MATERIA: RECUPERACIÓN SECUNDARIA Y MEJORADA
PROFESOR: ING. MARCO YAEL SOTO AHUEJOTO
TEMAS: 4.4 DISIPACION EN EL DESPLAZAMIENTO INMISCIBLE 4.5 DESPLAZAMIENTO MISCIBLES IDEALES 4.6 DISIPACIÓN DISIPACIÓN EN EL DESPLAZAMIE DESPLAZAMIENTO NTO MISCIBLES MISCIBLES IDEALES IDEALES
GRUPO: 807A
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!NDICE Introducción…………………………………………………………………………………… 3 Desplazamiento……………………………………………………………………………… 4 Fluidos Inmiscibles……………………………………………………………………….. 5 Desplazamiento inmiscible Tipos de desplazamiento Mecanismo de desplazamiento inmiscible • • •
Fluidos Miscibles…………………………………………………………………………… 12 Desplazamiento miscible Clasiicación de mecanismos de desplazamiento miscible • •
Conclusión……………………………………………………………………………………….. 1!
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INTRODUCCIÓN "n este tema abarcaremos los conceptos de luidos miscibles e inmiscibles# los tipos de desplazamiento e$istentes# mecanismos %ue e$isten de acuerdo a cada tipo de desplazamiento & la clasiicación de estos mismos.
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DESPLAZAMIENTO F"#$%&'#()*
Desplazamiento todo proceso mediante el cual un luido pasa a ocupar el lu'ar de otro en un medio poroso.
(ara %ue e$ista el desplazamiento es necesario %ue el luido desplazante dispon'a de m)s
ener'*a %ue el luido desplazado.
+ medida %ue se in&ecta el luido desplazante# se ,a ormando un rente de separación & se comienzan a distin'uir dos zonas en el &acimiento
ona in,adida detr)s del banco de petróleo ormado por el luido in&ectado /a'ua o 'as0 & el petróleo remanente.
ona no in,adida banco de petróleo# %ue es desplazado acia adelante.
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FLUIDOS INMISCIBLES i una cantidad de luido se adiciona a otro# & si se orma dos ases luidas# los luidos son considerados inmiscibles & e$iste una tensión interacial entre las ases. Cuando el petróleo crudo no tiene abilidad para salir por l mismo de los poros interconectados del &acimiento# es orzado a salir por el empue de un luido asociado al petróleo o por la acumulación de otros luidos. "l petróleo se recupera por un desplazamiento similar al ocasionado por un pistón /empue por a'ua# o capa de 'as0. "n ecuperación ecundaria se busca un desplazamiento inmiscible del petróleo# bien sea por el a,ance del acu*ero o por la e$pansión del ,olumen de la capa de 'as.
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DESPLAZAMIENTO INMISCIBLE "l petróleo pesado no tiene abilidad para salir por s* mismo de los poros de la roca del &acimiento en los cuales se encuentra# m)s bien sale por el empue %ue puede 'enerar la acumulación de un luido inmiscible# como lo es el a'ua o el 'as. + este proceso se le conoce como desplazamiento de luidos inmiscibles. 6eneralmente los luidos conocidos como desplazantes son el 'as & el a'ua# & el desplazado es el petróleo. "n un reser,orio por empue de a'ua# e$iste un desplazamiento 'radual del petróleo por el a,ance del a'ua del acu*ero %ue es inmiscible con el petróleo. 7a producción de luidos del reser,orio ori'ina un 'radiente de presión a tra,s del contacto a'ua8petróleo %ue causa %ue el acu*ero in,ada el reser,orio de petróleo. 9na situación similar ocurre en un reser,orio con capa de 'as. + medida %ue se produce idrocarburos# la presión del reser,orio se reduce lo cual resulta en una e$pansión del ,olumen de la capa de 'as. "l resultado es el desplazamiento del petróleo por el 'as inmiscible. :tros desplazamientos inmiscibles ocurren en operaciones de recuperación meorada tal como in&ección de a'ua o 'as. Dem)s est) decir %ue# para %ue e$ista desplazamiento es necesario %ue el luido desplazante dispon'a de m)s ener'*a %ue el desplazante.
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TIPOS DE DESPLAZAMIENTO "n un medio poroso el desplazamiento de dos luidos inmiscibles puede ser dos tipos-
+. D'*,-%%&/'#() (/,) ,/*(1# */# 2"3%*- "ste tipo de desplazamiento ocurre cuando el petróleo remanente en la zona in,adida no tiene mo,ilidad. "n esta zona la saturación del luido desplazante es m)$ima & la del petróleo es la residual. Cuando el luido desplazante lle'a a los pozos productores# se dice %ue se a producido la ruptura.
. D'*,-%%&/'#() P/*(1# )# F"3%* - "n este caso. "l petróleo remanente tiene cierta mo,ilidad & ocurre luo de dos ases en la zona in,adida. "n esta zona# la saturación de petróleo es ma&or %ue la residual. Cuando el luido desplazante lle'a a los pozos productores se si'uen produciendo cantidades ,ariables de petróleo.
