidad va ser un factor que influya en la produccin.

Crudos PesadosEn la mayor parte de la produccin de crudo pesado, las bolas convencionales en la bomba de subsuelo flotan fuera de sus asientos como si estuvieran suspendidos en un ambiente libre de peso, previniendo de esta manera que la bomba cargue durante el recorrido ascendente. Este es un factor que limita y detiene la produccin de fluido ocasionando prdidas econmicas considerables. Mientras tanto estos problemas cuando son vistos desde superficie, parecen indicar bloqueo por gas, pero lo que esta sucediendoen la bomba es lo exactamente opuesto al bloqueo por gas. Solo que los sntomas son los mismos.

ParafinasLos depsitos constituyen uno de los problemas ms importantes en la circulacin de fluidos. En la industria petrolera, el problema se agrava por el depsito de sales minerales y parafina, que acelera el proceso de obstruccin de los conductos, tanto en el interior del pozo como en la superficie.

Causas del problema con las Parafinas Formacin de depsitos de calcio, estroncio, bario y magnesio, Producen depsitos que obstruyen y bloquean tuberas y lneas. Incrustaciones, Son el producto de las reacciones qumicas y formacin de precipitados. Microbios y bacterias, Organismos que por su hbitat favorecen la formacin de depsitos.

Recuperacin Mejorada de Petrleo (EOR)La recuperacin mejorada de petrleo EOR (Del ingles Enhanced Ol Recovery) se refiere a todos los procesos utilizados para recuperar ms petrleo de un yacimiento del que se lograra por mtodos primarios. En su mayora consisten en inyecciones de gases o qumicos lquidos y/o en el uso de energa trmica. Entre los primeros, los ms utilizados son: los hidrocarburos gaseosos, el CO2, el nitrgeno y los gases de combustin. Entre los qumicos lquidos se incluyen polmeros, surfactantes e hidrocarburos solventes y finalmente los procesos trmicos tpicos se refieren al uso de vapor o agua caliente o bien a la generacin in situ de energa trmica mediante la combustin de petrleo en la roca yacimiento.Los fluidos inyectados y los procesos de inyeccin complementan la energa natural presente en el yacimiento para desplazar el petrleo hacia un pozo productor. Adema, los fluidos inyectados interactan con el sistema roca/fluido, debido, posiblemente, a mecanismos fsicos y qumicos y a la inyeccin o produccin de energa trmica, a fin de crear condiciones favorables para la recuperacin de petrleo. Tales interacciones pueden, por ejemplo, dar lugar a una disminucin de la tensin interfacial, hinchamiento del petrleo, reduccin de su viscosidad, modificacin de la humectabilidad o comportamiento favorable de fases. Los procesos EOR se han usado como una continuacin de la recuperacin secundaria, por lo que se les ha denominado procesos de recuperacin terciaria. Sin embargo en el caso de petrleo muy viscosos y lutitas petrolferas, con muy poca o ninguna recuperacin primaria ni secundaria, EOR se refiere a las tcnicas de recuperacin de petrleo empleadas desde el comienzo de la vida productiva del yacimiento, es decir que no se restringen a una fase en particular: primaria, secundaria o terciaria. En otras palabras, el termino se utiliza para eliminar la confusin entre el mantenimiento de presin, la recuperacin secundaria y terciaria. El mayor atractivo de estos mtodos es que en los yacimientos que se estn explotando todava queda ms de la mitad del petrleo original en situ. Sin embargo su aplicacin depende de los precios del petrleo y de las ganancias debido a que la tecnologa EOR es muy compleja y costosa con respecto a otros procesos. A pesar de lo antes sealado, la utilizacin de estos mtodos se ha incrementado debido a la declinacin de las reservas de petrleo.Clasificacin de los mtodos EORExisten diferentes mtodos de recobro no convencionales, que permiten mejorar los recobros por inyeccin de agua. Algunos aplican calor y otros no. Una posible clasificacin de estos mtodos de alta tecnologa la presentan Farouq Al y Thomas, la cual se muestra en la figura 9 donde los dos grandes grupos son trmicos y no trmicos. Los primeros se usan con preferencia para los crudos pesados. Los mtodos no trmicos se utilizan para crudos livianos, aunque algunos pueden ser aplicables a crudos pesados, pero han tenido poco xito en las aplicaciones de campo. La geologa de los yacimientos y las propiedades de los fluidos determinan cual mtodo se debe usar, aun cuando los conocimientos fundamentales puedan descartarlos.

Figura 9. Clasificacin de los Mtodos de Recuperacin Mejorada de Petrleo (EOR)Fuente: Hernndez (2006).Mtodos no convencionales no trmicosLos mtodos no trmicos abarcan los procesos trmicos y los miscibles. Los primeros incluyen los polmeros, surfactantes, custicos, las invasiones micelar/polmero y combinaciones. Los mtodos miscibles incluyen los empujes miscibles de alta presin, usando un gas de hidrocarburo, nitrgeno o dixido de carbono, as como el desplazamiento de hidrocarburos lquidos. Muchas variaciones son posibles en la aplicacin de estos procesos: una importante ha sido la inyeccin alternada de agua y gas mejor conocida como proceso WAG (del ingles Wter Alternating Gas). Otros mtodos, que no caen estrictamente en las categoras de miscibles y qumicos, incluyen empujes de gas inmiscible por dixido de carbono, gases inertes y otros.

