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INGENIERÍA PETROLERA

TALLER DE INVESTIGACIÓN IROMELIA DEL C. LARA NOLASCO

PROTOCOLO DE INVESTIGACIÓN

TEMA:

RECUPERACIÓN/REACTIVACIÓN DE UN CAMPO MADURO

Integrantes:

• Cyndy Alix de Jesús Rodr!"e# Coron$do• %$rl$ Es&'e($ny )llo$ P*re#

+,

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RECUPERACIÓN DE UN CAMPO MADURO

INDICE

ANTECEDENTES..................................................................................................3

OBJETIVOS.......................................................................................................... 5

Objetivos Generales............................................................................................5

Objetivos Específicos..........................................................................................5

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.......................................................................6

HIPÓTESIS........................................................................................................... 7

JUSTIFICACIÓN....................................................................................................8

MARCO TEORICO................................................................................................9

Marco Histórico...................................................................................................9

Marco Conceptual.............................................................................................12

a) De acuerdo al límite económico....................................................................................13

b) De acuerdo al uso de métodos de Recuperación Secundaria y/o Mejorada.............13

c) De acuerdo al tiempo de producción...........................................................................14

PROPUESTA DE SOLUCIÒN................................................................................15

ALCANCES........................................................................................................ 17

METODOLOGIA..................................................................................................18

PRESUPUESTO..................................................................................................21

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES.......................................................................22

REFERENCIAS...................................................................................................23

TA-LA DE IL)STRACIONES

Fig. 1 Mecanismos de recuperación de hidrocarburos ______________________________________11

Fig. 2 Etapas de recuperación a las cuales se empieza a madurar un yacimiento. ______________12

Fig. 3 Ciclo de vida de un campo petrolero. ________________________________________________17

Fig. 4 iagrama de !lu"o para el estudio de un yacimiento. ___________________________________20

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ANTECEDENTES

Un campo maduro es aquél donde se ha rebasado el pico de producción previsto

en el esquema oriinal de e!plotación" #u clasificación est$ relacionada a criterios

volumétricos % económicos que dependen de la condición del campo& su límite de

producción % su costo de rentabilidad"

En función de las definiciones Mé!ico estaría produciendo de campos

maduros entre el '()*(+ de la producción de aceite en Mé!ico proviene de

campos maduros" ,ctualmente& alrededor del -(+ de la producción mundial de

hidrocarburos proviene de campos maduros % entre *-).(+ de la producción

acumulada se ha producido de campos de m$s de /( a0os de anti1edad" 2a

mejora del valor de un campo maduro est$ en 3unción de la tecnoloía o de la

eficiencia

4esde un punto de vista técnico& e!isten siete $reas que necesariamente influ%en

en el factor de recuperación de campos maduros5

6" 7dentificación& cuantificación % factibilidad de producir las reservas

remanentes de aceite % as8" ,cceso apropiado para drenar hidrocarburos/" Optimi9ación de la productividad a través de reparación de po9os'" #istemas artificiales % aseuramiento de flujo de fluidos-" Mantenimiento de presión % comportamiento de barrido

:" #eparación % manejo de fluidos*" ,dministración de %acimientos

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Es el empleo de recursos humanos& técnicos % financieros para ma!imi9ar las

anancias obtenidas de un %acimiento& optimi9ando la recuperación de

hidrocarburos mientras que se minimi9an los costos de inversión % de operación"

2os campos que ho% son nuevos& con el tiempo se convertir$n en campos

maduros" En cada etapa de la vida productiva de un campo petrolero& tenemos

que preuntarnos qué se puede hacer para mantener la rentabilidad económica

hasta %a bien iniciada la etapa de madure9 del campo"

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OBJETIVOS

Objetivos Generales

•

4esarrollar una factibilidad de producir las reservas remanentes conla utili9ación de las in%ecciones de aua % as natural"

Objetivos Específicos

,nali9a los tipos de recuperación en campos maduros!