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7a i'ura anterior presenta los tipos de desplazamiento# en ellos se distin'uen dos ases- la ase inicial o antes de la ruptura# %ue es donde el luido producido no contiene luido desplazante; & la ase subordinada o despus de la ruptura# %ue es donde e$iste producción de ambas ases /desplazada & desplazante0. "n estos desplazamientos se distin'uen dos ases-
L% 2%*' /#//%- ) %#('* $' -% ",("% la cual es responsable de casi toda la producción del luido desplazado & donde el luido producido no contiene luido desplazante.
L% 2%*' *")$/#%$% ) $'*,"9* $' -% ",("%# donde e$iste producción de ambas ases# desplazante & desplazada# consider)ndose %ue la ase desplazante arrastra a la desplazada por el camino de luo.
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MECANISMO DE DESPLAZAMIENTO "l desplazamiento de un luido por otro es un proceso de luo continuo# &a %ue las saturaciones de los luidos cambian en el transcurso del tiempo. "sto causa modiicaciones en las permeabilidades relati,as# en las presiones & en las ,iscosidades de las ases. Cuando se tiene un &acimiento omo'neo el desplazamiento por in&ección de a'ua se di,ide en las etapas %ue se muestran en el 'r)ico-
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+. C)#$//)#'* /#//%-'* e supone un &acimiento con presión actual menor a la de burbueo# donde e$iste una ase de 'as presente# la cual tambin se supone uniorme a tra,s del &acimiento.
. L% /#%*/1# % "# $'('&/#%$) (/'&,) 7a presión del &acimiento aumenta mientras ocurre la in&ección de a'ua# dica presión es ma&or alrededor de los pozos in&ectores & declina acia los productores. + medida %ue ocurre la in,asión parte del petróleo se desplaza acia adelante para ormar un banco de petróleo. "l banco de a'ua se orma detr)s del de petróleo# unto con el petróleo residual.
;.L-'#' Todo el 'as %ue no est) atrapado se desplaza de la porción inundada del &acimiento antes de %ue se produzca el petróleo# esto es conocido como llene# & es necesario %ue la acumulación de a'ua in&ectada sea i'ual al ,olumen del espacio desocupado por el 'as mó,il en el &acimiento para %ue se pueda lo'rar el llene.
4. R",("% 9na ,ez %ue se comienza una producción si'niicati,a de a'ua es si'no de %ue se a producido la ruptura del rente de a'ua en el pozo.
5. P)*('/) % -% ",("% 10
Durante esta etapa aumenta la producción de a'ua a e$pensas de la de petróleo. "n esta ase inal de in&ección# aumenta el )rea barrida# lo cual pro,ee suiciente producción de petróleo para %ue se ustii%ue la continuación de la in&ección. "l proceso inalizar) cuando no sea económico. +l lle'ar la etapa de a'otamiento de la in&ección de a'ua# la porción inundada del &acimiento contendr) sólo petróleo residual & a'ua.
FLUIDOS MISCIBLES 11
7a miscibilidad para reser,orios de petróleo se deine como la condición *sica entre dos o m)s luidos %ue les permitir) mezclarse en todas las proporciones sin la e$istencia de una interace.
D'*,-%%&/'#() M/*/-' "s un mecanismo de recuperación terciaria del tipo no con,encional no trmico# ste consiste en in&ectar un a'ente desplazante completamente miscible con el petróleo e$istente# el resultado es ausencia de la interace# el n del petróleo en los poros si la razón de mo,ilidad es a,orable. 7a inundaciones miscibles si'uen siendo en ma&or parte unos de los mtodos m)s intri'antes de recuperación meorada debido a su potencial para recuperar todo el petróleo & uno de los m)s desesperante# por%ue sólo en raros casos tienen rendimientos reales en campo %ue lle'an a acercarse a la alta recuperación potencialmente posible de la eiciencia de este proceso. 7os mtodos de desplazamiento miscibles son los %ue an llamado m)s la atención de los in'enieros de petróleo en cuanto a su propio propósito de aumentar el usto recobro. "ste proceso consiste en in&ectar un a'ente desplazante completamente miscible con el petróleo e$istente. Como resultado# la tensión interacial entre los dos se reduce a cero /no e$iste una interase0# el numero capilar se ace ininito & el desplazamiento de petróleo se ase'ura en un 1==> en los poros %ue son barridos por el a'ente desplazante# si la razón de mo,ilidad es a,orable. "n 12
condiciones ideales# el luido desplazante & el petróleo se mezclan en una banda anca %ue se e$pande & a medida %ue se mue,e en el medio poroso# & desplaza todo el petróleo %ue se encuentra delante como si este actuara como un simple pistón conocido.
