INSTRUCTIVO DE LA NUEVA TECNOLOGIA PARA RECUPERAR CRUDO PESADO EN YACIMIENTOS PROFUNDOS
INSTRUCTIVO DE LA NUEVA TECNOLOGIA DE RECUPERACION DE CRUDOS PESADOS EN YACIMIENTOS PROFUNDOS
JENNY PAOLA DIAZ
CORPORACION INTERNACIONAL DEL PETROLEO “COINSPETROL” PROGRAMA TECNICO EN PRODUCCION DE POZOS PETROLEROS Y FACILIDADES DE SUPERFICIE VILLAVICENCIO - META 2010
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INSTRUCTIVO DE LA NUEVA TECNOLOGIA PARA RECUPERAR CRUDO PESADO EN YACIMIENTOS PROFUNDOS
INSTRUTIVO DE LA NUEVA TECNOLOGIA DE RECUPERACION DE CRUDOS PESADOS EN YACIMIENTOS PROFUNDOS
TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR AL TITULO DE: TECNICO EN PRODUCCION DE POZOS PETROLEROS Y FACILIDADES DE SUPERFICIE
JENNY PAOLA DIAZ
CORPORACION INTERNACIONAL DEL PETROLEO “COINSPETROL” PROGRAMA TECNICO EN PRODUCCION DE POZOS PETROLEROS Y FACILIDADES DE SUPERFICIE VILLAVICENCIO - META 2010
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NOTA DE ACEPTACION
NOTA DE ACEPTACIÓN:
______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________
__________________________________ Firma del presidente del jurado.
__________________________________ Firma del jurado.
__________________________________ Firma del jurado.
Villavicencio, mayo de 2010
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DEDICATORIA
Si hay alguien importante y especial a quien dedico este trabajo de grado es a mis padres, porque gracias a su sacrificio es que empecé y estoy a punto de finalizar mi carrera técnica en producción de pozos petroleros y facilidades de superficie en la corporación internacional del petróleo “COINSPETROL”. Dedico este proyecto de grado a mis compañeros de estudio a los docentes que y a todas las personas del instituto que creyeron en mi, me acompañaron y bridaron ese apoyo incondicional que me animo a seguir adelante, logrando dejar de lado los problemas que se me presentaban y lograr mi meta, terminar mis estudios técnicos. Una especial dedicatoria al ingeniero FRANCISCO RODRIGUEZ, que aunque no está con nosotros fue un gran profesor. Que nos brindo sus conocimientos y además nos formo con valores y virtudes de un ingeniero, dejándonos un tesoro invaluable.
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AGRADECIMIENTOS
Los autores expresan su agradecimiento a: Al Doctor Luis Fernando Hernández Pérez, Director del Proyecto, a los Asesores Metodológicos el Ingeniero Elkin Rojas y al técnico Carlos Andrés Pinilla, quienes con sus conocimientos, dedicación y apoyo incondicional permitieron el buen desarrollo del Proyecto y a mi tutor Benjamín Daza. Al Instituto “COINSPETROL” y en especial a la escuela de producción de pozos petroleros y facilidades de superficie encabezada por el Ingeniero de Petróleos Gustavo Ramírez y su maravilloso equipo de docentes que fueron parte fundamental en la formación académica y personal, inculcando valores que nos permitieron construir bases solidas para afrontar con éxito la vida Profesional. A nuestros compañeros que día a día se convirtieron en una familia demostrando compañerismo, lealtad y trabajo en equipo.
