Clase Combustion in Situ
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7/22/2019 Clase Combustion in Situ
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Catedrtico(s):Dr. ChvezDr. Mndez
Dr. Carlos AguilarM.C. Victor Matias
Alumno(s):Alan Villegas Rios M: 1483339Juan Carlos Gmez De la Cruz M: 1573489
Juan Pamanes Cardona M: 1573479
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La recuperacin mejorada del petrleo, EOR por sussiglas en ingls (Enhanced Oil Recovery), se puedeconsiderar como la ltima etapa en cuanto a la
extraccin del petrleo.
En el caso de petrleos viscosos, los cualesactualmente son los de mayor inters para la
aplicacin de estos procesos, se utiliza calor paramejorar la eficiencia del desplazamiento y de laextraccin.
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Los procesos trmicos de extraccin utilizadosactualmente se clasifican en dos tipos: aquellos queimplican la inyeccin de un fluido caliente en elyacimiento y los que utilizan la generacin de calor en elpropio yacimiento.
En nuestro caso hablaremos de la inyeccin de aire, quetambin se conoce como la combustin in situ
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El principio de la combustin in situ es alcanzar lacombustin de hidrocarburos dentro de los poros delyacimiento, quemando parte del aceite, mejorando as elflujo de fluidos y desplazando el aceite de la partequemada.
En la inyeccin de aire al yacimiento, el cual mediante
ignicin espontanea o inducida, origina un frente decombustin que propaga calor dentro del mismo
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Bsicamente se quema parte del hidrocarburo presente
en el yacimiento para generar calor, se dice queaproximadamente un 10% es quemado.
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Durante este proceso ocurren simultneamente 3 procesos:
Reaccin qumica
Transferencia de calor
Flujo de fluidos
La reaccin qumica entre el oxgeno en el aire y de aceite deldepsito inyectado genera calor, incluso sin combustin.
Dependiendo de la composicin en bruto, la velocidad deeste proceso de oxidacin puede ser suficiente paradesarrollar temperaturas que se inflaman el aceite.
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El vapor de agua pierde calor rpidamente a laformacin, y da resultado a un tipo de condensacin devapor. La gran cantidad de calor latente liberado porcondensacin de este vapor imparte energa sustancial
para el aceite adentro y por delante de la zona de vapor.
Combustin In Situ (Orea, M., 2012)
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Los gases de combustin generados por el frente decombustin transfieren calor al aceite. El dixidode carbono se disuelve parcialmente en el aceite y
reduce la viscosidad .
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Combustin In Situ (Orea, M., 2012)
Los gases de hidrocarburos que evolucionana partir de la destilacin normal combinadade los gases de hidrocarburos formados en la
reaccin del craqueo. Las corrientescombinadas se mezclan y se condensan en elbanco de petrleo por delante.
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Combustin hacia delante:En este proceso, losfluidos inyectados y el frente de combustin sedesplazan en el mismo sentido, es decir, del pozoinyector hacia los pozos productores.
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Combustin Inversa:En este caso, el frente decombustin se mueve en direccin opuesta al flujo deaire, inducindose la ignicin del crudo en el pozoproductor.
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Combustin Hmeda:Esta variante de la Combustinhacia delante se genera al inyectar agua, alternada osimultneamente con el aire, una vez que se ha logradola ignicin del crudo in situ.
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Tamao del Yacimiento: El rea mnima debe ser de 100acres (0,405 Km2), dependiendo del espesor de arenas.
Presencia de capa de gas:Acta como una zona deextraccin de aire (Thief zone) y promueve la combustindesigual.
Presencia de Acufero: No son deseables, pero inclusivehan resultado favorable para mantener la presin ytransferir el calor ms all del frente de combustin.
Requisitos del yacimiento
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El espaciamiento entre pozos inyectores productoresafecta en la combustin.
Si estn muy cercanos se puede producir apagamiento dela combustin debido a la interrupcin temprana de aire,si estn muy alejados se tendrn una baja velocidad deproduccin, adems de incrementar los costos.
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El crudo debe de tener :
Viscosidad mayores a 5000 cP a condiciones deyacimiento, junto con una gravedad API de 10 hasta 40grados API.
