Mecanismos de Producción de Hidrocarburos: Conceptos Clave y Clasificación de Yacimientos

Definiciones Clave en Yacimientos de Hidrocarburos

Región de dos fases: Es la región comprendida entre las curvas de burbujeo y rocío. En esta región coexisten, en equilibrio, las fases líquida y gaseosa.

Cricondenbar (crivaporbar): Es la máxima presión a la cual pueden coexistir en equilibrio un líquido y su vapor.

Cricondenterma: Es la máxima temperatura a la cual pueden coexistir en equilibrio un líquido y su vapor.

Zona de condensación retrógrada: Es aquella en la cual, al bajar la presión a temperatura constante, ocurre una condensación.

Petróleo saturado: Es aquel que, a las condiciones de presión y temperatura a que se encuentra, está en equilibrio con su gas.

Petróleo subsaturado: Es el que, a las condiciones de presión y temperatura a que se encuentra, es capaz de disolver más gas.

Petróleo sobresaturado: Es aquel que, en las condiciones de presión y temperatura a que se encuentra, tiene mayor cantidad de gas disuelto que el que le correspondería en condiciones de equilibrio.

Saturación crítica de un fluido: Es la saturación mínima necesaria para que exista escurrimiento de dicho fluido en el yacimiento.

Clasificación de Yacimientos por Mecanismo de Producción

La producción inicial de hidrocarburos está acompañada por el uso de la energía natural del yacimiento y normalmente se conoce como producción primaria. El petróleo y el gas son desplazados hacia los pozos productores bajo producción primaria mediante:

Expansión de la Roca y los Fluidos

En algunos yacimientos sin capa acuífera y con poco gas disuelto en el petróleo, la producción inicial se obtiene solamente por expansión del petróleo; y bajo estas condiciones, la presión declina rápidamente a medida que se extrae el petróleo.

La recuperación por expansión de líquido está en el orden del 3% del petróleo original existente en el yacimiento.

Desplazamiento por Capa de Gas

En los yacimientos cuyo contenido original de gas ha sido mayor del que puede disolverse en el petróleo bajo las condiciones de presión y temperatura existentes, el volumen de gas no disuelto forma una cresta o casquete encima de la zona de petróleo. A medida que este se produce, la expansión del gas ejerce un efecto de pistón de arriba hacia abajo que desplaza el petróleo.

Desplazamiento por Gas Disuelto

Ocurre en todos los yacimientos donde el gas se encuentra disuelto en el petróleo y, por lo tanto, no existe una capa o casquete de gas libre. A medida que se extraen fluidos por los pozos productores, la presión del yacimiento se reduce y el gas disuelto se expande, generando la fuerza que empuja al petróleo.

Desplazamiento Hidráulico

Ocurre cuando existe una capa de agua por debajo de la zona de petróleo, la cual puede ser original del yacimiento o provenir de un afloramiento que la alimenta desde la superficie.

Aunque el agua es poco compresible, los grandes volúmenes que existen en el subsuelo acumulan una cantidad considerable de energía que, actuando en forma de pistón de abajo hacia arriba, empuja los fluidos a través de los poros de la roca, los eleva por la tubería productora del pozo y los desplaza por las instalaciones de la superficie hasta las estaciones de recolección.

Mecanismos Adicionales y Optimización de la Recuperación

En algunos yacimientos con mecanismo de impulsión por gas disuelto, la inclinación de la roca es bastante pronunciada, y ese factor facilita que el petróleo se desplace bajo la acción de la gravedad hacia la parte inferior. Al mismo tiempo, ocurre la migración de gas libre hacia la parte alta, formándose un casquete de gas secundario.

Ese doble efecto del desplazamiento del petróleo y la formación del casquete contribuyen a mejorar el porcentaje de recuperación, el cual, bajo condiciones óptimas, puede alcanzar el 40% del petróleo presente en el yacimiento.

Conclusión y Gestión del Yacimiento

Una vez identificado el tipo de yacimiento y el mecanismo de expulsión predominante del medio poroso, el ingeniero de yacimientos debe seleccionar el método de producción de acuerdo con la energía predominante en el yacimiento y, siguiendo un control estricto sobre el comportamiento de la producción, debe aprovechar al máximo dicho mecanismo de expulsión para recuperar la mayor cantidad posible de petróleo.