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CONTENIDO
PAG CONTENIDO DE FIGURAS GLOSARIO INTRODUCCION 1. PLANTAMIENTO DEL TRABAJO 2. JUSTIFICACION 3. OBJETIVOS 3.1 objetivos generales 3.2 objetivos específicos 4. ALCANCES Y LIMITACIONES 5. METODOLOGIA 6. MARCO TEORICO 6.1 CAPITULO I - CONCEPTO DE SAGD
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7. CAPITLO II - MECANISMO DE OPERACIÓN 7.1 fase inicial o “start up” 7.1.1 inyección de vapor en ambos pozos 7.1.2 generación de diferencial de presión entre los pozos 7.1.3 inicio en la fase de crecimiento del SAGD 7.2 fase de crecimiento
18 18 18 20 20 20
8. CAPITULO III - GENERACION DE VAPOR EN FONDO 8.1 generadores de combustión 8.1.1 generadores de vapor de contacto directo 8.1.2 generadores de vapor de contacto indirecto 8.2 generadores eléctricos
22 22 23 24 25
9. CAPITULO IV - DESARROLLO EXPERIMENTAL 9.1 generalidades de modelo de simulación 9.2 caso de base de modelo de simulación
27 27 30
10. CAPITULO V – RESULTADO 10.1 tasa de inyección de vapor 10.2 posición de pozos 10.3 distancias entre pozos 10.4 longitud del pozo inyector
33 33 34 35 35
11. CAPITULO VII - CONCLUSION
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12. CAPITULO VIII - APLICACIÓN DE LA NUEVA TECNOLOGIA DE RECUPERACION DE CRUDOS PESADOS EN YACIMIENTOS PROFUNDOS 37 CONCLUSION 38 BIBLIOGRAFIA 39
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CONTENIDO DE FIGURAS
PAG
FIGURA 1. FIGURA 2. FIGURA 3. FIGURA 4. FIGURA 5. FIGURA 6. FIGURA 7. FIGURA 8. FIGURA 9. FIGURA 10. FIGURA 11.
Esquema del sistema SAGD Cámara de vapor SAGD Forma final de la cámara de vapor Generador de vapor de contacto directo Generador de vapor de contacto indirecto Esquema de la configuración interna del generador eléctrico Modelo de simulación numérico Factor de recobro vs tiempo para el caso de base Factor de recobro vs tiempo para diferentes tasa de inyección Variación de la ubicación de la pareja de pozo Variación de la distancia vertical entre los pozos
16 16 21 24 25 26 29 31 33 34
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GLOSARIO SAGD: es una técnica que emplea como único mecanismo de producción de petróleo el drenaje gravitacional.
LONGITUD: La mayor de las dos dimensiones principales que tienen las cosas o figuras planas
POZO: excavación que se hace en la tierra ahondando hasta encontrar una vena de agua aprovechable.
INYECTOR: dispositivo mecánico utilizado para inyectar fluidos.
TASA: medida, relación entre dos magnitudes
VAPOR: estado gaseoso que adoptan los fluidos por la acción de calor
SIMULACION: presentación de algo como real
DRENAJE: procedimiento empleado para desecar conductos subterráneos.
COMBUSTION: reacio entre oxigeno y desprender energía suele causar llama.
el terreno por medio
de
un material combustible que por
PRESION: fuerza que ejerce un gas, liquido superficie de un cuerpo.
o solido sobre una unidad de
CIRCULACION: su integral a lo largo de un contorno cerrado
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INTRODUCCION
En el desarrollo de mi proyecto de grado se realizara un análisis de la técnica de SAGD, utilizada hasta ahora con gran éxito en la producción de crudo pesado en países como Canadá y Venezuela se planteara su posible utilización en campos Colombianos.
Debido que en nuestro país las reservas importantes de crudo pesado no se encuentran en yacimientos someros, se hace necesario buscar la manera de llevar el vapor hasta las formaciones de interés.
Para esto se considera la utilización de generadores de vapor en fondos, tecnologías a un en desarrollo, cuya capacidad de generación puede adaptarse a un sistema SAGD.
Se modelara este sistema en un simulador numérico de yacimientos, y se realizara un análisis de sensibilidad de los parámetros que de termina su funcionamiento, lo cual permitirá establecer la condiciones de operaciones y diseños de pozos que permitan recuperar de la mejor manera las reservas de crudo pesados de los yacimientos profundos Colombianos.
