Proyecto Reservorio (1)

FICHA DE IDENTIFICACIÓN DE TRABAJO DE INVESTIGACIÓN Título: Autores: Fecha#

Combustión IN-SITU Nogales Selene - Veizaga Leonardo – Ibáñez Andrea – Riera !ernán – Siles "dgar $%&$'%()

C!"#o !e estu!"a$te: %&'(&)*%+ - %&'(&+,,( Carrera : Ing* +as , etróleo As"#$atura : Reserorios II Gruo : .A/ Doce$te : Ing* Carlos Cesar Ro0as +ómez* .erío!o Aca!/0"co# II$'%() Sub Sub - sede

#San Santa Cruz - 1ol2 ol2ia

Co3,rig4t 5 6'%()7 6'%( )7 3or 6L* Veizaga Veizaga - A* Ibañez -!* Riera – "* Siles– S* Nogales7* Todos Todos los dere84os reserados*

RES12EN: "l 3resente traba0o se lo realizó 8on la idea de 3ro9undizar la des8ri38ión general de los m:todos de 8ombustión in – situ 4a8iendo :n9asis en des8ribir a detalle a 3ro8eso as2 8omo

Título: Recuperación Autor:

de Petróleo Pesado con EOR

L* Veizaga - A* Ibañez - !* Riera – "* Siles – S* Nogales

1

tambi:n las enta0as , desenta0as ;ue se 3resenta 8on la a3li8a8ión del m:todo de 8ombustión in- situ*

.ala3ras cla4e: Reseras< Tasa de Restitu8ión de Reseras 6TRR7< Re8u3era8ión Aanzada 6I=R7< Re8u3era8ión >e0orada 6"=R7< ?a8tor de Re8u3era8ión 6?R7< A8eite Remanente< A8eite Residual< A8eite no 1arrido< A8eite In8remental Re8u3erado 6AIR7< Re8u3era8ión In8remental< "9i8ien8ias de @es3lazamiento< >iner2a de @atos< erar;uiza8ión 1a,esiana< Re8u3era8ión me0orada 8on ;u2mi8os< Suda8ión Inteligente*

ABSTRAC: 5e67or!s: Reserations< RRR Resere 6TRR 7 Adan8ed Re8oer, 6 I=R 7 < "n4an8ed 6 "=R 7 Re8oer, ?a8tor 6?R 7 < remaining oil < residual oil< not SBee3 < =il In8remental Re8oered 6AIR 7 Re8oer, < In8remental re8oer, e99i8ien8ies @is3la8ement< data >ining< !ierar84ization 1a,esian en4an8ed 84emi8al re8oer, < SBeats Smart *

Asignatura: Reservorio ll Carrera: Ingeniería Gas y Petróleo




2

TA1LA @" C=NT"NI@=

(*

INTR=@UCCIN.................................................................................................4

'*

=b0etios..............................................................................................................5

'*(*

=b0etio +eneral...................................................................................................5

'*'*

=b0etios "s3e829i8os**********************************************************************************************D

E*

>ar8o Teóri8o.......................................................................................................

E*(*

Combustión Conen8ional o 4a8ia adelante............................................................

E*'*

Combustión !Fmeda*.............................................................................................!

E*'*(*

Combustión 4Fmeda normal*..............................................................................."

E*'*'*

Combustión 4Fmeda in8om3leta*........................................................................."

E*'*E*

Combustión sF3er 4Fmeda*................................................................................."

E*E*

Combustión en Reerso........................................................................................#$

E*G*

Venta0as...............................................................................................................##

E*D*

@esenta0as.........................................................................................................##

E*)*

@is3onibilidad de Combustible 3ara la Combustión In-Situ*....................................#%

E*H*

Re;uerimiento >2nimo de ?lu0o de Aire*...............................................................#%

G*

Con8lusión*.........................................................................................................#&

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1ibliogra92a.........................................................................................................#&

D*(*

Libros*................................................................................................................#&

D*'*

áginas eb........................................................................................................#4

Ta3la !e F"#uras





3

Figura 1 Esquema de una Combustión...............................................................................' Figura 2 Perfiles de temperatura y saturacion en combustión humeda (aire y agua)..............! Figura  (Combustión en !e"ersa)...................................................................................#$