Clasificar los tipos de métodos m$s comunes la cual se cono9can %

analicen las diferentes alternativas de solución que pueden ser

utili9ados para la recuperación de un campo maduro"

;eali9ar el an$lisis de las alternativas para recuperar un campo

maduro"

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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

6" Empleando los métodos de recuperación

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HIPÓTESIS

Colocando un mecanismo de recuperación mejorada se incrementara la enería

natural del %acimiento mediante in%ección de fluidos con dichos métodos se dejar$

como remanente de una tercera parte a la mitad del aceite oriinal" ,>n m$s& con

ciertos %acimientos de aceite pesado& en arenas % lutitas ha% recuperaciones

despreciables& por estos métodos" ,sí& es justificable que las técnicas de

recuperación mejorada de aceite deban ser empleadas para recuperar estas

enormes fuentes de enería"

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JUSTIFICACIÓN

El objetivo principal en estos %acimientos es la necesidad de continuar con la

producción adem$s de satisfacer las necesidades económicas de la reión

mientras los campos est$n declinando debido a su maduración natural"

2a e!plotación de esta enorme cantidad de fuente de enería& es el ma%or reto

que tiene la industria del petróleo"

2os retos pueden resumirse en los siuientes5

6" 2a cantidad tan rande de operaciones requeridas para la mantención de la

producción o inclusive aumentarla" Est$ ser$ una buena refle!ión para

estimar cuantos po9os perforar& cuantas reparaciones& estimulaciones&

reistros& aumento de tubería& cementaciones& instalaciones superficiales&

inspecciones % operaciones de mantenimiento se pueden llevar a cabo"8" 2os efectos ambientales % el impacto en los costos debido al aumento de la

producción de aua % as asociado" Esta situación se aravar$ al

incrementar las cantidades de químicos % aditivos que se utili9ar$n durante

la perforación& cementación % procesos de tratamiento"/" 2a caracteri9ación del %acimiento para identificar los tra%ectos del aceite %

los esquemas de mejoramiento en la recuperación tales como la in%ección

de aua& as % vapor? las perforaciones hori9ontales ser$n un ma%or reto

tecnolóico"'" 4esarrollar % producir aceite de %acimientos estrechos % difíciles"

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MARCO TEORICO

Marco Histórico ,lrededor de un *(+ del petróleo producido en la actualidad proviene de campos

de m$s de /( a0os de vida& lo que centra el interés de la industria precisamentefrente a los campos maduros" El mejoramiento de la recuperación desde

%acimientos conocidos en tan sólo un uno por cierto implicaría la incorporación de

6( mil millones de barriles de petróleo equivalente al volumen de reservas

mundiales" 2os medios para el loro de ese objetivo deben incluir el incremento de

los factores de recuperación de campos cu%a producción se encuentra en

declinación" #e trata de recursos conocidos situados en locali9aciones conocidas?

a menudo lo >nico que se necesita para e!plotar el potencial de recursos es la

aplicación de tecnoloías conocidas en forma oportuna % metódica" ,dem$s se

est$n desarrollando nuevas tecnoloías para ma!imi9ar estas reservas"

2os factores de recuperación de petróleo varían considerablemente entre las

diferentes reiones del mundo % entre los distintos %acimientos& oscilando de

menos del -+ a m$s del .(+" Una estimación ra9onable del factor de

recuperación de petróleo promedio es de apro!imadamente un /*+" 2a eoloía %

las propiedades de los fluidos inciden en la recuperación final en cada %acimiento

% estas propiedades son difíciles de modificar salvo en la 9ona vecina al po9o"

@o obstante& el correcto manejo de los campos petroleros puede mejorar el factor

de recuperación mediante el abordaje de las condiciones e!istentes en la 9ona

vecina al po9o % del %acimiento en conjunto"

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2os campos maduros e!hiben habitualmente crecientes cortes de aua& a raí9

tanto de la intrusión del acuífero natural en las 9onas productoras como de los

proramas de in%ección de aua"

2a producción de aua también afecta los costos de e!tracción" Aranscurridos

varios a0os de producción& muchos campos petroleros e!hiben distribuciones

complejas de fluidos % presiones de %acimientos" Uno de los principales desafíos

con que se enfrentan los operadores de campos maduros es la comprensión de la

distribución % el flujo e!istentes dentro de un %acimiento"

El valor o estimación del factor de recuperación de un %acimiento es función del

tiempo que tiene en producción& adem$s se considera que es función de varios

par$metros del mismo %acimiento o campo& como la etapa de e!plotación en la

que se encuentra % de las pr$cticas operativas con las que se ha%a e!plotado el

%acimiento o campo" Aambién tiene relación con la tecnoloía que se emplea para

su e!plotación % finalmente& también influ%en los costos de producción % el precio

del petróleo para obtener el m$!imo valor del factor de recuperación"

