Mecanismos de Empuje Primario Por gas en solucinEl Empuje por
Gas en Solucin es a veces llamado Empuje por Gas Interno, Empuje
por Gas Disuelto, Empuje por Depletacin, Empuje Volumtrico o Empuje
por Expansin de Fluidos. Este es el principal mecanismo de empuje
para aproximadamente un tercio de todos los reservorios de petrleo
del mundo. En un reservorio de Empuje por Gas en Solucin no existe
capa de gas o Empuje por Agua. La saturacin de agua promedia dentro
del volumen poroso esta cerca al valor irreducible.La presin
inicial del reservorio est sobre o igual a la presin del punto de
burbuja. Si asumimos que la presin inicial esta sobre la presin del
punto de burbuja, entonces la presin como consecuencia de la
produccin declinar rpidamente hasta el punto de burbuja. Durante
este periodo, todo el gas en el reservorio permanece en solucin.
Este proceso es a menudo definido como Empuje por Expansin de
Fluidos.Una vez que la presin ha declinado hasta la presin del
punto de burbuja, la produccin adicional causar que esta decline
por debajo del punto de burbuja con la consiguiente evolucin del
gas libre en el reservorio. Despus que la saturacin de gas excede
la saturacin crtica, este se hace mvil.A fin de que no se forme una
capa de gas, la permeabilidad vertical debe ser pequea. Sobre la
base de esto el gas libre fluir en el reservorio y permitir que se
incremente el GOR observado en los pozos. El mecanismo principal se
debe al empuje del gas y a la expansin del petrleo. El efecto de la
expansin del agua y de la roca es pequeo si se compara a la energa
de un gas libre altamente expansible. La eficiencia de recuperacin
sobre el punto de burbuja esta normalmente en el rango de 3% o
menos.La recuperacin de petrleo para este mecanismo usualmente esta
en el rango de 5 a 30 % del petrleo original en-sitio. Los factores
que tienden a favorecer una alta recuperacin incluyen alta gravedad
API del crudo (baja viscosidad), alto GOR de solucin y homogeneidad
de la formacin.Los mtodos que han sido desarrollados para predecir
la recuperacin de petrleo incluyen el mtodo de Muskat, diversas
variaciones del mtodo de Tarner, balance de materiales por
diferencias finitas, tcnicas estadsticas y Simulacin
Numrica.RESERVORIOS DE GAS DISUELTOCARACTERSTICASTENDENCIAPresin
del ReservorioDeclina rpida y continuamenteGOR de superficiePrimero
es bajo, luego se eleva hasta un mximo y despus caeProduccin de
aguaNingunaComportamiento del pozoRequiere bombeo desde etapa
inicialRecuperacin esperada 5 al 30 % del OOIPPOR EMPUJE POR AGUAEn
este tipo de reservorio no existe capa de gas, por lo tanto la
presin inicial es mayor que la presin del punto de burbuja. Cuando
la presin se reduce debido a la produccin de fluidos, se crea un
diferencial de presin a travs del contacto agua-petrleo. Deacuerdo
con las leyes bsicas de flujo de fluidos en medio poroso, el
acufero reacciona haciendo que el agua contenida en l, invada al
reservorio de petrleo originando Intrusin o Influjo lo cual no solo
ayuda a mantener la presin sino que permite un desplazamiento
inmiscible del petrleo que se encuentra en la parte invadida. La
Intrusin ocurre debido a:(a) Apreciable expansin del agua del
acufero. A medida que se reduce la presin, el agua se expande y
reemplaza parcialmente los fluidos extrados del reservorio.(b) El
acufero es parte de un sistema artesiano. El agua que rodea al
reservorio de petrleo esta en contacto con agua proveniente de la
superficie.Dependiendo de la forma como ingresa el agua al
reservorio de petrleo, los reservorios por empuje de agua se
denominan:(a) Reservorios por empuje de fondo, en la cual la
formacin es usualmente de gran espesor con suficiente permeabilidad
