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Hablemos de ingeniería petrolera

“Recuperación de pozos”

Por Saraly Miranda de los Santos

Un tema del que poco se habla y es muy importante dentro de la industria de los hidrocarburos son los métodos de recuperación, los cuales son necesarios involucrar en la vida útil de los yacimientos para lograr tener un mayor tiempo de vida; primero es importante entender a qué nos referimos con métodos de recuperación.

Dentro de los diferentes tipos de recuperación podemos encontrar los métodos de recuperación primarios, en donde se usará la energía natural del yacimiento. Cada uno contará con un empuje y expansión natural tanto de líquido como gas, se contará también con la segregación natural y con las entradas de agua que tenga dicho yacimiento.

La recuperación del aceite se dará gracias a que el gradiente de presión será tan alto que obligará al aceite a fluir hacia el exterior, pero esto sucederá siempre y cuando el espacio que va dejando libre el aceite sea ocupado por otro material para que así el gradiente de presión se mantenga alto y el aceite siga fluyendo. Este tipo de recuperación se tiene gracias a alguno de los siguientes mecanismos:

Empuje por gas en solución: lo que sucede aquí es que el gas liberado no va a fluir a los pozos, sino que se acumulará formando pequeñas burbujas las cuales por la declinación de la presión llegarán a formar una fase continua lo que ayudará a que el flujo del gas llegue al pozo. El gas liberado llena totalmente el espacio desocupado por el aceite producido. En este caso mientras que la permeabilidad al aceite disminuye la permeabilidad al gas aumentará por lo que el gas fluirá más fácilmente que el aceite debido a que es más ligero, menos viscoso y su trayectoria es por la parte central de los poros.

Recuperado de: https://www.slideserve.com/suki-weaver/fundamentos-de-ingenier-a-de-yacimientos-propiedades-volum-tricas-de-los-fluidos

Empuje por la expansión del líquido y la roca: usualmente ocurrirá en yacimientos bajosaturados. El aceite, el agua congénita y la roca se expandirán lo que ayudará a que el aceite sea desalojado del yacimiento. En este tipo de empuje la liberación de gas disuelto ocurrirá en la tubería de producción, la saturación prácticamente no variará, la porosidad, permeabilidad y viscosidad disminuirán ligeramente, gracias a estas circunstancias el índice de productividad se mantendrá constante

Recuperado en: https://www.emaze.com/@ATZZTCTI

Empuje por casquete gaseoso: consiste en una invasión de la zona de aceite por gas lo cual provocará el desplazamiento del aceite hacia los pozos productores, para que esto suceda se necesita una alta saturación de gas y un continuo crecimiento de la zona que esté ocupada por el casquete de gas. La recuperación de este tipo de yacimientos va del 20 % al 40 % del aceite contenido y en caso de que exista segregación se puede llegar a recuperar más del 60 %.

                Recuperado de: https://www.emaze.com/@ATZZTCTI

Empuje por entrada de agua: El agua será el agente principal debido a que será la encargada de invadir y desplazar el hidrocarburo, desde las fronteras hasta los pozos productores, si el empuje es lo suficientemente fuerte para mantener la presión del fluido permitirá que el aceite sea casi totalmente recuperado por el desplazamiento con agua. La recuperación varía entre el 35 % y el 75 % del volumen original de aceite en el yacimiento.

Recuperado de: https://www.emaze.com/@ATZZTCTI

Empuje por segregación gravitacional: este tipo de empuje puede ser considerado como una modificación de todos los demás, aquí la segregación gravitacional es la tendencia del aceite, gas y agua que se distribuye por el yacimiento conforme a sus densidades. Estos yacimientos tendrán condiciones propicias a la segregación de sus fluidos.

Recuperado de: https://www.emaze.com/@ATZZTCTI

Combinación de empujes: Durante la vida útil los yacimientos no solo presentan un único mecanismo de desplazamiento. Por ejemplo se puede tener un yacimiento en el que al inicio presente un empuje por gas disuelto, después presente un empuje por gas asociado, después de un tiempo en el que el yacimiento deja de contar con estas características se puede contar con una entrada de agua para tener el empuje necesario hacia la superficie.  