Invasiones QumicasLa mayora de los procesos qumicos involucran la inyeccin de materiales que usualmente no estn presentes en los yacimientos. Entre ellos se encuentran polmeros, surfactantes, emulsiones y combinaciones de ellos. Algunos menos conocidos utilizan amonio, alcoholes y un amplio rango de surfactantes y lcalis. Aun cuando las invasiones qumicas han tenido xito limitado, se consideran promisorias para el futuro.Debido a que cada yacimiento es nico en lo que se refiere a las propiedades de los crudos y del medio poroso, se deben disear sistemas qumicos caractersticos para cada aplicacin. Los reactivos qumicos empleados, sus concentraciones en los procesos de inyeccin y el tamao de los mismos, dependern de las propiedades de los fluidos y del medio poroso de la formacin, as como, de las consideraciones econmicas correspondientes (PDVSA-CIED, 1998).

Invasiones de PolmerosEl principio bsico que sigue este mtodo es el agua puede hacerse ms viscosa a partir de la adicin de un polmero soluble en agua, lo cual conduce a una mejora en la relacin de movilidad agua/petrleo y de esta manera se puede mejorar la eficiencia de barrido y por tanto un mayor porcentaje de recuperacin. Entre los polmeros usados para este mtodo se encuentran los polisacridos (o biopolmeros) y las poliacrilamidas (PAA) y sus derivados. A bajas salinidades, las PAA presentan una mayor relacin de movilidad por medio del incremento de la viscosidad del agua y de la disminucin de la permeabilidad al agua de la formacin. Los biopolmeros son menos sensibles a los efectos de salinidad, sin embargo son ms costosos en virtud de los procesos de pretratamiento que requieren.

Figura 10. Esquema del proceso de inyeccin de polmeros.

Fuente: PDVSA-CIED (1998).

Invasin con surfactantesLos surfactantes son compuestos orgnicos provenientes de petrleo crudo y otros aditivos, que mezclados a bajas concentraciones en agua reducen la tensin interfacial. El principal objetivo de este proceso es recobrar el petrleo residual, 20 a 40% del volumen poroso (VP), que permanece despus de la recuperacin primaria o de una inyeccin de agua. Como beneficio secundario puede tambin mejorar la eficiencia de barrido volumtrico. Algunas de las primeras investigaciones en las invasiones con surfactantes, se llevaron a cabo con la idea de bajar la tensin interfacial entre el petrleo y el agua a valores muy pequeos (menos que 0,001 dinas/cm), de modo que el petrleo atrapado se haga mvil y sea desplazado por el fluido inyectado. Es decir, se trata de que ocurra como un desplazamiento miscible, sin las desventajas caractersticas de la movilidad desfavorable y la segregacin por gravedad. Tal como se observa en la Figura 11, generalmente, para asegurarse de que la movilidad est bien controlada, el tapn de surfactante se empuja con un determinado volumen de solucin de polmeros. Adems, se utilizan varios aditivos con el surfactante para protegerlo contra las sales minerales del agua de formacin por la precipitacin o secuestro de los cationes divalentes. Los aditivos ms populares son amonio, carbonato de sodio y trifosfato de sodio.

Invasiones alcalinas o procesos de inversin de humectabilidadLa inyeccin de soluciones alcalinas (o custicas) emplea un proceso de emulsificacin in situ. Este mtodo EOR requiere adicionar al agua de inyeccin ciertas sustancias qumicas como hidrxido de sodio, silicato de sodio, soda custica o carbonato de sodio, las cuales reaccionan con los cidos orgnicos que contiene el petrleo del yacimiento. A medida que el agua alcalina y el petrleo reaccionan, se van produciendo sustancias jabonosas (surfactantes) en la interface petrleo-agua, las cuales permiten que el petrleo sea producido por uno de los siguientes mecanismos:

Reduccin de la tensin interfacial como resultado de la formacin in situ de surfactantes. Cambio de humectabilidad, de humectado por petrleo a humectado por agua. Emulsificacin y entrampamiento del petrleo para ayudar a controlar la movilidad. Emulsificacin y arrastre del petrleo. Solubilizaran de las pelculas rgidas de petrleo en la interface petrleo-agua.El proceso es muy complejo y no es fcil de entender, pero la recuperacin mejorada se obtiene cambiando la mojabilidad de la roca y bajando la tensin interfacial, lo cual causa una emulsificacin intermedia.

Figura 11. Esquema del proceso de inyeccin de surfactantes.

Fuente: PDVSA-CIED (1998).Invasiones micelaresLa invasin micelar o microemulsin es un proceso muy complejo, pero es un mtodo terciario de recuperacin de petrleo muy promisorio para petrleos livianos. Ha sido extensamente probado en el laboratorio y existen varias pruebas de campo con resultados exitosos. Una revisin del avance de este proceso fue presentado por Thomas y Farouq Al en 1989 y Green y Willhite en 1998. La tcnica consiste en la inyeccin de un tapn micelar (cerca del 5% del VP) seguido por un volumen de solucin de polmero (del orden del 50% del VP), el cual se empuja con agua; a menudo se inyecta un preflujo delante del tapn micelar para condicionar la roca. La solucin micelar que se utiliza es el elemento clave del proceso y est formada por agua, un hidrocarburo, 10-15% de surfactante, junto con pequeas cantidades de sal y un alcohol adecuado; este ltimo para controlar la viscosidad y el comportamiento de fase. La solucin, as preparada, se prueba con interacciones entre el petrleo del yacimiento y la salmuera, y tambin en invasiones de ncleos.

