Empuje Hidraulico.docx

EMPUJE HIDRAULICO INTRODUCCIÓN La etapa de producción es aquella que se lleva a cabo una vez que se ha terminado el proceso de perforación del pozo. Dependiendo de la energía del yacimiento, es decir, aquella energía necesaria para que los hidrocarburos sean expulsados desde el yacimiento hacia el pozo productor, él mismo puede ser puesto en funcionamiento por flujo natural. Para entender el comportamiento de yacimientos y predecir su futuro, es necesario tener el conocimiento de los mecanismos de desplazamiento que dominan el comportamiento de los fluidos del yacimiento. El funcionamiento general del yacimiento es determinado por la energía natural y los mecanismos de empuje que proveen de la energía natural necesaria para la recuperación de hidrocarburos. 

Empuje por expansión de la roca y los líquidos.



Empuje por gas disuelto liberado.



Empuje por casquete de gas.



Empuje hidráulico.

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Empuje por segregación gravitacional.

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Empuje combinado.

Cada mecanismo de desplazamiento, de empuje o de producción está conformado por una serie de empujes que dependerán del tipo de yacimiento, el nivel de presión que se tenga en el mismo y de los hidrocarburos existentes. Los yacimientos con empuje hidráulico presentan intrusión de agua, esto representa la cantidad de agua que entra a un yacimiento de petróleo o gas, provenientes de formaciones adyacentes saturadas de agua (acuíferos), como consecuencia de la disminución de presión en el contacto agua – aceite, debido a la producción de fluidos de los yacimientos. OBJETIVOS Conocer la definición, características y tipos de empuje hidráulico conocer el factor de recobro conocer cuánto se puede recuperar con el empuje hidráulico

MARCO TEORICO EMPUJE HIDRAULICO

Este mecanismo natural es considerado el más eficiente para la extracción del petróleo permitiendo que se produzca hasta un 60 por ciento o más de petróleo en sitio. En este tipo de yacimiento la capa de gas no existe, por lo tanto la presión inicial es mayor que la presión del punto de burbuja. Este mecanismo necesita que se mantenga una relación muy estrecha entre el régimen de producción de petróleo en el yacimiento y el volumen de agua que debe estar movilizándose en el yacimiento. Cuando la presión se reduce debido a la producción de fluidos, se crea un diferencial de presión a través del contacto agua-petróleo. A su vez, este contacto agua-petróleo debería mantenerse unido para que ese espacio que ya no ocupa el petróleo producido vaya siendo ocupado por el agua. TIPOS DE EMPUJE DE AGUA EMPUJE DE AGUA FUERTE O ACTIVO: Existe un gran reemplazo de agua en la zona de hidrocarburos que se extrajeron con caída de presión mínima en el hoyo. Este mecanismo solo existe cuando donde el acuífero es de igual o mejor calidad que el yacimiento y tiene un volumen mucho mayor que el yacimiento (unas 10 veces) o está conectado a una recarga superficial de agua. Este empuje es más efectivo en yacimientos de petróleo que de gas.

EMPUJE DE AGUA PARCIAL: Ocurre donde el acuífero tiene una calidad más baja en términos de geometría de poro o tiene un volumen limitado, es decir, la expansión de agua es limitada. En este caso la tasa de producción de hidrocarburos cae más rápido y se reduce el recobro.

INDICADORES PARA DETERMINAR LA PRESENCIA DE UN EMPUJE DE AGUA: 1. El hidrocarburo (petróleo o gas) está rodeado por agua. 2. La producción de agua aumenta tempranamente en pozos buzamiento abajo. 3. Debe existir suficiente permeabilidad para permitir el movimiento del agua (por lo menos 50 md). 4. A medida que el tiempo transcurre, la producción de agua incrementa. 5. Relación gas-petróleo relativamente constante. 6. El método de balance de materiales es el mejor indicador. 7. Alto factor de recobro, mayor o igual al 50 por ciento.