2os métodos de recuperación secundaria incrementan la enería natural del

%acimiento mediante in%ección de fluidos& con dichos métodos se dejar$ como

remanente de una tercera parte a la mitad del aceite oriinal"

,>n m$s& con ciertos %acimientos de aceite pesado& en arenas % lutitas ha%

recuperaciones despreciables& por estos métodos"

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,sí& es justificable que las técnicas de recuperación mejorada de aceite& deban

ser empleadas para recuperar estas enormes fuentes de enería" En la 3i" 6& se

muestran las etapas de e!plotación de un %acimiento& el cual comien9a por una

etapa de recuperación primaria? la cual puede ser mediante flujo natural o

sistemas artificiales de producción& posteriormente la recuperación secundaria&

mediante in%ección de aua o as Bmantenimiento de presión % finalmente la

recuperación terciara o mejorada& con al>n método térmico& químico& miscible u

otros& es importante resaltar que los sistemas artificiales de producción pueden o

no estar presentes en las etapas posteriores al aotamiento natural& % que en

alunos casos es posible omitir la etapa de recuperación secundaria"

Marco Conceptual

2os campos de petróleo después de un período de producción determinado se

llaman campos maduros" Una definición m$s específica de los campos maduros

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Fig. 1 Mecanismos de recuperación de hidrocarburos

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es el campo que alcan9ó el pico de su producción o los campos de producción en

el modo en declive" Una tercera definición podrían ser los campos lleado a su

límite económico después de los esfuer9os de recuperación primaria % secundaria"

2a !igura 2 muestra una vida de producción típica de un campo" 2os puntos que se

indica por un sino de interroación se pueden considerar como el momento en

que la madure9 se alcan9a" 2a tendencia& sin embaro& es definir el período de

disminución de la flecha en la Fig. 2 & que suele llear después de alunos

esfuer9os de recuperación secundaria" El aumento de aua % as& la presión

disminu%e& % envejecimiento de los equipos son los dem$s indicadores de la

madure9"

a) De acuerdo al límite económico.

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Fig. 2 Etapas de recuperación a las cuales se empiezaa madurar un yacimiento.

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Dara alunos autores la madure9 se relaciona con el límite económico del campo&

lo cual permite mencionar que e!iste una relación entre los campos maduros % los

factores económicos tales como inresos& alor Dresente @eto BD@& astos&

entre otros" ,lunos ejemplos que relacionan la madure9 con el límite económico

son5

F 2os campos maduros %o marinales en Mé!ico son aquellos que el maren de

utilidad& aunque rentable? no son suficientemente competitivos con otros pro%ectos

de DEME E!ploración % Droducción" El concepto de madure9 %o marinalidad es

din$mico? es decir& puede ser temporal en función de las condiciones de mercado

% nivel de costos de e!tracción % producción"6 # $arv%ez& '. y (oca& ).*

F #on aquellos campos que alcan9an su límite económico después de haber sido

e!plotados con recuperación secundaria"8 #+ro,n& -ermit& E.*

b) De acuerdo al uso de métodos de Recuperación Secundaria

y/o Mejorada.

E!isten diferentes autores que bas$ndose en el uso de métodos de recuperación

secundaria %o mejorada indican la madure9 de un campo& por ejemplo5

F 2os campos maduros son definidos por las propiedades5 recuperación adicional

por implementación de técnicas % herramientas avan9adas para la caracteri9ación

del %acimiento& ,dministración 7nteral de Iacimientos %o cambios en el métodode recuperación"

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2a implementación de al>n tipo de EO; es probablemente necesaria para

e!tender el límite económico % la vida productiva del campo"/ #illegas /avier& M.

0sabel*

F #e consideran maduros aquellos campos que se han aplicados métodos de

recuperación secundaria o mejorada"' #Morales& (a!ael y $avarro& /orge.*

c) De acuerdo al tiempo de producción.

