el proceso sagd (2)

Steam Assisted Gravity Drainage Drenaje estilo de subttulo del Haga clic para modificar el por Gravedad patrn Asistido con Vapor Integrantes: Profesora: Ing. Ibonne (SAGD) Valera Osmina Belandria Nelson Seccin P85

Repblica Bolivariana De Venezuela Ministerio Del Poder Popular Para La Defensa Universidad Experimental Politcnico De La Fuerza Armadas Nacionales Ncleo Barinas (U.N.E.F.A)

3/18/12

Mejias

Ingeniera de petrleo

Barinas, Enero

Martinez Yendrith Monsalve Solangel Linares Eduardo

Introduccin

3/18/12

Es una tecnologa de recuperacin mejorada de petrleo para la produccin de crudo pesado, extra pesados y bitumen. El mtodo SAGD; esta tcnica que logra un recobro de 60% a 70% del Petrleo Original En Sitio (POES). Esta caracterstica lo hace muy atractivo desde el punto de vista econmico ya que otras tcnicas de recuperacin trmica al ser aplicadas al mismo tipo de yacimiento logran un recobro promedio del 18%. Se basa fundamentalmente en la inyeccin continua de vapor saturado, es una forma avanzada de la estimulacin de vapor en la que un par de pozos horizontales en lugar de verticales se perforan en el reservorio, donde uno de ellos se encuentra a unos pocos metros por encima del otro. Vapor a baja presin Los operadores inyectan vapor continuamente en el pozo superior el vapor sube en el yacimiento para calentar el petrleo y as reducir su viscosidad del crudo, el cual luego fluye por gravedad hacia el pozo de produccin horizontal inferior permitiendo de esta forma que el petrleo drene por gravedad hacia el pozo productor que se encuentra abajo donde ser bombeado en donde es necesario obtener y mantener las condiciones de equilibrio en presin, temperatura y flujo tanto en el pozo inyector como productor.

Haga clic para modificar el estilo de subttulo del patrn


La idea de drenaje por gravedad fue concebido originalmente por el Dr. Roger Butler, un ingeniero del Imperial Oil en el ao 1969. Pero no fue hasta 1975 cuando el Imperial Oil lo transfiri a Calgary, Alberta, al frente de una importante investigacin acerca de este proyecto. Puso a prueba el concepto en un piloto en Cold Lake, que aparece como uno de los primeros pozos horizontales en la industria, con inyectores verticales. A partir de ser considerado ineficiente por el Alberta Oil Sands Technology and Research Authority (AOSTRA) en los 80, se dio lugar a la primer prueba de pozos dobles horizontales SAGD, en el Underground Test Facility (UTF) en las Oil Sands de Athabasca, donde se prob la factibilidad del concepto. Los primeros pozos SAGD realizados en el UTF fueron perforados horizontalmente desde un tnel en la piedra caliza, accediendo desde el tunel vertical de una mina. El concepto coincidi con el desarrollo de tcnicas de perforacin direccional que permiti a las empresas de perforacin, realizar pozos horizontales con precisin, mas baratos y eficientes.

Antecedentes y Desarrollo Del Proceso SAGD

3/18/12

3/18/12El proceso SAGD comienza con una etapa de precalentamiento que consiste en la inyeccin de vapor conjuntamente por el pozo inyector y productor, accin que permite el establecimiento de intercambio calrico entre ambos pozos (Butler y Stephens, 1980; Butler, 1991). Una vez terminado el precalentamiento se contina con la inyeccin de vapor solamente por el pozo inyector. Se aprecia un corte longitudinal que muestra la configuracin y comportamiento para un yacimiento homogneo.


3/18/12El calentamiento del petrleo por medio del vapor ocasiona una reduccin en su viscosidad cinemtica facilitndose de esta forma que el crudo fluya a travs de la interface vapor-arena bituminosa por diferencia de densidades (Drenaje Gravitacional) hacia el pozo productor; es decir, el movimiento del petrleo hacia el pozo productor es causado por la fuerza de la gravedad y la geometra de una zona saturada de vapor (Cmara de vapor) de forma tal que el crudo se desplaza casi paralelo a la interface formada por la frontera de la cmara de vapor que incrementa sus dimensiones de manera continua. De esta forma, el petrleo y los condensados que se depositan en la parte ms baja de la cmara de vapor son removidos continuamente a travs del pozo productor gracias a la alta presin existente en la cmara de vapor (Butler, 1991). Se aprecia un corte transversal que muestra el comportamiento para un yacimiento homogneo.


