inyección de polimeros

5/20/2018 Inyeccin de Polimeros

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Recuperacin Secundaria yMejorada

I nyeccin de Polmeros

Miguel Miranda Vzquez


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Polmeros

Los polmeros son macromolculas (generalmente orgnicas) formadas por launin de molculas ms pequeas llamadas monmeros.

En la industria petrolera los polmeros tienen tres usos particulares


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Inyeccin de Polmeros

Es una modificacin de la inyeccin de agua y consiste en aadir alagua de inyeccin un tapn de polmeros, de 200 a 1000 ppm, de un

alto peso molecular (2 hasta 5 MM) antes de que esta sea inyectada en

el yacimiento.

Este proceso mejora la razn de movilidad aguapetrleo lo cual da

como resultado un aumento en la eficiencia de barrido, debido a que seforma un tapn viscoso y este con la inyeccin de agua va a generar un

alto factor de recuperacin porque este arrastra con mayor facilidad

los fluidos presentes en el yacimiento.


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Descripcin del Proceso

Los pasos cruciales en el diseo del proceso es la seleccin del polmero y

la concentracin. Se requieren pruebas de laboratorio cuidadosas y aun,

despus de esto, los resultados se deben relacionar con el campo. Los

polmeros mas utilizados son los solubles en agua e insolubles en aceite y

alcohol.

Actualmente, se usan tres tipos de polmeros: Los poliacrilamidas, los

polisacridos y los polioxidos de etileno. Los dos primeros son los mas

aplicados en pruebas de campo, siendo los poliacrilamidas los mas

populares, debido a que, adems de aumentar la viscosidad, alteran lapermeabilidad de la roca en las zonas invadidas, lo cual tambin baja la

movilidad efectiva del agua inyectada.


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La inyeccin de polmeros (generalmente poliacrilamidas parcialmente

hidrolizadas o HPAM) provee un mejor desplazamiento mejorando la

eficiencias de barrido areal y vertical, incrementado la recuperacin debido

al aumento de la viscosidad del agua, lo que produce una disminucin de la

movilidad de agua.Los polmeros tales como las poliacrilamdas o polisacridos se pueden

adicionar al agua de inyeccin. Proyecto tpicos requieren de 2 a 3 lb, de

polmero por barril de petrleo producido.


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Ya que muchas veces el agua de formacin afecta a los polmeros

adversamente, la solucin polmera es frecuentemente precedida por una

solucin de baja salinidad (preflush).

La solucin polmera es usualmente inyectada como un slug, seguido poruna agua de baja salinidad, y con agua de alta salinidad usada para

desplazar el agua de baja salinidad.

Este procedimiento se realiza para reducir la mezcla de la solucin

polmera con agua de alta salinidad. Para disminuir el contraste de

movilidad entre la solucin polmera y el agua detrs de esta, la

concentracin polmera puede ser gradualmente reducida al final del

slug.


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El efecto primario del polmero es hacer densa al agua de tal manera que sea

ms eficiente en desplazar el petrleo. La inyeccin polmera probablemente

no reduce la saturacin residual del petrleo, pero reduce la cantidad de

agua que debe ser inyectada antes de alcanzar la saturacin residual.

El uso de polmero tambin puede incrementar el porcentaje del patrn deinyeccin que es barrido por el fluido inyectado. Algunos procesos usan un

slug surfactante adelante de la solucin polmera. Los requerimientos tpicos

de qumicos para este proceso son de 15 a 25 lb, de surfactante por lb de

petrleo producido. Los surfactantes reducen la tensin interfacial tal que la

saturacin residual del petrleo se reduce.


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Comparativo con otros mtodos derecuperacin

Recuperacin por desplazamiento con agua con polmeros.(Recuperacin Mejorada) Se obtiene de un 50 a 55%.

Mtodo de Inyeccin de Agua Llana (Recuperacin Secundara) (3040% de Recuperacin)

Inyeccin de Vapor (Cclica) (Recuperacin Mejorada)(1530% deRecuperacin adicional) Es un mtodo trmico. El mismo pozo inyectores el productor.

Desplazamiento con gas enriquecido (con condensados)(Recuperacin Mejorada) Recuperacin de 10-20% siendo un total de50-60%.