vertical, tal que el agua puede moverse verticalmente. En este tipo
de reservorios la conificacin puede convertirse en un gran
problema. (b) Reservorios por empuje lateral, en la cual el agua se
mueve hacia el reservorio desde los lados.Algunos indicadores para
determinar la presencia de un empuje de agua son:(a) El
hidrocarburo (petrleo o gas) esta rodeado por agua. (b) Debe
existir suficiente permeabilidad para permitir el movimiento del
agua (por lo menos 50 md).(c) A medida que el tiempo transcurre, la
produccin de agua incrementa.(d) El mtodo de balance de materiales
es el mejor indicador.Entre los mtodos para estimar la recuperacin
se tiene: Buckley-Leverett, la tcnica de Dykstra-Parsons, el mtodo
de Stiles, Balance de Materiales, Correlaciones y Simulacin
Numrica. Para estimar el influjo tenemos las teoras de
Van-Everdingen y Fetkovich.RESERVORIOS DE IMPULSION POR
AGUACARACTERSTICASTENDENCIAPresin del ReservorioPermanece altaGOR
de superficiePermanece bajo.Produccin de aguaInicia muy temprano e
incrementa a cantidades apreciables.Comportamiento del pozoFluye
hasta que la produccin de agua es excesiva.Recuperacin esperada10
al 70 % del OOIPPOR CAPA DE GAS Para este tipo de reservorios se
considera que la presin inicial del reservorio es exactamente igual
a la presin del punto de burbuja. Esto ocurre debido a que en el
transcurso del tiempo geolgico, debe existir el equilibrio entre el
petrleo y el gas. Con la capa de gas, el petrleo est manteniendo la
mxima cantidad de gas en solucin. A medida que la presin del
reservorio se reduce (por efecto de la produccin), la capa de gas
se expande causando un desplazamiento inmiscible del petrleo.La
eficiencia de recuperacin promedio para un reservorio con capa de
gas es del orden de 20 a 40 % del petrleo original en sitio.Las
caractersticas de reservorio que originan que la expansin de una
capa de gas recupere mas petrleo son:(a) Baja viscosidad del
petrleo. (b) Alta gravedad API del petrleo(c) Alta permeabilidad de
la formacin(d) Alto relieve estructural.(e) Gran diferencia de
densidad entre el petrleo y el gas.La prediccin de la recuperacin
puede ser obtenida por tcnicas de simulacin numrica o por clculos
de balance de materiales.POR SEGREGACIN GRAVITACIONALEn un
reservorio de empuje por segregacin, el gas libre a medida que sale
del petrleo, se mueve hacia el tope del reservorio mientras que el
petrleo hacia abajo debido a la permeabilidad vertical. Para que
esto ocurra debe existir suficiente permeabilidad vertical para
permitir que las fuerzas gravitacionales sean mayores que las
fuerzas viscosas dentro del reservorio. Aunque algunos de estos
reservorios no tienen una capa de gas inicial, la recuperacin ser
mayor si esta existe. Un mecanismo similar denominado drenaje
gravitacional ocurre si es que el reservorio tiene un gran
buzamiento. En este caso el petrleo se mueve hacia abajo y el gas
hacia arriba, pero el flujo es paralelo al ngulo de buzamiento, en
vez de ser perpendicular a este. En la mayora de los casos el
drenaje gravitacional y empuje por segregacin se consideran como el
mismo mecanismo.Si no se considera el aspecto econmico, este es el
mecanismo de empuje primario ms eficiente. Las eficiencias de
recuperacin estn en el rango de 40 a 80 %.Las caractersticas de
produccin que indican la ocurrencia de un drenaje gravitacional o
segregacin son las siguientes:(a) Variaciones del GOR con la
estructura.(b) Aparente mejoradel comportamiento de la
permeabilidad relativa gas/petrleo.(c) Aparente tendencia al
mantenimiento de presin.EMPUJE POR COMPACTACINEn un reservorio de
empuje por segregacin, el gas libre a medida que sale del petrleo,