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ALCANCES Y LIMITACIONES
Alcances
El principal alcance de este proyecto es facilitar información a los estudiantes y egresados de la técnica de producción de pozos y facilidades de superficie para el sector petrolero de COINSPETROL, debido a que aun es un tema de bajo desarrollo en nuestro país, su comprensión representa una ventaja competitiva en el campo laboral. En lo social el proyecto busca el bienestar y desarrollo de las personas directamente relacionadas con la actividad de la industria petrolera. En lo económico busca beneficiar ampliamente a la compañía que adopte este sistema, ya que ahorra costos de producción. En lo ambiental le da importancia a los recursos naturales afectados por las actividades de la compañía, ya que la adopción de este sistema reduce el gran medida derrames de crudo. Dando también nuevos conocimientos y avances que ingresan al campo de la industria petrolera Avanzando con nuevas tecnologías en el campo para si el estudiante de CONISPETROL avance
Limitaciones Es aplicar esta tecnología al campo de castilla ya que a nivel de la meta es uno de los campos que produce crudo pesado y así facilitar su exportación y transportación
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METODOLOGIA
Debido al bajo desarrollo que tiene este sistema de crudo pesado para la industria petrolera de nuestro país se presentan dificultades para recolectar la información que permite el desarrollo de los objetivos propuestos; por esta razón es necesario mencionar la importancia que tiene la recolección de fuentes primarias de información a través de entrevistas con profesionales capacitados en este tipo de sistema. La recolección de datos se realizará principalmente a través de fuentes secundarias como son los textos, revistas, artículos, libros especializados y manuales de operación del sistema, medios electrónicos como páginas de internet, recopilando y organizando con la ayuda del tutor del proyecto y docentes la información de la forma más adecuada para brindar conocimientos básicos y claros sobre la aplicación de nuevas “ TERECRUPE”(tecnologías para recuperar crudo pesado ) a los estudiantes del instituto COINSPETROL, por medio del instructivo el cual estará enfocado a las operaciones, mantenimiento y ventajas que se ofrece.
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1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Desde los comienzos de la explotación petrolera en Colombia a principios del siglo XX, se ha encontrado la necesidad de explorar y explotar nuevos pozos, dándole una paso a la nuevas tecnología para un aplicación de recuperación en crudos pesados de yacimientos profundos ha venido avanzando de manera proporcional con las tecnologías que a nivel mundial no han sido adoptadas por no le estamos dando la importancia que es para nuestro país la universidad industrial Santander de Bucaramanga deja un amplio conocimiento para dar a conocer que en nuestro país las reservas petroleras llegaran a un punto de no funcionar mas y hasi podemos ver q nos dan para producir petróleo pesado. El principal problema que ha existido desde entonces es lograr desarrollar un sistema confiable y preciso para aplicar las nuevas tecnologías a una recuperación de crudos pesados para su producción y transporte para las estaciones de bombeo de cada campo de nuestro país.
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2. JUSTIFICACION
En la industria petrolera mundial y nacional, nuestro desarrollo en el campo laboral depende de nuestras capacidades como técnicos para, entre muchas operaciones, ahorrar dinero para la compañía en la que se labore, realizando todas las operaciones necesarias para un trabajo eficiente y en el menor tiempo, siendo este último un factor esencial en la industria. El tiempo, los reportes de despacho y de medición exactos, la limpieza y primordialmente, la capacidad académica que posea el técnico le garantiza el buen desempeño de sus funciones en la compañía. Si agregamos esta aplicación de la nueva tecnología a nuestro sistema de producción a nuestro país se va poder utilizar mas fácil el crudo y asi convirtiéndolo en un sistema más utilizado en los campos petroleros del país, debido a la precisión y facilidad de manejo en la instalación. Por lo tanto el conocimiento de su operación se convierte en una ventaja para el técnico en producción y facilidades de superficie para la industria del petróleo pues permitirá conocer y controlar todos los procedimientos que requiere su instalación, operación y mantenimiento; así como todas las ventajas que representa este sistema con respecto a los utilizados actualmente.
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3. OBJETIVOS
Objetivo general
Elaborar un instructivo de aplicaciones de nuevas tecnologías para la recuperación de crudo pesado en yacimientos profundos, que sirva como base de texto de consulta para los estudiantes del programa técnico en producción y facilidades de superficie.
Objetivos específicos
Dar a conocer mediante el instructivo la importancia de las nuevas tecnologías que se aplican para la recuperación de crudos pesados a los estudiantes de COINSPETROL, brindando una ventaja frente a los demás técnicos de la industria.
Mostrar de manera concisa y clara mediante el instructivo de aplicaciones de las nuevas tecnologías para la recuperación de crudos pesados en yacimientos profundos en la producción eficiente de petróleo.
