INYECCION DE VAPOR Y AGUA

Inyección de agua caliente y vapor

En su forma más sencilla, la inyección de agua caliente involucra el flujo de dos fases: agua y petróleo. Por otro lado, los procesos a vapor y los de combustión siempre envuelven una tercera fase: gas. En este sentido, describir, ya que se trata básicamente de un proceso de desplazamiento en el cual el petróleo es desplazamiento inmisciblemente, tanto por agua caliente como fría. Exceptuando los efectos de la temperatura y el hecho de que generalmente se aplica a crudos viscosos, la inyección de agua caliente tiene varios elementos comunes con la inyección convencional de agua.

Debido a la difundida presencia de agua en todos los yacimientos petrolíferos, el desplazamiento por agua caliente debe ocurrir, en cierto grado, en todos los procesos de extracción térmica. Se conoce que este mecanismo contribuye al desplazamiento del petróleo en las zonas corrientes abajo tanto en la inyección de vapor como la combustión in situ.

Inyección de Agua Caliente

La inyección de agua caliente es probablemente el método térmico de recuperación más simple y seguro, dependiendo de las características del yacimiento, puede ser económico y ventajoso. Es un proceso de desplazamiento en el cual el petróleo se desplaza inmisciblemente, tanto por agua caliente como por agua fría. Durante el proceso, la zona vecina al pozo inyector se va calentando y, a su vez, parte del calor inyectado se pierde en las formaciones adyacentes.

El agua caliente inyectada suple el calor necesario a expensas de su calor sensible y, como consecuencia, su temperatura disminuye; además, como se mueve alejándose del pozo inyector y mezclándose con los fluidos a la temperatura original del yacimiento, se forma una zona calentada en donde la temperatura varía desde la temperatura de inyección, en el pozo inyector, hasta la del yacimiento a una cierta distancia del pozo inyector (ver figura 1).

Figura 1. Inyección de agua caliente.

Mecanismos de Recuperación en Inyección de Agua Caliente

Cuando se inyecta agua caliente a través de un pozo, la formación en la vecindad del pozo es calentada, mientras que al mismo tiempo parte del calor inyectado se pierde hacia las formaciones adyacentes. El agua caliente inyectada suministra el calor necesario a expensas de su calor sensible (el cual aproximadamente es, directamente proporcional a la temperatura), y como resultado la temperatura disminuye. Además, como el agua caliente se mueve alejándose del pozo de inyección, esta se mezcla con los fluidos de yacimientos formados así una zona calentada en la cual la temperatura varía desde la temperatura de inyección en el pozo inyector.

Hasta la temperatura original del yacimiento a una cierta distancia del pozo inyector. A diferencia de la inyección de vapor, donde la zona formada por el vapor permanece aproximadamente a una temperatura constante, la temperatura de la zona calentada será igual a la temperatura del agua caliente inyectada solo a un tiempo “infinitesimal”. Según los experimentos de William la recuperación de petróleo mediante el desplazamiento con agua caliente en relación con desplazamiento normal con agua (sin calentar) se debe principalmente al siguiente mecanismo: al mejoramiento de la movilidad del petróleo como resultado de la reducción en su viscosidad y a la reducción del petróleo residual a las altas temperaturas.

Obviamente, la expansión térmica del petróleo contribuye a la reducción del petróleo residual a altas temperaturas, aunque en algunos casos las reducciones en el petróleo son significativamente más pronunciadas que lo que puede ser explicado por la expansión térmica solamente. El punto de vista más frecuente es que las reducciones en petróleo residual con aumento de temperatura por encima de aquellas explicables por la expansión térmica, se debe a cambios en las fuerzas de superficie de los fluidos a elevadas temperaturas. Estas fuerzas de superficies incluyen no solo las fuerzas interfaciales entre las fases petróleo y agua, sino también las fuerzas entre las superficies de los minerales y los líquidos, especialmente aquellas que pueden retener compuestos orgánicos complejos asidos a la superficie de los minerales.

Estos cambios en las fuerzas de superficie no reducen necesariamente las fuerzas Capilares, pues parece que varios de los sistemas roca/fluido estudiados se tornan mas humectados por el agua a medida que aumenta la temperatura. Otro factor envuelto en la recuperación por inyección de agua caliente es el efecto de la temperatura sobre la permeabilidad relativa al agua y al petróleo.

Hasta el presente, aun no está claro cuál es el mecanismo que induce a estos cambios, sin embargo, en base a ciertas investigaciones Sinnokrot respectivamente, han informado sobre cambios en las presiones capilares y permeabilidades relativas en la dirección de mayor humectabilidad al agua con aumentos de temperatura, por lo que se debe decir que estos cambios son de forma tal que el flujo fraccional de agua disminuye con temperatura y como resultado, la recuperación de petróleo aumenta. La humectabilidad, y la tensión interfacial petróleo-agua, afectan la eficiencia de desplazamiento de crudos livianos, mientras que para los crudos pasados son más importantes la reducción de la viscosidad y los cambios de humectabilidad.

Calculo de la Recuperación de Petróleo por Inyección de Agua Caliente

Existen tres enfoques diferentes para estimar el comportamiento de la inyección de agua caliente. Un enfoque, es el propuesto por van Heiningen y Schwarz , en el cual utilizan el efecto de la viscosidad del petróleo sobre los procesos isotérmicos, se ignoran los efectos de la temperatura sobre la expansión

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