se mueve hacia el tope del reservorio mientras que el petrleo hacia
abajo debido a la permeabilidad vertical. Para que esto ocurra debe
existir suficiente permeabilidad vertical para permitir que las
fuerzas gravitacionales sean mayores que las fuerzas viscosas
dentro del reservorio. Aunque algunos de estos reservorios no
tienen una capa de gas inicial, la recuperacin ser mayor si esta
existe. Un mecanismo similar denominado drenaje gravitacional
ocurre si es que el reservorio tiene un gran buzamiento. En este
caso el petrleo se mueve hacia abajo y el gas hacia arriba, pero el
flujo es paralelo al ngulo de buzamiento, en vez de ser
perpendicular a este. En la mayora de los casos el drenaje
gravitacional y empuje por segregacin se consideran como el mismo
mecanismo. Si no se considera el aspecto econmico, este es el
mecanismo de empuje primario ms eficiente. Las eficiencias de
recuperacin estn en el rango de 40 a 80 %. Las caractersticas de
produccin que indican la ocurrencia de un drenaje gravitacional o
segregacin son las siguientes:(a) Variaciones del GOR con la
estructura.(b) Aparente mejora del comportamiento de la
permeabilidad relativa gas/petrleo.(c) Aparente tendencia al
mantenimiento de presin.MECANISMOS DE EMPUJE EN LOS
YACIMIENTOS.Compresibilidad de la Roca y de los FluidosComo la
presin del fluido en el yacimiento decae, la presin en los slidos,
o la presin neta se confina, se incrementa debido a que la presin
del fluido en el poro lleva menos del peso del terreno. Algunos
yacimientos responden al incremento en la presin neta confinada por
el colapso de los espacios del poro. Esto puede ser un camino
eficiente para extraer hidrocarburo. El empuje por rocas es comn en
yacimientos someros o en reservorios sin consolidacin de
yacimientos.Con una pequea modificacin de la presin el medio poroso
por ser compresible al disminuir la presin, la roca y los fluidos
van a expandirse produciendo que el volumen del poro disminuya,
ocasionando en si que el fluido que se encuentra en el poro, es
este caso hidrocarburo se desplace en direccin donde haya un menor
esfuerzo, siendo en el pozo donde hay una menor presin (presin de
fondo fluyente) que la presin del yacimiento. Si esa presin no es
menor no habr produccin, ya que el fluido no se desplazar. Para
entender un poco ms lo antes mencionado, se puede recordar que
existen tres fuerzas que controlan el flujo en el medio
poroso:Fuerzas viscosas: Relacionadas a lospotenciales de flujo
(variaciones de la presin).Fuerzas capilares: Asociadas a la presin
capilar.Fuerzas gravitacionales: Asociadas directamente a la
gravedad.De manera grfica se puede observar: De la compresibilidad
de los lquidos se conoce que si al disminuir la presin el lquido va
a expandirse aumentando el volumen.
Si de la ecuacin (Ec. 1.a) separamos las variables,
multiplicamos por -1 e integramos en ambos lados de la ecuacin,
ejecutando otros clculos matemticos y conociendo adems la Pi en la
que se encuentra el sistema, la Pf una vez que se produjo la
reduccin, la compresibilidad y el Vi se obtiene el VOLUMEN
FINAL.
V = Vi [1 + c(Pi P)] Siempre y cuando el P sea pequeo.
Y en relacin a la compresibilidad de los gases, se puede
mencionar que los gases son ms compresibles que los lquidos, y su
anlisis parte de la
(Ec. 1.a), pero antes de que las variables sean separadas se
agrega la Ley de los gases para gases reales.
PV = ZnRT
Se utiliza a la final la siguiente expresin: C = 1/P
1*dZ/Z*dP
Si el gas se comporta como un gas ideal (dZ/dP) = 0
MECANISMOS DE EMPUJE EN LOS YACIMIENTOS.Por Capa De GasPara este
tipo de yacimientos se considera que la presin inicial del
reservorioes exactamente igual a la presin del punto de burbuja.
