INSTITUTO TECNOLGICO SUPERIOR DE POZA RICAI T S P R

Alumno:SOSA SAN ROMN ASTRID ARIADNA

Numero de control:106P0617

Semestre y grupo:8 B

Carrera:INGENIERA PETROLERA

Tema:RECUPERACIN MEJORADA EN CANTARELL

Materia:RECUPERACION SECUNDARIA Y MEJORADA

Profesor:ING. MISAEL GONZLEZ GARCA

Poza Rica de Hidalgo, Veracruz. A 31 de Mayo del 2014

RECUPERACIN MEJORADA EN CANTARELLAntecedentesEl valor o estimacin del factor de recuperacin de un yacimiento es funcin del tiempo que tiene en produccin, adems se considera que es funcin de varios parmetros del mismo yacimiento o campo, de la etapa de explotacin en la que se encuentra y de las prcticas operativas con las que se haya explotado el yacimiento o campo. Tambin tiene relacin con la tecnologa que se emplea para su explotacin y finalmente, influyen los costos de produccin y el precio del petrleo para obtener el mximo valor del factor de recuperacinFactor de recuperacin (FR) a la fecha de clculo, en porcentaje = En la ingeniera de yacimientos, en general se considera que existen tres etapas de explotacin en la vida de los mismos:Primaria. Esta etapa comienza desde el inicio de la explotacin de un campo o yacimiento y es aquella en la cual se aprovecha la energa natural con la que cuenta el campo. En esta etapa se puede considerar el empleo de tecnologas en el pozo como el uso de sistemas artificiales de produccin de varios tipos, el fracturamiento hidrulico de la formacin, as como en el rea de perforacin, el empleo de pozos horizontales y multilaterales. Secundaria. Durante esta etapa, el objetivo es inyectar al yacimiento energa adicional, ya sea a travs de inyeccin de agua o gas natural, ambos procesos para mantenimiento de presin o como mtodos de desplazamiento de fluidos dentro del yacimiento, tambin se pueden emplear tecnologas como sistemas artificiales de produccin, fracturamiento hidrulico de la formacin, pozos horizontales y/o multilaterales.

IntroduccinEl sper yacimiento gigante productor de petrleo de Mxico y uno de los tres mega yacimientos ms importantes del mundo ha comenzado ya su declinacin; Cantarell es tan slo superado por el mega yacimiento Ghawar en Arabia Saudita; siendo el nuestro el segundo a nivel mundial. La historia de cmo Mxico entra a las grandes ligas petroleras y se consolida como uno de los productores ms importantes de petrleo a nivel internacional, se remonta a 1971.Un pescador de Ciudad del Carmen Campeche; (Rudesindo Cantarell Jimnez) descubri una mancha de aceite que brotaba del mar; Rudesindo le cont a un amigo que trabajaba en Pemex del suceso y ste le recomend dar aviso; el pescador as lo hizo pero no le prestaron mucha atencin; al parecer, el verdadero mrito fue su tenacidad y paciencia para con Pemex pues tres aos despus de que les hiciera el anuncio de su hallazgo, por fin le hicieron caso y mandaron a una comisin donde l les gui al lugar que haba encontrado, llamado entonces La Chapopotera. Ocho aos despus, el primer pozo de produccin arranc, ste fue llamado Chac, en honor al Dios Maya de la lluvia.

Cantarell es actualmente el yacimiento petrolero Offshore o costa afuera ms grande de nuestro planeta; genera ms del 60% de la riqueza petrolera de Mxico. Ha aportado desde 1979 a la fecha unos trece mil millones de barriles de petrleo; nuestro mega yacimiento se compone de los campos Nohoch, Chac, Akal, Kutz, Ixtoc, y Sihil ubicados en la Sonda de Campeche, aproximadamente a 85 Km. de la isla de Ciudad del Carmen al sureste de la Repblica Mexicana. Cantarell es todo un complejo martimo con servicios como los que hay en tierra; incluyendo un hospital, radares de alerta temprana y hasta bateras antiareas por tratarse de instalaciones estratgicas para el pas; hay actualmente un aproximado de 190 pozos en operacin.

Los primeros barriles de petrleo de Cantarell se produjeron en junio de 1979, con un promedio de 4 mil 290 barriles diarios. Para diciembre, la produccin alcanzaba los 239 mil barriles, llegando en los 80s a 748 mil barriles por da y el promedio de produccin diaria del pas creci hasta alcanzar 2.5 millones de barriles antes de terminar los ochentas; 2.8 millones en los noventas y 3.2 millones en el periodo 2000- 2007. En el mes de diciembre del 2003, Cantarell alcanz su pico de produccin al promediar 2.21 millones de barriles. Es tambin en ese mes cuando la produccin global de Mxico alcanz su nivel ms alto de la historia: 3 millones 454 mil barriles diarios.