3/18/12


El mtodo de drenaje gravitacional asistido por vapor (SAGD) funciona para los petrleos extrapesados. Se perfora un par de pozos horizontales paralelos, situndose un pozo unos 5 a 7 m [16 a 23 pies] por encima del otro. El vapor inyectado en el pozo superior calienta el petrleo pesado, reduciendo su viscosidad. La gravedad hace que el petrleo movilizado fluya en sentido descendente, hacia el productor horizontal inferior. La comunicacin inicial se establece entre el inyector y el productor mediante inyeccin de vapor, vapor cclico o inyeccin de solvente. El factor de recuperacin estimado para este mtodo oscila entre 50 y 70%.12 No obstante, la estratificacin de la formacin puede incidir significativamente en la recuperacin SAGD.13 El mtodo SAGD se utiliza en muchos campos de Canad, incluyendo los campos Christina Lake y MacKay River.

Usos actuales Del Proceso SAGD

3/18/12

La mayor parte de los recursos de petrleo del mundo corresponde a hidrocarburos viscosos y pesados, que son difciles y caros de producir y refinar. Por lo general, mientras ms pesado o denso es el petrleo crudo, menor es su valor econmico. Las fracciones de crudo ms livianas y menos densas, derivadas del proceso de destilacin simple, son las ms valiosas. Los crudos pesados tienden a poseer mayores concentraciones de metales y otros elementos, lo que exige ms esfuerzos y erogaciones para la extraccin de productos utilizables y la disposicin final de los residuos. Con la gran demanda y los altos precios del petrleo, y estando en declinacin la produccin de la mayora de los yacimientos de petrleo convencionales, la atencin de la industria en muchos lugares del mundo se est desplazando hacia la explotacin de petrleo pesado. El petrleo pesado se define como petrleo con 22.3API o menor densidad. Los petrleos de 10API o menor densidad se conocen como extra-pesados, ultra-pesados o superpesados porque son ms densos que el agua. Comparativamente, los petrleos convencionales, tales como el crudo Brent o West Texas Intermdiate, poseen densidades que oscilan entre 38 y 40API. Esta tecnologa est siendo ahora explotada debido a precios del petrleo crecientes. Mientras que los mtodos que perforaban tradicionales eran frecuentes para arriba hasta los aos 90, los altos precios crudos del siglo XXI estn animando a mtodos ms poco convencionales (tales como SAGD) que extraigan el petrleo crudo. Las arenas canadienses del aceite tienen muchos proyectos de SAGD en marcha, puesto que esta regin es hogar de uno de los depsitos ms grandes del betn en el mundo (Canad y Venezuela tenga los depsitos ms grandes del mundo). El SAGD de proceso permiti Energa de Alberta y tablero de las utilidades para aumentar su probado reservas del aceite a 179 mil millones barriles, que levantaron las reservas del aceite de Canad al segundo lo ms arriba posible en el mundo despus La Arabia Saudita y reservas norteamericanas aproximadamente cuadruplicadas del aceite.


En los campos petroleros agotados, ms antiguos, de Venezuela, donde la inyeccin de vapor se ha utilizado tradicionalmente para incrementar la produccin. Dado que la inyeccin de vapor slo produce una recuperacin promedio de 30%, PDVSA empez a utilizar SAGD hace cinco aos, segn McGee. Tres pares de pozos en Petrleo tierra con SAGD cerca de Tijuana estn recuperando actualmente 40% de un yacimiento que en algn momento no produjo ms de 18%. Pero McGee seala que la generacin e inyeccin de vapor es extremadamente costosa.

