INYECCION DE ALCALIS

Resumen

La Recuperación Mejorada del Petróleo, es la recuperación de petróleo por medio de la inyección de materiales que normalmente no están presentes en el yacimiento y que modifican el comportamiento dinámico de los fluidos residentes. No se restringe a alguna etapa en particular de la vida del yacimiento.

El método ÁLCALIS, consiste en la inyección de soluciones cáusticas o alcalinas en la formación. Estos reactivos químicos reaccionan con los ácidos orgánicos presentes naturalmente en los crudos, produciendo sustancias jabonosas (Surfactantes) en la interfase petróleo-agua, que traen como consecuencia la producción del petróleo.

Es aplicable a un amplio rango de yacimientos de petróleo. La mezcla y dispersión de la solución alcalina pueden causar una respuesta pobre, además requiere un alto consumo de caustica

Introducción

La Recuperación Mejorada del Petróleo por métodos químicos, implica la inyección de moléculas de encadenamientos largo n n s en los pozos, que fluyen junto con el agua, aumentando la presión en los pozos, que a su vez ayuda a elevar el petróleo. A veces las sustancias químicas alternativas se usan para ayudar a disminuir la tensión superficial y así evitar que las gotas salgan del reservorio.

La Inyección de soluciones alcalinas, es un fenómeno que se conoce como formación de escamas y consumo de álcali. La producción de petróleo, se lleva a cabo por: 1Reducción de la tensión interfacial, 2Cambio de Humectabilidad, 3Emulsión y entrampamiento del petróleo, 4Solubilización de las películas rígidas del petróleo.

A continuación se tratará a detalle este mecanismo, exponiendo ventajas, desventajas, parámetros de aplicación y casos de aplicación en campos.

Figura 2. Proceso de inyección de álcalis. Fuente: PDVSA-CIED, 1998.

La producción de petróleo, ocurre por uno de los siguientes mecanismos:

1.- Reducción de la tensión interfacial: Al aumentar la concentración de NaOH no necesariamente disminuye la TIF, como se puede observar en la Figura 3

Figura 3. Grafica pH vs TIF

Pero, Al aumentar el Nc disminuye la TIF,:

Nc = μυ/σ

Nc: Numero Capilar (Relacion de la independencia entre las fuerzas viscosas y la TIF)

μ: Viscosidad

υ: Velocidad Darcy

σ: Tensión Interfacial

- A altas temperaturas y en algunos ambientes químicos, se puede consumir excesivamente el álcali debido a reacciones con arcillas, minerales o sílica presente en la arena del yacimiento.

- Los carbonatos deben evitarse debido a que usualmente contienen anhidrita y yeso, los cuales reaccionan adversamente con las químicas cáusticas

Ventajas

- El proceso es relativamente barato.

- El control de la movilidad es mejor que en los procesos de inyección de gas.

- Es aplicable a un amplio rango de yacimientos de petróleo.

- La conversión de inyección de agua a invasión con caustica es relativamente fácil.

Desventajas

- Los problemas de corrosión requieren la protección de tuberías y tanques, así como de la tubería de producción.

- El proceso no es para yacimientos carbonatados.

- El yeso y la anhidrita se pueden precipitar en los alrededores de los posos de producción.

- La mezcla y dispersión de la solución alcalina pueden causar una respuesta pobre.

- Alto consumo de caustica.

- Caso #3

Operador: Orcutt Hill, Union

Viscosidad del petróleo a T residual (μo): (17- 60)cp

Temperatura residual del yacimiento: 140 °F

Saturación Inicial de petróleo (Soi): 50%

Porosidad (θ): 22,5%

Espesor neto: 155pies

Profundidad: 2200pies

Material químico: Orto-Silicato

Numero acido: 0,6 mg KOH/g

Concentración química inyectada: 0,42%

Factor de recobro: 0,06%

Aumento producción: (0,05-0,03) Bbl/lbm

Desarrollo

Los álcalis son óxidos, hidróxidos y carbonatos de los metales alcalinos. Actúan como bases fuertes (pH>7) y son muy hidrosolubles. De tacto jabonoso, pueden ser lo bastante corrosivos como para quemar la piel, al igual que los ácidos fuertes.

Ejemplos son el amoníaco, hidróxido amónico, hidróxido y óxido cálcico, hidróxido de potasio, hidróxido y carbonato potásico, hidróxido de sodio, carbonato, hidróxido, peróxido y silicatos sódicos y fosfato tri-sódico.

Inyección de soluciones alcalinas

Fenómeno que se conoce como formación de escamas

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