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FACTIBILIDAD DE APLICACIN Aceite

Gravedad > 25 API Viscosidad < 150 cp

(preferiblemente < 100) Yacimiento Saturacin de petrleo < 10 % del

VP de petrleo mvil

Espesor neto No critico Profundidad < 9000 pies Razn de movilidad 240 Permeabilidad > 20 md Factor de Heterogeneidad 0,5 - 0,85 Agua Congnita

Salinidad preferiblemente baja. Litologa Areniscas preferiblemente. Se deben evitar las calizas con alta

porosidad.


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FACTIBILIDAD DE APLICACIN

Factores Favorables Condiciones apropiadas para La

inyeccin de agua. Alta saturacin del petrleo mvil. Alto capacidad de almacenamiento.

Factores Desfavorables Fracturas extensivas. Empuje fuerte de agua. Capa de gas. Alto contraste de permeabilidad.

Agua de formacin altamente salina. Problema de inyectabilidad severo. Alto contenido de arcilla y calcio.


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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL USODE POLMEROS

Ventajas de polmeros

Mejoran el barrido vertical

Son muy viscosas cuando son

altamente diluidas. Mejora la razn de movilidad

aguapetrleo.

Son los ms aplicables enpruebas de campo.

Factor econmico


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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DELUSO DE POLMEROS

Desventajas de polmeros Son sensibles a la salinidad. Taponamiento que se origina

en la formacin. Es muy susceptible al ataquebacterial.

Son muy costosas almomento de tenerproblemas.

Efecto de esfuerzos y altastemperaturas.

Agua de alta calidad.


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ECUACIONES QUE DESCRIBEN ELPROCESO DE INYECCIN DE POLMEROS

Avance horizontal del frente de invasin en yacimientoshorizontales

En este caso =0 y, adems, se considera que los efectoscapilares son muy pequeos, Pc/x0


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Avance del frente de invasin buzamiento arriba

Ecuacin: En este caso >0 y Pc


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Avance vertical del frente de invasin

Ecuacin: En este caso =90, sen()=1 y Pc/x0


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Mecanismo de Movilidad

Con este mtodo se pretende aumentar la viscosidad del agua y por lo tanto

mejorar la relacin de movilidades del agua con respecto al aceite. Los

polmeros son del tipo lineal forman pequeos filamentos por lo tanto sonsusceptibles a la fuerza ( por eso no se usan aspas con filo en los agitadores) son

una sucesin de monmeros clulas que se unen unas a otras en forma lineal,

los polmeros acrlicos son los mas aprovechados.


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Evaluacin de Inyeccin de Polmeros

en el Bloque Grimbeek II, ManantialesBehr, ChubutEl rea de estudio se encuentra ubicada al sur de la Repblica Argentina,Provincia de Chubut, Cuenca del Golfo San Jorge, rea de Reserva

Manantiales Behr.

Autor: AuroraAutor: Aurora CortzCortz

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lon=77.8333&ew=West&alt=986&img=learth.evifhttp://f/cgi-bin/uncgi/Earth?imgsize=1024&opt=-l&lat=-62.5833&ns=North&lon=64.6667&ew=West&alt=986&img=learth.evifhttp://f/cgi-bin/uncgi/Earth?imgsize=1024&opt=-l&lat=-63&ns=North&lon=51.5&ew=West&alt=986&img=learth.evifhttp://f/cgi-bin/uncgi/Earth?imgsize=1024&opt=-l&lat=-54.9583&ns=North&lon=45.5&ew=West&alt=986&img=learth.evifhttp://f/cgi-bin/uncgi/Earth?imgsize=1024&opt=-l&lat=-48.25&ns=North&lon=36.875&ew=West&alt=986&img=learth.evifhttp://www.fourmilab.ch/earthview/nopan.map


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Objetivo del Proyecto

Avanzar en la maduracin de la tecnologa de polmeros en YPF,mejorando la calidad predictiva en procesos EOR.

Determinar la inyectabilidad de agua y polmeros.

Evaluar los efectos de la geologa del yacimiento en el proceso, enparticular la eficiencia de barrido.

Ganar experiencia operativa.


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Datos Bsicos Grimbeek IIObjetivo Principal: miembro inferior San Diego (Complejo II) de la formacin Yac. El

Trbol.