Aomando en cuenta el tiempo de producción en el campo otros autores afirman

que5

F 2os campos maduros son definidos como campos con una historia de producción

relativamente rande BJ 6( a0os % muchos po9os perforados hasta 6&((( po9os" -

BCoste& K"& et al"

F 2os campos maduros eneralmente tienen m$s de /( a0os produciendo %

representan el :*)*8+ de la producción mundial" : B#tefanescu& 4"

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PROPUESTA DE SOLUCIÒNEl objetivo principal es la necesidad de continuar con la producción adem$s de

satisfacer las necesidades económicas mientras los campos est$n declinando

debido a su maduración natural" Mu% recientemente con el advenimiento de

nuevas técnicas sofisticadas en su operación % costosas alunas de ellas& pero

mu% efectivas en muchas ocasiones& se ha venido contrastando el término de5

Lrecuperación mejorada así como otros equivalentes& tendientes a indicar& bajo

impulsos comerciales en ocasiones& que se trata de métodos& varios de ellos

patentados& que aumentan la recuperación en forma notable" ,l aplicar al>n

método de recuperación secundaria& lo que pretende es bajo ciertos criterios

económicos& e!traer al m$!imo los hidrocarburos en el %acimiento que no flu%eron

por enería propia a la superficie" Estos hidrocarburos fluir$n a la boca del po9o o

de los po9os productores& pero no siempre se lorar$ que el po9o o los po9os

productores se conviertan en flu%entes& sino que cuando se requiera se tendr$ que

a%udarlos por medio de al>n sistema artificial de producción Bbombeo mec$nico&

bombeo neum$tico& bombeo hidr$ulico& bombeo electrocentrífuo& etc" para florar

los hidrocarburos por medio de los po9os productores"

2a alta producción de aua es un factor que puede indicar lonevidad productiva&

pero no un factor determinante para la conceptuali9ación de la madure9" Un

campo que posee un alto porcentaje de producción de aua& puede ser debido a

una posibilidad de madure9& pero no es motivo suficiente para afirmarlo" En otro

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conte!to& un campo que posee una baja producción de aua& puede estar en una

fase madura" Dor otro lado& la producción de arena no esta relacionada con la

madure9& pero sí a la compactación de la roca reservorio" 2a producción de arena

puede incrementar en forma proporcional a la producción de petróleo& % depende

de la compactación de la roca& por lo que no puede ser utili9ada como criterio para

la definición de la madure9 de un campo"

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ALCANCES#e requiere lorar la verificación completa del paquete del equipo& mediante la

aplicación de in%ección de aua o la adecuación de producción" que cumplen con

los requerimientos que el elemento indica" #e busca que el personal tena el

conocimiento óptimo de los lineamientos del elemento" #on diversas etapas o

manifestaciones del proceso de desarrollo de un campo petrolero" Aodos estos

procesos técnicos de desarrollo& pueden orani9arse en un ciclo de acciones el

cual es conocido como su ciclo de vida" El ciclo de vida de un campo o %acimiento

se presenta esquem$ticamente en la fiura /"

Una ve9 que se ha considerado un campo como maduro tiene que eleirse la

manera en que se ha de poner de nuevo en producción o la manera en que se

aumentar$ la producción presente se>n sea el caso" Es decir& se deber$n eleir

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Fig. 3 Ciclo de vida de un campo petrolero.

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procesos que necesitan implementarse en el campo en cuestión para reactivarlo&

buscando aumentar lo m$s posible su valor económico"

METODOLOGIA

6" ;evisar los estudios previos"8" ;evisar el desarrollo % el comportamiento del campo& inclu%endo5

a Operaciones de recuperación primaria& secundaria % mejorada"Doniendo particular atención en5

b Mecanismos de empuje"c Históricos de presión % producciónd 3actor de recuperación"e ;elación de la movilidad % la eficiencia de barrido"f Espacio de po9os % el drene" Condiciones de los po9os"h Comportamiento de las curvas de 7D; en cada po9o"

/" Establecer los par$metros eolóicos& inclu%endo5a Confiuración eneral del %acimiento"b 4istribución % el movimiento de los fluidos en el %acimiento"c ariación de las propiedades en el espacio poroso"d Continuidad % el espesor"e Dorosidad"f Mapas estructurales" Aipo de roca& los cortes de permeabilidad % porosidad"h Contactos de los fluidos"i 4escripción tridimensional del %acimiento"

j Estratificación vertical"'" 4eterminar el espesor"-" Estimar el volumen oriinal de aceite por sus silas en inles OO7D Boriinal

oil in place % el volumen oriinal de as OG7D Boriinal as in place":" ;evisar la base de datos % monitorear continuamente el prorama&

inclu%endo5a Druebas de po9os %o reistros eofísicosb Derfiles de in%ección"c Historias de terminación reparación de po9os"d ,n$lisis DA"e Druebas de la permeabilidad relativa& presión capilar el avance del aua

