protocolo 2 2015
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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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RECUPERACIÓN DE UN CAMPO MADURO
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 $reas que necesariamente influ%en
en el factor de recuperación de campos maduros5
6" 7dentificación& cuantificación % factibilidad de producir las reservas
remanentes de aceite % as8" ,cceso apropiado para drenar hidrocarburos/" Optimi9ación de la productividad a través de reparación de po9os'" #istemas artificiales % aseuramiento de flujo de fluidos-" Mantenimiento de presión % comportamiento de barrido
:" #eparación % manejo de fluidos*" ,dministración de %acimientos
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RECUPERACIÓN DE UN CAMPO MADURO
Es el empleo de recursos humanos& técnicos % financieros para ma!imi9ar las
anancias obtenidas de un %acimiento& optimi9ando la recuperación de
hidrocarburos mientras que se minimi9an los costos de inversión % de operación"
2os campos que ho% son nuevos& con el tiempo se convertir$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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RECUPERACIÓN DE UN CAMPO MADURO
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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RECUPERACIÓN DE UN CAMPO MADURO
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
6" Empleando los métodos de recuperación
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RECUPERACIÓN DE UN CAMPO MADURO
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$s& con
ciertos %acimientos de aceite pesado& en arenas % lutitas ha% recuperaciones
despreciables& por estos métodos" ,sí& es justificable que las técnicas de
recuperación mejorada de aceite deban ser empleadas para recuperar estas
enormes fuentes de enería"
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RECUPERACIÓN DE UN CAMPO MADURO
JUSTIFICACIÓN
El objetivo principal en estos %acimientos es la necesidad de continuar con la
producción adem$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"
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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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