Mecanismos de Producción

La producción de un yacimiento se basa en diversos mecanismo que aumentan la vida útil del reservorio y contribuyen a una recuperación futura del mismo. Inicialmente la energía natural que conlleva el desplazamineto del hidrocarburo hacia las zonas de menor de presión, es decir hacia el pozo productor de ese sistema, implica una recuperación primaria del petróleo. En este sentido, el hidrocarburo puede fluir a la superficie y convertirse en una acumulación económicamente rentable. Es notorio conocer el tipo de mecanismo primario por el cual se produce, ya sean por influencia de un casquete de gas, expasión de gas en solución, presencia de un acuífero relacionado con el reservorio, inyección de determinados fluidos entre otros, con el objeto de apreciar técnicas de produccón secundaria obtenidas por la interpretación de la data proporcionada al inicio de este proceso.

De esta manera, los mecanismos de producción enmarcados dentro de una acumulación son:

• Compresibilidad de la roca y de los fluidos : la compresibilidad es una propiedad vinculada al cambio de volumen de la roca o de los fluidos asociados a una varición de presión en el yacimiento. Este tipo de mecanismo enmarca la disminución del volumen del medio poroso, a medida que ocurre una expansión del material mineral de la roca al declinar la presión. Cabe mencionar que durante la producción disminuye es el volumen inicial de poros interconectados, por lo que la porosidad efectiva del yacimineto decae durante el cambio de presión. En contraste, los líquidos tienden a elevar su volumen y desplazarse a zonas de menor presión a medida que se expanden, así mismo cuando se habla de un fluido gaseoso su volumen tiende aumentar en mayor proporción que el de los líquidos, ya que son altamente comprensibles.Es importante recordar que este tipo de proceso, se aplica para yacimientos subsaturados, pocos consolidados y las euaciones que lo rigen son:

Ecuación de compresibilidad general:

C = (1/V * dv/dp)

Ecuación de compresibilidad para líquidos:

V2 = V1 * (1 - ∆P)

Ecuación de compresibilidad para gases:

Cg = (1/p)– (1 / Z) * (dZ /dP)

Ecuación de compresibilidad de la roca:

Cb = (1 / Vb) * (∆V / ∆P) C f = Cb/Ø

Ecuación del Factor Volumétrico de Formación:

Bo= Bb (1-c∆P) Bb= factor en el punto de burbuja

• Liberación de gas en solución: este mecanismo también es conocido como empuje por gas disuelto, donde el petróleo se encuentra inicialmente en una sola fase por encima del punto de burbujeo. Al inicio de la producción el gas disuelto en el crudo comienza a expandirse debido al diferencial de presión y el hidrocarburo empieza a desplazarse hacia los pozos durante la vida útil del reservorio. Una vez, alcanzado el punto de burbuja se desarrolla un casquete de gas libre inducido por la mecánica de flujo, lo que indica una pérdida de energía en el yacimiento. Con el objeto de no generar una capa de gas la permeabilidad vertical debe disminuir, permitiendo que el gas libre fluya en el pozo y la relación Gas-Petróleo se incremente. Sin embargo, si se presentan condiciones de roca y fluidos adecuadas la existencia de una capa de gas puede ser empleada como un mecanismo de recuperación secundario. Cabe mencionar, que el factor de recobro para esta práctica se estima entre 20 y 40% del petróleo original en sitio.

• Segregación Gravitacional: los estratos en el yacimiento presentan cierta inclinación inicialmente, lo que permite crear una configuración de los fluidos respecto a sus densidades tal como: agua/petróleo/gas. Cuando inicia el declive de la presión dicha configuración cambia, gracias a la acción de las fuerzas gravitacionales o viscosas. En este sentido, una vez que, se ha alcanzado el punto de burbujeo se comienza a liberar gas en el reservorio, el cual se desplazará hacia el tope de la estructura, mientras que el crudo tendera a fluir hacia abajo si ocurre un aumento de la permeabilidad vertical que se contraponga a las fuerzas viscosas del yacimiento, evitando que el gas se desplace hacia el pozo. Es importante señalar que este tipo de mecanismo presenta un factor de recobro dentro de un rango de 40 a 80% y para que exista la dirección de flujo vertical debe ofrecer menor resistencia.
  

• Empuje por Capa de Gas: para que se lleve a cabo este mecanismo la presión inicial en el reservorio debe ser igual a la presión de burbujeo, en ese instánte comienza a liberarse gas en el yacimiento formado un casquete sobre el crudo. En este sentido, a medida que declina la presión el gas se va expandiendo proporcionando un empuje al petróleo hacia el pozo productor, aumentando la vida util del hidrocarburo. El factor de recuperación de este proceso se encuentra entre el rango de 20 a 40% del petróleo original en sitio.
• Empuje Hidroestático: en este tipo de reservorio la presión inicial es mayor a la presión burbujeo. En este sentido, a medida que se reduce la presión el agua que se encuentra en el acuífero del sistema, presenta una apreciable expansión originando un desplazamiento continuo del crudo o gas hacia el pozo de producción más cercano. Es notorio establecer una relación equivalente en el régimen de producción de crudo con referencia a la cantidad de agua en el yacimiento, dicho contacto debe permaner constante para que el espacio desplazo por el crudo sea el mismo ocupado por el agua. Sin embargo, se puede dar el caso de la existencia de una capa de gas en la acumulación, desplazando el hidrocarburo a medida que declina la presión. Este tipo de empuje es más eficiente en un yacimiento de petróleo que de gas, presentando una recuperación de 30 a un 60% del petróleo original en sitio.
  

• Inyección de Fluidos: el empleo de este tipo de mecanismo se denomina recuperación secundaria del yacimiento, la cual busca adicionar energía al reservorio con el objeto de mantener la presión en el pozo productor. Se puede inyectar gas, agua, aditivos quimicos entre otros para aumentar el recobro de la producción, mediante el desplazamiento del hidrocarburo a la superficie. Cabe mencionar que la inyección de agua puede provenir de un acuífero o por la mano del hombre, acompañado por el drenaje gravitacional, mientras que el gas adicionado como fluido se emplea en su mayoria para recuperar condensados.
  
  

Aunado a lo anterior, es importate cuantificar cuanto petróleo se produce por acción de cada mecanismo de producción para ello se emplea la ecuación de balance de materiales, la cual me permite conocer la cantidad de hidrocarburo recuperable bajo condiciones de presión y temperatura del yacimiento.

VACIAMIENTO = NEo + NmEg + N(1+m)Efw + We

Referencias

Clases de Yacimientos II, Profesor Angel Da Silva

Libro Pozo Ilustrado