Inyección de Agua en Yacimientos

8/10/2019 Inyeccin de Agua en Yacimientos

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MSc. Eduardo E Ros 1 -1

1Introduccin

a la RecuperacinAdicional de Petrleo1.1. Introduccin

Los procesos de inyeccin de agua y gas han sido los mtodosconvencionales de recuperacin ms utilizados en los yacimientos depetrleo y gas con el fin de aumentar su energa. Estos procesostambin se conocen como mtodos de recuperacin secundaria depetrleo.

De acuerdo con los resultados obtenidos en varios proyectosexitosos, la inyeccin de gas acta mejor en yacimientos subsaturadosy humectados por petrleo. En yacimientos que contengan petrleosaturado, es preferible la inyeccin de agua, si la permeabilidad del

yacimiento es suficientemente alta. Sin embargo, en yacimientos quecontengan petrleos voltiles se pueden aplicar otros mtodos como lainyeccin de gas miscible.

En yacimientos heterogneos humectados por agua es mseficiente la inyeccin de agua debido a la imbibicin espontnea delagua, lo cual no ocurre con la inyeccin de gas.

Entre estos fluidos, el agua ha sido la que tiene ms ventajas y

an cuando se han desarrollado otras tcnicas de recuperacinsecundaria, contina siendo el mtodo ms atractivo para obtenercantidades adicionales de petrleo debido a su alta disponibilidad ybajo costo.1.2. Localizacin de los Pozos de Inyeccin y Produccin

De acuerdo con la posicin de los pozos inyectores y


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Introduccin a la Recuperacin de Petrleo por Inyeccin de Agua y Gas Capitulo 1

MSc. Eduardo E. Ros 1- 2

productores, la inyeccin de agua o de gas se puede llevar a cabo dedos formas diferentes :

Inyeccin perifrica o central e inyeccin en arreglos.

1.2.1. Inyeccin Perifrica

En este proceso los pozos inyectores estn agrupados en laparte central del yacimiento, y los productores en la periferia. Este tipode inyeccin ocurre en los siguientes casos:

Yacimiento con una capa de gas en la cual se inyecta gas: Si elyacimiento es una estructura anticlinal regular, los pozos deinyeccin se agrupan en la parte alta de la estructura (cresta), otope del anticlinal.

Figura 1.1. Inyeccin de Gas en la Cresta

Yacimiento anticlinal con un acufero en el cual se inyectaagua: En este caso los pozos inyectores forman un anillo


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alrededor del yacimiento :

Figura 1.2. Inyeccin perifrica de agua.

Yacimiento monoclinal con una capa de gas o acufero dondese inyecta agua y/o gas

Figura 1.3. Inyeccin en un monoclinal con capa de gas o acufero.

En este caso, los inyectores estn agrupados en una o mslneas localizados hacia la base del yacimiento, en el caso de inyeccin


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de agua (los flancos), o hacia el tope, en el caso de inyeccin de gas.1.2.2. Inyeccin en arreglos

Este tipo de inyeccin se emplea particularmente enyacimientos con bajo buzamiento y una gran extensin areal. Paraobtener un barrido uniforme del yacimiento, los pozos inyectores sedistribuyen entre los pozos productores. Esto se lleva a caboconvirtiendo los pozos productores existentes a inyectores operforando pozos inyectores interespaciados.

En ambos casos, se desea obtener una distribucin uniformede los pozos similar a la utilizada en la fase primaria de recobro. Losarreglos ms conocidos son: lnea directa, lnea alterna y arreglos de 5pozos.

1.3. Consideraciones Tericas de la Inyeccin de AguaLa inyeccin de agua como un mtodo de recobro secundario

se descubri accidentalmente en el ao 1870, en la ciudad de Pithole,al oeste de Pennsylvania, cuando una fuga en una formacin acuferaredujo la produccin del pozo afectado, pero aument la produccin delos pozos vecinos.

