DRENAJE GRAVITACIONAL ASISTIDO POR VAPOR (SAGD)

DRENAJE GRAVITACIONAL ASISTIDO POR VAPOR (SAGD)

• La característica principal de SAGD depende de la introducción de vapor continuamente cerca del fondo del yacimiento este vapor cuando se condensa tiende a subir mientras que el petróleo calentado baja hasta el fondo esto es llamado cámara de vapor.

Este proceso se aprovecha de la segregación vertical del vapor a través de un par de pozos horizontales, un pozo productor horizontal localizado en el mismo plano vertical que el pozo inyector pero en la parte inferior.

Este proceso se aprovecha de la segregación vertical del vapor a través de un par de pozos horizontales, un pozo productor horizontal localizado en el mismo plano vertical que el pozo inyector pero en la parte inferior.

CRITERIOS DE DISEÑO• Su Aplicabilidad principal es para yacimientos de crudo pesado, los cuales

son generalmente someros (poco consolidados), se debe tener mucho cuidado a la hora de perforar estos pozos. En base a la información obtenida, tanto de pruebas pilotos como proyectos comerciales en curso se realizó un análisis estadístico de los parámetros que tienen mayor influencia sobre la producción acumulada de petróleo y se determinó un modelo de yacimiento ideal para la aplicación de SAGD, encontrándose que las propiedades recomendadas son coherentes con los proyectos efectuados hasta el momento.

• Espesor de arena neta petrolífera: > 50 Pies• Relación Kv/Kh: > 0.8• Gravedad API: < 15º• Permeabilidad (k): > 2 Darcy.• Porosidad: > 30 %• Presión: > 200 Psi• Saturación de Petróleo: > 50 %• Continuidad Lateral: < 1500 Pies.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL DRENAJE GRAVITACIONAL ASISTIDO POR VAPOR

VENTAJAS DESVENTAJAS

• Esta técnica supera los defectos de la anulación de vapor mediante el empleo de la gravedad sólo como el mecanismo de arrastre. Esto conduce a un desplazamiento estable y una recuperación del petróleo.

• a medida que el crudo se calienta, fluye hacia el pozo productor, mientras que en la inyección de vapor convencional, el petróleo cuando se desplaza por la cámara de vapor se enfría y es difícil la producción de esta manera.

• Requiere grandes cantidades de agua.

• Deben tener instalaciones de gas natural ,electricidad o carbón para generar el vapor

COMBUSTIÓN IN SITU

• Este proceso Consiste en quemar una cierta cantidad de petróleo en el yacimiento (aproximadamente 10%) para generar energía calórica suficiente para facilitar la producción de las fracciones no quemadas, ya que el crudo presenta la propiedad de oxidarse fácilmente da lugar a reacciones exotérmicas. “El proceso se inicia bajando un calentador o quemador que se coloca en el pozo inyector. Luego se inyecta aire hacia fondo del pozo, se pone a funcionar el calentador hasta lograr el encendido. Después se calienta los alrededores del fondo del pozo, se saca el calentador, pero se continúa con la inyección de aire para mantener el avance del frente de combustión.

CRITERIOS PARA LA SELECCION DEL YACIMIENTO EN UN PROCESO DE COMBUSTION IN SITU

• Contenido de petróleo: Dado que el frente de combustión puede consumir alrededor de 10% del petróleo inicial, al menos el 90% de petróleo deben estar presentes en el yacimiento. Esto implica una porosidad del orden del 20% y una saturación porcentual del petróleo del 40%.

• Espesor: El espesor de arena neta no debe exceder los 50 pies. Espesores mayores de 50 pie requerirán suficiente inyección de aire para mantener el frente de combustión moviéndose al menos a una velocidad de 0,25 pies/días.

• Profundidad: La profundidad del pozo debe ser mayor de 200 pies. En general profundidades menores de 200 pies, podrían limitar severamente la presión a la cual el aire puede ser inyectado. Operaciones en yacimientos profundos resultan en pozos altamente costosos, como también en gastos sustanciales en la compresión del aire, por lo que las condiciones económicas pueden imponer profundidades prácticas del orden de 2.500 a 4.500 pies.