CARACTERÍSTICAS DE EMPUJE DE AGUA CARACTERISTICAS

TENDENCIA

Presión del yacimiento

Permanece alta

RGA de superficie

Permanece bajo

Producción de agua

Inicia muy temrano e incrementa a cantidades apreciables

Comportamiento del pozo

Fluye hasta que la producción de agua es excesiva

Recuperación esperada

10 al 70 % del OOIP

PATRÓN DE AGOTAMIENTO DE UN YACIMIENTO CON EMPUJE HIDROSTÁTICO

En la primera etapa de agotamiento, el pozo produce primordialmente aceite acompañado de una pequeña producción de agua. Como la zona del contacto agua aceite asciende mientras la producción ocurre, lo que ocasiona que la presión del yacimiento se mantenga. El comportamiento de la presión en este tipo de yacimientos es función de que tan activo sea el empuje de agua. En la etapa final de agotamiento, como el contacto agua - aceite ha ascendido a un nivel en el cual la zona de producción ya no puede ser reacondicionada (levantada) la producción de aceite disminuye, aumentando considerablemente la cantidad de agua, hasta llegar a un punto tal, en que la cantidad de aceite producida, comparada con la del agua hace antieconómica la extracción y el pozo es abandonado.

IMPORTANCIA DEL EMPUJE HIDRAULICO Empuje hidráulico es generalmente el mecanismo de recuperación primaria más eficiente en yacimientos de petróleo. Al mismo tiempo, algunos de los yacimientos más productores del mundo han sido producidos bajo este mecanismo. Es bien sabido que, en yacimientos de gas con empuje hidráulico, casi siempre los factores de recobro son generalmente muy bajos, debido a las altas saturaciones de gas residual que se encuentra entrampado por el agua proveniente de los acuíferos. Casi siempre, estos bajos factores de recobro son causa de: 

La tasa de producción y la manera en que son producidos los pozos.



La saturación residual de gas.



Las propiedades del acuífero.



La eficiencia volumétrica de barrido que tiene el agua de intrusión dentro del yacimiento.

VENTAJAS 

No requieren de la perforación de pozos adicionales, ya que se pueden usar pozos productores viejos como inyectores



No se requiere buena descripción del yacimiento para iniciar el proceso de invasión de agua



Rinde un recobro alto de petróleo

DESVENTAJAS 

Puede fallar por no existir una buena comunicación entre la periferia y el centro del yacimiento



El proceso de invasión y desplazamiento es lento, y por lo tanto, la recuperación de la inversión es a largo plazo

FACTOR DE RECOBRO PARA YACIMIENTOS CON EMPUJE HIDRÁULICO:

Fr = Factor de recobro % del POES βoi = Factor volumétrico inicial de formación, BY/BN μoi = Viscosidad inicial del petróleo, cps μwi = Viscosidad inicial del petróleo, cps Pi = Presión inicial lpca % DE RECOBRO PRIMARIO MECANISMO DE PRODUCCION Empuje por agua

AMBIENTE

RANGO 35 - 80

MECANISMO DE PRODUCCION

PROMEDIO 50

RECOBRO (%)

Deltaico

Empuje hidráulico / Inyección de agua

45 - 75

Fluvial

Empuje hidráulico / Inyección de agua

35 - 50

Empuje hidráulico / Inyección de agua

42 – 44

Margen de Plataforma

Plataforma abierta Plataforma restringida

Empuje hidráulico / Inyección de agua

30 – 45

Empuje hidráulico / Inyección de agua

30 - 45

Para yacimientos recién descubiertos, se usa Un FR análogo de yacimientos similares a los descubiertos. Se recomienda: TIPO DE YACIMIENTO

FACTOR DE RECOBRO

Yacimientos volumétricos (cerrados)

0,8 – 0,9

Yacimientos con empuje moderado de agua

0,7 – 0,8

Yacimientos con empuje activo de agua

0,5 – 0,6

FACTORES QUE AFECTAN EL FACTOR DE RECOBRO Presión de abandono Presencia de un acuífero Presencia del yacimiento Heterogeneidad del yacimiento CONCLUSIONES La recuperación óptima de petróleo depende básicamente del manejo del agua producida BIBLIOGRAFIA https://www.oilproduction.net/01reservorios-mecanismos.htm https://www.svip.org/files/elpozoilustrado.pdf Traducción, Petroleum Systems. Dan J. Hartmann y Edward A. Beaumont. Capítulo 9