Esquema 1 (combustión s#per h#meda)............................................................................#$





4

'8 INTROD1CCIÓN

"l m:todo de 8ombustión In-situ 9ue uno de los m:todos de re8u3era8ión ter8iaria< ,a ;ue su 9un8ión 3rin8i3al es la de a8elerar la 3rodu88ión del 3etróleo disminu,endo su is8osidad e in8rementando la rata de 3rodu88ión , 9ue im3lementado en (&'E en Rusia , des3u:s en "stados Unidos* "ste es un m:todo 8onen8ional t:rmi8o basado en in8rementar 8alor en el reserorio 3ara la re8u3era8ión< dado ;ue se está generando el 8alor 3ara generar ma,or 3rodu88ión se debe ;uemar a3roJimadamente (%K de 3etróleo en el a8imiento* La 8ombustión In-Situ se di9eren8ia en tres ti3os< los 8uales son# Combustión in situ Conen8ional , en Reersa 6In,e88ión de aire se8o7 Combustión in situ !Fmeda 6In,e88ión de agua i aire7 "l 3ro8edimiento de la 8ombustión in situ se ini8ia 8uando se ba0a un 8alentador o un ;uemador en el 3ozo in,e8tor* @es3u:s se in,e8ta aire 4a8ia el 9ondo de 3ozo , se 3one en 9un8ionamiento el 8alentador 4asta ;ue se logre el en8endido< 3osteriormente las 3aredes del 3ozo es 8alentado de una manera 8ontrolada 8uando se logre el 8ometido< se 3asa a eJtraer el 8alentador o ;uemador , se 8ontinua 8on la in,e88ión de aire 3ara 3oder mantener , 8ontinuar 8on el aan8e en la 8ombustión* Una 8ombustión In situ re8u3era a8eite 3or#

(7 La a3li8a8ión de 8alor 8on trans9eren8ia de 8alor 8orriente aba0o 3or 8ondu88ión , 8one88ión< enton8es ba0a la is8osidad del a8eite* '7 Los 3rodu8tos de la destila8ión de a3or , el 8ra;ueo t:rmi8o son lleados 4a8ia adelante 8on un me0oramiento del a8eite* E7 Se suministra 3resión al ,a8imiento 3or el aire in,e8tado*





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%8 O39et"4os A 8ontinua8ión se detallan los ob0etios generales , es3e829i8os 3ara la reda88ión del 3resente do8umento*

%8'8 O39et"4o Ge$eral "l ob0etio general 3ara la reda88ión del 3resente do8umento es# -

Cono8eremos el 3ro8eso de oJida8ión ;ue 3ermite liberar energ2a 3ara el des3lazamiento del 3etróleo a ba0a is8osidad< realizando la in,e88ión de aire enri;ue8ido de oJigeno a8om3añado de un 8alentador 3ara ;ue a tra:s de esta rea88ión se 3ueda disminuir la resisten8ia de 9lu0o del 3etróleo , as2 lograr el des3lazamiento del 3etróleo remanente

%8%8 O39et"4os Esecí"cos Los =b0etios es3e829i8os 3ara la reda88ión del 3resente do8umento son#

• • •

Cono8er los 8riterios de 9un8ionamiento de 8ombustión in-situ Identi9i8ar los distintos ti3os de 8ombustión In-situ Cono8er las enta0as , desenta0as ;ue 3ro3or8iona 8ada ti3o de a3li8a8ión de los m:todos de 8ombustión in-situ





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(8 2arco Ter"co La 8ombustión in-situ es el Fni8o m:todo t:rmi8o ;ue es 3oten8ialmente Ftil 3ara ,a8imientos de alta 3resión , 8onsiderables 3ro9undiades* La Combustión in-situ es un 3ro8edimiento de re8u3era8ión ter8iaria< el 8ual 8onsta en el ;uemado de una 3e;ueño 3or8enta0e del 3etróleo ;ue se en8uentra en el reserorio 3ara as2 3oder generar un aumento en el 8audal de 3rodu88ión* La 8ombustión in situ se 8lasi9i8a en distintos m:todos< las 8uales desarrollará 8on ma,or e9i8ien8ia la 3rodu88ión* Las 8lasi9i8a8iones son#    

