Empuje con agua
Un yacimiento de empuje de agua es aquel en el que la fuente predomi nante de energía para producir el petróleo es el avance del agua procedente de un acuífero asociado. Si otro mecanismo aporta una cantidad significativa de energía, se considera que el yacimiento está bajo un empuje combinado. La fuente primaria de energía de este tipo de yacimiento es la combinación de la expansión de la roca y del agua en un acuífero que suple la afluencia del agua acia el yacimiento. !n algunos casos el acuífero es reabastecido por aguas desde la superficie, por lo que la afluencia no es enteramente obra de la expansión. !l empuje de agua puede proceder del flanco o de más abajo del yacimiento. La figura " muestra la diferencia en geometría entre un empuje desde el flanco y un empuje desde el fondo.
#igura ". $ipos de empuje de agua
La producción tambi%n puede verse favorecida por la expansión del petróleo, ya que la presión del yacimiento debe caer antes que empiece la afluencia del agua. !ste es tambi%n lo más importante al comien&o de la vida del yacimiento, cuando la tasa de la caída de presión es más alta. L a figura ' muestra la curva de presión respecto al tiempo para un yacimiento típico bajo empuje de agua.
#ig. '. (resión del yacimiento en el tiempo de producción.
Empuje de agua efectivo (ara saber el tipo de empuje de agua, si es efectivo o parcial, se deben reali&ar estudios geológicos para evaluar el tama)o y la forma del acuífero, e i dentificar otros yacimientos en la cuenca que compartan un acuífero com*n. +uando esto suceda deben acerse estudios de evaluación de interferencia de presión entre los yacimientos. o tiene nada extra)o que el comportamiento de la presión de peque)os yacimientos en una cuenca est% dominado por la producción de los grandes yacimientos que se abastecen de grandes vol*menes de agua de la cuenca. -ependiendo de la fuer&a y tama)o del acuífero, la tasa de producción se puede mantener en un yacimiento. +uando el tama)o no es suficiente para mantener la presión del yacimiento a niveles deseados, se puede inyectar agua. +abe decir que el despla&amiento de petróleo por agua a bajos niveles de presión es menos eficiente a medida que el petróleo merma y se torna más viscoso, debido al desprendimiento del gas en solución. !sto causa de manera muy com*n una p%rdida en extracción de aproximadamente ,'/0 por ciento por " 1pc de disminución de presión en el frente de agua. 2sí que la tasa máxima eficiente del yacimiento depende en parte del nivel de presión al cual el acuífero puede abastecer agua. !ficiencia de la extracción en campo !n los campos, las evaluaciones ecas sobre la eficiencia de extracción an demostrado que su valor está entre 3 y 4 por ciento. La eficiencia de extracción es más alta para una alta permeabilidad y una baja relación de viscosidad de agua5 petróleo. . Características más importantes !n resumen, se puede decir que las características más importantes de los yacimientos con empuje de agua son las siguientes6 5 La presión del yacimiento permanece alta. 5 La relación gas5petróleo producido permanece baja. 5 La producción de agua comien&a temprano y aumenta considerablemente. 5 !n los po&os ay flujo natural asta tanto la producción de agua es excesiva. 5 !l factor de recobro es de 3/ a 7/0 del (8!S.
La etapa de producción es aquella que se lleva a cabo una ve& que se a terminado el proceso de perforación del po&o. -ependiendo de la energía del yacimiento, es decir, aquella energía necesaria para que los idrocarburos sean expulsados desde el yacimiento acia el po&o productor, %l mismo puede ser puesto en funcionamiento por flujo natural. Uno de los principales tipos de flujo natural es el empuje por agua, el cual es básicamente la fuer&a para provocar la expulsión del petróleo del yacimiento con el empuje de agua acumulada debajo de %l. (ara ello, se debe recordar que en sus condiciones originales la mayoría de l os yacimientos de idrocarburos muestran un contacto con un cuerpo de agua 9acuífero:, com*nmente llamado +2(8.