• Gravedad y viscosidad del petróleo: En general, petróleos de gravedades mayores de 40 °API no depositan suficiente coque (combustible) para mantener un frente de combustión. Por otro lado, petróleos de gravedades menores de 8 °API son generalmente muy viscosos para fluir delante del frente de combustión cuando la temperatura del yacimiento prevalece sobre la temperatura de combustión

• Permeabilidad: Cuando la viscosidad del petróleo es alta (un yacimiento conteniendo un petróleo de 10 °API), una permeabilidad mayor de 100 md podría ser necesaria, especialmente si el yacimiento es somero y la presión de inyección es limitada. Un crudo de gravedad entre 30 y 35 °API a una profundidad de 2.500 pies, puede responder a un proceso de combustión in situ, aún con permeabilidades tan bajas como de 25 a 50 md.

• Tamaño del yacimiento: El yacimiento debe ser lo suficientemente grande, ya que si una prueba piloto a pequeña escala tiene éxito, un éxito económico a gran escala puede ser esperado. Dependiendo del espesor de la arena, el tamaño del yacimiento, podría ser aproximadamente de 100 acres.

COMBUSTIÓN IN-SITU CONVENCIONAL

En este proceso, los fluidos inyectados y el frente de combustión se mueven en el mismo sentido, es decir, del pozo inyector hacia los pozos productores. Durante este proceso se forman dentro del yacimiento varias zonas perfectamente diferenciables, Estas zonas se originan por las altas temperaturas generadas dentro del medio poroso, el cual se encuentra saturado inicialmente con agua, petróleo y gas.

CRITERIOS DE DISEÑO• La combustión convencional se recomienda para yacimientos poco

profundos, entre 200 y 5000 pies (limitación impuesta principalmente por los costos de compresión e inyección de aire), para crudos cuya gravedad oscile entre 8° y 26° API, pues ello garantiza suficiente deposición de coque para mantener activo el frente de combustión. Sin embargo, se ha estudiado la posibilidad de aplicar este proceso a yacimientos de crudos más livianos (hasta 40° API), siempre y cuando se trate de crudos de base nafténica o parafínica.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL PROCESO DE COMBUSTIÓN IN SITU CONVENCIONAL

VENTAJAS DESVENTAJAS

• Disponibilidad del Aire• Favorece el Drenaje

Gravitacional• Eficiencia del Proyecto• Área Limpia.• Mejora la calidad del crudo

en el yacimiento

• Costo de inversión• La Falta de confianza.• Aplicación Crítica. Bloqueo

de Líquidos.• Volúmenes de gas

Producido• Restricción al flujo

COMBUSTIÓN HÚMEDAEste es un proceso que combina la combustión convencional más inyección de agua. El agua se inyecta en el pozo inyector, ya sea alternada o simultáneamente con aire, el agua es vaporizada y pasa a través del frente de combustión, de esta manera es transferido el calor.

• En el caso de Combustión Húmeda, el agua inyectada al ponerse en contacto con la zona quemada, se evapora y fluye a través del frente de combustión como parte de la fase gaseosa, ya que la máxima temperatura del frente de combustión es en este caso, mayor que la temperatura de vaporización del agua a la presión del sistema

CLASIFICACION DE LA COBUSTION HUMEDA

• Combustión húmeda normal: se denomina así cuando el coque depositado se consume completamente.

• Combustión húmeda incompleta: cuando el agua inyectada hace

que el combustible depositado no se queme por completo

• Combustión super húmeda: se logra cuando la cantidad de calor disponible en la zona quemada no es suficiente para vaporizar toda el agua inyectada al sistema. En este proceso, la máxima temperatura de combustión desaparece, y la zona de vaporización – condensación se esparce por todo el medio poroso. Este proceso ha sido denominado también “Combustión Parcialmente Apagada”.