Inyeccin de espumaLas espumas son acumulaciones de burbujas de gas separadas unas de otras por pelculas gruesas de lquidos, con la propiedad de tener una viscosidad mayor que la del gas o lquido que la componen. La inyeccin de espuma consiste en inyectar aire, agua y un agente qumico que la estabiliza, y se realiza a una razn de movilidad menor que la inyeccin de gas o lquido solos. La calidad de la espuma se define como la razn entre el volumen de gas contenido y el volumen total de la espuma, habindose demostrado que la mxima calidad es 0,96, ya que se requiere un 4% de lquido para producirla. La inyeccin de espuma en el medio poroso crea un gran nmero de interfaces elsticas que ejercen una fuerza tipo pistn sobre el petrleo que es desplazado. El pro-ceso es altamente eficiente ya que las espumas se ubican primero en los poros ms grandes, donde tienden a obstruir el flujo. Los poros pequeos son invadidos luego, mientras que las secciones ms permeables se van llenando de la espuma y la eficiencia de barrido vertical se mejora.

Desplazamientos misciblesLos mtodos de desplazamientos miscibles son los que ms han llamado la atencin de los ingenieros de petrleo en su propsito de aumentar el recobro. Los conceptos bsicos fueron propuestos en el ao 1927, pero el desarrollo de campo no tuvo lugar sino hasta el ao 1960. Este proceso consiste en inyectar un agente desplazante completamente irascible con el petrleo existente. Como resultado, la tensin interfacial entre los dos se reduce a cero (no existe una interface), el nmero capilar se hace infinito y el desplazamiento de petrleo se asegura en un 100% en los poros que son barridos por el agente desplazante, si la razn de movilidad es favorable. En condiciones ideales, el fluido desplazante y el petrleo se mezclan en una banda estrecha (denominada zona de mezcla o zona de transicin) que se expande a medida que se mueve en el medio poroso, y desplaza todo el petrleo que se encuentra delante como un pistn.El desplazamiento miscible puede ser del tipo de primer contacto, como el de un hidrocarburo por otro, cuando los dos son miscibles en todas las proporciones; en esta categora cae el desplazamiento de un crudo liviano con propano o LPG. El desplazamiento de un petrleo por un gas a alta presin es generalmente del tipo de mltiples contactos; esto es, la miscibilidad entre los dos se alcanza por varios contactos y el correspondiente equilibrio de fases. Para determinar si despus de varios contactos se puede lograr la miscibilidad a la presin de operacin, se utiliza un diagrama ternario de equilibrio de fases. El dixido de carbono y el nitrgeno tambin se pueden usar como agentes miscibles de desplazamiento, en condiciones apropiadas (muy altas presiones de operacin, crudos de alta gravedad API). Las soluciones micelares o microemulsiones pueden actuar como agentes miscibles de desplazamiento, en los cuales el petrleo no es - desplazado completamente y lo mismo es vlido para ciertos alcoholes. A pesar de que se han efectuado cientos de invasiones miscibles, muy pocas han resultado exitosas, debido a los problemas sealados y a otros que estn relacionados con la geologa de la formacin (heterogeneidad del yacimiento) y con la disponibilidad del material adecuado. Entre los casos exitosos puede sealarse el de los yacimientos de Alberta en Canad, con un gran buzamiento vertical y con el desplazamiento de petrleo buzamiento abajo. As, con un empuje con la gravedad estabilizada se puede recuperar hasta un 90% del petrleo m situ. Una buena discusin sobre este tpico se presenta en el trabajo de Howes. A continuacin se describen los diferentes procesos de desplazamientos miscibles.

Proceso de tapones misciblesEl desplazamiento de petrleo con un tapn miscible generalmente se refiere a la inyeccin de algn solvente lquido que es miscible despus del primer contacto con el petrleo del yacimiento. La Figura 7 muestra un esquema del proceso LPG; especficamente, en este caso, se inyecta un tapn (cerca del 2-5% del VP) de propano u otro LPG, el cual se empuja con gas natural, gas pobre o gas de combustin, seguido de agua. A menudo el agua se inyecta con el gas en pequeos tapones en forma alternada (proceso WAG), lo cual mejora la razn de movilidad en la interface del tapn de gas; el gas menos viscoso, en efecto, acta como un fluido viscoso. Esta aproximacin tambin se usa en otros procesos miscibles. El tapn ser un lquido si la temperatura del yacimiento se encuentra por debajo de la temperatura crtica (207F en el caso del propano).

Inyeccin alternada de agua y gas (Proceso WAG)La inyeccin alternada de gas junto con el agua es una variante de los tapones miscibles. Fue propuesta por Caudle y Dyes como un proceso que permite controlar la inestabilidad del frente de desplazamiento y mejorar la eficiencia de barrido vertical al disminuir la razn de movilidad y, por lo tanto, aumentar la eficiencia de barrido volumtrico.En este proceso se inyectan tapones de agua y gas alternadamente, los cuales se mueven secuencialmente recorriendo la misma ruta en el yacimiento hacia los pozos productores en una relacin agua-gas determinada, de manera que el tapn de agua no alcance el banco de fluido miscible (gas) donde est ocurriendo el principal desplazamiento. La inyeccin alternada de agua y gas se espera que combine las ventajas de un desplazamiento miscible con las de inyeccin de agua. La Figura 12 muestra el esquema de una inyeccin WAG no convencional.