Hoy en da es el principal y ms conocido de los mtodos

convencionales de recobro secundario de petrleo, habindoseconstituido hasta esta fecha en el proceso que ms ha contribuido a larecuperacin extra de petrleo.

Se caracteriza por la eficiencia del agua para desplazar a loshidrocarburos del medio que invade, y porque aumenta rpidamente lapresin del yacimiento.


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Figura 1.4. Tipos de Arreglos

Los conceptos de los arreglos de pozos se analizarn con ms detalleen el captulo 3.

En general, se considera que despus de una invasin conagua, todava queda en el yacimiento ms del 50% de petrleo originalen sitio.

DefinicinEs un mecanismo secundario de recobro mediante el cual los

fluidos del yacimiento son desplazados hacia los pozos productores por


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la accin del agua inyectada.La figura 1.5 muestra el proceso de desplazamiento por

inyeccin de agua.

Figura 1.5. Proceso de Desplazamiento por Inyeccin de Agua

Mecanismos de DesplazamientoEl desplazamiento de un fluido por otro fluido es un proceso

de flujo no continuo, debido a que las saturaciones de los fluidoscambian con el tiempo. Esto causa cambios en las permeabilidadesrelativas, en las presiones y en las viscosidades de las fases.

El mecanismo de desplazamiento de una inyeccin de aguaen un yacimiento homogneo, se puede presentar en cuatro etapas:

1. Condiciones iniciales (antes de la inyeccin).2. La invasin por agua de la formacin productora.3. Irrupcin de agua en los pozos (ruptura).4. Etapa posterior a la ruptura del agua.

Condiciones InicialesConsidrese un yacimiento homogneo en el cual los fluidos

se mueven horizontalmente. Supngase que a travs del yacimiento lasaturacin es constante y que al momento de iniciarse lainyeccin de agua, se tiene un yacimiento que ha sido


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producido por agotamiento natural durante la primera fase de suproduccin primaria. Supngase tambin que como sucede a menudo,la presin en el yacimiento sea menor que la presin de burbujeo delpetrleo y menor que la original en el yacimiento. Existir, pues, unafase de gas presente, la cual de acuerdo con las suposiciones, tambinser uniforme a travs del yacimiento.

La figura 1.6 muestra la distribucin de saturacin de losfluidos antes de la inyeccin de agua :

Figura 1.6. Proceso de Inyeccin de Agua: Distribucin inicial de saturacin

Proceso de invasinEl comienzo de la inyeccin de agua est acompaado por

un aumento de presin en el yacimiento. Este aumento es mayoralrededor de los pozos inyectores y declina hacia los pozosproductores.

A medida que contina la inyeccin de agua, parte delpetrleo se desplaza hacia adelante para formar un banco de petrleo.Este banco de petrleo empuja con efectividad el gas altamente mvilhacia adelante, aunque bajo ciertas condiciones parte del gas puedeser atrapado por dicho banco, de all que ocupe espacio que de otramanera contendra petrleo residual.

Detrs del banco de petrleo viene el banco de agua donde


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nicamente estn presentes el agua inyectada y el petrleo residual(ms el gas atrapado).

La figura 1.7 muestra la distribucin de saturacin de losfluidos en el yacimiento durante la inyeccin de agua.

Figura 1.7. Proceso de Inyeccin de Agua: Saturacin de agua durante la Invasin

Efecto de Llene

Todo el gas, excepto el atrapado, se desplaza de la porcininundada del yacimiento antes de que se produzca el petrleo. A esteefecto se le denomina "llene" y para lograrlo, el acumulado de aguainyectada debe ser igual al volumen del espacio ocupado por el gaslibre en el yacimiento.

Durante este perodo, parte del gas se redisuelve con elpetrleo que va contactando, y el remanente se produce por los pozos.

El llene puede representarse por un frente de petrleo viajando msrpido que el frente de agua. Detrs del frente de petrleo, lasaturacin de gas se encuentra en su valor residual. La llegada delfrente de petrleo a los pozos productores marca el final del perodo dellene.