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MARCO TEORICO
CAPITULO I CONCEPTO DEL SAGD
El SAGD es una técnica empleada como único mecanismo de producción de petroleó el drenaje gravitacional, mientras aprovecha de manera combinada los mecanismos de conducción y convección del calor proporcionado por una cantidad de vapor inyectada a una formación que contiene crudo pesado.
Debido a la diferencias de densidades, el vapor tendera a ascender hasta el tope de la formación, mientras que el crudo y el condesado se movilizaran en sentidos contrarios.
Un sistema SAGD se compone de dos pozos horizontales y paralelos, ubicados unos encima del otro. Debido a la poca movilidad que usualmente poseen estos crudos se utilizan unas distancias de unos pocos metros entre los pozos para que el petróleo pueda fluir hacia el pozo inferior.
Para el funcionamiento del sistema, una cierta cantidad de vapor es inyectada de manera continua a través del pozo superior con el objetivo de formar una cámara de vapor alrededor del pozo. Este vapor servirá para calentar el crudo y reducir su viscosidad haciendo que, por gravedad fluya hacia abajo y se producido atreves del pozo inferior, como lo muestra en la figura 1.
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FIGURA 1. ESQUEMA DEL SISTEMA SAGD
El flujo de vapor ocurre hacia arriba y lateralmente, lo cual hace que la c谩mara de vapor tenga una forma de pir谩mide invertida, limitada por una zona, denominada interface, en donde ocurre la condensaci贸n del vapor. De esta manera, el agua condesada y el petr贸leo calentado fluyen por gravedad hacia el pozo inferior, como lo muestra la fig. 2
FIGURA 2. CAMARA DE VAPOR SAGD
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En el proceso de segregación gravitacional asistida por vapor ocurren de manera combinada los procesos de conducción y convección de calor, para cuyo análisis se toman en cuenta algunas consideraciones con el fin de simplificar el estudio del proceso físico que ocurre en una formación sometida a la técnica del SAGD.
1. Se considera que la temperatura en el interior de la cámara es la misma temperatura en la saturación del vapor a la presión de inyección y que la temperatura fuera se la cámara es de la formación.
También se supone que el vapor fluye perpendicularmente a la interfase, y el petróleo calentando lo hace de manera paralela a esta.
Finalmente se considera que el calor se transfiere a la conducción (a través de las rocas) en dirección normal a la interfase.
De manera general podemos anunciar algunas características importantes del proceso:
La presión en la cámara del vapor es constante. La máxima producción de aceite ocurre cuando la cámara de vapor alcanza el tope de producción productora. Existe saturación residual de aceite en la cámara de vapor. La temperatura a lo largo de pozo productor da una indicación de la altura de la cámara de vapor y es función de la presión de operación de este pozo.
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CAPITULO II MECANISMO DE OPERACIÓN
Para que se tenga buenos resultados durante el desarrollo de un proceso de segregación gravitacional asistida por vapor en arenas bituminosas y yacimientos de petróleos de baja movilidad, se requiere de la implementación de dos fases:
Una fase inicial o “start up” en la que se realiza un precalentamiento de la formación.
Una fase de crecimiento, donde el proceso propiamente dicho ocurre.
7.1 FASE INICIAL O “START UP”
Cuando se va a comenzar con el proceso SAGD, es necesario realizar un precalentamiento que permita establecer un precalentamiento que permita establecer una conexión de flujo entre los dos pozos, con el fin de facilitar el posterior funcionamiento del sistema. Esta fase inicial del SAGD se da en tres etapas bien definidas.
7.1.1 INYECCION DE VAPOR EN AMBOS POZOZ (ETAPA DE CIRCULACION)
Una vez se ha perforado y complementado los dos pozos horizontales, debe iniciarse un proceso de circulación de vapor en ambos pozos. Usualmente los pozos se complementación una sarta de tubería, la cual se utiliza para la inyección de vapor y la producción de fluido en los pozos inferiores y superiores, respectivamente.
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El objetivo de esta etapa es lograr el calentamiento uniforme que se encuentra en las vecindades de los pozos, para generar movilidad en los hidrocarburos en estas zonas.
