Mecanismos De Produccion

MECANISMOS DE PRODUCCIÓN Una vez determinado el tipo de yacimiento que estamos perforando y haber calculado los volúmenes de hidrocarburos, y conocer si es rentable la producción de éste, procedemos a producir el yacimiento. Cuando el yacimiento produce de una forma natural sin necesidad de aplicarle algún tipo de mecanismo de recuperación, se dice que producimos el yacimiento por recuperación primaria, cuando el yacimiento produce por la inyección de otros fluidos con la intención de ejercer movilidad al petróleo en el yacimiento se dice que estamos produciendo con método de recuperación secundaria, y sí alteramos las propiedades físicas y químicas del hidrocarburo se dice que es una recuperación terciaria. De los primeros mecanismos de producción por los cuales podríamos explotar nuestro yacimiento se encuentra Compresibilidad de la roca. COMPRESIBILIDAD DE LA ROCA Y DE LOS FLUIDOS Cuando ocurre una disminución de presión en el yacimiento la roca porosa donde se encuentra nuestro fluido puede ser modificada físicamente por medio de los esfuerzos de presión que se ejercen sobre esta, al disminuir la presión la roca va a tender a expandirse, pero, tiende a expandirse hacia donde esta encuentre menos dificultad y en donde ella encuentra menos dificultad es sus poros. Estos poros podrían o no estar saturaos de fluido, si lo están este efecto de reducción de porosidad por la compresión de la roca genera la expulsión del fluido que en encuentra en estos espacios vacios hacia una zona donde tenga menor presión que será nuestro pozo. De una forma similar ocurre con el fluido que se encuentra en los poros de nuestra roca, al reducir la presión y comprimir el volumen poroso, este fluido tiende expandirse y desplazarse hacia donde exista un menor diferencial de presión.

Donde: dv= diferencial de Volumen V= Volumen a la presión inicial dp= diferencial de Presión

Comprensibilidad de la roca

Comprensibilidad del fluido

LIBERACIÓN DE GAS EN SOLUCIÓN Este tipo de mecanismo el empuje se genera gracias a la expansión y liberación de gas disuelto en el petróleo. A medida que se reduce la presión en el yacimiento el volumen de petróleo se comienza a expandir hasta alcanzar el punto de burbuja, una vez allí comienza la liberación de gas, en una primera etapa son burbujas de gas aisladas que todavía no forman una fase continua (igual se genera un pequeño empuje de petróleo hacia zonas de menor presión), al continuar la diminución el gas alcanza la saturación critica y pasa a formar una fase continua y por efectos de la permeabilidad el gas empuja el petróleo hacia el pozo. Si tuviéramos una permeabilidad vertical mayor a la permeabilidad horizontal se formaría una capa de gas en el yacimiento lo que genera otro tipo de empuje.

SEGREGACIÓN GRAVITACIONAL Este tipo de mecanismo se genera por efectos de gravedad y densidad de los fluidos que se encuentran en el yacimiento. Generalmente nuestros yacimientos podemos encontrar 3 tipos de fluidos agua, petróleo y gas, el gas por ser menos denso y por condiciones estructurales junto con características de la roca como la permeabilidad, podremos encontrarlo en la parte superior del yacimiento es decir lo más cercano a la superficie, dependiendo de las características de nuestro petróleo, generalmente se encuentra ubicado entre la capa de gas y el volumen de agua en el nuestro yacimiento. Si tenemos una buena permeabilidad vertical y es mayor que la permeabilidad horizontal al tener una estructural geológica favorable como un anticlinal y según la disposición de nuestros fluidos descritos anteriormente, podríamos obtener un mecanismo de segregación gravitacional.

En el siguiente gráfico apreciamos la disposición de los pozos para el recobro de hidrocarburos por mecanismo de segregación gravitacional.

Es importante destacar que a medida que disminuimos la presión en el yacimiento se liberará gas disuelto en el petróleo, lo que mejora aun más este tipo de recobro ya que el gas funcionaria como una especie de émbolo empujando nuestro petróleo hacia zonas de menor presión como nuestro pozo, igualmente si tenemos un acuífero relacionado a nuestro yacimiento que mantenga el nivel de presión en el yacimiento el empuje del petróleo será mayor. Otro aspecto importante es la inclinación que tienen nuestros estratos (buzamiento) a mayor ser esta inclinación el petróleo se desplazará mucho más rápido si la permeabilidad de la roca lo permite. Es por esto que este tipo de mecanismo de producción es uno de los que tienen mayor factor de recobro ya que puede combinar varios tipos de mecanismos.

EMPUJE POR CAPA DE GAS Cuando encontramos en nuestro de yacimiento de petróleo una capa de gas asociada, podemos obtener una producción mediante el método de capa de gas. Al estar por debajo de la presión de burbuja y tener una capa de gas, al reducir la presión y por diferencias de densidades el gas que se libera del petróleo junto con el gas que se encontraba originalmente en el yacimiento, generan una especie de pistón que empujará nuestro petróleo hacia zonas de menor presión que será nuestro pozo.

EMPUJE HIDRÁULICO Ó POR AGUA Generalmente en este tipo de yacimientos no existe capa de gas y se encuentra un acuífero asociado al yacimiento. La producción se genera mediante el desplazamiento que genera el agua sobre el petróleo, este proceso se genera debido a que el volumen de agua que se encuentra en el yacimiento es restituido de una manera natural, esto ayuda a mantener la presión en el yacimiento. Este es el mecanismo más eficiente de producción natural llegando a tener un factor de recobro de hasta 60% y 70% incluso más. Para ste mecanismo es importante que el frente de contacto agua petróleo se mantenga unido para el espacio que deja el volumen de petróleo empujado hacia la superficie sea ocupado por agua. En este tipo de yacimiento se tiende a producir una gran cantidad de barriles de agua por barriles de petróleos producidos pero vale la pena ya que se aprovecha la energía natural del acuífero y mantiene la presión en el yacimiento.

INYECCIÓN DE FLUIDOS Cuando se han agotado el mecanismo de producción natural de nuestro yacimiento procedemos con el mecanismo de recuperación secundaria, como son la inyección de fluidos en el yacimiento. Debido al agotamiento a través del tiempo de nuestro yacimiento el mecanismo natural empleado disminuirá su factor de recobro estimado y si todavía quedan volúmenes de petróleo importante en el yacimiento (que casi siempre es así y si el precio del barril lo permite) será necesario aplicar un método de inyección. Generalmente estos métodos de inyección se encargan es de aumentar la presión en el yacimiento, ya sea inyectando agua en la base y sus laterales ó inyectando gas en el tope ó aplicando ambos métodos al mismo tiempo generando un empuje hidráulico y por capa de gas.

Todos estos mecanismos mencionados pueden considerarse como un método o la energía necesaria generada por el yacimiento para la producción de hidrocarburos, lo que se puede reflejar de una mejor forma en la Ecuación de Balance De Materiales Vaciamiento = Energía del yacimiento

En la próxima publicación será explicado cada termino de la ecuación que modela el mecanismo de producción para predecir el recobro de hidrocarburo con el tiempo. Bibliografía consultada: Clases de Ingeniería de Yacimientos II Prof. Ángel Da Silva. Barberii, Efraín E. “EL Pozo Ilustrado” versión digital. Craft,B.C.; Hawkins, M.F. “Ingeniería aplicada de yacimientos petrolíferos” 1ra Edición.