Esto ocurre debido a que en el transcurso del tiempo geolgico, debe
existir el equilibrio entre el petrleo y el gas. Con la capa de
gas, el petrleo esta manteniendo la mxima cantidad de gas en
solucin. A medida que la presin del yacimiento se reduce (por
efecto de la produccin), la capa de gas se expande causando un
desplazamiento inmiscible del petrleo. La eficiencia de recuperacin
promedio para un yacimiento con capa de gas es del orden de 20 a 40
% del petrleo original en sitio. Las caractersticas de yacimiento
que originan que la expansin de una capa de gas recupere ms petrleo
son:(a) Baja viscosidad del petrleo. (b) Alta gravedad API del
petrleo(c) Alta permeabilidad de la formacin(d) Alto relieve
estructural.(e) Gran diferencia de densidad entre el petrleo y el
gas. La prediccin de la recuperacin puede ser obtenida por tcnicas
de simulacin numrica o por clculos de balance de materiales.
MECANISMOS DE EMPUJE EN LOS YACIMIENTOS.Empuje Hidrulico.En este
caso se presenta una capa de agua en el yacimiento asociado a un
acufero que puede servir para aumentar o mantener la presin, que al
reducir la presin ocurre una expansin del agua enel acufero
tendiendo a empujar al fluido del sistema hacia el pozo que drena
el yacimiento. Se sabe que el agua tiene menos gas en solucin que
el petrleo teniendo as poca expansin del agua al momento de que se
disminuya la presin, pero puede existir el caso de que ese acufero
est alimentado por una fuerza externa.Algunos indicadores para
determinar la presencia de un empuje de agua son:(a) El
hidrocarburo (petrleo o gas) esta rodeado por agua.(b) Debe existir
suficiente permeabilidad para permitir el movimiento del agua (por
lo menos 50 md).(c) A medida que el tiempo transcurre, la produccin
de agua incrementa.MECANISMOS DE EMPUJE EN LOS YACIMIENTOS.Por Gas
En SolucinEste es el principal mecanismo de empuje para
aproximadamente un tercio de todos los yacimientos de petrleo del
mundo. En un yacimiento de Empuje por Gas en Solucin no existe capa
de gas o Empuje por Agua. La saturacin de agua promedio dentro del
volumen poroso esta cerca al valor irreducible. La presin inicial
del reservorio est sobre o igual a la presin del punto de burbuja.
Si asumimos que la presin inicial esta sobre la presin del punto de
burbuja, entonces la presin como consecuencia de la produccin
declinar rpidamente hasta el puntode burbuja. Durante este periodo,
todo el gas en el yacimiento permanece en solucin. Este proceso es
a menudo definido como Empuje por Expansin de Fluidos.Una vez que
la presin ha declinado hasta la presin del punto de burbuja, la
produccin adicional causar que esta decline por debajo del punto de
burbuja con la consiguiente evolucin del gas libre en el
yacimiento. Despus que la saturacin de gas excede la saturacin
crtica, este se hace mvil. A fin de que no se forme una capa de
gas, la permeabilidad vertical debe ser pequea. Sobre la base de
esto el gas libre fluir en el yacimiento y permitir que se
incremente el GOR (Relacin Gas-Petrleo) observado en los pozos. El
mecanismo principal se debe al empuje del gas y a la expansin del
petrleo. El efecto de la expansin del agua y de la roca es pequeo
si se compara a la energa de un gas libre altamente expansible. Los
factores que tienden a favorecer una alta recuperacin incluyen alta
gravedad API del crudo (baja viscosidad), alto GOR (Relacin
Gas-Petrleo) de solucin y homogeneidad de la forma.