Recuperado de: https://www.emaze.com/@ATZZTCTI

Cuando el yacimiento ya no cuenta con esta energía natural se tiene que recurrir a los métodos de recuperación secundaria los cuales ayudarán a incrementar la energía natural y esto se dará por medio de inyección de diferentes fluidos, los cuales pueden ser tanto agua, gas y una combinación de estos dos. Sin embargo para ciertos yacimientos de aceite pesado en arenas y lutitas estos métodos no son suficientes por lo que se deben de aplicar métodos de recuperación mejorada de aceite (EOR).

Los métodos de recuperación mejorada serán por procedimientos que usen fuentes de energía que provenga del exterior, o materiales que no son producidos por los medios convencionales. Estos sistemas son clasificados por:

Térmicos: Este tipo de métodos son utilizados en yacimientos que tienen aceite de muy alta viscosidad debido a que los aceites con estas características reaccionan muy bien a altas temperaturas. Casi el 60 % de los yacimientos con aceite de muy alta viscosidad serán recuperados con este sistema.

  • Estimulación con vapor: Uno de los métodos con mayor éxito dentro de la recuperación mejorada será esta estimulación. Consiste en inyectar el vapor a un alto ritmo pero en un corto tiempo. Lo que sucederá aquí será que el vapor remojará al aceite y esto ayudará a que fluya o que pueda ser bombeado de una manera más fácil. Este proceso se puede repetir hasta que deja de ser económicamente rentable. 

Recuperada de: https://elpetroleoysusavances.wordpress.com/2016/12/01/recuperacion-termica-para-crudos-pesados-a-traves-de-procesos-de-estimulacion-iavcefp/

Combustión in-situ: Se inicia con una combustión o desplazamiento con lumbre y la inyección de aire para mantener la combustión. Dentro de este proceso podemos encontrar también la combustión progresiva en donde se usará inyección de agua y aire, debido a que son los fluidos más baratos y abundantes. Debido a la combustión que se tendrá alrededor del 10 % del aceite original se quema, esta zona llega a adquirir una temperatura de aproximadamente 600°C.

Recuperada de: http://combustioninsitu.blogspot.com/2010/07/los-procesos-de-combustion-in-situ-han.html

Inyección de vapor: El vapor será continuamente inyectado para ayudar a reducir la viscosidad del aceite y así mover el fluido hacia la superficie, es así como se formará una zona de vapor que irá avanzando lentamente.

Recuperada de: http://avibert.blogspot.com/2012/10/inyeccion-ciclica-de-vapor-douglas.html

No térmicos: Este tipo de métodos consisten en la inyección de un solvente o gas que sea miscible con el aceite. El fluido desplazante utilizado puede ser un solvente hidrocarburo el cual tendrá la capacidad de mezclarse con el aceite. Por ejemplo gas enriquecido, propano o gas licuado de petróleo.Empuje de gas: El principal elemento en este método será inyectar CO2 al yacimiento; a diferencia del empuje de gas por vaporización este método cubrirá un rango más amplio de componentes por lo que este gas es aplicable en un rango más amplio de yacimientos a una presión miscible más alta.

Inyección de miscibles: Se inyectará hidrocarburo ligero para formar una invasión miscible. Podemos encontrar tres métodos efectivos en este tipo de inyección: usando un bache de gas licuado de petróleo, método de gas enriquecido y método de empuje de gas a alta presión.

Inyección de químicos: Por lo general se inundará el pozo con nitrógeno y gas de combustión, serán usados estos componentes debido a lo económico que son. Se decidirá si se ocupan componentes miscibles o inmiscibles esto dependerá de la presión y composición del aceite.