Arenas de origen Fluvial.

Profundidad objetivo: (1020 m 1100 m)

Contacto Agua-Petrleo: Capas A10-20-30-40-50-A56 WOC: 444 mbnm. Capas A60-

65 WOC: 437 mbnm.

Capas A70-71-75-80-85-100 WOC: 430

Cantidad de capas productivas promedio por pozo: 3-4

Espesor til Promedio por capa: 3 mHu Promedio por pozo: 9 m

Porosidad: 28 %

Sw: 34,2%

Swcr: 25,7%

Permeabilidad: 1-4 Darcy.

Presin Original: 47 49 Kg/cm3 @ -400 mbnm

Temperatura: 61,5 CDensidad del Petrleo: 20 API

Presin de Burbuja: 37 Kg/cm2

Viscosidad en Cond. de fondo: 120 cp.

Rs: 11 m3/m3

Bo: 1.05 m3/m3

Pozos Perforados: 56 pozosPozos en Produccin de Petrleo: 50 pozos


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Incertidumbres geolgicas y petrofsicas:

Modelo petrofsico en un ambiente de alta heterogeneidad verticaly baja salinidad.

Proporcin de arenas buena calidad y de mediana calidad.

Permeabilidades absolutas.

Impacto de la geologa del campo en la eficiencia de barrido.

G.O.R actual del campo.

Incertidumbres Operativas:

Inyectividad del agua y el polmero.

Tasa Optima de Inyeccin.

Diseo Fit For Purpose de la Planta de Mezclado de Polmeros.


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Analisis de la Historia del Campo

___ Caudal Total de Produccin de Petrleo Caso Base (m3/da) ____ Corte de Agua Caso Base (m3/da)

___ Acumulada Total de Petrleo Caso Base (m3) ____ Acumulada Total de Agua Caso Base (m3)


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CARACTERISTICAS PRINCIPALESDEL PROYECTO

El proyecto piloto estar configurado por un arreglo central confinado (5 spotnormal) de 4 pozos inyectores en la zona de mejores propiedades petrofsicasdel yacimiento a una distancia de 200 mts. entre inyectores y a 141 metros delpozo productor central.

Adicionalmente cuatro arreglos perifricos (5 spot invertidos) permitiendo de

esta manera la toma de decisiones tempranas al evaluar el comportamiento deproduccin (caudales, presin, corte de agua, etc.) del pozo productor centralGbk-643, as como la evaluacin de los pozos en los arreglos perifricos quepermitirn la extrapolacin al caso de negocios.

Para la evaluacin del piloto se estima inyectar, 100 m3/d por pozo de agua

durante 8 meses, transcurso de tiempo durante el cual se estima se producir elrompimiento del frente de agua en el pozo productor central del arreglo ypermitir calibrar modelos.

Posteriormente la inyeccin de 100 m3/d de polmeros inicialmente hasta suestabilizacin en 40 m3/d por un periodo de 2 aos que permitir la toma de

decisin sobre la masificacin.


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Los requerimientos y produccin de agua disminuyen en un 67% alutilizar polmeros en la mezcla de inyeccin.

0

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2.000

3.000

4.000

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ene-10 ene-12 ene-14 ene-16 ene-18 ene-20 ene-22 ene-24

ProccionAguam3/d

Produccin Agua

Produccin de Agua (Secundaria) Produccin de Agua (Polimeros) SM3/DAY

0

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1.500

2.000

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3.500


AcumuladadePetrleo(m3)

Factor de Recobro

Se cundar ia Base Poli mer os

RESULTADOS


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0

200

400

600

800

1.000

1.200

1.400


Produccind

ePetrleo(m3/d)

Produccin de Petrleo

Tasa de Petrleo (Base) SM3/DAY Tasa de Petrleo(Secundaria) SM3/DAY

Tasa de Petrleo (Polimeros) SM3/DAY

0

1.000

2.000

3.000

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5.000

6.000

7.000


InyeccindeA

gua(m3/dia)

Inyeccin de Agua y Polmeros

Inyeccin de Agua (Secundaria) SM3/DAY Inyeccin de Polimeros (Polimeros) SM3/DAY

inyección de polimeros

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