Detrs del frente de agua, la saturacin de petrleo se va


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reduciendo progresivamente a medida que el volumen de petrleo vasiendo desplazado por la corriente de agua, hasta que, finalmente, sealcanza la saturacin residual de petrleo.

Efecto de RupturaCuando se alcance el llene, el avance frontal contina, pero

la tasa de produccin de petrleo aumenta y eventualmente es igual ala tasa de inyeccin de agua (en trminos de volmenes deyacimiento). Si la saturacin inicial del agua de la formacin es menorque la requerida para fluir, la produccin del petrleo durante esta faseestar libre de agua. El comienzo de una produccin significativa deagua es el signo de que se ha producido la ruptura del frente de aguaen el pozo.

La figura muestra las saturaciones de los fluidos en elmomento en que se alcanza la ruptura:

Figura 1.8. Inyeccin de Agua: Etapa posterior a la ruptura

Durante esta etapa, la produccin de agua aumenta aexpensas de la produccin de petrleo. El recobro gradual del petrleodetrs del frente se obtiene solamente con la circulacin de grandesvolmenes de agua. Durante esta fase final de inyeccin, el rea


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barrida aumentar y puede proveer suficiente produccin de petrleopara justificar la continuacin de la inyeccin. El proceso finalizarcuando los costos de operacin originen una tasa interna de retomomenor que la mnima establecida. Finalmente, al llegar la etapa deagotamiento de la inyeccin de agua, la porcin inundada delyacimiento contendr nicamente petrleo residual y agua inyectada.

La figura 1.9. muestra la distribucin final de saturacin delos fluidos despus de la inyeccin de agua.

Figura 1.9. Proceso de Inyeccin de Agua: Distribucin Final de Saturacin.

1.4. Inyeccin de Agua en Arreglos

Consiste en inyectar el agua dentro de la zona de petrleo. El

agua invade esta zona y desplaza a los fluidos (petrleo, agua y gas)del volumen que ha sido invadido hacia los pozos productores.

Este tipo de inyeccin tambin se conoce como inyeccininterna de agua, ya que el fluido se inyecta a travs de un nmeroapreciable de pozos inyectores que forman un arreglo geomtrico conlos pozos productores.


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La seleccin del arreglo depende de la estructura y lmitesdel yacimiento, de la continuidad de las arenas, de las variaciones depermeabilidad (K) y porosidad (), y del nmero y posicin de lospozos existentes.

Las principales ventajas de este proceso sono Yacimientos homogneos, de bajos buzamientos y

bajas permeabilidades efectivas con alta densidadde los pozos, debido a que la distancia inyector -productor es pequea, se invaden ms rpido. Estoes muy importante en yacimientos de bajapermeabilidad.

o Rpida respuesta del yacimiento.o Elevadas eficiencias areales de barrido.o Permite un buen control del frente de invasin y del

factor de reemplazo.o Disminuye el efecto negativo de las

heterogeneidades sobre la recuperacin.o Rpido incremento en presiones.o El volumen recuperado de la zona de petrleo es

grande en un perodo de tiempo corto.Las principales desventajas son

o El nmero de pozos inyectores es alto, por ello lainversin es mucho mayor.

o Es ms riesgosa que la externa.o Requiere mayor seguimiento y control que la

inyeccin externa y, por lo tanto, mayorrequerimiento de recursos humanos.


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1.5. Inyeccin Externa de Agua o Perifrica

En este proceso se inyecta agua fuera de la zona de petrleoen los flancos del yacimiento.

Se conoce tambin como inyeccin tradicional o demantenimiento de presin. Generalmente, el agua se inyecta en elacufero, fuera de la zona de petrleo y se utiliza cuando no se poseebuena descripcin del yacimiento.