En Venezuela PDVSA Empez a Utilizar Proceso SAGD

3/18/12


3/18/12La necesidad de incrementar la produccin de crudos a corto y mediano plazo en yacimientos altamente complejos, heterogneos y en avanzado estado de agotamiento, as como los continuos incrementos de los costos de produccin e inversiones asociadas a los planes de explotacin han llevado a realizar estudios de caracterizacin de yacimientos que indican la existencia de una gran cantidad de reservas no contabilizadas en los libros oficiales cuyo desarrollo requiere de una estrategia diferente de explotacin con el objeto de incrementar y optimizar las tasas de produccin y recobro final de los mismos. Esta necesidad es la principal fuente motora en la bsqueda de nuevas tecnologas que incrementen el levantamiento de los fluidos del yacimiento a la superficie, las cuales son y seguirn siendo un reto importante en el negocio petrolero. Entre estas tecnologas emergentes se encuentra el mtodo SAGD (Butler y otros, 1981; Joshi and Threlkeld 1984), siglas en idioma Ingls que indican Steam Assisted Gravity Drainage process o Proceso de drenaje gravitatorio asistido por vapor, la cual es una tcnica que logra incrementar de 60% a 70% el recobro de petrleo pesado y extra pesado original en sitio (POES). Esta caracterstica le confiere un tremendo potencial econmico ya que permite el aprovechamiento a gran escala de los depsitos de crudos pesados que han sido detectados hasta la fecha. Es de hacerse notar que otras tcnicas de recuperacin trmica slo han proporcionado un recobro de 24% en el mejor de los casos.


Consiste simplemente en perforar en la formacin, dos pozos horizontales paralelos, uno inyector de vapor superior y otro productor de petrleo inferior. Por efecto de la Inyeccin de Vapor, se forma una cmara de vapor a lo largo del pozo inyector, generando un aumento de la temperatura del yacimiento y los fluidos, proporcionando as una disminucin de la viscosidad, donde uno de ellos se encuentra entre 4 a 6 metros por encima del otro. En el pozo superior se inyecta vapor y en el pozo de abajo se acumula el petrleo caliente que dren desde la formacin productiva, junto con el agua de la condensacin del vapor inyectado. La base del proceso es que al inyectar el vapor se forma una "cmara de vapor" que crece a lo alto de la vertical y horizontalmente en la formacin. El calor del vapor reduce la viscosidad del crudo pesado, lo cual permite que fluya hacia la parte inferior del pozo.

Descripcin Del Proceso SAGD

3/18/12


3/18/12El vapor y los gases, ascienden debido a su baja densidad en comparacin con el crudo pesado, asegurando que el vapor no sea producido en el pozo inferior. Los gases liberados, que incluyen el metano, el dixido de carbono, y por lo general algunos de sulfuro de hidrgeno, tienden a aumentar en la cmara de vapor, llenando el espacio vaco dejado por el petrleo y, hasta cierto punto, forman una manta aislante de calor por encima de la de vapor. El flujo del petrleo y el agua van en contracorriente, impulsado por la gravedad de drenaje en la parte inferior del pozo. El agua condensada y el petrleo crudo son recuperados a la superficie por medio de algn sistema de levantamiento artificial como puede ser el sistema de cavidades progresivas (PCP) el cual tiene una excelente performance para el desplazamiento de fluidos de viscosidad con slidos en suspensin. La operacin del pozo inyector y productor, a una presin aproximada a la del reservorio elimina los problemas de inestabilidad que afectan a todos los procesos de alta presin de vapor, por lo que a partir del SAGD se puede producir entre el 70% al 80% del oil in place en reservorios adecuados. El proceso es relativamente insensible a las vetas de pizarras u otros obstculos verticales, ya que como la roca se calienta, la expansin trmica diferencial hace que se formen fracturas, permitiendo a que el vapor y el lquido fluyan a travs de ellas. Esto permite que las tasas de recobro superen los valores antes mencionados en muchas oportunidades. Trmicamente, el SAGD es dos veces ms eficaz que la estimulacin cclica de vapor (CSS), resultando tambin en menor cantidad de pozos.



diversidad de complejidades relacionadas con su construccin y terminacin. Tales complejidades incluyen la perforacin de pozos estables en formaciones dbiles, el emplazamiento preciso de pozos horizontales, el diseo de sistemas tubulares y cementaciones duraderas para pozos que experimentan temperaturas extremas y la instalacin de equipos de control de la produccin de arena, terminacin de pozos y levantamiento artificial que deben operar en forma eficaz bajo las condiciones ms rigurosas. Todas estas operaciones se ven beneficiadas con la adopcin de un enfoque de ingeniera integrado que puede basarse en la experiencia global para proveer soluciones a los nuevos problemas asociados con el petrleo pesado. Los pozos que experimentan variaciones de temperatura extremas, tales como en los proyectos SAGD, requieren equipos de terminacin especiales de alto desempeo. Las temperaturas elevadas y la variacin de la temperatura pueden hacer que los elastmeros comunes fallen. Esto se traduce en sellos rotos, que dejan escapar la presin y los fluidos por la tubera de revestimiento, incrementando la posibilidad de corrosin de la misma y reduciendo la eficiencia de las operaciones de inyeccin de vapor. Recientemente, los ingenieros de Schlumberger desarrollaron sistemas no elastomricos capaces de operar con temperaturas cicladas de hasta 343C [650F] y con presiones de hasta 21 MPa [3,046 lpc]. Estos sistemas mantienen la integridad de la presin, permitiendo al mismo tiempo el despliegue de equipos de monitoreo y control de yacimientos; Los colgadores termales para tuberas de revestimiento cortas, de alta temperatura.

