Modelo simplificado de inyección cíclica de vapor para yacimientos de aceite pesado

Abstract

La producción de petróleo en México depende ampliamente de los campos maduros, quedando en el yacimiento un 70% de hidrocarburo después de haberse extraído por energía natural del mismo, por lo que para poder producir ese remanente es necesario aplicar algún procedimiento que ayude a aumentar el factor de recuperación tal como los métodos EOR

La procesos de recuperación mejorada de petróleo, conocidos como EOR por sus iniciales en Inglés (Enhanced Oil Recovery), incluyen métodos que usan fuentes externas de energía y fluidos que no están presentes de origen en el yacimiento, para alterar el comportamiento físico-químico del sistema roca-fluidos con el fin de incrementar la cantidad de aceite recuperado. Estos métodos de recuperación permiten extraer volúmenes de aceites que normalmente no se podrían obtener por los métodos convencionales.

Uno de los métodos EOR más utilizados en el mundo es la inyección cíclica de vapor, sin embargo, este es un proceso relativamente nuevo en México, ya que solamente existe una aplicación el campo Samaria Neógeno perteneciente al activo integral Samaria - Luna en Tabasco.

La inyección cíclica o alternada de vapor es uno de los procesos térmicos cuya base teórica es el efecto de la temperatura sobre la viscosidad de los aceites, y debido a que la productividad de un pozo es inversamente proporcional a la viscosidad del aceite, cualquier reducción en ella llevará a un incremento de la producción del pozo.

En este trabajo de tesis, se genera un modelo simplificado del método de inyección cíclica de vapor con el apoyo de una hoja de cálculo, para determinar a lo largo de la tubería las condiciones de la calidad de vapor, presión, temperatura, viscosidad, expansión térmica de la tubería y energía que llega al yacimiento.

Por medio de las ecuaciones de Satter y Ramey que son utilizadas para obtener la calidad de vapor y temperatura en cada uno de los intervalos a lo largo de la tubería, se pueden determinar modelos matemáticos que este en función de estas, con el fin de obtener la presión. Así mismo, gracias a que tenemos el perfil de temperaturas a lo largo de la tubería, se puede obtener, el coeficiente de expansión térmica del conducto, la energía que recibe el yacimiento y la viscosidad.

Los resultados obtenidos por las sondas de temperatura que se encuentran en los pozos donde se ha realizado la pruebas pilotos de inyección cíclica de vapor, demuestran que el cálculo de las ecuaciones de Ramey resultan ser efectivas para determinar la temperatura en el pozo, dado esto los parámetros como la calidad de vapor, la expansión térmica de la tubería, la viscosidad del aceite y la energía son correctos.

Además se demostró que este método es viable, cuando existe un aumento de gasto másico en la inyección de vapor, dado que este aumento evita las pérdidas de temperatura hacia los alrededores. Conjuntamente el aplicar un aislante a la tubería de inyección-producción reflejaría una menor perdida de temperatura al llegar al pozo.