Las principalesventajas del proceso son:o Se utilizan pocos pozos.o No requiere de la perforacin de pozos

adicionales, ya que se pueden usar los pozosproductores viejos como inyectores. Estodisminuye la inversin en reas donde se tienenpozos perforados en forma irregular o donde el

espaciamiento de los pozos es muy grande.o No se requiere buena descripcin del yacimiento

para iniciar el proceso de invasin con agua.o Rinde un recobro alto de petrleo con un mnimo

de produccin de agua. En este tipo deproyecto, la produccin de agua puede serretrasada hasta que el agua llegue a la ltima

fila de pozos productores. Esto disminuye loscostos de las facilidades de produccin desuperficie para la separacin agua - petrleo.

Las principalesdesventajas sono Parte del agua inyectada no se utiliza para

desplazar el petrleo.


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o No es posible lograr un seguimiento detalladodel frente de invasin, como es posible hacerloen la inyeccin de agua en arreglos.

o En algunos yacimientos, la inyeccin perifricade agua no es capaz de mantener la presin dela parte central del mismo y es necesarioefectuar una inyeccin en arreglos en esa partedel yacimiento.

o La inyeccin perifrica puede fallar por no existiruna buena comunicacin entre la periferia y elcentro del yacimiento.

o El proceso de invasin y desplazamiento eslento y, por lo tanto, la recuperacin de lainvasin es a largo plazo.

o

Generalmente, se sustituye por una inyeccin deagua en arreglos a medida que se conoce mejorel yacimiento.

1.6. Factores que Controlan la Recuperacin por Inyeccin de

Agua

Los factores que ms afectan a la recuperacin de una

inyeccin de agua son los siguientes : Profundidad del yacimiento. Localizacin y arreglos de los pozos. Permeabilidad de la formacin. Propiedades humectantes de las rocas. Saturacin de gas inicial.


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Saturaciones de los fluidos. Razn de movilidad. Tasa de inyeccin y buzamiento de la formacin.

Profundidad del Yacimiento.

La profundidad del yacimiento tiene una influencia tcnica yeconmica muy importante. Desde un punto de vista tcnico, unyacimiento poco profundo tiene la restriccin de la presin deinyeccin, la cual debe ser menor que la presin de fractura.Econmicamente, el costo de este tipo de proyectos est directamenterelacionado con la profundidad, por ejemplo, en el costo de perforar lospozos o con la potencia de compresin requerida, en el caso deinyeccin de gas.Localizacin y arreglos de los Pozos

En operaciones de recuperacin secundaria, en algunos

casos, los pozos de produccin pueden ser reacondicionados comopozos de inyeccin, mientras que en otros, es necesario perforarnuevos pozos de inyeccin.

Lgicamente, en una inyeccin de agua se desea que unagran parte del espacio poroso del yacimiento entre en contacto con elfluido desplazante. Para lograr este objetivo, se han propuesto dostipos de arreglos de pozos: arreglos perifricos, en los cuales los pozos

de inyeccin estn situados en los lmites exteriores del yacimiento ; ylos arreglos convencionales o geomtricos, en los cuales los pozos deinyeccin y de produccin estn ordenados siguiendo una reglageomtrica ; entre estos ltimos se utilizan los arreglos en lnea directa,en lnea alterna y los arreglos de 4, 5, 7 y 9 pozos.

En general, no es fcil pronosticar qu tipo de arreglo dar


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una mayor recuperacin. El tipo de arreglo a usar depende delconocimiento geolgico que se tenga del yacimiento y se debeseleccionar de manera que se obtenga una alta eficiencia de barrido.Sin embargo, en igualdad de condiciones, parece ser que el arreglo de5 pozos proporciona mejores ventajas, ya que el agua puede serinyectada ms rpidamente, reducindo el tiempo de llene yaumentando las posibilidades de obtener altas tasas de produccin acorto plazo.

Permeabilidad de las Formaciones

La permeabilidad de la formacin se debe considerar bajodos puntos de vista: su magnitud y su variacin.