% la mojabilidad"f 4atos de superficie" Monitoreo de patrones de comportamiento Bbalance de flujo"h Comportamiento de los po9os"

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*" Utili9ar simuladores para verificar % comparar los históricos de producción

." Estimar reservas Boriinal % remanente % pronósticos de producción"a Evaluación de los datos de formación"b Mecanismos de empuje

c Dropiedades de los fluidos"d Dermeabilidad relativa % datos de la saturación residual"e ;eservas"

2as metodoloías se combinan entre sí para la obtención del Droceso de

;eactivación propuesto" 4e manera eneral& cualquier campo petrolero necesita

ser desarrollado de una forma racional para lorar obtener con su e!plotación el

ma%or beneficio económico posible& a la par de la aplicación de las tecnoloías

m$s adecuadas& para hacer eficiente % rentable su e!plotación& teniendo siempre

en cuenta el compromiso con el medio ambiente % la seuridad industrial"

PRESUPUESTO

Es de suma importancia conocer el capital disponible % previsto para la

adquisición& monitoreo % control de la información"

El costo est$ constituido por los paos de servicios a compa0ías %o depreciación

de equipos % personal propios para reali9ar las mediciones& % en alunas

ocasiones& la pérdida financiera debida a la producción diferida ocasionada por la

necesidad de cerrar po9os para probarlos"

19Fig. 4 iagrama de !lu"o para el estudio de un yacimiento.

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E!isten inversiones adicionales por el an$lisis de la información % por su

manipulación computacional para el almacenamiento % recuperación adecuada"

,sí mismo deben considerarse los paos al personal que elaboró el plan detallado

de las pruebas % muestreos para adquirir información % el que supervisó las

mediciones en campo"

2os costos pueden ser cuantiosos& pero cuando la toma de información est$ bien

sustentada % es oportuna& los beneficios son sinificativamente ma%ores por varios

cientos de manitud"

En efecto& debe e!istir el impulso de recolectar muchos datos& % por otro lado& el

deseo de reducir los costos de adquisición" Dor tal motivo la justificación& la

prioridad& la ejecución a tiempo& la calidad& % la efectividad en los costos& deben

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ser los factores uía en la adquisición % an$lisis de datos" #er$ m$s efectivo

justificar la necesidad de recolección de datos& si se define claramente la relación

costobeneficio"

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

,CA774,4E# #EDA7EMN;E OCAUN;E @O7EMN;E

6" #E2ECC7@ 4E2 AEM,8" 4E27M7A,C7@ 4E2 AEM,/" ,@AECE4E@AE#'" Dlanteamiento de problema-" D;EGU@A,# 4E 7@E#A7G,C7@

:" ONKEA7O# BGeneral %específicos

*" H7DOAE#7# I KU#A737C,C7O@." M,;CO AEO;7COP" D;ODUE#A, 4E #O2UC7@6(",2C,@CE#66" MEAO4O2OGQ,68"D;E#UDUE#AO#6/"CO;O@OG;,M, 4E

,CA774,4E#6'";E3E;E@C7,#

REFERENCIAS

6" @arvae9& ," %" B8((-" articulo preparado para su presentacion en el cuartoE)E!itep" (eactivation o! Mature Fields in $orthern Meico"

21

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8" NroRn& Sermit& E"& LGas 2ift Aheor% and Dractice& Ahe Detroleum Dublishin

Co"& Aulsa& OTlahoma& 6P*//" illeas Kavier& M" 7sabel"& 4ata ,cquisition 4esin and 7mplementation5

Opportunities and Challenes for Effective Drorams in Mature ;eservoirs&artículo #DE 8**:(& abril 6PP'

'" Morales& ;afael % @avarro& Kore"& et al"& @eR Droduction 2oin #ensors

;evolutioni9e aterCO8 Conformance in the Dumpin ells of est

Ae!as& artículo #DE -P*6:& mar9o 8((("-" Coste& K"& et al"& ,n 7nnovate ,pproach for the ,nal%sis of Droduction Histor%

in Mature 3ields5 , Se% stae for 3ield ;e)enineerin& artículo #DE :8..(&

octubre 8(((":" #tefanescu& 4"& et al"& ,ppl%in @eR Aechnolo% to Optimi9e Mature Oil and

Gas 3ields& artículo #DE P'(*-& junio 8((-"

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