historia de la combustión in situ
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Historia de la combustión in situ
El primer método de combustión térmica fue los calentadores de fondo. su
función era mejorar y acelerar la extracción de petróleo en los yacimientos de
grupo pesado. Su propósito primario es reducir la viscosidad y con esto,
incrementar la tasa de producción de crudos pesado. Probablemente ocurriódurante la ejecución de proyectos de inyección de aire usados a principios de
siglos para mejorar la extracción del crudo. Estos fueron patentados en 1923.
La primera publicación sobre una operación de campo del proceso de
combustión subterránea a gran escala corresponde a las llevadas a cabo en la
antigua Rusia. Este método se desarrolló rápidamente en Estados Unidos. A
partir de las investigaciones realizadas en laboratorio de Kuhn y Koch.
El proceso de combustión in situ es un método convencional térmico que se basa
en la generación de calor en el yacimiento para seguir recuperando hidrocarburouna vez culminada la producción primaria y/o secundaria .Este método consiste
básicamente en quemar una porción del petróleo presente en el yacimiento para
generar el calor, esta porción es aproximadamente el 10%.
En el siguiente grafico se puede apreciar los diferentes tipos de combustión in situ
empleados en el yacimiento, posteriormente se explicará brevemente en qué
consiste cada uno.
COMBUSTIONIN SITU
CONVENCIONALINYECCION DE
AIRE (SECO)
EN REVERSOINYECCION DE
AIRE (SECO)
HUMEDA INYECCION DEAIRE + AGUA
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PROCEDIMIENTO GENERAL
Generalmente se inicia bajando un calentador o quemador en el pozo
inyector, posteriormente se inyecta aire hacia el fondo del pozo y se pone en
marcha el calentador hasta lograr el encendido. Luego, los alrededores del fondo
del pozo son calentados, se saca el calentador y se continúa la inyección de airepara mantener el avance del frente de combustión.
CLASIFICACION
1. Combustión convencional o "hacia adelante"
Es también llamada combustión seca ya que no existe inyección de agua
junto con el aire. La combustión es hacia adelante debido a que la zona de
combustión avanza en la misma dirección del flujo de fluidos, es decir desde el
pozo inyector hasta el pozo productor.
En este caso, la zona de combustión va avanzando en la misma dirección
hacia donde los fluidos fluyen. La ignición ocurre cerca del pozo inyector y el frente
de combustión se mueve desde el pozo inyector hasta el pozo productor
(Figura 1). Esquema de una combustión in situ.
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El aire enriquecido con oxígeno es inyectado para oxidar el petróleo, de esta forma
se produce gas residual. Esto puede traer problemas en la eficiencia de bombeo,
abrasión, también se genera cierta restricción del flujo de petróleo en el yacimiento
por la gran cantidad de gas existente. La combustión va avanzando con una
velocidad que depende del volumen de petróleo quemado, de esta manera se
generan altas concentraciones de calor (aproximadamente 1200 ºF). Justo en el
frente de combustión se depositan las fracciones más pesadas de petróleo
(coque), esto es lo que permite que se mantenga la combustión.
Por lo general en la zona donde ocurre la combustión ocurre una
segregación gravitacional. Cuando ocurre una ruptura en el pozo productor, las
temperatura se van haciendo cada vez más altas, esto trae como consecuencia
que los costos de producción aumenten, ya que inicialmente por un largo período
de tiempo el petróleo que se encuentra cerca del pozo productor, está a la
temperatura original del yacimiento.
2- COMBUSTION HUMEDA
Este es un proceso que combina la combustión convencional más inyección
de agua. El agua se inyecta en el pozo inyector, ya sea alternada o
simultáneamente con aire, el agua es vaporizada y pasa a través del frente de
combustión, de esta manera es transferido el calor.
Figura 3. Perfiles de temperatura y saturación en combustión húmeda
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En este tipo de combustión, se puede obtener la reducción de la relación
aire-petróleo, ya que al disminuir la viscosidad del petróleo frío se extiende la zona
de vapor o caliente alcanzando una distancia mayor delante del frente de
combustión, esto permite que el petróleo fluya a una presión menor y con menos
combustible.
El petróleo recobrado esta alrededor del 50 por ciento y la relación aire-agua
está en el rango de 1000-3000.
SE CLASIFICA EN:
Combustión húmeda normal: se denomina así cuando el coque depositado se
consume completamente.
Combustión húmeda incompleta: se denomina así cuando el agua inyectada hace
que el combustible depositado no se queme por completo
Combustión superhumeral: se logra cuando la cantidad de calor disponible en la
zona quemada no es suficiente para vaporizar toda el agua inyectada al sistema.
En la tabla siguiente, se muestra los criterios de diseño para el proceso de
combustión in situ.
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3- Combustión en reverso .
En este tipo de combustión la zona de combustión se mueve en dirección
opuesta a la dirección del flujo de fluidos y la combustión se enciende en los pozos
productores. Como se puede apreciar en la siguiente figura, la zona de
combustión se mueve en contra del flujo de aire, los fluidos producidos fluyen através de las zonas de altas temperaturas (500 ± 700° F) hacia los pozos
productores, originándose así una reducción en la viscosidad del petróleo y por
consiguiente aumento de la movilidad.
VENTAJAS:
y Se estima una recuperación de hasta el 80% según cálculos computarizado
y disminuye la viscosidad del crudo que se encuentra en el yacimiento
y se puede mejorar la gravedad API de 11º hasta 26º.
y No deteriora el medio ambiente.
y En comparación con la inyección tradicional de vapor, se requiere menos
energía para generar vapor y Mayor aumento de la gravedad API del crudo y Petrobank estima una
reducción del 22% de emisión de dióxido de carbono porque no se quema
gas natural en superficie para generar vapor al compararse con el Drenaje
por Gravedad asistida con Vapor
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DESVENTAJAS:
La desventaja de este tipo de combustión, es que el petróleo que se
produce tiene que pasar por una zona fría y si es pesado puede traer problemas
en cuanto a su fluidez. También el calor que se almacena fuera de la zona
quemada no es usado eficientemente ya que el aire inyectado no es capaz detransportar efectivamente el calor hacia adelante.
INFORMACION EXTRAIDA DE LA PAGINA: http://unefap85grupo4.blogspot.com/