MECANISMOS DE EMPUJE EN LOS YACIMIENTOS.Por Segregacin
GravitacionalEn un yacimiento de empuje por segregacin, el gas
libre a medida que sale del petrleo, se muevehacia el tope del
yacimiento mientras que el petrleo hacia abajo debido a la
permeabilidad vertical. Para que esto ocurra debe existir
suficiente permeabilidad vertical para permitir que las fuerzas
gravitacionales sean mayores que las fuerzas viscosas dentro del
yacimiento. Aunque algunos de estos yacimientos no tienen una capa
de gas inicial, la recuperacin ser mayor si esta existe. Un
mecanismo similar denominado drenaje gravitacional ocurre si es que
el yacimiento tiene un gran buzamiento. En este caso el petrleo se
mueve hacia abajo y el gas hacia arriba, pero el flujo es paralelo
al ngulo de buzamiento, en vez de ser perpendicular a este. En la
mayora de los casos el drenaje gravitacional y empuje por
segregacin se consideran como el mismo mecanismo. Si no se
considera el aspecto econmico, este es el mecanismo de empuje
primario ms eficiente.Las eficiencias de recuperacin estn en el
rango de 40 a 80%. Las caractersticas de produccin que indican la
ocurrencia de un drenaje gravitacional o segregacin son las
siguientes:(a) Variaciones del GOR (Relacin Gas-Petrleo) con la
estructura. (b) Aparente mejora del comportamiento de la
permeabilidad relativa gas/petrleo. (c) Aparente tendencia al
mantenimiento de presin.Mecanismos de Empuje - Produccin
lMecanismos de desplazamiento de los fluidos en los
yacimientosProceso de desplazamiento.... 3Expansin de la roca y los
lquidos... 3Empuje por gas disuelto liberado ...4Empuje por capa de
gas.. 5Empuje por agua..... 6Desplazamiento por segregacin
gravitacional... 8Empujes combinados..9Mecanismo de desplazamiento
de los fluidos en los yacimientosProceso de desplazamientoLa
recuperacin de aceite se obtiene mediante un proceso de
desplazamiento. El gradiente de presin obliga al aceite a fluir
hacia los pozos, pero ese movimiento se verifica solamente so otro
material llena el espacio desocupado por el aceite y mantiene, en
dicho espacio, la presin requerida para continuar el movimiento de
los fluidos. En cierto modo el aceite no fluye del yacimiento, sino
que es expulsado mediante un proceso de desplazamiento, siendo los
principales agentes desplazantes el gas y el agua.Los procesos de
desplazamiento son:Expansin de la roca y los lquidosEmpuje por gas
disuelto liberadoEmpuje por capa de gasEmpuje por
aguaDesplazamiento por segregacin gravitacionalEmpujes
combinadosExpansin de la roca y los lquidosEste proceso de
desplazamiento ocurre en los yacimientos bajo-saturados, hasta que
se alcanza la presin de saturacin. La expulsin del aceite se debe a
la expansin del sistema. El aceite, el agua congnita y la roca se
expanden, desalojando hacialos pozos productores el aceite
contenido en el yacimiento. Dada la baja compresibilidad del
sistema, el ritmo de declinacin de la presin con respecto a la
extraccin, es muy pronunciado. La liberacin del gas disuelto en el
aceite ocurre en la tubera de produccin, al nivel en que se obtiene
la presin de saturacin o presin de punto de burbuja. La relacin
gas-aceite producida permanece, por lo tanto, constante durante
esta etapa de explotacin, e igual el Rsi. La saturacin del aceite
prcticamente no vara. La porosidad y permeabilidad absoluta
disminuyen ligeramente, as como la viscosidad del aceite. El factor
de volumen del aceite aumenta tambin de forma muy ligera.Figura 1.-
Mecanismo de empuje, expansin roca-fluidoEmpuje de gas disuelto
liberadoUna vez iniciada en el yacimiento la liberacin del gas
disuelto en el aceite, al alcanzarse la presin de saturacin, el
mecanismo de desplazamiento del aceite se deber, primordialmente,
al empuje de gas disuelto liberado; ya que si bien es cierto que
tanto el agua intersticial y la roca continuaran expandindose, su
efecto resulta despreciable, puesto que la compresibilidad(o
expansionabilidad) del gas es mucho mayor que la de los otros
componentes de la formacin. El gas liberado no fluye inicialmente
hacia los pozos, sino que se acumulan en forma de pequeas burbujas
aisladas, las cuales por motivo de declinacin de la presin, llegan
a formar posteriormente una fase continua, que permitir el flujo de
