El futuro de la recuperación secundaria y mejorada

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE COATZACOALCOS Ingeniería Petrolera RECUPERACIÓN SECUNDARIA Y MEJORADA

Unidad 1: INVESTIGACIÓN INVESTIGACIÓN 1.4 El futu! d" la "#u$"a#i%n &"#undaia ' (")!ada

C!nt"nid! INTRODUCCIÓN................................................ INTRODUCCIÓN.......................................................................................................... .....................................................................................2 ...........................2 El futuro de la recuperación recuperación secundaria y mejorada....................................................................... mejorada....................................................................... ....... .......  EOR e IOR !................................................ !.......................................................................................................... ............................................................................................. ................................... Campos "aduros y Campos "ar#inales................................................................................................ "ar#inales................................................................................................ Enfo$ue del IOR y del EOR................................................................. EOR.......................................................................................................... ......................................... .......... % "&todos para la selección del EOR................................................... EOR........................................................................................................' .....................................................' "&todo Con(encional.............................................. Con(encional........................................................................................................ ................................................................................' ......................' "&todo )eoló#ico.................................................................... )eoló#ico............................................................................................................................. ......................................................... ......' ...... ' "&todos *(an+ados.......................................... *(an+ados..................................................................................................... ............................................................................... ........................... .......,, CONC-UIÓN...................................................... CONC-UIÓN................................................................................................................. ..................................................................................., ........................, /I/-IO)R*01*..................................................... /I/-IO)R*01*................................................................................................................ ................................................................................... ........................

Docente! ".I. *RTURO 34RE5 )U5"6N

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Unidad 1: INVESTIGACIÓN 1.4 El futu! d" la "#u$"a#i%n &"#undaia ' (")!ada

INTRODUCCIÓN Despu&s de las recuperaciones primaria y secundaria: el yacimiento contiene toda(;a ,8<=8> ?promedio 2>@ del crudo ori#inalmente en sitio. Esto se deAe a $ue la eficiencia de los m&todos de recuperación primaria y secundaria estB limitada por dos factores! < <

* la escala de los poros: el crudo alcan+a una saturación residual suficientemente Aaja para encontrarse en forma de #lóAulos discont;nuos: atrapados por las fuer+as capilares. * la escala del yacimiento eisten ciertas +onas en las cuales el fluido inyectado durante la recuperación secundaria no penetra: por la Aaja permeaAilidad de estas +onas: por$ue si#uen caminos preferenciales: o por$ue la #eometr;a de implantación de los po+os no es fa(oraAle.

Entre los m&todos cuyo propósito es mejorar la eficiencia del despla+amiento mediante una reducción de las fuer+as capilares: se pueden citar la utili+ación de sol(entes misciAles con el crudo y la oAtención de Aaja tensión interfacial con soluciones de surfactantes o soluciones alcalinas.


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El futuro de la recuperación secundaria y mejorada *ctualmente eiste discrepancia y confusión en la Industria: la *cademia y la comunidad cient;fica internacional soAre las diferencias entre Recuperación *(an+ada ?IOR@ y Recuperación "ejorada ?EOR@: as; como entre Campos "aduros: Campos Caf&s ?Aron fields@ y Campos "ar#inales: los cuales an sido t;picamente considerados candidatos para la aplicación de estos m&todos y t&cnicas. -a recuperación secundaria se utili+a para adicionar ener#;a a los yacimientos ?para mantener su presión@: t;picamente a tra(&s del m&todo de inyección de a#ua y en al#unos casos de inyección de #as. -a recuperación terciaria: tradicionalmente utili+ado como sinónimo de la recuperación mejorada ?EOR@: incluye cual$uier m&todo utili+ado despu&s de la recuperación secundaria. 0inalmente: y mBs recientemente: el t&rmino de recuperación cuaternaria se utili+a para referirse a t&cnicas mBs a(an+adas: pero especulati(as: posteriores a la recuperación terciaria.

EOR e IOR : -a Recuperación "ejorada o Enanced Oil Reco(ery ?EOR: por sus si#las en in#l&s se define como el conjunto de m&todos $ue emplean fuentes eternas de ener#;a yFo materiales para recuperar el aceite $ue no puede ser producido por medios con(encionales ?recuperación primaria y secundaria@. Internacionalmente se a aceptado $ue se di(idan en cuatro #randes #rupos! m&todos t&rmicos: m&todos $u;micos: m&todos de inyección misciAle de #ases y otros ?como microAiana: el&ctricos: otros@. -a Recuperación *(an+ada o Impro(ed Oil Reco(ery ?IOR: por sus si#las en in#l&s fue un concepto definido posteriormente al de EOR. En al#unos pa;ses: IOR y EOR se utili+an como sinónimosG en otros: el EOR es un suAconjunto del IOR. El IOR en sentido estricto tamAi&n aAarca un amplio ran#o de acti(idades como implementación de t&cnicas mejoradas de caracteri+ación de yacimientos: administración de yacimientos: y perforación de po+os de relleno.