!l mecanismo consiste en que el la expansión del agua despla&a a los idrocarburos acia los po&os que drenan al yacimiento, debido a que el agua acumulada a presión en el acuífero es capa& de expandirse y transmitir parte de esa energía al yacimiento, a lo largo y anco de la interfase agua5petróleo al reducirse la presión por la producción acumulada de líquidos. Sin embargo, este tipo de mecanismo requiere que se mantenga una relación muy ajustada entre el r%gimen de producción de petróleo que se estable&ca para el yacimiento y el volumen de agua que debe moverse en el yacimiento. !l contacto agua5 petróleo debe mantenerse unido para que el espacio que va dejando el petróleo producido vaya siendo ocupado uniformemente por el agua. (or otro lado, se debe mantener la presión en el yacimiento a un cierto nivel para evitar el desprendimiento de gas e inducción de un casquete de gas. La tubería de revestimiento de los po&os se perfora a bala o ca)onea muy por encima del contacto agua5petróleo para evitar la producción de agua muy tempranamente. 2 pesar de esto, llegará un momento en que en los po&os se mostrará un incremento de la producción de agua. La verificación de este acontecimiento puede indicar que el contacto agua5petróleo ya está a nivel de las perforaciones o que en ciertos po&os se está produciendo un cono de agua que impide el flujo del petróleo acia el po&o.
2lgunas características del empuje por agua son6 ; La presión en el yacimiento permanece alta. ; La producción de agua inicia muy temprano e incrementa a cantidades apreciables. ; !l petróleo fluye asta que la producción de agua es excesiva. ; La recuperación esperada es del " al 70. (or *ltimo, !l empuje por agua es considerado el mecanismo natural más eficiente para la extracción del petróleo. Su presencia y actuación efectiva puede lograr que se produ&ca asta < 0 y qui&ás más del petróleo en sitio. 2demás, ay casos de acuíferos tan activos que reabilitan y estabili&an la presión del yacimiento sin tener que cerrar la producción. !sto ocurre cuando el caudal de agua que alimenta al acuífero es equivalente al volumen de todos los fluidos que se están produciendo en el yacimiento, como es el caso de algunos yacimientos de la cuenca de barinas.
!l mecanismo de empuje del yacimiento es el que aporta la energ=a que mueve el idrocarburo locali&ado en un tanque del yacimiento acia el po&o mientras es extra=do. !xisten cinco mecanismos de empuje comunes como lo son el empuje de agua el cual se clasifica en fuerte y parcial,expansion del gas,gas en solucion,empuje de roca 9+ompactacion: y segregacion gravitacional. Un tipo usualmente prevalece, aunque diferentes tipos de empujes pueden ocurrir en combinacion. Un analisis de las curvas de declinacion de producci>n proporciona una buena indicaci>n del mecanismo de empuje dominante. Empuje De Agua !n este tipo de reservorio no existe capa de gas, por lo tanto la presión inicial es mayor que la presión del punto de burbuja. +uando la presión se reduce debido a la producción de fluidos, se crea un diferencial de presión a trav%s del contacto agua5petróleo. !l agua del acuifero invade al reservorio originando una intrusi>n o influjo el cual permite que expande y despla&e el petr>leo o gas que se encuentra en la parte invadida desde el yacimiento acia el oyo mientras la presi>n cae. ?-ependiendo de la forma como ingresa el agua al reservorio de petróleo, los reservorios por empuje de agua se denominan6 •
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Reservorios por empuje de fondo, en la cual la formación es usualmente de gran espesor con suficiente permeabilidad vertical, tal qu e el agua puede moverse verticalmente. !n este tipo de reservorios la conificación puede convertirse en un gran problema. Reservorios por empuje lateral, en la cual el agua se mueve acia el reservorio desde los lados. ?!ste mecanismo se clasifica en6
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Empuje De Agua fuerte: !ste mecanismo existe solo donde el acu=fero es de calidad igual o mayor que el yacimiento y tiene un volumen al menos " veces mayor al del yacimiento o est@ conectada a una recarga superficial. !ste tipo de empuje es muco m@s efectivo en yacimientos de petr>leo que de gas. Empuje De Agua Parcial: !ste tipo de empuje resulta donde un acu=fero tiene una calidad m@s baja en terminos de geometr=a de poros o tiene un volumen limitado, y se produce una expansi>n limitada de agua. +uando disminuye el aporte de agua, la tasa de producci>n de Aidrocarburos cae m@s rapido que en un yacimiento con fuerte empuje de agua y se reduce el recobro. ?2lgunos indicadores para determinar la presencia de un empuje de agua son6
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!l idrocarburo 9petróleo o gas: esta rodeado por agua. -ebe existir suficiente permeabilidad para permitir el movimiento del agua 9por lo menos / md:.
