Recuperación Secundaria y Mejorada

Introducción

Recuperación Secundaria y Mejorada

La producción total mundial de aceite (incluyendo gas líquido y condensado) es del orden de 84, 500, 000 barriles por día (B/D). La producción atribuible a los procesos de recuperación mejorada, es de 2, 500, 000 B/D. Por lo que el porcentaje mundial atribuible a los EOR con respecto a la producción mundial es de 3 %, Thomas S., 2008. En la Figura 3 se presenta la producción en porcentaje, atribuible a los procesos EOR por país, con respecto al total por procesos no convencionales.

Con base en la integración, procesamiento y análisis de la información disponible de un yacimiento, es posible reproducir su historia y predecir su comportamiento futuro hasta su abandono; conceptualizar diferentes escenarios para la optimización del esquema de explotación, identificar las opciones de inversión referidas al desarrollo del campo, instalar sistemas artificiales de producción, optimizar la infraestructura existente y prever la implantación de un proceso de recuperación secundaria y/o mejorada.

Es importante resaltar que para implementar un proceso de recuperación es necesario conocer la dinámica de flujo de los fluidos de inyección. Lo que involucra la presencia de heterogeneidades, lo cual es indispensable en yacimientos naturalmente fracturados, el hecho de no detectarlas con oportunidad y, por consiguiente, el no considerar su influencia en el proyecto, puede reducir de forma importante la probabilidad de éxito del mismo. Las pruebas de trazadores constituyen una herramienta valiosa para la descripción de estas heterogeneidades y más aún, pueden proporcionar valores de los principales parámetros del sistema roca-fluidos que influyen de forma importante en el movimiento de los fluidos.  

Se espera que para el año 2035 la demanda energética aumentara en más de un tercio de la demanda actual, debido al aumento de los niveles de vida en China, India y las políticas energéticas que se promueven en el Medio Oriente.

 A pesar de la reducción del uso del petróleo de 46% al 31% del periodo comprendido desde 1973 al 2013, el petróleo continúa siendo el de mayor consumo en cuanto a la participación en la oferta total de energía primaria. El aceite ha sido desplazado por el gas natural y la energía nuclear en cuanto a la producción de electricidad sin embargo su uso en el sector transporte es amplio con un 92% además de su uso en la generación de polímeros.

En la siguiente figura se muestra la demanda de energéticos a través del tiempo, tomando como referencia el año 1971 al 2012.

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La demanda de energéticos aumenta siendo que para el año 2030 la mayoría de las reservas de petróleo se producirá en campos que aún se están en desarrollo o aún no se han desarrollado utilizando técnicas de recuperación mejorada de petróleo adicional según la agencia internacional de energía. La gran problemática es que en la mayoría de los campos petroleros, solo el 30% o 35%  se produce de acuerdo a los planes y tecnologías actuales.

James J. Sheng (Modern Chemical Enhanced Oil Recovery) Menciona que la solución real  es seguir produciendo radica en el mantenimiento de la producción de los campos existentes por  varias razones:

1- La industria no puede garantizar nuevos descubrimientos.

2- Los nuevos descubrimientos son más probable que se encuentre en aguas profundas, en aguas ultra profundas, o áreas de difícil acceso.

3- Producir los recursos no convencionales serían más caros que la producción de los campos convencionales  existentes mediante métodos de  recuperación mejorada de petróleo (EOR).

Asegurar el futuro la producción de petróleo requerirá una mayor producción de los campos de campos ya en producción mediante el empleo de una mejor recuperación mejorada de petróleo (EOR). Al final de su ciclo de vida esperado, la mayoría de los campos todavía contienen cantidades importantes de aceite. Incluso un aumento del 1% en el factor de recuperación promedio podría añadir más de 80 billones barriles, o 6%, para las reservas mundiales probadas de petróleo. Actualmente, existe un aumento significativo  en el número de pruebas piloto EOR, especialmente aquellos que utilizan productos químicos métodos y CO2 inyección. Se pueden encontrar ejemplos en todo el mundo, desde China, Rusia, Oriente Medio y América del Norte a Argentina. A pesar de estas esfuerzos, la maduración de los proyectos existentes y la complejidad de la implementación.

El proceso de vida de un yacimiento se comienza con la exploración, que nos llevará a su descubrimiento, para posteriormente delimitar el yacimiento, efectuar el desarrollo del campo, la producción (primaria, secundaria y terciaria o mejorada) y así finalmente llegar a su abandono (ver Ilustración 1).

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Ilustración 1 Ciclo de vida de un yacimiento (Setter y Thakur, 1992).

Fig. 1.  Ciclo de vida de un yacimiento.

 Mecanismos de Recuperación

En la actualidad se tiene la división de tres divisiones de recuperación conforme nuestro pozo requiere para mantener y optimizar nuestra producción: Primaria, Secundaria, Terciaria.
En el proceso de recuperación primaria, la producción del hidrocarburo es debido a la energía natural con la que cuenta el yacimiento. Después se puede aplicar el proceso de recuperación secundaria, posterior al agotamiento de la energía de nuestro yacimiento disminuyéndose la presión a tal punto que ésta no proporcione un empuje suficiente para mover a los fluidos hacia el pozo, entonces fluidos como el agua o gas pueden ser inyectados para ayudar en el desplazamiento de los hidrocarburos existentes en el yacimiento para mantener la presión en el mismo. En la recuperación terciaria de producción se procede a inyectar gases de forma miscible, productos químicos y/o energía térmica para desplazar aceite adicional.
éstos mecanismos no siempre se aplican cronológicamente en un yacimiento como en el yacimiento de aceites pesados donde la recuperación primaria alcanza un orden del 5% del volumen original aplicando métodos térmicos, químicos o inyección de gases miscibles,  para extraer el hidrocarburo.

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Ilustración 2 Mecanismos de explotación de los yacimientos de hidrocarburos (Donaldson, 1980).

 Recuperación Primaria

Ésta es la primera etapa de la producción de hidrocarburos debido a la energía del yacimiento para poder desplazar los fluidos desde el yacimiento hasta el pozo (la presión del yacimiento es considerablemente mayor que la presión del fondo del pozo), los factores que afectan el comportamiento del yacimiento se rige por las instalaciones de producción, las características geológicas, las propiedades roca‐fluidos, la mecánica de fluidos (las fuerzas que intervienen en el flujo de fluidos a través del medio poroso como son las fuerzas de:  viscosas, gravitacionales  y capilares). La presi´n diferencial  disminuye debido a la producción del hidrocarburo, para incrementar la presion diferencial y aumentar la producción de hidrocarburos es necesario implementar un sistema de levantamiento artificial ( bomba de varilla, bomba eléctrica sumergible o una instalación de levantamiento artificial por gas), a éste tipo de producción artificial también se le conoce como producción primaria.  Ésta  etapa de recuperación alcanza su límite cuando la presión del yacimiento baja haciendo los índices de producción no viables económicamente, o cuando las producción de gas o agua son demasiado altas. Durante ésta etapa se produce un bajo porcentaje de hidrocarburos de alrededor del 10% para yacimientos de petroleo.  

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