CLASIFICACIÓN DE MECANISMOS DESPLAZAMIENTO MISCIBLE
DE
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CLASIFICACIÓN +. P)'*) $' (%,)#'* &/*/-'* e basa en la in&ección de al'
. P)'*) )# 3%* '#/<"'/$) e usa un tapón de metano enri%uecido con etano# propano & butano# 14
empuado por un 'as pobre & a'ua. Mientras el 'as in&ectado se mue,e en la ormación los componentes enri%uecidos son e$tra*dos del 'as in&ectado & absorbido por el petróleo. e espera %ue si el 'as in&ectado es rico & suiciente# la banda de petróleo enri%uecido se ,uel,e miscible con ste# desplaz)ndose as* el petróleo de la delantera. "l aspecto positi,o de este proceso es %ue se desplaza todo el petróleo residual del contacto# si se pierde la miscibilidad en el &acimiento puede lo'rarse nue,amente# es un proceso económico# se desarrolla la miscibilidad a una presión menor %ue en e empue con 'as pobre & si se usan tapones de 'ran tama?o se reducen los problemas de dise?o. "l aspecto ne'ati,o de este proceso es %ue tiene una pobre eiciencia# si las ormaciones son 'ruesas ocurre se're'ación por 'ra,edad & la presencia de canalizaciones lle,a a la desaparición del tapón.
;. E&,"=' )# 3%* %,)/%#(' ) $' %-(% ,'*/1# "s un proceso de m
suicientes cantidades de C2 al CB para ser miscible. "s un proceso ,entaoso &a %ue alcanza una eiciencia de desplazamiento cercana al 1==># si se pierde la miscibilidad en el &acimiento puede lo'rarse nue,amente# es m)s económico %ue el proceso de l tapón de propano o 'as enri%uecido# no e$isten problemas con el tama?o del tapón debido a %ue ocurre in&ección continua & el 'as puede ser reciclado & rein&ectado. 7as des,entaas son- re%uiere altas presiones de rein&ección# tiene aplicación limitada debido a %ue el petróleo del &acimiento debe ser rico en racciones del C2 al CB# la eiciencia areal & la se're'ación son pobres/por la 'ra,edad0 & es costoso.
4. I#>'/1# %-('#%$% $' %3"% > 3%* "s en realidad una ,ariable de los tapones miscibles. u unción es controlar la inestabilidad del rente de desplazamiento Consiste en in&ectar tapones de a'ua & 'as alternadamente# stos se mue,en secuencialmente recorriendo la misma ruta en el &acimiento acia los pozos productores en cierta relación a'ua 'as.
5. I#>'/1# "*%#$) *)-'#('* u obeti,o es meorar la e$tracción# disolución# ,aporización# solubilización# condensación# pero primordialmente es la e$tracción# 16
sta puede lo'rarse con luidos sol,entes como los si'uientesalcooles or')nicos# cetonas# idrocarburos reinados# 'as condesado del petróleo# 'as natural# 'as natural licuado# C:2# aire# nitró'eno# 'ases de combustión# entre otros.
6. I#>'/1# $' %-)?)"s un mtodo costoso# sin embar'o puede ser aplicado comercialmente. "s de uso limitado &a %ue inicialmente es miscible con el petróleo & el a'ua connata# por lo tanto el contenido de alcool de la zona de mezcla se dilu&e por debao del ni,el necesario para aumentar la miscibilidad.
7. I#%*/1# )# $/1@/$) $' %)#) CO (ara el recobro del petróleo se preiere el dió$ido de carbono l*%uido# pero debido a su baa temperatura cr*tica /AF0 'eneralmente se encuentra en estado 'aseoso. "l proceso es similar al empue por 'as ,aporizante# pero en este caso se e$traen racciones desde el etano asta C3=. "ste mtodo debe ser usado e &acimientos con crudos desde moderadamente li'eros a li,ianos /'ra,edad +(I E 25A0# lo suicientemente proundos como para estar por encima de la presión m*nima de miscibilidad.
8. I#>'/1# $' #/(13'#) (ara poder aplicar este mtodo se deben cumplir ciertas 17
condiciones# por un lado# el crudo del &acimiento debe- ser rico en racciones comprendidas entre el etano & el e$ano o idrocarburos li,ianos# %ue se caracterizan por tener una 'ra,edad +(I E 35A# tiene un actor ,olumtrico alto o la capacidad de absorber el 'as in&ectado en condiciones de &acimiento & est) saturado de metano. (or el otro# el &acimiento debe estar a una proundidad i'ual o ma&or a los 5=== pies# con la inalidad de mantener las altas presiones de in&ección /ma&ores o i'uales a 5=== lpc0 necesarias para alcanzar la miscibilidad del crudo con el nitró'eno sin racturar la ormación. Con la in&ección de 2 se lo'ra desplazar el rente miscible a lo lar'o del &acimiento# mo,iendo as* un banco de crudo acia los pozos productores. Dico rente miscible se orma por la ,aporización de componentes li,ianos en el crudo.
CONCLUSIÓN
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7os luidos miscibles en pocas palabras son los %ue se pueden mezclar & los inmiscibles son los %ue no se pueden mezclar lo %ue nos lle,a a deducir %ue e$isten 2 tipos de desplazamiento %ue son
desplazamiento miscible
desplazamiento inmiscible
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