Construccin y Terminacin De pozos Los pozos emplazados en yacimientos de petrleo pesado plantean una

3/18/12

3/18/12 Los pozos SAGD necesitan equipos de fondo con mrgenes de temperatura elevados. Estos pozos requieren altas tasas de incremento, control de la proximidad entre el inyector y el productor, cementacin flexible, control de la produccin de arena, y colgadores para tuberas de revestimiento cortas, empacadores y equipos de levantamiento artificial capaces de operar a temperaturas que pueden superar los 280C (536F).


3/18/12La generacin de vapor representa aproximadamente el 75% del costo de operacin de un pozo donde se aplica el mtodo SAGD. Reducir la relacin vapor-petrleo (SOR), manteniendo al mismo tiempo el rgimen de produccin, es clave para mejorar la rentabilidad de la operacin. La reduccin del consumo de solvente se traduce en un ahorro del costo energtico, disminuye el volumen de agua producida y los costos de tratamiento, y reduce las emisiones de CO2. Un componente importante del esfuerzo para reducir la relacin SOR es el sistema de bombeo elctrico sumergible de alta temperatura REDA Hotline 550, regulado para operar en forma continua a una temperatura de motor interna de hasta 288C [550F] o a una temperatura de fondo de pozo de 216C [420F]. Su aislamiento termoplsico para el bobinado del motor, de alta temperatura, fue desarrollado inicialmente y patentado para pozos geotermales y pozos bajo inyeccin de vapor. El sistema completo est diseado para compensar las tasas de expansin y contraccin variables de los diferentes materiales utilizados en el diseo de la bomba. La utilizacin de un sistema ESP permite que el yacimiento sea explotado a una presin que es independiente de la presin en boca de pozo o la presin del separador, lo que mejora la calidad del vapor que puede inyectarse. Esto permite reducir la relacin SOR en un 10 a un 25%, generando un ahorro de aproximadamente US$ 1.00 por barril de petrleo producido. Adems, el sistema ESP Hotline 550 posee excelentes estadsticas de confiabilidad; siendo la instalacin ms larga en funcionamiento, ha estado operando durante 844 das. El sistema ESP Hotline 550 es utilizado por numerosos operadores canadienses, incluyendo Encana, Suncor, ConocoPhillips, Nexen, Total, Husky y Blackrock.


3/18/12


VENTAJAS VAPOR

3/18/12 DEL PROCESO DE DRENAJE POR GRAVEDAD ASISTIDA POR

vEl vapor asciende continuamente y crece en sentido horizontal permitiendo drenar el petrleo de un rea bastante grande (aunque los pozos inyector y productor estn bastante cerca en la direccin horizontal). vEl petrleo permanece caliente y fluye hacia el pozo de produccin. Desventajas DEL PROCESO DE DRENAJE POR GRAVEDAD ASISTIDA POR VAPOR vproceso de SAGD no est enteramente sin desventajas sin embargo; requiere cantidades pequeas de agua dulce y de agua grande que reciclan instalaciones y gas natural o electricidad con carbn barata para crear el vapor. Confiando en drenaje de la gravedad, tambin requiere depsitos comparativamente gruesos y homogneos. vDiversos procesos todava se estn desarrollando. Los procesos derivados se estn desarrollando incluyendo SAGP y ES-SAGD en los cuales el gas no condensable/condensable se mezcle con el vapor

Haga clic para modificar el estilo de subttulo del patrnPrediccin terica de la tasa en el proceso de SAGD vConduccin de calor en la direccin normal de la inter-fase. vla tasa de calor depende de: vconductividad trmica del yacimiento vde su densidad y calor especifico. vTasa de avance de la inter-fase. vLa velocidad de avance es U