Sin embargo para la implementación del SAGD en yacimientos profundos no se requiere esta etapa, puesto que la viscosidad del crudo, debido a la temperatura del yacimiento, será lo suficientemente baja como para que el petróleo posea una cierta movilidad que le permita fluir al pozo productor.
Debido a las perdidas de calor que ocurre a lo largo dela sección horizontal de los pozo, es normal que la temperatura sea mayor en el talón del pozo que en el extremo. La duración de la etapa de la circulación dependerá de que tan rápido se obtenga la temperatura uniforme a lo largo del pozo. Una vez se haya alcanzado este estado se puede pasarse a la siguiente etapa del proceso.
Por medio de la simulación de yacimientos se han realizados análisis de sensibilidad de los parámetros que posee una influencia directa en el desarrollo de esta primera etapa, las variables analizadas has sido:
Tasa de inyección de vapor en ambos pozos. Diámetro Aislante usado en la sarta de tuberías
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7.1.2 GENERACION DEL DIFERENCIAL DE PRESION ENTRE LOS POZOS.
Una vez se ha conseguido una temperatura uniforme en los pozos del sistema SAGD, debe generarse un diferencial de presiones que permita el fluidos hacia el pozo inferior, la diferencial de presión debe ser pequeña, pues de lo contrario se genera un canal preferencial de flujo que implicara la producción de vapor vivo y pérdidas en la eficiencia del proceso. También se establece que la aplicación del diferencial de presión es de un tiempo cercano a la finalización de la etapa de circulación conlleva a la obtención de bajas tasas de petróleos. Esto se debe que aun el vapor no sea distribuido a través de toda la formación, por lo cual parte del petróleo no presenta movilidad y no podrá fluir por gravedad, resultando ineficaz la realización de esta etapa.
7.1.3 INICIO EN LA FESE DEL CRECIMIENTO DEL SAGD.
Se ha establecido el diferencial de presiones entre la pareja de pozos del sistema, puede realizarse la conversión al SAGD propiamente dicho. Desde el punto de vista operacional, debe suspenderse la inyección de vapor en el pozo inferior, chocarse ese pozo para mantener la presión de fondo que se logro en la etapa anterior, e iniciar la producción, bien sea por flujo natural o con la ayuda de un sistema de levantamiento artificial.
7.2 FASE DE CRECIMIENTO
Una vez que se ha establecido una comunicación entre los dos pozos horizontales es cuando inicia el proceso SAGD, una etapa denominada “ fase de crecimiento “ pues donde la cámara de vapor aumenta su volumen, logrando la máxima producción cuando alcanza el tope de la formación productora. A partir de ese momento, el crecimiento de la cámara comienza ocurrir lateralmente, lo cual lleva a la obtención de la forma final de la cámara, según la fig. 3
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FIGURA 3. Forma final de la camara de vapor
Para que esta parte del proceso sea eficiente es fundamental monitorear constantemente la tasa de producción con el fin de que el desarrollo de la cámara de vapor ocurra de forma óptima a lo largo de la vida del proyecto, lo cual se obtiene evitando que ocurra la ruptura del vapor, ya que luego de que esta se produce, se genera un canal preferencial de flujo y una parte de vapor que se inyecta fluye directamente hacia el pozo productor, lo cual implica un uso ineficiente de la energía.
Por esta razón debe procurarse que la tasa de producción no sea muy alta, pues esto conlleva a una rápida ruptura de vapor.
Si la tasa de producción es muy baja, los fluidos calientes se acumularan en el yacimiento; por lo tanto, la cámara tendera a desarrollarse únicamente en la zona superior del yacimiento. Esto implica una considerable disminución en la eficiencia del proceso, al no poder calentarse una buena parte de la formación productora. Por estas razones se hace necesario verificar constantemente que la tasa de producción se encuentre en un nivel que permita un buen funcionamiento del proceso, evitando al máximo estas perdidas de energía.
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CAPITULO III GENERACION DE VAPOR EN FONDO
Se ha realizado por medio de generadores en superficie facilitando el mantenimiento en altas capacidades en la industria petrolera como una opción acertada en la generación de vapor, para la actualidad se genera como una nueva tecnología viable para la generación de vapor en fondo.