Combustión Conen8ional o .!ACIA A@"LANT"/ Combustión !Fmeda* Combustión se8a Combustión en Reerso*





7

(8'8 Co03ust"$ Co$4e$c"o$al o hac"a a!ela$te "s tambi:n llamada 8ombustión se8a< ,a ;ue no eJiste in,e88ión de agua 0unto 8on el aire* La 8ombustión es 4a8ia adelante debido a ;ue la zona de 8ombustión aanza en la misma dire88ión del 9lu0o de 9luidos< es de8ir desde el 3ozo in,e8tor 4asta el 3ozo 3rodu8tor* "n este 8aso< la zona de 8ombustión a aanzando a la misma dire88ión 4a8ia donde los 9luidos 9lu,en< la igni8ión o8urre 8er8a del 3ozo in,e8tor , el 9rente de 8ombustión se muee desde el 3ozo in,e8tor 4asta el 3ozo 3rodu8tor*





8

Figura 1 Esquema de una Combustión

"J3li8ando el grá9i8o< el aire enri;ue8ido 8on oJ2geno es in,e8tado 3ara oJidar el 3etróleo< de esta 9orma se 3rodu8e gas residual* "sto 3uede traer 3roblemas en la e9i8ien8ia de bombeo< abrasión< tambi:n se genera 8ierta restri88ión de 9lu0o de 3etróleo en el ,a8imiento 3or la gran 8antidad de gas eJistente* La 8ombustión a aanzando 8on una elo8idad ;ue de3ende del olumen de 3etróleo ;uemado< de esta manera se genera altas 8on8entra8iones de 8alor a3roJ* ('%%M?* usto en el 9rente 8ombustión se de3ositan las 9ra88iones más 3esadas del 3etróleo< esto es lo ;ue 3ermite ;ue se mantenga la 8ombustión* or lo general en las zonas donde o8urre la 8ombustión o8urre una segrega8ión graita8ional* Cuando o8urre una ru3tura en el 3ozo 3rodu8tor< las tem3eraturas se an 4a8iendo 8ada ez más altas< esto trae 8omo 8onse8uen8ia< ;ue los 8ostos de 3rodu88ión aumenten< ,a ;ue ini8ialmente 3or un largo 3eriodo de tiem3o el 3etróleo ;ue se en8uentra 8er8a del 3ozo 3rodu8tor está a la tem3eratura del ,a8imiento*





9

(8%8 Co03ust"$ H;0e!a8 "n el 3ro8eso de 8ombustión se8a< más de la mitad del 8alor generado eJiste entre el 3ozo de in,e88ión , el 9rente de 8ombustión* >u84os intentos se 4an 4e84o 3ara trans9erir este 8alor más allá de la zona ;uemada< 4a8ia 8orriente aba0o* or lo tanto el uso de agua< debido a su alta 8a3a8idad t:rmi8a , su 8alor de a3oriza8ión< se utiliza en esta aria8ión del m:todo de Combustión in situ* "l agua se in,e8ta en el 3ozo in,e8tor< ,a sea alternada o simultáneamente 8on aire< el agua llega a a3orizarse , 3asa a tra:s del 9rente de 8ombustión< de esta manera se trans9iere el 8alor 4a8ia el ,a8imiento*

Figura 2 Perfiles de temperatura y saturacion en combustión humeda (aire y agua).

"J3li8ando este ti3o de 8ombustión< 3odemos de8ir ;ue se 3uede obtener la redu88ión en la rela8ión aire 3etróleo< ,a ;ue al disminuir la is8osidad del 3etróleo 9rio se eJtiende la zona de a3or o 8aliente al8anzando una distan8ia ma,or delante del 9rente de 8ombustión< esto 3ermite ;ue el 3etróleo 9lu,a a una 3resión menor , 8on menos 8ombustible* Asignatura: Reservorio ll Carrera: Ingeniería Gas y Petróleo




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"l 3etróleo re8obrado esta alrededor del D%K , la rela8ión aire-agua :sta en el rango de (%%%E%%%*





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La Combustión !Fmeda se 8lasi9i8an en#   