Campos Maduros y Campos Marinales! En nuestro pa;s mBs del =8> de la producción de petróleo pro(iene de campos madurosG y en el mundo: el 8> de los idrocarAuros l;$uidos producidos pro(ienen de campos $ue an estado en operación durante mBs de (einte aHos: es decir: campos con cierta anti#edad y la mayor;a de ellos: proAaAlemente maduros. Un campo maduro se define como a$u&l $ue a producido un (olumen consideraAle respecto a la reser(a contenida en &l! Np J K R23G donde: Np es la producción acumulada: R23 es la reser(a 23 ori#inal: y K es una fracción de la unidad. T;picamente se considera $ue K sea 8.'. Docente! ".I. *RTURO 34RE5 )U5"6N

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*dicionalmente: una definición consensuada por la Industria considera a un campo maduro a$u&l $ue alcan+ó su pico de producción y a comen+ado su periodo de declinación. *l#unos de los s;ntomas de en(ejecimiento de un campo son! la declinación de la presión: compactación del yacimiento: suAsidencia: incremento en el flujo fraccional de a#ua: producción de arena: reducción en los #astos de producción: entre otros. e#Ln el U )eolo#ical ur(ey: las reser(as estimadas de los 9=, campos principales de petróleo ?definidos como a$u&llos con reser(as recuperaAles de mBs de '88 millones de Aarriles@ aumentó un 2,> en el per;odo entre 9M=9 a 9MM,: e$ui(alente a mBs de 9,8 mil millones de Aarriles de reser(as adicionales. -a etracción de petróleo en campos maduros conlle(a #randes dificultades como el lidiar con el en(ejecimiento de las instalaciones y decidir soAre la asi#nación de in(ersiones para desarrollar reser(as nue(as. OA(iamente el aspecto económico es el $ue ri#e la eplotación de estos campos. Un campo mar#inal se refiere a a$u&l $ue no puede producir el in#reso neto suficiente como justificar su desarrollo en un momento dado. i las condiciones t&cnicas o económicas camAian: &ste podr;a ser económicamente rentaAle. 3or lo #eneral se asocia con pe$ueHas acumulaciones de idrocarAuros $ue tienen un plateau de unos cuantos aHos. -os campos mar#inales tienen (arios parBmetros $ue afectan su rentaAilidad: y por lo tanto su desarrollo como! proAlemas amAientales: estaAilidad pol;tica: acceso a ellos: lejan;a y: por supuesto: el precio y la de los #ases yFo l;$uidos producidos. 3or otro lado: los Campos Caf&s o Aronfields son a$u&llos en donde se an reali+ado acti(idades de desarrollo sin necesariamente oAtener los factores de recuperación esperados: por ra+ones t&cnicas: económicas o: en la mayor;a de los casos: amAientales. En la industria del petróleo: se considera $ue en t&rminos #enerales 8 al '> del petróleo ori#inal en sitio serB recuperaAle al final del per;odo de producción ?con(encional@G sin emAar#o: los a(ances en tecnolo#;a ?principalmente estimulados por los precios del petróleo@ arBn posiAle acceder a reser(as adicionales muy importantes. *s;: los campos maduros y mar#inales son ecelentes candidatos tradicionales para la aplicación de m&todos y tecnolo#;as utili+adas en la Recuperación *(an+ada y "ejorada ?IOR
Enfo"ue del IOR y del EOR! De acuerdo a las definiciones arriAa descritas: $ueda claro $ue el enfo$ue del IOR y del EOR es distinto. Como puede (erse en la 0i#ura .98: el enfo$ue del IOR es soAre el despla+amiento de Docente! ".I. *RTURO 34RE5 )U5"6N

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fluidos a escala macro: a ni(el de yacimiento: es decir todas las acciones $ue permitan superar los retos relacionados con el aceite mó(il como son! drene #ra(itacional: etero#eneidades: espaciamiento óptimo de po+os ?po+os intermedios o de relleno@: monitoreo del flujo fraccional de a#ua o #as: conformance: s;smica ?mejor uso de la información o s;smica %D: por ejemplo@: sur#encia: Auscando etender la (ida económica del camposG mientras $ue el enfo$ue del EOR ataca los retos relacionados con el aceite inmó(il como son! las eficiencias de despla+amiento microscópico y la epulsión de aceite de los poros: as; como la inyección de fluidos $ue incrementen la eficiencia (olum&trica de AarridoG destacan la alteración de mojaAilidad: reducción de tensión interfacial y (ariación de la (iscosidad de los fluidos. Claramente: la eficiencia de Aarrido total es oAjeto tanto del EOR como del IORG amAas con un oAjeti(o claro! incrementar el factor de eficiencia de los campos.