Se puede utilizar con dos clases de generadores: Tipo eléctrico Los que se emplean en combustión
8.1 GENERADORES DE COMBUSTION Son los que se utilizan para generar el vapor, la complejidad que se requieren de varias tuberías de alimentación (para agua, para combustible y para el aire) así como el manejo de gases para combustión. El uso de generadores de vapor en fondo de recuperación mejorada de crudo ha generado un debate sobre su viabilidad y conveniencia, los generadores que utilizan combustión presentan como puntos a favores:
Disminución de perdida de calor Posible reducción de la contaminación de aire y el uso Uso potencial de zonas mas profundas
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Desventajas en los aspectos en contra de esta tecnología como son:
Incremento de riesgo de perder el pozo Dificultad para su mantenimiento
Existen dos tipos de generadores de vapor en fondo que utilizan combustión: Los de contactos directos: los cuales los gases de combustión se mezclan con el vapor que es inyectado a la formación. Los de contactos indirectos: los que existen una tubería para retornar los gases de combustión a la superficie evitando que se mezclen con el vapor.
8.1.1 GENERADORES DE VAPOR DE CONTACTO DIRECTO.
La configuración de un generador de vapor de contacto directo, consta de cuatro partes fundamentales:
Atomizador: pequeño dispositivo que sirve para que el combustible se reduzca a partículas muy pequeñas con el fin de facilitar la combustión.
Cámara de combustión: ocurre la reacción química entre el combustible y el aire, dando origen a los gases de combustión
Mezclador: los gases producidos en la cámara de combustión llegan al mezclador donde el agua se distribuye uniformemente entre los gases calientes producidos.
vaporizador: ocurre la vaporización del agua gracias a la energía generada.
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Este proceso se puede ver en la fig 4
FIGURA 4 .generador de vapor de contacto directo
8.1.2 GENERADORES DE VAPOR DE CONTACTO INDIRECTO.
El generador es alimentado con combustible y aire, a través de dos tuberías que llegan hasta la cámara de combustión, donde se produce la reacción química donde se libera la energía necesaria para la evaporización de agua, que a su vez es bombeado al equipo por medio de otra tubería, que lo conduce a través de la región externa de la cámara de combustión , que actúa como un intercambiador de calor, haciendo que ocurra la evaporización de agua gracias al calor de los gases de combustión. Finalmente, los gases de combustión salen por el exhosto, ubicado en la parte superior del generador, y son dirigidos a la superficie mientras el vapor sale por la parte inferior del equipo hacia la cara del pozo. Según la fig. 5
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FIGURA 5. GENERADOR DE VAPOR CONTACTO DIRECTO
8.2 GENERADORES ELECTRICOS
Debido a la mayor simplicidad que presenta la instalación de estos equipos, puesto que precisa de una tubería para la conducción de agua y de un cable para la corriente eléctrica. Los generadores eléctricos no emite gases que puedan generan impacto sobre el medio ambiente. Por lo que la alternativa de generador de vapor a partir de la electricidad se torna muy llamativa para la industria. Un generador eléctrico de vapor a fondo esta constituido principalmente por una carcaza, (cuya longitud depende directamente de la cantidad de vapor que puede ser generado), un cable, dos electrodos, y dos tuberías. El funcionamiento del generador es sencillo: el agua es bombeada a través de una tubería a través de una tubería hasta la carcaza a la cual se encuentra los electrodos, que generan el calor necesario para que se produzca la evaporación de agua; finalmente, el vapor sale del equipo por medio de una tubería que lo conduce hasta la formación de interés, como muestra en la fig. 6
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FIGURA 6.ESQUEMA DE LA CONFIGURACION INTERNA DEL GENERADOR ELECTRICO
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CAPITULO IV DESARROLLO EXPERIMENTAL
El punto de vista teórico es posible plantear la aplicación simultanea de l a segregación gravitacional asistida por vapor de la generación de vapor en fondo , sin embargo, es necesario determinar si un sistema de esta característica puede llegar a tener un buen funcionamiento, generando un incremento del factor de recobro de un yacimiento de crudo pesado, razón por la que se requiere modelar el sistema planteado por medio de un simulador numérico comercial.
9.1 GENERALIDADES DEL MODELO DE SIMULACION
Para el desarrollo del producto se utilizo el simulador STARS de CMG debido a la especialidad de este para el modelado de proceso de recobro que implica la inyección de fluidos calientes.