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Los principales criterios que se requieren llevar a cabo para
aplicacin en la recuperacin del aceite son los siguientes:
Caractersticas litolgicas de un Yacimiento
Tipo de Crudo Tipo de Arcillas yMinerales que se
prefiereUtilidad
Pesado Bajo Mantener bajo el consumo deOxigeno y evitar la excesiva
formacin de coque.Ligero Alto Promover la formacin de
coque y mantener el frente de
combustin.
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La seleccin, redondez y cementacin de la roca enyacimiento afectan la porosidad y permeabilidad. Estosprocesos influyen en el proceso de combustin.
La roca sobrepeso debe ser competente para que no hayaescapes de aire, ya que las fracturas en el yacimientoayudan al escape de aire.
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Espesores de la Arena
Mnimo 5 Pies (1.5m).- Los espesores ms delgadossiempre son los ms factibles a perder calor verticalmente.
Mximo 50 Pies (15.24m).- Espesores de mayor magnitudrequieren una mayor inyeccin de aire (Aumento en costos
de operacin) para mantener una velocidad del frente decombustin de al menos de .25Pies/da (0.0762m).
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Factores Favorables: Temperatura del yacimiento alta.
Espesor neto alto en relacin con el total.
Permeabilidad vertical baja.
Factores Desfavorables:
Fracturas extensivas.
Capa grandes de gas.
Fuerte empuje hidrulico. Produccin constante de fluidos.
Problemas serios con emulsiones existentes.
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La inyeccin de aire ha estado aplicndose desde casi 100aos y ha tenido recuperaciones de hasta 80%, aunqueeste mtodo es factible en ciertas condiciones de campo,se han tenido xitos como fracasos pero es algo necesario
para mejorar este proceso.
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Ventajas
El aire siempre est disponible y puede inyectarse enzonas donde es imposible hacerlo con gas o agua
Aplicable para un amplio rango de petrleos y granvariabilidad de reservorios (yacimientos con crudos en
el rango de 10 a 40 API) Alta eficiencia de recuperacin adems de ser ms
rpida que otros mtodos
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Desventajas
Requiere que el agua cumpla con los requisitos deinyeccin (Combustin hmeda).
Alto costo de inversin en la planta compresora y unelevado gasto de mantenimiento
La temperatura de la combustin del frente disminuyecon el tiempo.
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1.- Enrique H. Vazquez (2010). Proceso THAI CAPRI como mtodo de recuperacin mejorada de crudo pesado. Universidadnacional autnoma de Mxico, Facultad de ingeniera. 130 Paginas.
2.- Jorge L. Mustoni. Experiencias en la implementacin de proyectos de combustin in-situ, Workshop sobre EOR, Pan AmericanEnergy, B. Aires, Noviembre 8 y 9 del 2007.
3.- Jorge Palma Bustamante, Mtodos de recobro Combustin in Situ [Diapositivas], Universidad Industrial de Santander. 58diapositivas.
4.- LarryW. Lake, Fundamentals of Enhanced, Oil Recovery [Diapositivas], The University of Texas at Austin. 40 diapositivas.
5.- Mahmut Parlaktuna, Department of Petroleum And Natural Gas Engineering, Course PETE443, Chapter 4 in situ combustion,Middle East Technical University, https://www.metu.edu.tr/~kok/pete443/PETE443_CHAPTER4.pdf, 17 paginas.
6.- Murillo P. Antonio (2010). Tesis Mtodos alternos de recuperacin mejorada. - inyeccin de aire. Universidad NacionalAutnoma de Mxico, Facultad de ingeniera. 87 paginas.
7.- Orea M., Geoqumica de Yacimientos, Mtodos de Recuperacin Terciaria de Crudos - Combustin In Situ (ISC), Facultad deCiencias Postgrado en Geoqumica, Universidad Central Caracas- Venezuela, Junio de 2012.
8.- Partha S. Sarathi (1999). In-situ combustion handbook - Principles and Practices. National Petroleum Technology Office U.S.Department of Energy (DOE) Tulsa, Oklahoma.