A finales de los 90, Pemex se prepar para la fase de recuperacin secundaria y comenz un proyecto de modernizacin y optimizacin de Cantarell, donde se decidi inyectar nitrgeno para mantener la presin en el yacimiento y evitar la cada de la produccin de crudo, por lo que en 1997 mediante un proceso de licitacin internacional, Pemex Exploracin y Produccin asign un contrato para el suministro de N2 por 15 aos al consorcio Compaa de Nitrgeno Cantarell integrada por 6 empresas (BOC-Holdings, de Inglaterra; Westcoast Energy, de Canad; Marubeni Corporation, de Japn; Linde AG, de Alemania e ICA-Fluor Daniel de Mxico, lder del proyecto IPC). Sobra decir que al yacimiento ms grande del mundo correspondera la planta de inyeccin de nitrgeno ms grande del mundo; se estima que la inversin fue de unos tres mil millones y en el ao 2000, se comenz a inyectar en el yacimiento unos 1,200,000 m3 de nitrgeno por da para mantener la presin en Cantarell.

Cantarell ha contado con diversos mecanismos naturales que permitieron desplazar eficazmente el petrleo en sus yacimientos. A estos se sum la inyeccin de nitrgeno, que aceler el proceso. Uno de estos mecanismos ha sido la expansin del casquete de gas secundario que se form al reducirse la presin del yacimiento, debido a la extraccin de crudo y de gas. El petrleo fue as desplazado por el gas. Asimismo, se cont con un fuerte empuje hidrulico gracias al acufero presente en el rea. El movimiento del contacto entre el gas y el aceite, as como el correspondiente al agua y el aceite, permitieron desalojar una elevada proporcin del petrleo impregnado en rocas saturadas. Un tercer mecanismo de empuje el de segregacin gravitacional- se debe a la tendencia de los fluidos a separarse de acuerdo a sus densidades. As por ejemplo, siendo el agua ms pesada que el petrleo, esta tiende a ubicarse en la parte inferior del yacimiento. Finalmente, la expansin misma de los fluidos contribuy tambin de manera importante al desplazamiento del crudo. Estos mecanismos y la calidad de las rocas hicieron posible drenar eficientemente los yacimientos de Cantarell, logrndose factores de recuperacin del petrleo excepcionalmente altos (40.68%).

Sin embargo poco dur el gusto de semejante inversin, pues se saba que una vez que los grandes yacimientos alcanzan su nivel mximo de produccin, su declinacin era inevitable y a partir de inicios del 2004, Cantarell inici un proceso natural y previsto de declinacin pero mucho antes de lo esperado por Pemex.

Ante estos hechos el Ingeniero Carlos Morales Gil Director General de Pemex Exploracin y Produccin, integr en el 2006 un grupo estratgico con sus mejores especialistas; encargado de salvar a Cantarell del inevitable fenmeno declinatorio con las mejores soluciones posibles; en particular aquellas tcnicas conocidas como: Recuperacin Mejorada o Recuperacin Terciaria de Petrleo.

Entre las muchas ideas que se generaron para detener la declinacin de Cantarell y estabilizar la produccin basados en una enorme seleccin de alternativas; fueron los mtodos qumicos los que ms convencieron; la complejidad del campo lo hace nico en su tipo y no hay a nivel mundial experiencia en carbonatos fracturados como los que hay en Cantarell; la idea pareca simple: desarrollar una espuma capaz de resistir las condiciones de salinidad y temperatura del yacimiento a fin de bloquear las fracturas y detener con eso la movilidad del gas en la zona del casquete, as como lograr cambiar la mojabilidad de la roca y con eso rescatar mucho del aceite atrapado en la matriz y que representaba algunos miles de millones de barriles de petrleo; sin embargo, para lograrlo, hubo que realizar muchas pruebas de laboratorio con equipos que ni siquiera se haban inventado y desarrollar espumas capaces de resistir las condiciones de Cantarell y de su aceite a fin de poder ser inyectadas como nitrgeno espumado. Pero para ello haba que desarrollar un mtodo para evaluar y descartar los surfactantes disponibles a nivel comercial hasta encontrar slo aquellos que pudieran ser tiles en las condiciones particulares de nuestro yacimiento.