La magnitud de la permeabilidad de las rocas del yacimientocontrola, en alto grado, la tasa de inyeccin de agua que puede

mantenerse en un pozo de inyeccin, a una presin determinada en elfondo del pozo, frente a la zona de inyeccin. Una permeabilidadabsoluta de la roca demasiado baja retarda la recuperacin y puedeaumentar el costo del proyecto.

A menudo los yacimientos de petrleo tienenvariaciones depermeabilidad tan marcadas que no es posible considerar al yacimientocomo un sistema homogneo asignndole una permeabilidad

promedio. Este factor es quizs el ms importante en proyectos derecuperacin secundaria por inyeccin de agua. Si existen diferenciasmuy grandes de permeabilidad entre los estratos de un horizonteproductor, la ruptura del agua ocurrir primero en los estratos mspermeables y luego ir ocurriendo en los estratos con permeabilidadesmenores; por lo tanto, el desplazamiento del petrleo por agua no es


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tan uniforme y mientras algunos estratos estn produciendo agua enproporciones crecientes, otros no han sido completamente barridos.Esta situacin puede conducir al abandono prematuro del proyecto.

Propiedades humectantes de las Rocas

En rocas humectadas por agua, el petrleo ocupa la partems conductiva de los espacios porosos (parte central), mientras queel agua ocupa la parte menos conductiva.

En rocas humectadas por petrleo, sucede lo contrario ydebe esperarse, por lo tanto, una menor recuperacin.

Afortunadamente, la mayora de las rocas de los yacimientosson humectadas preferencialmente por agua, y as este factor es, engeneral, favorable a la inyeccin de agua como mtodo derecuperacin secundaria.

Saturacin de Gas Inicial

Cuando en un yacimiento existe una saturacin de gas inicial,la inyeccin de agua resulta en una sucesin de dos desplazamientosbifsicos: el petrleo forma un banco o zona de petrleo quedesplaza parte del gas libre, dejando detrs una cantidad de gasatrapado. El petrleo y el gas atrapados son desplazados luego por el

agua. En definitiva, esto produce una reduccin de la saturacin depetrleo residual y, por lo tanto, un aumento de la eficiencia dedesplazamiento.Saturacin de los Fluidos

Se ha discutido la influencia inicial de gas libre en elyacimiento mientras que para las saturaciones de petrleo y de agua


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son Saturacin de Petrleo : La saturacin de petrleo

inicial es determinante petrleo en la recuperacin. Esnecesario que la saturacin inicial de petrleo sea losuficientemente alta y la residual lo ms baja posible,para que el proyecto resulte econmico. En otraspalabras, la diferencia en la saturacin de petrleo alcomienzo y al final de la inyeccin determina lacantidad de petrleo recuperado.

Saturacin de Agua: Si la saturacin inicial de aguaexcede un valor agua crtico, no se puede formar unbanco de petrleo, y aunque pueda producirse ciertacantidad de petrleo, ste debe producirse a altasrazones de agua - petrleo. En trminos generales,

puede afirmarse que, si la saturacin de agua es tanalta que la roca es ms permeable al agua que alpetrleo, el proyecto ser menos eficiente.

Razn de Movilidad

La razn de movilidad puede visualizarse como una medidarelativa de la tasa de petrleo que se mueve delante del frente de

invasin con respecto al movimiento de la tasa de agua detrs delfrente, suponiendo que los gradientes de presin en ambas soniguales.

Una razn de movilidad igual a 1,0 indica que el petrleo y elagua se mueven a la misma velocidad relativa. Cuando M< 1.0, el aguase mueve ms lenta que el petrleo, conduciendo a altas saturaciones


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de agua a la ruptura y a altas eficiencias de desplazamiento. Paravalores de M > 1,0 indican que el agua detrs del frente se mueve msrpido que el petrleo que se encuentra delante del frente; la eficienciade desplazamiento se reduce y el petrleo que queda detrs serecupera despus de haber inyectado grandes volmenes de agua.