Criterio De Seleccin Del Su Aplicabilidad principal es para yacimientos de crudo pesado, los cuales proceso SAGD son generalmente someros (poco consolidados), se debe tener mucho cuidadoa la hora de perforar estos pozos. En base a la informacin obtenida, tanto de pruebas pilotos como proyectos comerciales en curso se realiz un anlisis estadstico de los parmetros que tienen mayor influencia sobre la produccin acumulada de petrleo y se determin un modelo de yacimiento ideal para la aplicacin de SAGD, encontrndose que las propiedades recomendadas son coherentes con los proyectos efectuados hasta el momento. Espesor de arena neta petrolfera > 50 Pies Relacin Kv/Kh > 0,8 Gravedad API < 15 Permeabilidad (k) > 2 Darcy Porosidad (f) > 30 % Presin > 200 Psi Saturacin de Petrleo (So) > 50 % Continuidad Lateral < 1500 Pies

3/18/12


3/18/12


Yacimiento Modelo Para La Aplicacin Del proceso SAGDEn base al estudio estadstico realizado, tomando en cuenta las propiedades promedio ms importantes de los proyectos pilotos se presenta el siguiente escenario aceptable para el xito.Modelo de Yacimiento propuesto para aplicacin exitosa de SAGD.

3/18/12


3/18/12Saturacin inicial de Petrleo: Al tener mayor saturacin inicial de petrleo, mayor es el recobro final del mismo, menor energa es perdida por calentamiento del agua que satura inicialmente la formacin, de la misma forma que el agua es un buen medio para transferir calor por su alto calor especifico, tambin es un medio para quitar el calor latente del vapor. Permeabilidad: Se recomienda una permeabilidad horizontal de 5.6 D, con una variacin vertical de permeabilidad vertical, lo cual favorece el desarrollo lateral de la cmara de vapor, y adicionalmente disminuye el tiempo en el cual sta llega al tope del yacimiento, momento a partir del cual comienzan las prdidas de calor a la sobrecarga (overburden), hay que recordar que muchas variantes de SAGD busca disminuir estas prdidas.

Haga clicSeparacinmodificar el estilo de subttulo del para Vertical entre los Pozos: patrn Las condiciones encontradas en Venezuela son diferentes a las de Canad, lamovilidad inicial de los fluidos dentro de yacimiento no hace necesario precalentamiento para dar inicio al proceso de SAGD, por lo cual debe estudiarse el impacto que tiene la separacin en el desarrollo de la cmara de vapor y en el recobro final en vez de la de dar movilidad a los fluidos entre ellos por calentamiento.

3/18/12Espesor de Arena: Se sugiere un espesor de arena igual a 20 m, se observa que esta propiedad presenta una desviacin estndar de 6.130, por lo cual no deben hacerse una generalizacin en el espesor, aunque espesores delgados generan mayores prdidas de calor al aplicar el proceso, y a mayor espesor mayor es la eficiencia trmica y la vida productiva del proceso. Identificar las propiedades de yacimiento encontradas en localizaciones donde se ha aplicado SAGD exitosamente es solo una parte y no asegura por si misma el xito del proyecto. Un correcto diseo operacional es igualmente importante en el xito del proyecto, se toma como ejemplo el proyecto de SAGD realizado en Liaohe China , el cual fue suspendido debido a:


vcapacidad de levantamiento insuficiente del sistema de gas lift. dificultades en vla comunicacin entre el pozo inyector y el productor debido al espaciamiento entre el los mismos.

Diferencias con:SAGD pozos horizontales

3/18/12

inyeccin convencional de vapor pozos verticales

Desplazamiento del vapor enDesplazamiento del vapor en direccin horizontal direccin vertical ylos condesados se mezclan con el petrleo frio horizontal; luego se producenadelante del frente de condensacin (el petrleo los fluidos por gravedad. desplazado por el vapor se enfra y es dificultoso desplazarlo hacia el pozo de produccin.)

Haga clic para modificar el estilo de subttulo del patrn Tasa de produccin del ordenTasa de produccin es relativamente bajade 0,3 B/PIES

No ocurre rebasamiento deRebasamiento (override) del vapor inyectado vapor inyectado.

Documents

el proceso sagd (2)