CRITERIOS DE DISEÑOS

Petróleo• Viscosidad 100-5000 cps• Gravedad < 40° API• Composición, presencia de componentes asfálticos

Yacimiento• Espesor > 10 pies• Profundidad > 500 pies• Saturación de Petróleo > 500 Bbls/acre-pie• Transmisibilidad > 20 md-pies/cps• Temperatura > 150 ˚F

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL PROCESO DE COMBUSTIÓN IN SITU HUMEDA

VENTAJAS DESVENTAJAS

• Disminuye problemas operacionales entre los cuales estan:

1. La producción de arena por las altas tasas.2. La combustión húmeda debe ser

considerada como una alternativa a la combustión convencional seca para todos los casos, debido a que podría reducir los requerimientos de aire y acelerar la respuesta de producción

• No se debe usar este proceso en yacimientos que puedan presentar problemas de incompatibilidad de arcillas/agua, la inyección de agua debe ser estudiada cuidadosamente.

• La efectividad del proceso de combustión húmeda disminuye donde se espera que la segregación por gravedad sea importante, especialmente en intervalos gruesos y masivos que tengan buena continuidad vertical y alta permeabilidad.}

• El proceso de combustión húmeda debe considerarse donde exista significativa pérdida de calor a las floraciones adyacentes.

• No debe ser aplicado en formaciones donde la resistencia al flujo sea marginalmente aceptable para la combustión seca, ya que la adición de agua aumentará más aún la resistencia al flujo

COMBUSTIÓN EN REVERSO

• En este caso, el frente de combustión se mueve en dirección opuesta al flujo de aire, induciéndose la ignición del crudo en el pozo productor.

El movimiento del frente de combustión es hacia las zonas de mayor concentración de oxígeno y los fluidos desplazados atraviesan dicho frente de combustión como parte de la corriente de gas, siendo transportados a través de la zona caliente hacia los pozos productores por drenaje por gravedad y por empuje por gas. El comportamiento de este proceso es muy diferente al convencional, pues la zona de combustión no consume todo el combustible depositado delante de ella, pero sí parte de los componentes medianos y livianos del petróleo in situ. Casi ni existe producción de Monóxido o Bióxido de Carbono y las principales reacciones ocurridas durante la oxidación del crudo originan compuestos oxigenados tales como aldehídos, ácidos peróxidos y otros.

CRITERIOS DE DISEÑO

El petróleo producido tiene características diferentes al crudo in situ, pues es más liviano y de menor viscosidad. Por esta razón, este proceso ha sido propuesto para aplicarlo en áreas bituminosas y en crudo extra pesados (de gravedad menor de 8 °API), los cuales son prácticamente inmóviles a condiciones de yacimiento. En estos yacimientos la combustión convencional fracasaría, pues los bancos de líquido formados delante del frente de combustión originarían un bloqueo de la permeabilidad específica algas, impidiendo su circulación

VENTAJAS Y DESVENTAJAS VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL PROCESO DE COMBUSTIÓN EN REVERSO.

VENTAJAS DESVENTAJAS

• La combustión en reverso es capaz de lograr la extracción de crudos extra-pesados, así como la explotación de arenas bituminosas donde la combustión progresiva fracasaría.

• El petróleo producido por la aplicación de un proceso de combustión inversa es más liviano y de menor viscosidad en comparación con el crudo extraído por medio de la combustión progresiva.

• Ocurre mejoramiento del crudo. Aumenta la gravedad API y reduce el contenido de azufre y metales.

• Los fluidos desplazados durante el proceso de combustión inversa fluyen a través de una zona caliente, en cambio en la combustión progresiva, los fluidos desplazados fluyen por la zona fría del yacimiento.

• El crudo desplazado hacia los pozos productores pasa por la zona quemada y por tanto su movilidad es muy alta.

• Las fracciones intermedias (deseables) del crudo son quemadas en el reservorio durante el avance en contracorriente del frente de combustión.

• La combustión en reverso requiere mayor consumo de combustible, ya que se queman como tal componente mediano y pesado.

• La combustión en reverso ofrece menor eficiencia que la progresiva y es menos atractiva debido a que presenta factores de recobro más bajos.

• Alto consumo de combustible para mantener la combustión. Se consume entre el50 y 70% del petróleo de la zona quemada (5-10 lbs. pet/PC arena).

• Se pueden producir igniciones espontáneas durante el recorrido del aire desde el pozo inyector hacia el pozo productor

• Daños mecánicos de los pozos por las elevadas temperaturas del proceso.

• La combustión en reverso requiere el doble de la cantidad de aire que necesita un proceso de combustión convencional o progresiva.