Figura 12. Proceso de inyeccin alternada de agua y gas (segn Klins").Fuente: Paris (2007).Empujes con gasLa inyeccin continua de gas se destaca como uno de los mtodos ms prometedores paira recobrar el petrleo residual que queda en las zonas barridas y no barridas de los yacimientos despus de la inyeccin de agua. Debido a la disminucin de la tensin interfacial y a las mejoras de la movilidad del crudo, los desplazamientos irascibles e inmiscibles pueden lograr altas eficiencias de barrido. En 1941, Pirson propuso la utilizacin del dixido de carbono a altas presiones y, posteriormente, se ha planteado usarlo junto con agua, con el objetivo de reducir la viscosidad del petrleo y provocar su hinchamiento. Tambin, en los procesos de desplazamientos miscibles se emplea el C02 como un tapn controlador de empuje. Otras variantes de estos procesos se logran utilizando gases pobres y gases de combustin, obtenidos a partir del quemado de gas natural en motores de combustin interna, los cuales contienen un 87% de nitrgeno, 13% de C02 y, en algunos casos, muy bajos proporciones de gases inertes. Las tcnicas se basan en que el C02 se disuelve en el petrleo y le reduce viscosidad, mientras que el nitrgeno aumenta la presin del yacimiento. Se ha reportado que este mtodo, en condiciones inmiscibles, puede generar incrementos de produccin de petrleo con mrgenes econmicamente atractivos aun a bajos precios del crudo. A continuacin se presentan algunas de estas aplicaciones, en ciertos casos tambin utilizados como tcnicas de estimulacin de pozos:

Inyeccin cclica de gasLa inyeccin cclica de gas es un proceso de recuperacin mejorada que consiste en la inyeccin de un volumen determinado de gas (tapn) en un pozo productor. Despus de esta inyeccin, el pozo se cierra durante un periodo (tiempo de remojo) para permitir el equilibrio de las fases en la formacin y, posteriormente, se reabre la produccin. El ms comn de estos procesos es la inyeccin cclica de C02, tambin conocido como "C02 huff and pufF y, a pesar de que fue propuesto inicialmente como una alternativa a la inyeccin cclica de vapor en la recuperacin de crudos pesados, se han desarrollado varias pruebas de campo en yacimientos de crudos livianos y medianos. Los mecanismos de produccin atribuidos a la inyeccin cclica de C02 son: Reduccin de la viscosidad del crudo Hinchamiento del petrleo Empuje por gas en solucin Disminucin de la tensin interfacial Cambios en la mojabilidad del medio poroso

Inyeccin de agua carbonatadaEsta tcnica de recobro, que se presenta en la Figura 13, consiste en agregar dixido de carbono al agua de inyeccin, con el objeto de lograr una razn de movilidad favorable entre la fase desplazante y la fase desplazada por efecto de la reduccin de la viscosidad del petrleo al mezclarse con el C02 del agua. La zona de agua carbonatada se desplaza posteriormente mediante la inyeccin de agua.

Figura 13. Inyeccin de agua carbonatada (segn Klins).Fuente: Paris (2007).Mtodos no convencionales trmicosLos mtodos de recuperacin trmica, particularmente la inyeccin cclica y continua de vapor, han demostrado ser los procesos de recuperacin mejorada de mayor xito en los ltimos aos. Aproximadamente, el 60% de la produccin diaria de EOR en Estados Unidos, Canad y Venezuela proviene principalmente de procesos de inyeccin de vapor. El objetivo bsico en la aplicacin de tales mtodos es la reduccin de la viscosidad del petrleo con la finalidad de mejorar su movilidad, por lo cual son especialmente adecuados para petrleos viscosos (5-15o API), aunque tambin se usan en petrleos hasta de 45 API. Otros beneficios obtenidos con los mtodos trmicos son: la reduccin de la saturacin de petrleo residual a consecuencia de la expansin trmica, el aumento de la eficiencia areal por efecto de la mejora en la razn de movilidad, destilacin con vapor, craqueo trmico, y otros.En general, se clasifican en dos tipos: los que implican la inyeccin de fluidos en la formacin, como la inyeccin de agua caliente y la inyeccin de vapor, en sus dos modalidades, cclica y continua; y los que utilizan la generacin del calor en el propio yacimiento. A estos ltimos se les conoce como procesos in situ, destacndose entre ellos la combustin in situ. Seguidamente se presenta una breve descripcin de los distintos mtodos de recuperacin trmica.