Debido a que uno de los principales objetivos del presente trabajo es la determinacion de los parámetros de operación y desempeño de un proceso SAGD con generación de vapor en fondo, se crea un modelo de simulación que permita a realizar un análisis de sensibilidad de los parámetros que pueden afectar este proceso.
Dado que la segregación gravitacional asistida por vapor es una técnica que utiliza cortas distancias entre los pozos inyector y productor se hace necesario construir un modelo con una alta descretizacion tanto areal como vertical en la zona en la que se encuentra perforados los pozos.
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Por esta razón se opto por utilizar un enmallado cartesiano de 24x14x25 cuya sección central se encuentra mas discreteada que la zona externa, se plantea que este en mallado debe representar el tipo de yacimiento existentes en la cuenca de los llanos orientales de Colombia, la cual se ha planteado el siguiente proyecto, en las tablas 1 se representa las propiedades de simulación del enmallado y en la tabla 2 se representa las propiedades de los fluidos, según la fig. 7 que representa el modelo de simulación.
TABLA 1.PROPIEDADES DEL ENMALLADO DE SIMULACION
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TABLA 2. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
FIGURA 7. MODELO DE SIMULACION NUMERICA
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9.2 CASO DE BASE DE MODELO DE SIMULACION
Inicialmente se planteo un caso de que no incluye el par de pozos horizontales si no algunos pozos verticales que drenan el yacimiento, este procedimiento de producción en frio es el que se realiza habitualmente al inicio de la explotación de campos que poseen un crudo con buena movilidad a condiciones de yacimiento.
De esa forma se podrá determinar el momento en que el factor de recobro presenta una tendencia a permanecer constante, instante en el cual es necesario implementar un proceso de recuperación mejorada de hidrocarburos.
Los pozos presenta un espaciamiento de 32400 metros cuadrados aproximadamente, valor que encuentran dentro de los rasgos normales utilizado para el desarrollo de los campos de crudo pesado.se planteo un caso base , en cual se perforan los dos pozos horizontales paralelos que se requieren para el proceso SAGD , y se comienza la inyección y la producción atreves del pozo.
Teniendo encuentra el valor de la presión de yacimiento en el momento en que se inicia la inyección del vapor, se establece en las condiciones de operación del sistema (tabla 3) con la cual consigue un modelo de simulación del proceso del SAGD que permitirá la realización de la sensibilidad planteada en el proyecto.
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TABLA 3. CONDICIONES DE OPERACION
Teniendo en cuenta estas condiciones de operación se ha realizado la primera corrida de simulación, la cual permite obtener una visión preliminar de los resultados que pueden llegar alcanzar con la aplicación del SAGD con generación de vapor a fondo, por ejemplo, se puede observar que este diseño puede obtenerse un factor de recobro contra el tiempo en esto caso base.
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Se realizo una análisis de sensibilidad a alguna condición de operación y diseño de pozo, entre las que se encuentra:
tasa de inyección de vapor
posición de los pozos
distancia entre los pozos
longitud del pozo inyector
el objetivo de este análisis es lograr una optimización del proceso generado en incremento en el factor de recobro obteniendo gracias a la aplicación del SAGD y una reducción de la reducción de la relación vapor-petróleo, lo cual puede convertir el proyecto en una alternativa llamativa desde el punto de vista económico para la recuperación de crudo pesado en yacimiento profundos .
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CAPITULO V RESULTADO
La simulaciรณn realizada brindo los siguientes resultados :
10.1 TASA DE INYECCION DE VAPOR
Los generadores de vapor en fondo poseen la capacidad de generar un mรกximo de seis a diez millones BTU por hora, por lo que en este anรกlisis se utilizaron valores de tres, cuatro y cinco millones de BTU por hora en el fin de determinar la influencia de estos sobre el factor de recobro y los resultados son mostrados en la fig.9
FIGURA 9. FACTOR DE RECOBRO vs. TIEMPO PARA DIFERENTES TASAS DE INYECCION
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Permite corroborar que el factor de recobro ultimo depende directamente de la tasa de inyección empleada, debido a la que la inyección de una mayor cantidad de masa (y por ende, de energía) al yacimiento implica que la cantidad de petróleo calentado, y posteriormente movilizado en la formación sea mayor, resultando un incremento en la recuperación de crudo.
