Proyecto Star.docx

El proyecto STAR fue desarrollado en el Campo Quifa de la Cuenca Llanos en Colombia. El proyecto fue operado por Pacific Rubiales Energy y se realizó en asociación con Ecopetrol S.A. El proyecto se desarrolló entre 2011 y 2014. Se trata de una combustión seca en directa a escala de piloto La cuenca Llanos está caracterizada por estar influenciada por un fuerte acuífero activo, la presión del yacimiento es soportada por dicho acuífero, esta condición también desencadena un alto corte de agua en la producción de la mayoría de los pozos. Los registros de pozos muestran en Quifa tiene tres tipos de arenas principales de grano fino inter laminares que pueden generar un sello entre el acuífero y la arena que contiene petróleo lo que genera canales laterales de agua. El proyecto STAR tiene una configuracion con arreglo o patrón de 9 pozos invertidos, con 8 pozos productores-observadores vía tecnología STARTM y un pozo inyector. Cada pozo contaba con tecnología de subsuelo y superficie para el monitoreo de variables operacionales tales como la presión, temperatura y flujo que permitían un monitoreo continuo del proceso.

PROPIEDAD

VALOR

Formación Profundidad (ft) Espesor (ft) Porosidad (%) Permeabilidad (mD)

carbonera 3500 30 30

El proceso STAR comenzó con una preinyección de vapor al yacimiento para alcanzar la temperatura de auto ignición, esta temperatura fue encontrada mediante pruebas de laboratorio elaboradas en la Universidad de Calgary donde se determinó que la ignición ocurría a una temperatura de 550 °F. La inyección de aire en el proyecto STAR comenzó en febrero de 2012 con la inyección de 1.000.000 de SCFD de aire al yacimiento. Según los análisis cromatográficos (Figura 16), el delay de ignición sucedió entre el mes de abril y mayo mediante el monitoreo del dióxido de carbono. De manera temprana se incrementó la inyección de aire hasta alcanzar 4.500.000 SCFD, decisión tomada a partir de las respuestas del modelo de simulación. La respuesta fue inmediata en los pozos productores donde se evidencio canales preferenciales de flujo y los gases de chimenea se producían en su totalidad en uno o dos pozos del arreglo patrón. Habiendo pasado tres meses del inicio de la inyección de aire, dentro de los pozos productores se evidencio un comportamiento donde el ph del agua de producción disminuía y la temperatura de pozo en el subsuelo se incrementaba. Al mismo tiempo que ocurría esta situación, el petróleo producido presentaba un comportamiento reológico diferente a la producción convencional del campo Quifa el crudo estaba emulsionado. Terminado el tiempo de evaluación del proyecto piloto en el campo Quifa, se identificó que la producción de emulsiones provocaba que los pozos perdieran productividad al no poderse producir mediante el sistema de levantamiento artificial con bombeo electro sumergible (el sistema se veía afectado por bloqueo por gas y por alta viscosidad del fluido), esta situación ocasionaba el cierre del pozo. Como se estudió un yacimiento en Colombia que fue objeto de una combustión in-situ y los fluidos producidos de dicho proyecto comparados con las pruebas experimentales, se puede concluir que en el proyecto se evidencio un cambio en la estructura molecular del petróleo crudo, que después de los análisis de laboratorio tanto en el fluido del proyecto como en el de las pruebas experimentales, se pudo evidenciar presencia de ácidos carboxílicos que se generan en escenarios de baja temperatura de oxidación por delante del frente de combustión. Dichos ácidos y productos oxigenados fomentaron la formación de emulsiones de difícil tratamiento que a escala de laboratorio evidencian cambios en la reología del crudo tornándose más viscoso y con tamaños de gota muy pequeños.

Analizando el hecho de que en el proyecto en campo se tuvo un delay para ignición de más de 3 meses se puede concluir que el petróleo estuvo en contacto con el aire en un escenario de baja temperatura de oxidación fomentando así la formación de emulsiones. La primera recomendación es que se deben analizar los fluidos de yacimiento a escala de laboratorio en pruebas como la oxidación en plantas o en el tubo de combustión para identificar los cambios que va a sufrir el crudo en diferentes escenarios de temperatura y tasa de aire. Se deben comparar los diferentes escenarios que este análisis genere para determinar el grado de riesgo que pueden tener las operaciones de combustión in-situ bajo estas condiciones y definir estrategias claras de manejo del problema identificando los problemas que pudiesen presentarse y planteado las alternativas para superarlos. se recomienda el uso de catalizadores que apresuren la ignición y fomenten el consumo completo de oxigeno esto resolvería el problema de by-pass de oxígeno y la formación de emulsiones. Se recomienda usar nano partículas que viajen en el aire y se conviertan en catalizadores de la reacción de oxidación completa, el análisis de la interacción de la nano partícula con el medio poroso hará viable esta opción.