Viscosidad del Petrleo

En trminos generales, puede decirse que la recuperacin depetrleo es inversamente proporcional a su viscosidad. Esto sededuce de las ecuaciones que controlan el flujo de un fluido a travs deun medio poroso. Por otra parte, la viscosidad del petrleo afecta larazn de movilidad, cuya influencia en la recuperacin es muymarcada.

Desafortunadamente, es muy difcil predecir en forma

cuantitativa la influencia de la viscosidad del petrleo en larecuperacin y slo puede establecerse en general que la recuperacinaumenta mientras menor sea la viscosidad del petrleo.

Tasa de inyeccin y Buzamiento de la Formacin

El efecto del buzamiento de la formacin y la tasa deinyeccin estn relacionados entre s. En general, cuando se inyecta

agua y el desplazamiento es buzamiento arriba, se obtiene una mejoreficiencia inyectando a bajas tasas, para que las fuerzas de gravedadcontrolen el fenmeno.

Si el desplazamiento es buzamiento abajo, se debe inyectara altas tasas, para que el agua tenga menos oportunidad decanalizarse a travs del petrleo.


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Para una tasa de inyeccin constante, la eficiencia dedesplazamiento aumenta si la inyeccin es buzamiento arriba y elngulo de buzamiento aumenta; y disminuye si la inyeccin esbuzamiento abajo y el ngulo de buzamiento aumenta.

1.7. Inyeccin de Gas

La reinyeccin de gas natural fue quizs el primer mtodosugerido para mejorar el recobro de petrleo. Se us inicialmente acomienzos del ao 1900 para mantenimiento de presin.

Posteriormente, se realizaron otras aplicaciones que fueroncalificadas como proyectos de recuperacin secundaria, ya que el gasinyectado, adems de aumentar la energa del yacimiento, debadesplazar el petrleo y, generalmente, al final de los proyectos deinyeccin de gas se poda obtener un recobro adicional de petrleo

desinflando o agotando aceleradamente la presin del yacimiento.Las ventajas de la inyeccin de gas son las siguientes: Como el gas es ms liviano que el petrleo, el gas

inyectado tiende a formar una capa artificial de gas biendefinida, an en formaciones de poco buzamiento. Si laproduccin se extrae de ms abajo de la capa, estoresultar en una forma de conservacin de energa y las

tasas de produccin pueden mantenerse relativamenteelevadas.

El gas se dispone en muchas reas de produccin, ya seadel mismo yacimiento que se est explotando o de otrasfuentes.

Siendo el gas un fluido no reactivo con las rocas del


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yacimiento, puede ser inyectado sin presentar mayoresdificultades.

En algunos casos, es deseable conservar el gasproducido para futuros mercados, por lo tanto, se inyectaa un yacimiento para almacenarlo.

Las desventajas de la inyeccin de gas son las siguientes: Si la arena del yacimiento tiene alta permeabilidad

en algunas partes y permeabilidad pobre en otras,el gas puede pasar rpidamente a travs de losestratos de alta permeabilidad a los pozosproductores, y puede dejar una buena cantidad depetrleo atrapado en los estratos menospermeables.

El costo de instalacin y mantenimiento de la plantacompresora de gas es, por lo general, ms alto queel de una planta de inyeccin de agua. Esto tiendea reducir el nmero de yacimientos que seanadecuados para que la inyeccin de gas searentable.

Debido a que el gas no moja la arena del

yacimiento como lo hace el agua, forma un pistnmenos eficiente para empujar el petrleo hacia elpozo productor y deja una mayor cantidad depetrleo atrapado en los espacios porosos. Sinembargo, sta prdida puede contrarrestarse yaque el yacimiento puede despus inundarse con


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agua para recuperar parte del petrleo atrapado.

1.8. Mecanismos de Produccin en la Inyeccin de Gas

La inyeccin de gas dentro del yacimiento puede aumentar latasa de flujo del petrleo debido a los siguientes mecanismos:

Reduccin de la viscosidad. Aumento de la energa del yacimiento. Eliminacin de depsitos slidos. Vaporizacin.