Aplicacin de una Recuperacin Mejorada en el complejo Cantarell

El Complejo Cantarell se encuentra ubicado en la Plataforma Continental del Golfo de Mxico, frente a las costas de Campeche y Tabasco, aproximadamente a 75 Km. al Noreste de Ciudad del Carmen, Campeche, en tirantes de agua entre 35 y 50 metros (Fig. 7.1). Est constituido por los Yacimientos Akal, Nohoch, Chac y Kutz, estructuralmente, queda ubicado en el Cinturn Plegado dentro del denominado Pilar de Akal1.

Los cuatro yacimientos tienen una extensin aproximada de 162 kilmetros cuadrados, donde se han perforado 211 pozos petroleros, de los cuales 189 estn activos, con un espaciamiento que vara de 400 a 800 metros. En trminos de produccin, Cantarell es la zona productora ms importante del pas; la segunda en reservas totales, despus de Chicontepec con la diferencia de que es el primero en reservas probadas y de mayor rapidez de recuperacin. Los hidrocarburos producidos por este campo son aceites con densidades de 20 a 24 API, y su explotacin se realiza a travs de procesos de recuperaciones primaria y secundaria.

En el ao de 1975 se perfor el pozo exploratorio Chac-1. Despus, se perfor en 1977 el pozo exploratorio Cantarell-1 (Akal-1) en el llamado bloque de Akal, resultando productor de aceite y gas en brechas del Paleoceno Inferior y Cretcico Superior. Esta perforacin fue seguida de los pozos exploratorios Cantarell-2011 (Nohoch-1) y Cantarell-2095 (Nohoch-2), descubriendo hidrocarburos en la estructura de Nohoch.

Para contrarrestar este proceso fue necesario suministrar energa al yacimiento, inyectndole fluidos, lo que permiti incrementar el volumen de los hidrocarburos que se recuperan del subsuelo, lo que equivale a incrementar la produccin del campo; hizo posible tambin acelerar el ritmo de extraccin. Una vez tomada la decisin de mantener la presin del yacimiento, se evalu, en trminos tcnicos y econmicos, que fluidos alternativos se podran inyectar en el campo; primero se opt entre agua y algn gas. El uso de agua fue descartado pues no es un mtodo eficiente en yacimientos altamente fracturados como Cantarell e implica un mayor riesgo debido a su tendencia a canalizarse a travs de las fracturas, sin desplazar el aceite contenido en la roca. Definida la conveniencia de inyectar gas, Pemex analiz diversas opciones, que finalmente se redujeron a la eleccin entre gas natural y nitrgeno. sta se hizo en funcin de las caractersticas petrofsicas de Cantarell y las condiciones econmicas que enmarcan su desarrollo. El objetivo fue maximizar el valor econmico del yacimiento, por lo que se examinaron mltiples escenarios de largo plazo que consideraron diferentes niveles de inyeccin de fluidos, ritmos de produccin de petrleo y volmenes de recuperacin final de hidrocarburos. Despus de realizar extensos estudios de laboratorio, trabajos de simulacin del comportamiento del yacimiento, apoyados en modelos avanzados del mismo y una evaluacin econmica rigurosa, se concluy que la inyeccin de nitrgeno era la mejor opcin tcnica y la de menor costo; se constat que se trata de un mtodo limpio y seguro. Una vez definido el mtodo de mantenimiento de presin del yacimiento, se procedi a disear programas de perforacin de pozos de desarrollo y de la infraestructura costa afuera necesaria para producir, procesar, manejar y transportar el petrleo y gas natural adicional que se obtendra en Cantarell. El programa de mantenimiento de presin hizo posible recuperar un volumen adicional de 2 mil 300 millones de barriles de petrleo.

Campo Akal-Complejo Cantarell. Criterios para seleccionar un mtodo de Recuperacin MejoradaTabla 1. Criterios para la seleccin de un mtodo de Recuperacin Mejorada

Proceso EORDensidad (API)Viscosidad (cp)Saturacin (%)Permeabilidad (mD)Porosidad (%)Prof. (m)T (C)Tipo de formacion

Inyeccin de vapor8-20100-100000>40>200>2030350.1-500>10>125033-83Arenas, areniscas, carbonatos y basamento.

Inyeccin de gases HC>24303-50004.25-26>110057.78-143.3Arenas, areniscas, carbonatos y basamento.

Inyeccin de Polimeros>135-100>50>170>2010>2050>90 Areniscas >10 Carbonat.>25 Arenas >17 Carb.20Arenas, areniscas, carbonatos y basamento.

Inyeccin de Nitrogeno>3540->10>1830-Arenas, areniscas, carbonatos y basamento.

Quimicos causticos13-35>200>35>20>20