De una ciencia dura a una ciencia humana

Por Ana Sofía Reyes Chávez

Recordemos la famosa educación de J. S. Mill, el filósofo, uno de los más notables. Conocía los idiomas más leídos de su época, los autores más destacados en la filosofía y en la ciencia, pero no se le había educado en el sentimiento. Creía que su vida no tenía sentido.                                                                                                                                                Graciela Hierro Pérezcastro, 2004, p. 126

Es importante resaltar que esta sección y este artículo parten de la idea de que la ciencia no se hace sola, la hacen personas. Tampoco se toma en cuenta aquella ciencia que se realiza desde computadoras y programas generados automáticamente, sino de aquella hecha por seres humanos que a veces son orillados a serlo en menor medida, por entregar su vida a la ciencia. Se rechaza la admiración tóxica que la cultura y la sociedad nos enseñó a tener hacia seres humanos que se asemejan más a una máquina, o bien que producen más, que funcionan mejor; ya que esta admiración es deshumanizante. 

Desde su origen, las ciencias exactas han servido para establecer las teorías de las ciencias sociales. Esto se puede ver de forma muy clara con el inicio de la sociología como una física social, también se observa si se analizan los conceptos de las ciencias sociales; es común ver que para cada concepto existe su análogo matemático.

En el entendido de que las ciencias sociales usan muy a menudo soluciones tecnológicas o modelos matemáticos para resolver problemas sociales, es prudente preguntarse, ¿es esta una relación recíproca?, ¿de qué manera las ciencias exactas podrían resolver sus problemas con ayuda de las sociales? ¿Por qué sería importante hacerlo?

Algunos de los problemas más evidentes que tienen las ciencias exactas en nuestro país hoy en día son:

  • Las condiciones de trabajo de quienes hacen investigación científica y/o se dedican a la docencia en estas disciplinas.
  • La falta de perspectiva jurídica en la investigación.
  • La desigualdad de género.
  • La falta de recursos monetarios.
  • La forma en que se lleva a cabo la explotación del medio ambiente.
  • Las expectativas de la comunidad estudiantil que hace ciencia.
  • La salud mental de quienes realizan avances científicos.

En la primera parte  de estos artículos para esta sección, se profundizará acerca del primer punto: Las condiciones de trabajo de quienes hacen investigación científica y/o se dedican a la docencia en estas disciplinas.

Quienes se desarrollan en la academia de las ciencias en México están bajo un estrés impresionante, aun aquellas personas que solamente hacen labores docentes; pero el verdadero problema es cuando hacen las dos actividades. Cuando las labores docentes no concluyen al salir del aula, el docente  tiene que darse el tiempo de revisar tareas, resolver dudas, preparar clases, hacer exámenes, analizar cada procedimiento de todo el alumnado, asistir a reuniones académico-administrativas, a fiestas de la institución, llenar papelería. Todo esto se sobrepone a su investigación científica, y entre esta y la vida cotidiana, a veces se va la existencia.

Según la Encuesta sobre la Percepción Pública de la Ciencia y la Tecnología del INEGI publicada en 2017, el 82.4% de la población estudiantil del país tiene interés en temas de desarrollo científico y tecnológico. Esto indica que el problema se tiene que solucionar pronto de forma efectiva, porque los estudiantes no van a renunciar a la vida en la ciencia, aún si tienen que sacrificar su estabilidad emocional y social.

Entre la comunidad científica estudiantil estamos quienes haremos la ciencia mexicana en el futuro, existe una tendencia fuerte a desarrollar admiración hacia las personas que más se esfuerzan y que menos se desarrollan en el ámbito social. Pareciera que existe un condicionamiento a vivir de forma cerrada a lo externo, rechazando incluso la comunicación familiar y social, extendiéndose desde el alumnado hasta los investigadores que pertenecen al Sistema Nacional de Investigadores – Conacyt.

Este estrés puede ser combatido con una conciencia social de integración en las áreas de trabajos. A menudo quienes hacen ciencia y docencia en México trabajan en cubículos pequeños, laboratorios con medidas de seguridad, pero no medidas de tranquilidad emocional, el horario no es fijo y se trabaja muchas veces hasta que se termine o hasta que el cuerpo aguante restándole importancia en gran medida a la parte de su vida social y de su desarrollo humano.

Es necesario considerar que el problema se tiene que visibilizar y aceptar como tal, para luego proponer soluciones que por supuesto tienen que venir de una ciencia social que las avale. Continuaremos la siguiente semana con el punto dos.