Inyeccin de agua calienteLa inyeccin de agua caliente es probablemente el mtodo trmico de recuperacin ms simple y seguro, y dependiendo de las caractersticas del yacimiento, puede ser econmico y ventajoso. Es un proceso de desplazamiento en el cual el petrleo se desplaza inmisciblemente, tanto por agua caliente como por agua fra. Durante el proceso (Figura 14), la zona vecina al pozo inyector se va calentando y, a su vez, parte del calor inyectado se pierde hacia las formaciones adyacentes. El agua caliente inyectada suple el calor necesario a expensas de su calor sensible y, como consecuencia, su temperatura disminuye; adems, como se mueve alejndose del pozo inyector y mezclndose con los fluidos a la temperatura original del yacimiento, se forma una zona calentada en la cual la temperatura vara desde la temperatura de inyeccin, en el pozo inyector, hasta la del yacimiento a una cierta distancia del pozo inyector.

Figura 14. Inyeccin de agua caliente.

Fuente: Paris (2007).El tamao de la zona calentada aumenta con el tiempo, pero su temperatura ser menor que la temperatura de inyeccin. El borde del agua inyectada pierde calor rpidamente, de manera que inmediatamente alcanza la temperatura del yacimiento, por lo que en el borde de este frente de desplazamiento la movilidad del petrleo es la del petrleo no calentado. Por otro lado, la viscosidad del agua caliente inyectada ser menor que la correspondiente a una inyeccin de agua convencional, lo cual provoca una irrupcin ms temprana del fluido inyectado.Esto conduce a un mejor desplazamiento en la zona calentaday a un incremento del recobro final, aun en las zonas donde la saturacin de petrleo residual no disminuye con el aumento de temperatura. Los mecanismos de desplazamiento en este proceso son: Mejoramiento de la movilidad del petrleo al reducir su viscosidad Reduccin del petrleo residual por altas temperaturas Expansin trmica del petrleoLa principal desventaja de la inyeccin de agua caliente con respecto a la inyeccin de vapor es que la mxima tasa de inyeccin es menor, porque el contenido de calor del 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 el volumen de arena petrolfera que puede ser calentado efectivamente. Exceptuando los efectos de temperatura y tomando en cuenta que este proceso se aplica a crudos relativamente viscosos, la inyeccin de agua caliente tiene varios elementos comunes con la inyeccin convencional de agua.

Drenaje por gravedad asistido con vapor (SAGD)Butler desarroll este proceso especficamente para la recuperacin in situ del bitumen de las arenas lutticas petrolferas. El proceso se aprovecha de la segregacin vertical del vapor a travs de un par de pozos horizontales, con el pozo productor horizontal localizado en el mismo plano vertical, tal como se presenta en la Figura 15. El pozo superior es el inyector y el pozo ms profundo, el productor.El objetivo es introducir el vapor continuamente y remover el vapor condensado que se va formando junto con el petrleo que se va calentando. La Figura 17 muestra el proceso: el vapor se introduce cerca del fondo del yacimiento y tiende a elevarse, mientras que el petrleo calentado tiende a caer hacia el fondo.

Figura 15. Proceso de drenaje por gravedad asistido con vapor (segn Butler)

Fuente: Paris (2007).

La cmara de vapor que se va formando encima del productor, se mantiene a una presin constante durante todo el proceso y est rodeada por la cirena petrolfera fra a travs de la cual fluye el vapor hacia la interface y se condensa; esto permite que el petrleo drene por gravedad hasta el pozo productor. Segn Farouq Al y Thomas el proceso SAGD ha resultado altamente exitoso en una serie de pruebas en Canad, donde la produccin del yacimiento se ha mantenido por encima de 2000 BPD. Tambin sealan una variacin interesante no trmica del SAGD, el proceso VAPEX, en el cual se inyecta un gas liviano, como el etano, en lugar del vapor. Este proceso an no ha sido probado en el campo.

Combustin in situLa combustin in situ o "invasin con fuego", es un mtodo nico debido a que una porcin del petrleo en el yacimiento (cerca del 10%) se quema para generar el calor, obtenindose una alta eficiencia trmica. Existen tres tipos de procesos de combustin en el yacimiento. El primero se denomina Combustin Convencional o "combustin avanza en la misma direccin del flujo de fluidos; en el segundo, denominado Combustin en Reverso o en "contracorriente", la zona de combustin se mueve en direccin opuesta a la del flujo de fluidos. Aunque el proceso convencional es el ms comn, ambos tienen ventajas, limitaciones y aplicaciones especficas. El tercer tipo es la combustin hmeda, mejor conocida como proceso COFCAW, en el cual se inyecta agua en forma alternada con el aire, crendose vapor que contribuye a una mejor utilizacin del calor y reduce los requerimientos de aire.El proceso de combustin in situ se inicia generalmente bajando un calentador o quemador que se coloca en el pozo inyector. Luego se inyecta aire hacia el fondo del pozo y se pone a funcionar el calentador hasta que se logre el encendido. Despus que se calientan los alrededores del fondo del pozo, se saca el calentador, pero se contina la inyeccin de aire para mantener el avance del frente de combustin.

Figura 16. Combustin in situ.

Fuente: Alvares (2006).Inyeccin contina de vaporEn principio, como la inyeccin de agua, ste es un mtodo de empuje en arreglos, con pozos de inyeccin y produccin. En este caso, el comportamiento depende bsicamente del tamao del arreglo, ya que las prdidas de calor hacia las rocas adyacentes pueden consumir gran proporcin del calor inyectado. Como se observa en la Figura 17, el vapor se inyecta continuamente en el pozo inyector, lo cual genera en la formacin una zona de vapor que avanza a una tasa siempre decreciente. 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.Otras medidas pueden incluir intervalos de cierre de la produccin del vapor, la recompletacin de pozos y, aun, perforar productores interespaciados. Un poco ms tarde se descontina el vapor y se inyecta agua caliente o fra, o los inyectores se cierran, mientras que los productores se mantienen abiertos. Existen otras opciones para manejar las inyecciones continuas de vapor en etapas maduras.

