Tecnología de producción de crudos de alta viscosidad y métodos de recuperación térmica

Este curso compuesto de Tecnología de Producción de Crudos de Alta Viscosidad y Métodos de Recuperación Térmica puede dictarse como un solo curso de una semana de duración o como dos cursos separados de 3 días cada uno.

INSTRUCTOR: Dr. Charles F. Alcocer.

Duración: 5 días ( 40 horas de Instrucción)

Introducción:

Experiencia en la producción de crudos pesados ha demostrado que la mayoría de los sistemas convencionales de producción y tratamiento son ineficientes. La producción, tratamiento, almacenaje y transferencia a través de oleoductos de crudos de alta viscosidad están asociados a problemas técnicos de alta severidad. Estos serios problemas se traducen en incrementos anuales de los costos de operaciones y consecuentemente en una reducción significativa en las ganancias de las empresas productoras. Problemas tales como incremento de paradas de producción, tratamientos costosos y exceso de mantenimiento son atribuidas a la alta viscosidad de los crudos. La mayoría de los crudos pesados producidos y tratados a nivel de campo de producción no ‑reúnen las condiciones mínimas de venta- para la transportación internacional y requieren ajustes costosos en el punto de embarque. En estos momentos existen métodos para producir, tratar, almacenar y transportar crudos pesados eficientemente, también existen modelos matemáticos y metodología probada para obtener las condiciones mínimas de viscosidad de los crudos en el fondo del pozo, de tal manera que un pozo de petróleo pesado podría ser producido como un pozo de petróleo mediano, incrementando de esta manera las reservas recuperables del yacimiento. Los Métodos de recuperación térmica han demostrado ser los mas eficientes en la recuperación de petróleos pesados.

Objetivos:

Un objetivo del curso es la transferencia de la tecnología y metodología existente y estudiar la tecnología de punta relacionada con la explotación de crudos pesados a profesionales asociados con la producción de petróleos de alta viscosidad con el objeto final de incrementar la eficiencia de la producción, tratamiento, almacenaje y trasporte de crudos pesados y de tal manera reducir significativamente los altos costos de operaciones asociados a crudos de alta viscosidad.

Otro objetivo es presentar formalmente los métodos térmicos aplicados en al industria petrolera para recuperación de petróleos pesados. Inyección de vapor cíclico y continuo son tratados rigurosamente, así como también, Inyección de Agua Caliente, Procesos de Combustión In-situ y Métodos de Inyección de vapor alcalinos. La termodinámica del Vapor es revisada en detalle así como las propiedades térmicas de las rocas.

CONTENIDO- PRIMERA PARTE: Tecnología de Producción de Crudos de Alta Viscosidad.

Introducción

Alcance y objetivos del curso.

Impacto económico del problema de producción de crudos de alta viscosidad.

Petróleos Pesados, Yacimientos típicos y reservas en Venezuela ( La faja petrolífera del Orinoco)

Viscosidad: Aspectos teóricos y comerciales

Concepto y definiciones de viscosidad.

Viscosidad absoluta; Viscosidad Cinemática; Viscosidad Seybolt Universal, Viscosidad Saybolt Furol.

Unidades, ecuaciones y conversiones.

Viscosímetros, Usos y limitaciones.

Correlaciones de Viscosidad- Temperatura y uso de carta ASTM-341

Características de Viscosidad de crudos pesados

Viscosidad de mezclas de crudos pesados.

Aspectos matemáticos en viscosidad de mezcla.

Estudio de Laboratorio: Efecto de diluentes en crudos.

Desviaciones de Viscosidad en crudos pesados.

Aspectos Comerciales de la Viscosidad de Crudos pesados

Contratos de transporte internacional basado en Viscosidad.

Ajustes de viscosidad para carga en supertanqueros.

Ejemplos y ejercicios.

Métodos de Producción de Crudos de Alta Viscosidad

1. Inyección de agua y ajuste con diluente.

2. Sistema Húmedo de Producción.

3 Inyección de Crudos Medianos y/o livianos

4 Método de ajuste- diluente en el fondo del pozo

5. Inyección de Diluente con reciclaje.

6. Sistema de Calentamiento y ajuste con diluente

7. Sistema de Empaque con ajuste de Diluente

8. Emulsificación en el fondo del pozo con emulsificadores- non iónicos.

9. Análisis comparativo de los métodos de crudos pesados.

Estudio y resultados de la Rentabilidad de Mejoradores de Flujo para producir petróleos pesados Angostura, México.

Efectos del corte de agua sobre viscosidad de crudos en condiciones de transporte de línea.