Reduccin de la viscosidad

El gas inyectado se disuelve en el petrleo crudo y reduce suviscosidad y, por lo tanto, la resistencia al flujo cerca del pozo inyectadotambin se reduce. De esta manera, se forma un banco de petrleo de

viscosidad reducida alrededor del pozo. Slo se requierenreducciones de viscosidades moderadas, para lograr los beneficios deeste mecanismo; sin embargo, para que esto ocurra, la eficiencia delcontacto del gas inyectado y el petrleo debe ser buena.Aumento de la energa del yacimiento

El gas inyectado aumenta la energa del energa delyacimiento. Sin embargo, este efecto es transitorio y es importante slo

por un corto tiempo despus que el gas se inyecta, lo cual puede ser elprincipal efecto cuando los perodos de inyeccin de gas son cortos.Eliminacin de depsitos de Hidrocarburos

La tasa de flujo de petrleo aumentar al eliminarse losdepsitos slidos de hidrocarburos en el pozo inyector o zonasadyacentes del yacimiento. Sin embargo, la misma se reducir como


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consecuencia del aumento de la saturacin de gas.Vaporizacin

En algunos casos, debido a este mecanismo se puedenproducir cantidades adicionales de petrleo por recuperacinsecundaria: una porcin del petrleo contactado por el gas secoinyectado se vaporiza en el petrleo y se lleva hacia los pozosproductores en la fase de vapor.1.9. Inyeccin Interna o Dispersa de Gas

La inyeccin interna o dispersa de gas se refiere a la inyeccin de gasdentro de la zona de petrleo. Se aplica, por lo general, en yacimientosde empuje por gas en solucin, en yacimientos sin capa de gas inicial yen donde no hay tendencia a desarrollarse una capa de gassecundaria, ya que el gas inyectado se produce junto con el petrleo alpoco tiempo de haber sido inyectado.

La caractersticas de la inyeccin interna de gas son las siguientes : Se aplica en yacimientos homogneos, con poco

buzamiento y relativamente delgados. Generalmente, se requiere un alto nmero de zonas de

inyeccin. Los pozos de inyeccin se colocan formandoun tipo de arreglo geomtrico con el fin de distribuir el gasinyectado a travs de la zona productiva del yacimiento.

Dichos arreglos pueden ser regulares o irregulares. La seleccin de los pozos de inyeccin y el tipo de arreglo

depende de la configuracin del yacimiento con respectoa la estructura, del nmero y posicin de los pozosexistentes, de la continuidad de la arena y de lasvariaciones de porosidad y permeabilidad.


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La permeabilidad efectiva al gas debe ser preferiblementebaja.

Las ventajas de la inyeccin interna son las siguientes: Es posible orientar el gas inyectado hacia las zonas

ms apropiadas. La cantidad de gas inyectado puede optimizarse

mediante el control de la produccin e inyeccin de gas.Las desventajas de la inyeccin interna son las siguientes:

La eficiencia del recobro mejora muy poco o nada, comoconsecuencia de la posicin estructural o drenaje porgravedad.

La eficiencia areal del barrido es inferior a la que selogra en operaciones de inyeccin externa.

Los canales de gas formados por la alta velocidad de

flujo hacen que la eficiencia del recobro sea inferior a laesperada por la inyeccin externa.

La cantidad de pozos de inyeccin requeridos aumentanlos costos de operacin y de produccin.

1.10 Inyeccin Externa de Gas

La inyeccin externa de gas se refiere a la inyeccin de gas

en la cresta de la estructura donde se encuentra la capa de gas, biensea primaria o secundaria.

Por lo general, se lleva a cabo en yacimientos donde ocurresegregacin, es decir donde existe una capa de gas sobre la zona depetrleo.