M#todos para la selección del EOR! Es imprescindiAle identificar el proceso mBs adecuado para cada yacimiento: pues de esto depende la eficiencia de recuperación e aceite del mismo. Eisten di(ersos m&todos para seleccionar un proceso de EOR! el con(encional: el cual se Aasa en la comparación de las propiedades promedio de los yacimientos con casos de &ito para los diferentes m&todos: el #eoló#ico: el cual se Aasa en la etero#eneidad y conecti(idad del yacimiento y otras propiedades #eoló#icas $ue ayudan a reducir el ries#o para correlacionar yacimientos: y los m&todos a(an+ados. M#todo Con$encional Estos criterios de escrutinio an sido utili+ados por mucos aHos para la selección del mejor m&todo de EOR para un candidato dado. Carcoana ?9MM2@ presentó el primer art;culo clBsico para la selección del mejor m&todo de EOR utili+ando las caracter;sticas principales del sistema rocafluido. En la literatura se encuentran ejemplos muy completos como el de TaAer ?9MM@: )reen y illite ?9MM=@: Turta y in#al ?2889@: respecto a softare: se encuentran 3RI+e: el cual utili+a una estrate#ia de una taAla de consulta y ord el cual mejora dica consulta con la asi#nación de indicadores entre 8 y 9 para jerar$ui+ar los m&todos de EOR. "ientras $ue 3RI5E fue desarrollado en *lAerta: ord fue desarrollado en Norue#a: por lo $ue las taAlas de consulta contienen consideraciones de epertos en petróleo pesado en el primer caso y aceite li#ero en el se#undo. 3ara $ue estos m&todos sean Ltiles: se deAe contar con una Aase de datos amplia y de contenido di(erso: as; como conocer los detalles de los casos de &ito para discernir entre (arios m&todos $ue pueden aplicarse. 3ara lo anterior se utili+an #rBficos cru+ados y de tipo radar comparando propiedades como la densidad: (iscosidad: temperatura: porosidad: permeaAilidad y profundidad. M#todo %eolóico Es poco comLn $ue durante el escrutinio con(encional se comparen caracter;sticas mBs espec;ficas del yacimiento como la litolo#;a e indicadores de etero#eneidad. Es importante identificar los


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aspectos #eoló#icos cr;ticos durante el proceso de escrutinio: as; como para la detección de yacimientos anBlo#os. Este m&todo contriAuye a $ue el anBlo#o propuesto satisfa#a los criterios de la EC o la 3E para la incorporación de reser(as a tra(&s de un m&todo de EOR: y por lo tanto la aceptación del proyecto para comen+ar con los eperimentos. -as propiedades #eoló#icas $ue comLnmente se comparan son! el tipo de trampa: el amAiente de depósito: la era #eoló#ica: la litolo#;a: el tipo de estructura: y dia#&nesisG as; como los coeficientes de Dystra<3arsons ?D3@. e tienen mucos ejemplos en la literatura de este m&todo: aun$ue en su mayor;a para formaciones silisiclBsticas: Caers ?2888@: Coinos ?288%@: Penson ?2889@: Qanp ?9MMM@ y "ari$ue ?288@ y muy pocos para carAonatos como *llan y un ?288@.

M#todos &$an'ados Estos m&todos consisten en estrate#ias de miner;a roAusta de datos y t&cnicas de inteli#encia artificial $ue consideran comAinaciones simultBneas de mucas propiedades. Ejemplos de literatura de t&cnicas de inteli#encia artificial como redes neuronales: ló#ica difusa y sistemas epertos son! *Adulraeem ?288M@: *le#re ?9MM@: *li ?9MM%@: *llain ?9MM2@: /alc ?2888@: Pamada ?288M@: Putcin ?9MM,@: "oa#e# ?2888@: 3eden ?9MM9@ y eiss ?2888@. -a miner;a de datos simplifica la representación de las eperiencias internacionales en una Aase de datos clasificada $ue se representa como un mapa de clLsteres en 2

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CONC(U)IÓN EN -* INDUTRI* DE -* IN)ENIER1* 3ETRO-ER* E- PIDROC*R/URO UE E EKTR*E NO E E- TOT*- UE E ENCUENTRE EN E- *CI"IENTO: UED*NDO UN 3ORCENTU*- DE PIDROC*R/URO RE"*NENTE. E- PIDROC*R/URO RE"*NENTE EN *CI"IENTO )R*NDE 3UEDE ER 7I*/-E 3*R* U EKTR*CCIÓN * TR*74 DE -* RECU3ER*CIÓN ECUND*RI*  "EVOR*D*. * UN -*DO -* C*NTID*D DE PIDROC*R/URO RE"*NENTE EN *-)UNO C*O *-E "* /*R*TO UE UN* RECU3ER*CIÓN ECUND*RI* EN CUETIÓN DE COTO  TIE"3O: *U"ENT*NDO -* 7ID* DE- *CI"IENTO. 3OR EO E I"3ORT*NTE E- ETUDIO  DECU/RI"IENTO DE TECNO-O)1* RE-*CION* CON ETE TE"*.


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