Pozos de inyección de agua

UNIDAD 8

                  OTROS Métodos DE Recuperación DE HIDROCARBUROS

SUBTEMAS:

8.1 Definiciones

8.2 Inyección de gas

8.3 Inyección de espumas

8.4 Inyección de soluciones alcalinas

8.5 Inyección de surfactantes

SUBTEMAS: 8.2 – Inyección de gas

La inyección de gases se puede llevar A cabo de manera inmiscible o miscible, los fluidos empleados comúnmente son Gases de combustión, gases inertes o gases hidrocarburos, dependiendo del Requerimiento de miscibilidad, gases como el nitrógeno son muy utilizados de Manera inmiscible. Para el CO₂ o N2 sean miscible, es necesario que La inyección se realice por encima de la presión de miscibilidad:

Los mecanismos de desplazamiento en la Inyección de gas son:

1.- Reducción de viscosidad

Si utilizamos gas hidrocarburo, es Miscible y por lo tanto disminuye la viscosidad del aceite en zonas cercanas a Los pozos inyectores, lo cual beneficia al desplazamiento.

2.- Aumento de la energía del Yacimiento

Incrementa la energía en inyección Central al incrementar el volumen del casquete de gas.

Y en un desplazamiento por gas su Efecto es transitorio, requiere mayor gasto de inyección en desplazamientos.

3.- Eliminación de depósitos sólidos

Se eliminan sólidos en zonas Adyacentes a los pozos inyectores, por ejemplo asfaltenos.

4.- Vaporización

Si hay condiciones necesarias para Vaporizar el aceite al contacto con el gas inyectado, el aceite vaporizado se Moviliza hacia zonas de menor energía (pozos productores)

SUBTEMAS: 8.3 – Inyección de espumas

Una espuma es una mezcla entre un gas Y un líquido o solido en donde la fase dispersa es el gas, separando las Burbujas de gas por una pequeña película de líquido o solido denominada lamela. La porción gaseosa de la espuma es regularmente CO₂, N2, gas Natural, aire o vapor. La porción liquida es agua con surfactantes, los cuales Debido a su carácterísticas espumantes ayudan a la formación de espuma y su Estabilidad. En el caso de un solido, existe espumas de poliuretano empleadas En la industria de la construcción pero no son parte de este tema.

Para nosotros deberemos entender por Espuma: la formada por una mezcla de un gas y un líquido, en la que la parte Funicular o continua es el líquido.

Los requerimientos para la formación De espuma son:

Energía mecánica.- Agitación o Burbujeo de la fase gaseosa en el líquido para favorecer su formación.

Agente  Espumante.- Se trata de surfactante que se ubican en la superficie de Contacto dentro de la lameda para dar estabilidad a la espuma.

Velocidad de formación: La velocidad De formación debe ser tal, que supere el colapso de las burbujas preexistentes Para que su volumen aumente y cumplir los requerimientos.

Se puede generar espuma de dos formas:

1.- Inyección de agua con surfactantes Del tipo espumante

2.- Inyección de gas con surfactantes Del tipo espumante

Finalmente la presencia de aceite Inhibe la formación de espuma y esto no permite la movilidad efectiva del Aceite residual.

SUBTEMAS: 8.4.- Inyección de Soluciones alcalinas

Un Álcali, en el sentido estricto de La palabra es una base en solución acuosa y así la palabra se limita a bases Solubles. Una sustancia que reacciona con iones hidrógeno en una reacción de Neutralización es un álcali. 

La inyección de soluciones álcalis, es Una importante categoría en los métodos químicos, un alcalino adecuado (usualmente hidróxido de sodio, carbonato de sodio, silicato de sodio, fosfato Sódico, hidróxido de potasio, amonio, etc) se inyecta diluido en una solución Acuosa que reacciona con los componentes de PH bajo (ácidos) en el aceite para Formar surfactante in situ.

El principal mecanismo de la inyección De soluciones alcalinas es la formación de surfactantes y sus principales Propiedades son:

1.- Solubles en agua

2.- PH mayor a 7

3.- Los álcalis disueltos conducen la Electricidad (son electrolitos)

4.- Jabonosos al tacto

Se puede alterar las concentraciones De iones de hidrógeno e hidróxido en las soluciones dando como resultado Soluciones ácidas o alcalinas, dependiendo de la cantidad añadida de químico, Para cuantificar el potencial hidrógeno o que tan base o acida es una Sustancia, se emplea la escala de pH, y su formula es:

PH=Log10 (H)

Donde H= Concentración de iones de Hidrógeno (mol/lt)

SUBTEMAS:8.5 Inyección de Surfactantes

La Inyección de surfactante busca disminuir la tensión interfacial entre el aceite Y el agua, incrementar el número capilar para así reducir la saturación de Aceite residual. Se lleva a cabo usando la inyección de baches con alta y/o Baja concentración de surfactante, posteriormente se realiza un desplazamiento Con polímeros para completar el proceso.

Las Principales carácterísticas esperadas en un surfactante para ser aplicado en Métodos de recuperación mejorada son:

1.-Compatibilidad Con las condiciones del yacimiento (salinidad y temperatura)

2.- Tensión interfacial ultra baja entre el agua y el aceite

Un Surfactante se puede definir: como un agente tenso activo, o bien, una molécula Anfitilica o anfipatica, en palabras simples se puede decir como aquellas Moléculas que tienen un extremo polar o iónico hidrofilico (soluble en agua) y Un extremo no polar olifilico o hidrofóbico.

Los Surfactantes se clasifican en 4 grandes grupos:

1.-No Iónicos (sin carga)

2.-Anionicos (carga negativa)

3.-Cationicos (carga positiva)

4.- Anfóteros (sustancia que puede ganar o ceder un protón, dependiendo del pH en El medio)

Efectos De los surfactantes:

Los Efectos de los surfactantes dependen de varios factores como su naturaleza Química, la orientación de los extremos polares, colocación en la interfase, si Forman o no micelas, etc. Estos efectos se pueden catalogar como:

Detersivos:

Adsorción en la interface para Disminuir la tensión interfacial estabilizándola

Emulsificacion:

Permiten que el agua y el aceite Emulsionen y así desplacen el aceite que queda al centro de la micela a través Del medio.

Esfumación:

Al haber variación de la tensión Interfacial entre los fluidos, se favorece la información de espuma al no haber Coalescencia entre las micelas formadas, el nivel de espuma depende del tipo de Surfactante.

Mojabilidad:

Debido a la adsorción de surfactante, Estos pueden alterar la mojabilidad de la roca.

Los surfactantes se agregan formando Micelas, y la micelacion es la reducción de la energía libre del sistema, que Es el contacto entre la cadena de hidrocarburos y agua en el sistema(reducción De la tensión interfacial)

Uno de los problemas en la inyección De álcalis es el consumo del químico (álcali o caustico) por la roca, Denominado adsorción, esto debido a sus interacciones con ella.

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