Figura 17. Proceso de inyeccin contina de vapor.

Fuente: Paris (2007).

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 bajo que la de la inyeccin cclica de vapor debido a que las prdidas de calor son mayores. Los primeros proyectos de Inyeccin Continua de Vapor en gran escala se realizaron en Schoonebeek, Holanda y Ta Juana, Estado Zulia, en Venezuela. La Inyeccin Alternada de Vapor se descubri accidentalmente en 1959, durante la prueba piloto de Inyeccin Continua de Vapor que se estaba llevando a cabo en Mene Grande, Estado Zulia, en Venezuela.

Inyeccin alternada de vaporLa inyeccin alternada de vapor fue descubierta accidentalmente en Venezuela en el ao 1957, cuando la empresa Shell Oil Company desarrollaba una prueba de inyeccin continua de vapor en el Campo Mene Grande. Luego fue empleada en California en el ao 1960 y actualmente ha pasado a ser una tcnica econmicamente confiable. Este mtodo consiste en inyectar, en un determinado pozo, un volumen preestablecido de vapor por un perodo que va de una a tres semanas. Despus de la 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 disperse uniformemente alrededor del pozo. Luego se abre nuevamente el pozo a produccin hasta que el proceso deje de ser econmicamente rentable. La Figura 18 muestra un esquema del proceso.El nombre del mtodo se debe a la alternabilidad que existe entre las etapas de inyeccin de vapor y de produccin de petrleo en un mismo pozo. Las fases de inyeccin, remojo y produccin, y el tiempo que duran constituyen un "ciclo" en el proceso, por lo que tambin se le denomina Inyeccin Cclica de Vapor o Remojo con Vapor ver figura 18. El ciclo, tambin conocido como huff and puff, puede repetirse hasta que la respuesta resulte marginal, debido a la declinacin de la presin del yacimiento y al aumento de la produccin de agua. Este mtodo EOR se aplica en yacimientos de crudos pesados para aumentar el recobro durante la fase de produccin primaria. Durante este tiempo se ayuda a la energa natural del yacimiento porque el vapor reduce la viscosidad del petrleo, facilitando su movimiento a travs de la formacin y aumentando la produccin de los pozos.

Figura 18. Esquema de inyeccin alternada de vapor segn (NIPER).

Fuente: Paris (2007).

Despus que el pozo se abre a produccin y que se bombea, la tasa de petrleo aumenta y se mantiene as por un perodo largo (70 BPD en promedio durante seis meses) hasta que el rendimiento se vuelve antieconmico o hasta que el petrleo se toma demasiado fro (viscoso) para ser bombeado. Luego se repite todo el proceso muchas veces, debido a que es econmico y conveniente. Este mtodo se utiliza en yacimientos poco profundos, con pozos perforados en espaciados cortos. Generalmente, despus de este proceso se inicia una inyeccin continua de vapor por dos razones: para continuar el calentamiento y la mejora de las condiciones del petrleo.

Figura 19. Respuesta de produccin de la inyeccin cclica de vapor capilar (segn faraouq Ali).

Fuente: Paris (2007).

Definicin de Trminos BsicosEquilibrio: a una situacin especfica en que un sistema fsico, biolgico, econmico o de otro tipo en el que existen diferentes factores o procesos, cada uno de los cuales son capaces de producir cambios por s mismo, pero que puestos en conjunto no producen cambios en el estado del sistema a lo largo del tiempo

Estrato: (reservorio) localizacin o trampa donde se encuentra el rea o zona con hidrocarburo.

Emulsin directa: las emulsiones directas son aquellas en las que la fase dispersa es una sustancia lipoflica (grasa o aceite) y la fase continua es hidroflica (normalmente agua). estas emulsiones suelen denominarse l/h o o/w. ejemplos son adems de las emulsiones bituminosas, la leche, la mayonesa, algunos tipos de pinturas, y muchos productos alimentarios y fitosanitarios.

Emulsin inversa: las emulsiones inversas por el contrario son las que la fase dispersa es una sustancia hidroflica y la fase continua es lipoflica. Estas emulsiones suelen denominarse con la abreviatura h/l o w/o. (como ejemplos pueden citarse las margarinas, fluidos hidrulicos y la mayora de las cremas cosmticas).

Falla: en geologa, es una discontinuidad que se forma en las rocas superficiales de la tierra (hasta unos 200 km de profundidad) por fractura, cuando las fuerzas tectnicas superan la resistencia de las rocas. La zona de ruptura tiene una superficie generalmente bien definida denominada plano de falla y su formacin va acompaada de un deslizamiento de las rocas tangencial a este plano.

Flotabilidad: "todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del lquido desalojado". para que un buque flote, la condicin es que su peso especifico sea menor que el del lquido desalojado por aquel. es por ello que la flotabilidad es la propiedad que tienen los buques para mantenerse a flote y que, sumergido hasta la lnea de mxima carga, quede volumen suficiente fuera del agua para que pueda navegar con mal tiempo, en previsin de aumento de peso por embarque de agua.