gas hacia los pozos.La saturacin de gas mnima para que ocurra flujo
del mismo se llama saturacin de gascritica, la relacin gas aceite
producido disminuye ligeramente, que que el gas disuelto en el
aceite, que se libera, queda atrapado en el yacimiento. El gas
liberado llena totalmente el espacio desocupado por el aceite
producido. La saturacin de aceite disminuir constantemente, a causa
de su produccin y encogimiento por la liberacin de gas disuelto;
por lo tanto, mientras la permeabilidad del aceite disminuye
continuamente, la permeabilidad del gas aumentara. El gas fluir ms
fcilmente que el aceite, debido a que es ms ligero, menos viscoso y
a que su trayectoria se desplaza a por la parte central de los
poros (bajo condiciones equivalentes, su movilidad es mucho mayor
al que el aceite) de esta manera la relacin gas aceite que fluye en
el yacimiento aumentara constantemente y la relacin gas-aceite
producido en la superficie mostrara un progresivo incremento, hasta
que la presin del yacimiento se abatasubstancialmente. Cuando este
ocurra, la relacin medida en la superficie disminuir, debido a que
las presiones bajas, los volmenes de gas en el yacimiento se
aproximan a los volmenes medidos en la superficie.Debido a que este
tipo de mecanismo se presenta generalmente en yacimientos cerrados,
la produccin de agua es muy pequea o nula, las recuperaciones por
empuje de gas disuelto son casi siempre bajas, variando
generalmente entre 5 y 35% del aceite contenido a la presin de
saturacin.
Figura 2.- Mecanismo de empuje, empuje de gas disuelto
liberadoEmpuje por capa o casquete de gasEl empuje por capa de gas
consiste en una invasin progresiva de la zona deaceite por gas,
acompaada por un desplazamiento direccional del aceite fuera de la
zona de gas libre y hacia los pozos productores. Los requerimientos
bsicos son:1. Que la parte superior del yacimiento contenga una
alta saturacin de gas2. Que exista un continuo crecimiento o
agrandamiento de la zona ocupada por el casquete de gasLa zona de
gas libre requerida puede presentarse de tres maneras:a) Existir
inicialmente en el yacimiento como casqueteb) Bajo ciertas
condiciones, puede formarse por la acumulacin de gas liberado por
el aceite al abatirse la presin del yacimiento, a consecuencia de
la segregacin gravitacionalc) La capa de gas puede crearse
artificialmente por inyeccin de gas en la parte superior del
yacimiento, si existe condiciones favorables para su segregacinEl
mecanismo por el cual el aceite se recupera bajo este proceso, se
entiende fcilmente considerando primero la naturaleza del
desplazamiento cuando la presin del yacimiento se mantiene
constante por inyeccin de gas, y analizando a continuacin las
diferencias que surgen cuando se permite la declinacin de la presin
en el yacimiento. Es obvio que si la presin del yacimiento se
mantiene en su valor original, el gas inyectado no tiene acceso a
la zona de aceite, excepto atrs o enfrente de avance del gas libre
y por lo tanto la parte inferior de la estructura conserva sus
condiciones originales de saturacin de aceite, hasta que se invade
por el gas inyectado. La produccin de aceite proviene de los pozos
localizados en la zona de aceite, pero el aceite producido es
reemplazado por elque se mueve adelante del frente de gas. En esta
forma el proceso obliga al aceite a moverse hacia la parte inferior
del yacimiento.Las recuperaciones en yacimientos con capa de gas
varan normalmente del 20 al 40 % del aceite contenido
originalmente, pero si existen condiciones favorables de segregacin
se pueden obtener recuperaciones del orden del 60% o ms.Figura 3.-
Mecanismo de empuje. Empuje por capa o casquete de gas
Empuje por aguaEl desplazamiento por invasin de agua es en
muchos sentidos similar al de casquete de gas. El desplazamiento de
los hidrocarburos tiene lugar en este casi atrs y en la interface
agua-aceite mvil. En este proceso el agua invade y desplaza al
aceite, progresivamente, desde las fronteras exteriores del
yacimiento hacia los pozos productores. Si la magnitud del empuje
hidrulico es lo suficientemente fuerte para mantener la presin del
yacimiento o permitir un ligero abatimiento de ella, entonces el
aceite ser casi totalmente recuperado por desplazamiento con agua,