10.2 POSICION DE LOS POZOS
Desde el punto de vista del diseño de un sistema SAGD debe decidirse a que profundidad deben ubicarse los pozos en el yacimiento, por lo que se planteo un análisis de sensibilidad de este parámetro, variando la ubicación de la pareja de pozos en la vertical, la fig. 10
FIGURA 10. VARIACION DE LA UBICACIÓN DE LA PAREJA DE POZOS
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10.3 DISTANCIAS ENTRE POZOS
La segregación gravitacional asistida por vapor, se plantea en el caso de la implementación de esta técnica en arena bituminosas debe emplearse una mínima distancia entre los pozos horizontales para garantizar que se produzcan los fluidos de yacimiento, debido aquel el bitumen no tiene una movilidad inicialmente. Sin embargo, como en este caso el crudo posee una movilidad debido aquel su viscosidad es baja, debe considerarse el efecto que tiene la separación entre los pozos en el recobro final de aceite , deja la ubicación del pozo productor y variar la profundidad del pozo inyector, aumentando la distancia vertical entre ellos,
10.4 LONGITUD DEL POZO INYECTOR
La producción del pozo depende principalmente del área de contacto del yacimiento, razón por la cual la disminución de la longitud del pozo productor se refleja en una reducción del factor de recobro, se planteo realizar un análisis de sensibilidad de la longitud del pozo inyector, tal como se muestra en la fig. 11
FIGURA11.VARIACION DE LA DISTANCIA VERTICAL ENTRE LOS POZOS
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INSTRUCTIVO DE LA NUEVA TECNOLOGIA PARA RECUPERAR CRUDO PESADO EN YACIMIENTOS PROFUNDOS
CAPITULO VII CONCLUSION
El proceso SAGD constituye una buena alternativa para el recobro de crudo pesado, comparado con inyección continua de vapor, puesto que aprovecha la fuerza de gravedad como único mecanismo de producción emplea corta distancias entre pozos . Los generadores de vapor en fondo, tienen como objetivo permitir la inyección de vapor en yacimientos profundos, sin embargo, se requiere de investigaciones que garantice su aplicación exitosa en proyectos comerciales de recobro mejorado. Las condiciones de operación y diseño de pozo bajo las cuales el proceso planteado presentaría el mejor desempeño son:
o el pozo productor cerca del yacimiento o máxima separación entre los pozos horizontales
o inicialmente, una tasa de inyección baja o longitud intermedia del pozo inyector
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CAPITULO VIII APLICACIÓN DE LA NUEVA TECNOLOGIAS PARA LA RECUPERACION DE CRUDOS PESADOS EN YACIMIENTOS PROFUNDOS
El proceso SAGD surgió como una alternativa para la producción de arenas bituminosas, en las cuales no se puede realizar proyectos de inyección continua de vapor, debido a que la inexistente movilidad del bitumen impide que se pueda establecer un frente de vapor que realice un barrido de los hidrocarburos.
El SAGD es la misma que posee los procesos de inyección de vapor convencionales: no pueden ser aplicados a grandes profundidades debido a la pérdida de calor que ocurre durante el flujo del vapor hasta la superficie hasta la formación de interés, siendo este gran obstáculo que impide aplicar el SAGD en yacimientos profundos.
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CONCLUSIONES
Es un instructivo para guiar un camino mas despejados para pregunta que a medida avanza nosotros igual, pues nos ayuda a brindar mas ventajas ante los demás técnicos al conocer mas de la industria, igualmente como la industria avanza nosotros vamos al paso de ellos.
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BIBLIOGRAFIA
DAZA benjamín, químico docente de COINSPETROL, asesoría metodológica
STARS. Guía para el usuario. computer modeling group.
GARCES, M. y MERCADO, C. recobro mejorado de crudos pesados en pozos horizontales mediante el método segregación gravitacional asistida por vapor utilizado un solo pozo (SW-SAGD) “tesis de pregrado. Universidad industrial Santander Bucaramanga, 2003. 146 pp.
HECTOR DAVID PACHECO RODRIGUEZ Ingeniero de petróleos.
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