Movilidad: mecanismo de transferencia del fluido de un punto a otro, entre el espacio poroso de la roca

Permeabilidad: es la propiedad que tiene la roca al permitir el paso de fluidos por su espacio poroso, es considerada una de las variables ms importantes para el estudio por la movilidad del fluido. Se mide en milidarcy.

Pliegue: es una deformacin de las rocas, generalmente sedimentarias, en la que elementos de carcter horizontal, como los estratos o los planos de esquistosidad (en el caso de rocas metamrficas), quedan curvados formando ondulaciones alargadas y ms o menos paralelas entre s. Los pliegues se originan por esfuerzos de compresin sobre las rocas que no llegan a romperlas; en cambio, cuando s lo hacen, se forman las llamadas fallas.

Porosidad: es la relacin entre el volumen y vaco poroso de la roca y su volumen total se mide en porcentaje.

Presin de flujo: es la presin ocasionada por la movilidad del fluido, esta ejerce hacia el espacio o paredes de la formacin.

Presin del poro: es la presin al que sta sometido el poro o paredes intersticiales de los conductos porosos.

productividad: es el comportamiento volumtrico del flujo del estrato hacia el pozo, analizado por las variables de presin, viscosidad, permeabilidad y porosidad, ley de darcy con relacin al tiempo, desde que se caonea el pozo por primera vez, hasta que deja de ser productivo comercialmente, se mide en volumen producido por tiempo de actividad del pozo.

P.V.T: los estudios PVT se llevan a cabo con el propsito de analizar los yacimientos, y partiendo de los resultados de estos estudios, determinar los diversos parmetros y metodologas que se desarrollarn para poner a producir el yacimiento.

Tensin interfacial: Se llama tensin interfacial a la energa libre existente en la zona de contacto de dos lquidos inmiscibles. Esta energa es consecuencia de las tensiones superficiales de los dos lquidos, y evita que se emulsiones espontneamente

Tortuosidad: la tortuosidad es una caracterstica que representa lo tortuoso de una curva, es decir, el grado de vueltas o rodeos que tiene.

Viscosidad: es la oposicin de un fluido a las deformaciones tangenciales. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal, en realidad todos los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad, siendo el modelo de viscosidad nula una aproximacin bastante buena para ciertas aplicaciones.

CAPITULO IIIMARCO METODOLGICO

63CAPITULO IIIMARCO METODOLGICO Este captulo comprende la descripcin de la estrategia a seguir expresada a travs del tipo y modalidad de la investigacin, la caracterizacin de las unidades de anlisis, las tcnicas, procesos e instrumentos de medicin a ser utilizados. Donde La modalidad se relaciona directamente con el tipo de investigacin y el diseo que el investigador desarrollara para darle solucin a la problemtica planteada, quedando la modalidad descrita de la siguiente manera:Las modalidades de la investigacin seleccionada fue la modalidad acadmica esta modalidad de Investigacin consiste en el estudio de un problema con el objeto de ampliar y profundizar el conocimiento inherente a su naturaleza, el cual est contenido en diversas fuentes documentales. La originalidad del trabajo especial de grado en esta modalidad debe reflejarse en el enfoque, criterios, conceptos, conclusiones y recomendaciones referidos por el autor y, segn los objetivos a lograr, podr ser de tipo: comparativo, anlisis crtico de problemas terico-prcticos, revisin crtica del estado del conocimiento en determinados campos del saber, elaboracin de modelos, y otros.

Tipo de InvestigacinEl tipo de investigacin se seleccionara tomando en cuenta los objetivos perseguidos la investigacin donde fue de tipo Descriptiva, El objetivo de la investigacin descriptiva consiste en llegar a conocer las situaciones, costumbres y actitudes predominantes a travs de la descripcin exacta de las actividades, objetos, procesos y personas.

64Su meta no se limita a la recoleccin de datos, sino a la prediccin e identificacin de las relaciones que existen entre dos o ms variables de la investigacin (Eyssautier 2008).

Diseo de la Investigacin La investigacin se efectuara bajo un diseo no experimental; la misma fue desarrollada no experimentalmente es la que se realiza sin manipular las variables independientes y se basa en sucesos, variables o conceptos ya ocurridos esto segn, Hernndez, Fernndez y Batista, 2003. En el cual para la presente investigacin se revisaran y analizaran los reportes e informes de produccin de los pozos pertenecientes al campo Bachaquero en el cual se aplico la inyeccin anular de vapor para as poder cumplir con los objetivos propuestos.

Poblacin La poblacin es un grupo de personas o casos similares en uno o varios aspectos, que forman parte del objeto de estudio (Eyssautier 2008). Es el universo donde se llevo a cabo la investigacin, especficamente los 2725 pozos pertenecientes al campo Bachaquero de la Unidad de Explotacin Tierra Este Pesado (TEP), de Petrleo de Venezuela sociedad Annima (PDVSA).