puesto que no habr liberacin de gas en solucin o dicha liberacin
ser pequea y asimismo el desplazamiento que ocasione. Los
requerimientos bsicos para este proceso son: En primer lugar una
fuente adecuada que suministre agua en forma accesible al
yacimientoEn segundo trmino una presin diferencial entre la zona de
aceite (yacimiento) y la zona de agua (acufero), que induzca y
mantenga la invasin. El empuje hidrulico puede ser de manera
natural o artificial. Para que se presente en forma natural debe
existir, junto a la zona productora, un gran volumen deagua en la
misma formacin, sin barreras entre el aceite y el agua, y la
permeabilidad de la formacin facilitar su filtracin adecuada.La
formacin acufera puede algunas veces alcanzar la superficie. En
este caso la fuente del agua de invasin podr disponerse a travs de
la entrada de agua superficial por el afloramiento. Esta condicin
no es muy comn. Generalmente la invasin de agua tiene lugar por la
expansin de la roca y el agua en el acufero, como resultado de la
declinacin de la presin transmitida desde el yacimiento. Debido a
que las compresibilidades de la roca y el agua son muy pequeas, un
empuje hidrulico regular requerir de un acufero extenso y grande,
miles de veces mayor que el yacimiento.Despus que la interface o
contacto agua-aceite alcanza un pozo, su produccin de agua aumenta
progresivamente. El proceso se termina al abandonar el yacimiento
cuando se invaden los pozos superiores y su produccin disminuye a
un nivel tal que la recuperacin deja de ser costeable.En la mayora
de los yacimientos agotados por empuje de agua, la presin del
yacimiento se conserva a un nivel relativamente alto cuando se
abandona la produccin.Las recuperaciones varan normalmente entre
35% y el 75% del volumen original de aceite en el yacimiento. Las
recuperaciones bajas corresponden a yacimientos heterogneos o con
aceite viscoso.Figura 4.- Mecanismos de empuje. Empuje por
aguaDesplazamiento por segregacin gravitacionalLa segregacin
gravitacional o drene por gravedad, puede clasificarse como un
mecanismo de empuje; sin embargo, se considera msbien como una
modificacin de los dems. La segregacin gravitacional es la
tendencia del aceite, gas y agua a distribuirse en el yacimiento de
acuerdo a sus densidades. El drene por gravedad puede participar
activamente en la recuperacin del aceite. Por ejemplo, en un
yacimiento bajo condiciones favorables de segregacin, gran parte
del gas liberado fluir a la parte superior del yacimiento, en vez
de ser arrastrado hacia los pozos por la fuerza de presin,
contribuyendo as a la formacin o agrandamiento del casquete de gas
y aumentando la eficiencia total del desplazamiento.Los yacimientos
presentan condiciones propicias a la segregacin de sus fluidos,
cuando poseen espesores considerables o alto relieve estructural,
alta permeabilidad y cuando los gradientes de presin aplicados, no
gobiernan totalmente el movimiento de los fluidos.La recuperacin en
yacimientos donde existe segregacin de gas y/o de agua, es sensible
al ritmo de produccin. Mientras menores sean los gastos, menores
sern los gradientes de presin y mayor la segregacin Figura 5.-
Mecanismo de empuje. Desplazamiento por segregacin
gravitacionalCombinacin de empujesLa mayora de los yacimientos
quedan sometidos durante su explotacin a ms de uno de los
mecanismos de desplazamiento explicadosMecanismos de
empujeMecanismo de empuje: Es la tendencia del aceite, gas y agua a
distribuirse en el yacimiento de acuerdo a sus densidades. Cada
mecanismo de desplazamiento presenta ciertas caractersticas tpicas
de desempeo en trminos de: Factor de recuperacin Ritmo de prdida de
presin RGA Produccin de aguaEFICIENCIA DE RECOBRO DE LOS DIFERENTES
MECANISMOS DE EMPUJEExisten 5 mecanismos bsicos que proveen la
energa natural necesaria para la recuperacin de hidrocarburos:A
continuacin describo las principales caractersticas de cada
mecanismo.1. Empuje roca- fluidoEste proceso de desplazamiento
ocurre en los yacimientos bajosaturados, hasta que se alcanza la
presin de saturacin. La expulsin del aceite se debe a la expansin
del sistema. El aceite, el agua congnita y la roca se expanden,
desalojando hacia los pozos productores el aceite contenido en el
yacimiento.