Concepto de Emulsiones y tipos de Emulsiones.

Simulación matemática del Consumo de Diluentes

Base matemática del programa de Predicción de Viscosidad de Mezcla.

Predicción de mezcla bajo condiciones dinámicas de producción.

Efecto de Fluidos non-newtonianos sobre viscosidad de mezcla.

Flujo de petróleo pesado en tuberías/oleoductos- correlaciones

Estudio de un proyecto actual de campo: Análisis y diseño de un sistema de Diluente de Inyección.

Definiciones y alcance del proyecto.

Sistemas del proyecto: Medición, Almacenaje, Potencia y Distribución.

Predicción de Producción para nuevos pozos.

Estudio comparativo entre inyección de agua y sistema de diluente

Breve Análisis económico del Proyecto.

CONTENIDO-SEGUNDA PARTE: Métodos Térmicos de Recuperación de Crudos Pesados

Introducción

Más del 80% de los costos de operación del proceso de inyección de vapor son debido a la operación de equipos de superficie y de fondo del pozo. Un diseño propio y una operación eficiente del equipo de superficie es critical en el éxito económico de un proyecto de Inyección de vapor. La mayoría de Monogramas y papers publicados sobre recuperación térmica le has dado poca importancia a este crucial aspecto, Definitivamente existe una necesidad de enfatizar esta área y además de cubrir áreas tradicionales a nivel de yacimiento en recuperación térmica. Esta segunda parte del curso tiene este objetivo primordial.

Propiedades Térmicas de Rocas y Fluidos

Propiedades Térmicas del Agua:

1. Agua: Estados Sólido, Líquido y Vapor.

2. Entalpía.

3. Conducta de Vapor supercalentado.

4. Tablas y cartas de Entalpía y Volumen específico para vapor saturado y supersaturado.

5. Calidad del Vapor- Mediciones y métodos de cálculos y aproximaciones de campo.

6. Correlaciones entre Presiones y temperaturas de saturación para vapor saturado.

7. Cálculos de la energía total inyectada en un pozo basado en la historia de inyección.

Conductividad Térmica: Líquidos y gases- Correlaciones.

Calor Específico de líquidos y gases- Correlaciones.

Calor latente de Vaporización: Concepto, determinación y correlaciones.

Características térmicas de las Rocas del yacimiento y sus variaciones con Densidad, temperatura y Saturación de Fluidos.

Efecto de temperatura sobre Permeabilidad Relativa

Inyección de Vapor

a. Generadores de Vapor para Recuperación Térmica (Especificaciones Generales y Prácticas / Pérdidas de Calor y Optimización)

b. Completación de Pozos – Prácticas y procedimientos

Aislamiento Térmico- Sólidos y Líquidos.

Empacaduras Térmicas

Diseño de Casing para pozos de tratamiento térmico

c. Pérdidas de calor en Líneas de Superficie y las tuberías de Pozos

d. Calentamiento de la Formación y perdidas de Calor en la formación

Modelo de Marx and Langenheim

Aspectos teóricos del modelo.

Solución de Problemas y Aplicaciones.

Modelo de Mihill and Stegemeier

Aspectos teóricos y aplicaciones

Other Models.

e. Inyección cíclica del Vapor:

1. Principios de inyección de Vapor

2. Calidad del vapor inyectado a la formación

3. Proceso de inyección de vapor

4. Mecanismos del proceso de Inyección de Vapor

Steam Distillation

Gas Stripping

In situ solvent Drive

5. Reducción de Viscosidad

6. Expansión Térmica

7. Solution Gas Drive

8. Gravity Segregation

9. Emulsión Drives

10. Criterio para la evaluación de prospectos para Inyección de Vapor

11. Principios de Planificación del proyectos de inyección de Vapor

12. Diseño de tubería de Casing

Efectos de temperatura sobre casings/ tubings.

Completaciones de Pozos Térmicos

Equipo de fondo en completaciones térmicas.

Inyección Continua de Vapor

1. Diagramas de zonas de desplazamientos.

2. Cálculos de Perdidas de Calor.

3. Cálculos de recuperación de Petróleo-Flujo radial.

4. Estudio de casos de Campo.

Inyección de Agua Caliente

1. Evaluación del Proceso

2. Estudio de casos de campo.

Combustion In-Situ Process

1. Dry Forward In-Situ Combustion

2. Dry reverse In Situ Combustion

3. Cafcow process

4. Partial Quenche combustion

5. Predictions and designs

Alkaline Steam Flooding

1. Laboratory Evaluation

2. Comparative Analysis with other Conventional thermal methods.

Discussion and Conclusions