Muestra En cuanto a la muestra, la misma es una porcin representativa de la poblacin que permite generalizar sobre esta, los resultados de la investigacin. (Hernndez y col., 2006). Su propsito bsico es extraer informacin que resulta imposible estudiar en una poblacin, porque esto influye en su totalidad. En tal sentido, para determinar la muestra de pozos, se procedi a calcular el tamao de la misma mediante la frmula Sierra Bravo (2000), la cual establece lo siguiente:

Donde:n: representa el tamao de la muestra.4: representa un valor constante en la formula.p: es la varianza (un 50% de probabilidad de xito).q: es la otra varianza (un 50% de probabilidad de fracaso).N: es el tamao de la poblacin objeto de estudio.E2: representa el error seleccionado por el investigador.

Aplicando la formula referida:

n = incgnita4 = constantep = q = 50 N = 2725E2 = margen de error 10%

Por lo expuesto anteriormente se obtiene:

Procedimiento de la InvestigacinEs el conjunto de procesos formulados de manera lgica que el investigador seguir en el estudio, de acuerdo al propsito que se desea establecer. El estudio comenzar su proceso en la determinacin inicial de las causas que dan lugar a la problemtica planteada con el objeto de establecer mediante un anlisis descriptivo de la situacin real. Esta servir de argumento para confirmar la necesidad de disear la propuesta la cual ser elaborada para su presentacin y consideracin llegando a su conclusin, esta se estructura en cinco etapas las cuales explican como alcanzar los objetivos planteados, descritas de la siguiente manera: (a) primera etapa: se recopilara informacin general referente a cada uno de los elementos que contribuyan al desarrollo de la investigacin de forma metodolgica, (b) Segunda etapa: estructuracin de puntos del primer captulo, como lo son, planteamiento del problema, justificacin, objetivos y delimitacin, entre otros, (c) Tercera etapa: estructuracin del segundo captulo, investigacin del material bibliogrfico, (d) Cuarta etapa: elaboracin del tercer captulo, la metodologa a utilizar como lo es el tipo de investigacin a seguir, analizar la poblacin y determinar la muestra a estudiar adems de las tcnicas para hacer la evaluacin (e) Quinta etapa: anlisis e interpretacin de los resultados conclusiones y recomendaciones.

Tcnicas de Recoleccin de DatosSon aquellos donde los datos son obtenidos cientficamente por medio de la aplicacin de mtodos cientficos o tcnicas sobre una fuente (Eyssautier 2008). Al hablar de estas fuentes se explica que podran ser documentales como: anuncios, expedientes, revistas, ficheros, historiales, reportes, informes y manuales entre otros; as como tambin encuestas o entrevistas que se le realizan a organismos y personas donde se consiguen los datos para la investigacin lo que se le llama fuentes primarias y secundarias.Como fuente primaria de recoleccin de datos se seleccionara la entrevista no estructurada donde en la misma se trabaja con preguntas abiertas, sin un orden preestablecido, adquiriendo caractersticas de conversacin. Esta tcnica consiste en realizar preguntas de acuerdo a las respuestas que vayan surgiendo durante la entrevista. Tiene el inconveniente de que puede pasar por alto reas de aptitud, conocimiento o experiencia del solicitante, al obviar preguntas importantes del tema a tratar. En este sentido, la empresa no resulta beneficiada, porque se pierde informacin que puede ser de inters. La entrevista no estructurada puede plantear cuestiones previas que sern indagadas en la entrevista, o puede desarrollarse sin preparacin, pretendiendo que el entrevistado exprese su situacin. Entre sus principales caractersticas hay que destacar: primero el entrevistador no tiene un conjunto de preguntas para hacer, solo se tiene una idea de lo que se va a preguntar, las preguntas que se hacen dependen del tipo y caractersticas de las respuestas.En el mismo orden de ideas y como fuente secundaria se tomara de referencia la observacin, Esta es una tcnica que consiste en observar atentamente el fenmeno, hecho o caso, tomar informacin y registrarla para su posterior anlisis. La observacin es un elemento fundamental de todo proceso investigativo; en ella se apoya el investigador para obtener el mayor numero de datos. Gran parte del acervo de conocimientos que constituye la ciencia ha sido lograda mediante la observacin. Que para el presente caso es la observacin indirecta, una observacin es indirecta cuando el investigador entra en conocimiento del hecho o fenmeno observando a travs de las observaciones realizadas anteriormente por otra persona. Tal ocurre cuando nos valemos de libros, revistas, informes, grabaciones, fotografas, reportes de campo, manuales, relacionadas con lo que estamos investigando. Que para razn del presente trabajo ser los reportes de produccin, y los manuales de aplicacin de la inyeccin anular.

Tcnicas de anlisis de datos

Para poder definir las tcnicas de anlisis, se debe elaborar, con base en el objetivo general de trabajo, un plan o proyecto tentativo de las diferentes correlaciones, especificando: Sistema de codificacin y tabulacin. Donde sern las tcnicas estadsticas para evaluar la calidad de los datos. Comprobar las hiptesis u obtener conclusiones.Donde para el presente caso se ha seleccionado la estadstica descriptiva, la estadstica descriptiva se refiere a la recoleccin, presentacin, descripcin, anlisis e interpretacin de una coleccin de datos, esencialmente consiste en resumir stos con uno o dos elementos de informacin (medidas descriptivas) que caracterizan la totalidad de los mismos. La estadstica Descriptiva es el mtodo de obtener de un conjunto de datos conclusiones sobre si mismos y no sobrepasan el conocimiento proporcionado por stos. Puede utilizarse para resumir o describi