Combustión !Fmeda normal* Combustión !Fmeda in8om3leta* Combustión SF3er !Fmeda*

(8%8'8 Co03ust"$ h;0e!a $or0al8 Se denomina as2 8uando el 8o;ue de3ositado se 8onsume 8om3letamente*

(8%8%8 Co03ust"$ h;0e!a "$co0leta8 Se denomina as2 8uando el agua in,e8tada 4a8e ;ue el 8ombustible de3ositado no se ;ueme 3or 8om3leto*

(8%8(8 Co03ust"$ s;er h;0e!a8 Se denomina as2 8uando se logra la 8antidad de 8alor dis3onible en la zona en la zona ;uemada no es su9i8iente 3ara a3orizar toda el agua in,e8tada al sistema* @e3endiendo de las 8ara8ter2sti8as de nuestro ,a8imiento 3odemos obserar de la siguiente tabla distintos 8riterios de diseño 3ara 3oder a3li8ar el 3ro8eso de 8ombustión in-situ*





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Esquema 1 (combustión sper hmeda)

(8(8 Co03ust"$ I$4ersa No se 4a desarrollado 8omer8ialmente en este ti3o de 8ombustión la zona de 8ombustión se mueen en dire88ión o3uesta o 8ontraria a la dire88ión del 9lu0o de los 9luidos , la 8ombustión se en8iende en los 3ozos 3rodu8tores* La zona de 8ombustión se muee en 8ontra del 9lu0o de aire< los 9luidos 3rodu8idos 9lu,en a tra:s de las zonas de altas tem3eraturas de unos D%% – H%% M? 8on dire88ión 4a8ia los 3ozos 3rodu8tores< originándose as2 una redu88ión de la is8osidad del 3etróleo , 3or 8onsiguiente una me0or moilidad del 4idro8arburo 8omo obseramos en la siguiente grá9i8a*





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Figura ! (Combustión en "e#ersa)

La 8ombustión en reersa 3resenta en enta0as , desenta0as las 8uales son#

(8<8 Ve$ta9as • • • • •

Se es3era una re8u3era8ión de 4asta un O%K segFn 8ál8ulos* @isminu,e la is8osidad del 3etróleo ;ue se en8uentra en el ,a8imiento* Se 3uede me0orar los MAI de ((M – ')M* "ste m:todo no deteriora el medio ambiente* "n 8om3ara8ión a la in,e88ión de a3or< re;uiere menos energ2a*

(8*8 Des4e$ta9as •

La desenta0a 3rin8i3al de este ti3o de 8ombustión es ;ue el 3etróleo ;ue se 3rodu8e tiene ;ue 3asar 3or una zona 9r2a< , si es 3esado 3uede traer 3roblemas en 8uanto a la





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9luidez del mismo* Tambi:n el 8alor ;ue se alma8ena 9uera de la zona ;uemada no es usada e9i8ientemente 3or;ue el aire in,e8tado no es 8a3az de trans3ortar el 8alor e9i8ientemente 4a8ia adelante* Algunos motios 3or los ;ue se re8omienda usar 8ombustión in situ son# •

La abundante dis3onibilidad de aire*

•

La relatia 9a8ilidad 8on la ;ue se in,e8ta< debido a ;ue no 4a, ;ue 4a8er ningFn 3ro8eso de des3lazamiento de 4idro8arburos 3or a3or de agua , nos 3ermite a3roe84ar la 9a8ilidad 8on la ;ue el agua se muee a tra:s de la zona alma8enadora de 4idro8arburos*

•

"l 3ro8eso de oJida8ión 3rodu8e 4asta un (GK de C=' 8on res3e8to al olumen de oJ2geno in,e8tado* "sta t:8ni8a 3uede ser utilizada tanto 3ara a8eites 3esados 8omo ligeros*

(8,8 D"so$"3"l"!a! !e Co03ust"3le ara la Co03ust"$ I$-S"tu8 Cuando de8imos dis3onibilidad de 8ombustible nos re9erimos a la 8antidad de 8ombustible re;uerido 3or el aan8e del 9rente de 8ombustión la 8ual es eJ3resada 8on la siguiente e8ua8ión#

m R =lbmde

hidrocarburo 3

ft

m R =Volumen de yacimiento quemado en lbmde HC / ¿

3

ft

"Jisten dos ti3os de reg2menes de 8ombustión* Cuando las tem3eraturas de 8ombustión eJ8eden a los )D%MC , los 3rodu8tos de 8ombustión son# C=< C=' , !'%* A tem3eraturas menores de )D%MC son generados !C1 64idro8arburos oJigenados7 , !'=* "ste r:gimen es 8ono8ido 8omo .=Jida8ión a ba0a Tem3eratura/* Asignatura: Reservorio ll Carrera: Ingeniería Gas y Petróleo




