Introducción
La recuperación térmica mejorada de petróleo se define como un proceso en el cual se introduce calor intencionalmente en el yacimiento con el propósito de mejorar el recobro de petróleo. El calor puede ser introducido en el yacimiento por un fluido que tenga temperatura mayor a la del yacimiento (inyección de vapor), por combustión in situ o por medio de corriente electromagnética.
Objetivo de los Métodos Térmicos
En el caso de petróleos viscosos (5-20 API) se utiliza calor para mejorar la eficiencia de desplazamiento y de la extracción. La reducción de la viscosidad del petróleo que acompaña al incremento de temperatura permite no solo que el petróleo fluya más fácilmente, sino que también resulta en una relación de movilidad favorable.
Clasificación de los Procesos de Recuperación Térmica
Los procesos térmicos de extracción utilizados hasta el presente se clasifican en dos tipos: aquellos que implican la inyección de un fluido caliente en el yacimiento y los que utilizan generación de calor en el propio yacimiento (procesos in situ), entre los cuales cabe destacar la combustión in situ.
Métodos Térmicos
Inyección de Agua Caliente
Es el método térmico de recuperación más simple y seguro, y dependiendo de las características del yacimiento, puede ser económico y ventajoso. Es un proceso de desplazamiento en el cual el petróleo se desplaza inmisciblemente tanto por el agua caliente como el agua fría. Durante el proceso, la zona vecina al pozo inyector se va calentando y, a su vez, parte del calor inyectado se pierde en las formaciones adyacentes.
Los mecanismos de desplazamiento en este proceso son:
- Mejoramiento de la movilidad del petróleo y reducción de la viscosidad.
- Reducción del petróleo residual por altas temperaturas.
- Expansión térmica del petróleo.
Inyección Continua de Vapor
La inyección continua de vapor es un método de recobro mejorado, aplicado principalmente a crudos pesados. La técnica consiste en la inyección de vapor continuamente al reservorio desde un pozo inyector, con el fin de aumentar la temperatura del petróleo y disminuir su viscosidad para propiciar el flujo hacia un pozo productor. Es utilizado especialmente en yacimientos someros, con arenas de alta permeabilidad o no consolidadas.
El objetivo principal del método es el aumento del recobro del crudo mediante:
- La reducción de la saturación residual de petróleo.
- El aumento de la permeabilidad relativa al petróleo.
- El suministro de un empuje por gas como consecuencia del flujo de vapor en el reservorio.
- Una alta eficiencia de barrido.
Los factores que favorecen la aplicación de este mecanismo son crudos con altas viscosidades, alta gravedad específica y espesores de arena gruesos.
Este mecanismo posee diferentes etapas:
- Se inyecta un volumen de vapor preestablecido por una a tres semanas.
- Se cierra el pozo por unos días en fase de remojo, de manera que el vapor se disperse uniformemente y caliente la formación.
- Se abre de nuevo el pozo en fase de producción hasta que este deje de ser económicamente rentable. A este proceso también se le denomina Inyección Cíclica de Vapor o Remojo con Vapor.
El método se aplica en yacimientos de crudos pesados para aumentar el recobro durante el período de producción primaria. Generalmente, luego del proceso se inicia una inyección continua de vapor. La recuperación de petróleo es baja frecuentemente porque solo se ve afectada una parte del yacimiento.
Combustión In Situ
Consiste en quemar una cierta cantidad de petróleo en el yacimiento (aproximadamente 10%) para generar calor. El proceso se inicia bajando un calentador o quemador que se coloca en el pozo inyector. Luego, se inyecta aire hacia el fondo del pozo y se pone a funcionar el calentador hasta lograr el encendido. Después, se calientan los alrededores del fondo del pozo, se saca el calentador, pero se continúa con la inyección de aire para mantener el avance del frente de combustión, lo que permite que el fluido sea menos viscoso y se pueda optimizar la producción de petróleo.
Este método posee ciertas desventajas, ya que se necesita suficiente cantidad de energía para generar vapor mediante la combustión del gas; otra de ellas es que el vapor pasa por encima del yacimiento del crudo, lo que trae como consecuencia que solo se recupere un 30% del crudo del yacimiento.
Combustión Convencional o «Hacia Adelante»
La zona de combustión avanza en la misma dirección del flujo de fluidos. El aire se inyecta para oxidar el petróleo, produciendo grandes volúmenes de gas. Delante de la zona de combustión, ocurre el craqueo del petróleo, originando el depósito de las fracciones más pesadas. En esa misma zona existe una segregación por gravedad, lo que genera que la temperatura del pozo aumente y que la tasa de producción sea más elevada.
Combustión en Reverso
La zona de combustión se mueve en dirección opuesta a la corriente del aire, donde exista más concentración de oxígeno. Los fluidos producidos deben fluir a través de las zonas de altas temperaturas hacia los productores, haciendo que ocurra la reducción de la viscosidad del petróleo por un factor de 10.000 o más. Esto lo hace fluir fácilmente hacia los productores. Es utilizado en petróleos viscosos.
Combustión Húmeda
Se inyecta agua alternada con aire. Al reducirse la viscosidad del petróleo frío, se extiende la zona del vapor o zona caliente, lo que hace que el petróleo se mueva más fácilmente, dependiendo de la cantidad del crudo quemado y la tasa de inyección del aire.