2. Empuje por gas disuelto liberadoCuando la presin se reduce en
el yacimiento hasta alcanzar la presin de saturacin, el gas que se
encuentra disuelto en el aceite es liberado, por lo que el
mecanismo de desplazamiento se deber primordialmente, al empuje de
gas disuelto liberado. El gas liberado no fluye inicialmente hacia
lospozos, si no que se acumula en forma de pequeas burbujas
aisladas, las cuales por motivo de la declinacin de la presin
llegan a formar posteriormente una fase continua que permitir el
flujo de gas hacia los pozos, como se muestra en la figura.
3. Empuje por casquete de gasEl empuje por casquete de gas
consiste en una invasin progresiva de la zona de aceite por gas,
acompaada por un desplazamiento direccional del aceite fuera de la
zona de gas libre y hacia los pozos productores. Para que se lleve
a cabo este mecanismo la presin inicial en el yacimiento debe ser
igual a la presin de burbuja. En ese instante comienza a liberarse
gas en el yacimiento formado un casquete sobre el crudo. En este
sentido, a medida que declina la presin el gas se va expandiendo
proporcionando un empuje al petrleo hacia el pozo productor,
aumentando la vida til del hidrocarburo.
4.- Empuje hidrulico Uno de los principales tipos de flujo
natural es el empuje por agua, el cual es bsicamente la fuerza para
provocar la expulsin del petrleo del yacimiento con el empuje de
agua acumulada debajo de l. El mecanismo consiste en que el la
expansin del agua desplaza a los hidrocarburos hacia los pozos que
drenan al yacimiento, debido aque el agua acumulada a presin en el
acufero es capaz de expandirse y transmitir parte de esa energa al
yacimiento, a lo largo y ancho de la interfase agua-petrleo al
reducirse la presin por la produccin acumulada de lquidos.
5.- Empuje por segregacin gravitacionalLa segregacin
gravitacional o drene por gravedad, puede clasificarse como un
mecanismo de empuje; sin embargo, se considera ms bien como una
modificacin de los dems. La segregacin gravitacional es la
tendencia del aceite, gas y agua a distribuirse en el yacimiento de
acuerdo a sus densidades. El drene por gravedad puede participar
activamente en la recuperacin del aceite. Por ejemplo, en un
yacimiento bajo condiciones favorables de segregacin, gran parte
del gas liberado fluir a la parte superior del yacimiento, en vez
de ser arrastrad hacia los pozos por la fuerza de presin,
contribuyendo as a la formacin o agrandamiento del casquete de gas
y aumentando la eficiencia total del desplazamiento.Los yacimientos
presentan condiciones propicias a la segregacin de sus fluidos,
cuando poseen espesor considerables o alto relieve estructural,
alta permeabilidad y cuando los gradientes de presin aplicados, no
gobiernan totalmente el movimiento de los fluidos.