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"l C=' se 3uede disoler en el a8eite 8rudo< 3roo8ando una redu88ión en la is8osidad del 3etróleo* "l C=' es des3lazado e9e8tiamente 3or el 9rente de 8ombustión< el C!G es obtenido o8asionalmente en los gases 3rodu8idos , 3uede ser tomado en 8uenta 3ara 8ál8ulos de balan8e de materia en a3li8a8iones de 8am3o< los gases de !C son ma,ormente disueltos en el a8eite 8rudo< a tra:s del 9rente de 8ombustión , 3ueden no ser dete8tados*

(8)8 Re=uer"0"e$to 2í$"0o !e Flu9o !e A"re8 Un 9rente de 8ombustión 3uede ser 3ro3agado a medida ;ue el 8alor es generado a una tasa su9i8iente* ara 8om3ensar las 3edidas de 8alor de los estratos su3eriores e in9eriores 8on el 9in de elear el olumen ;uemado de tem3eratura ambiente< a tem3eratura de 8ombustión< , 3ara 8om3ensar las P3erdidas de 8alor 3or 8one88ión , 8ondu88ión en la 3arte 9rontal del 9rente de 8ombustión* "n ,a8imientos< las zonas de 8ombustión tienen un es3esor 9inito 6;ue tiene 9in7< , las 3:rdidas de 8alor de los alrededores 3ueden ser 8onsolidadas

<8 Co$clus"$8 Los @i9erentes m:todos "=R de re8u3era8ión de 3etróleo< son im3ortantes , mu, 9un8ionales 3ara me0orar la re8u3era8ión del 3etróleo< ,a ;ue el 9a8tor de re8obro aumenta 8onsiderablemente< 3ero no siem3re son a3li8ados< de3ende mu84o de la dis3onibilidad e8onómi8a del 3rodu8tor< ,a ;ue los 8ostos son mu84o más eleados ;ue los 8onen8ionales*





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*8 B"3l"o#raía

*8'8 >"3ros8 A 8ontinua8ión se detallan los libros Utilizados 3ara la realiza8ión del 3resente 3ro,e8to de grado#

•

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!ernández<

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"ditorial >8 +raB !ill< Dta "di8ión* "dgar Ren: Rangel +ermán<6'%(D7 I=R-"=R# UNA ==RTUNI@A@ !ISTRICA<

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>:Ji8o ANLISIS @" R=@UCT=S @"RIVA@=S @"L "TRL"=< CT"@RA @" R=C"S=S IN@USTRIAL"S< UNIV"RSI@A@ T"CN=L+ICA NACI=NAL ?ACULTA@

R"+I=NAL R=SARI=<

@"ARTA>"NT=

@" IN+"NI"RA

UQ>ICA

*8%8 .?#"$as @e3 A 8ontinua8ión se detallan las 3áginas Beb 8onsultadas 3ara la realiza8ión del 3resente 3ro,e8to de grado#

•

L=S ?LUI@=S @" "R?=RACIN  SU I>ACT= A>1I"NTAL "N "L SU1SU"L=< @is3onible on line en# 4tt3#$$BBB*teorema*8om*mJ$8ontamina8ion$los-

•

9luidos-de-3er9ora8ion-,-su-im3a8to-ambiental-en-el-subsuelo$ T">A E "TRL"=< @is3onible on 4tt3#$$gustato*8om$3etroleo$etroleoE*4tml


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•


17

R"CU"RACIN >"=RA@A @" SIST">AS "TR=L"R=S< @is3onible on line en#

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3etroleros$re8u3era8ion-me0orada-sistemas-3etroleros*s4tmliJzzGG@V8L TWCNICAS @" R"CU"RACIN >"=RA@A< @is3onible on line en#

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Proyecto Reservorio (1)

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