Las caractersticas de la inyeccin externa de gas son las


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siguientes: Se usa en yacimientos de alto relieve estructural,

para permitir que la capa de gas desplace elpetrleo.

Se aplica en yacimientos con altaspermeabilidades verticales. Mayores que 200 md.

Los pozos de inyeccin se colocan de maneraque lleven a cabo una buena distribucin arealdel gas inyectado y as obtener mayoresbeneficios del drenaje por gravedad.

La cantidad de pozos requeridos para undeterminado yacimiento depende de lainyectividad de cada pozo y del nmero de pozosnecesarios para obtener una adecuada

distribucin areal del gas inyectado.Las ventajas de la inyeccin externa son las siguientes:

La eficiencia areal del barrido en este tipo deinyeccin es superior a la que se obtiene porinyeccin interna.

Los beneficios obtenidos del drenaje porgravedad hacen que se obtenga un mayor

recobro. El factor de distribucin de fluidos entre estratos

(conformacin) es generalmente mayor que elque se obtiene por inyeccin interna.

Las desventajas de la inyeccin externa son las siguientes: Requiere buena permeabilidad vertical del


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yacimiento, Es necesario controlar la produccin de gas libre

de la zona de petrleo. Las intercalaciones de lutitas, as como las

barreras son inconvenientes para la inyeccinde gas externa.

1.11. Factores que Controlan la Recuperacin por Inyeccin de

Gas

Los factores que controlan la recuperacin en un proceso deinyeccin de gas son los siguientes:

Variaciones de las propiedades de las rocas. Razn de viscosidades del petrleo y gas. Segregacin gravitacional. Eficiencia de desplazamiento. Condiciones de saturacin inicial. Presin del yacimiento. Tiempo ptimo para iniciar la inyeccin. Tasa de inyeccin y de produccin.

Variaciones de las propiedades de las rocas

La heterogeneidad de las rocas disminuye el factor deeficiencia de barrido (conformacin), siendo la permeabilidad lapropiedad de la roca ms determinante. Una permeabilidad uniformeen sentido vertical y lateral da lugar a una elevada eficiencia delbarrido.


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Razn de Viscosidades del petrleo y del gas

A medida que la razn deg / o disminuye, el flujo fraccionalde gas aumenta y la eficiencia del desplazamiento disminuye, por esola inyeccin de gas se aplica preferentemente a yacimientos conpetrleo de baja viscosidad.

Segregacin gravitacional

La segregacin gravitacional elevada mantiene el frente degas uniforme, oponindose a las variaciones de permeabilidades y alos valores adversos de la razn de movilidad, obtenindose as unamayor eficiencia.

Eficiencia de Desplazamiento

El mtodo utilizado para evaluar la eficiencia dedesplazamiento por gas es similar al usado en el desplazamiento poragua; sin embargo, la alta movilidad del gas con respecto a la delpetrleo, hace que la eficiencia del desplazamiento de petrleo por gassea menor, salvo que est acompaado por una segregacingravitacional considerable.

Condiciones de Saturacin InicialSe deben analizar tanto las saturaciones iniciales de gas y de

agua: Saturacin inicial de gas : Si este valor excede

un valor crtico (determinado de la curva de flujofraccional), no se formar un banco de petrleo y


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inicio de la inyeccin se presentan cuando la presin del yacimientoest escasamente debajo de la presin de burbujeo. En este caso, lasaturacin de gas libre es mnima y las condiciones son favorablespara obtener mxima eficiencia de recobro por el proceso dedesplazamiento por gas.

Tasa de Inyeccin

Cuando se tienen altas tasas de inyeccin disminuye laeficiencia del desplazamiento ya que disminuyen el trminogravitacional y se favorece la formacin de canales de gas.

Buzamiento de la formacin

Un buzamiento alto de la formacin favorece el trmino

de segregacin gravitacional, lo cual permite mayores beneficios deldesplazamiento.


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MSc. Eduardo E Ros 1 -29

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Inyección de Agua en Yacimientos