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2 medida que el tiempo transcurre, la producción de agua incrementa. !l m%todo de balance de materiales es el mejor indicador. ?+aracter=sticas el cual se puede predecir el tipo de empuje6
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La presi>n del reservorio permanece alta. La producci>n de agua aumenta gradualmente a rapidamente en la via del yacimiento.
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!l comportamiento del po&o fluye asta que la producci>n de agua es excesiva.
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!l B8C de superficie permanece bajo.
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CB( 9relacion gas5petroleo: es relativamente constante.
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$iene un alto factor de recobro 9DE/0:.
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-eclinaci>n de producci>n y presion plana a gradual.
!ste mecanismo natural es considerado el mas eficiente para la extracción del petróleo permitiendo que se produ&ca asta un < por ciento o mas de petróleo en sitio. !n este tipo de yacimiento la capa de gas no existe, por lo tanto la presión inicial es mayor que la presión del punto de burbuja. !ste mecanismo necesita que se mantenga una relación muy estreca entre el r%gimen de producción de petróleo en el yacimiento y el volumen de agua que debe estar movili&andose en el yacimiento. +uando la presión se reduce debido a la producción de fluidos, se crea un diferencial de presión a trav%s del contacto agua5petróleo. 2 su ve&, este contacto agua5petróleo debería mantenerse unido para que ese espacio que ya no ocupa el petróleo producido vaya siendo ocupado por el agua. 8tro aspecto importante, es que tambi%n se debe mantener cierto nivel en la presión del yacimiento para evitar que se libere gas y esto indu&ca la formación de una capa de gas.
La tubería de revestimiento de los po&os se perfora o ca)onea por encima del contacto agua5petróleo para que no ocurra la producción temprana de agua, aunque con el tiempo estos po&os pueden acer notar un drástico incremento en la producción de agua. !sto puede ser debido al efecto de conificación, lo que impide el flujo de petróleo acia el po&o, es decir, la movilidad del agua respecto a la del petróleo es mayor y por lo tanto esto ace que el petróleo tenga dificultades en su movili&ación.
!l agua del acuífero esta sujeta a las condiciones y temperatura del yacimiento, y esta expansión del agua es la que va a permitir el movimiento de petróleo acia el po&o, a medida que va disminuyendo la presión, el agua se va expandiendo y reempla&a a los fluidos extraídos del yacimiento. (odemos encontrar dos tipos de empuje de agua6
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Empuje de agua fuerte o activo: existe un gran reempla&o de agua en la &ona de idrocarburos que se extrajeron con caída de presión mínima en el oyo. !ste mecanismo solo existe cuando donde el acuífero es de igual o mejor calidad que el yacimiento y tiene un volumen muco mayor que el yacimiento 9unas " veces: o esta conectado a una recarga superficial de agua. !ste empuje es mas efectivo en yacimientos de petróleo que de gas. Empuje de agua parcial: ocurre donde el acuífero tiene un calidad mas baja en t%rminos de geometría de poro o tiene un volumen limitado, es decir, la expansión de agua es limitada. !n este caso la tasa de producción de idrocarburos cae mas rápido y se reduce el recobro.
2lgunos indicadores para determinar la presencia de un empuje de agua son6
". !l idrocarburo 9petróleo o gas: esta rodeado por agua. '. La producción de agua aumenta tempranamente en po&os bu&amiento abajo. 3. -ebe existir suficiente permeabilidad para permitir el movimiento del agua 9por lo menos / md:. F. 2 medida que el tiempo transcurre, la producción de agua incrementa. /. Celación gas5petróleo relativamente constante. <. !l m%todo de balance de materiales es el mejor indicador. 7. 2lto factor de recobro, mayor o igual al / por ciento.
