Mecanismos naturales de producción de yacimientos

Los mecanismos naturales de producción se efectúan principalmente por la presión natural que posee el yacimiento , es decir, la energía necesaria para mover el fluido es aportada por el yacimiento. Esta diferencia de presión hace que el petróleo se mueva hacia el pozo porque la presión de fondo fluyente o del pozo, es menor que la presión del yacimiento, lo que genera un potencial capaz de hacer que el fluido se mueva.

Es importante conocer cual es el mecanismo de producción natural ya que de su conocimiento depende obtener el mayor provecho de producción, así como el estudio de futuros métodos de producción secundarios. Para obtener información eficaz de las características del yacimiento es necesario conocer algunos parámetros, entre los cuales podemos nombrar:

• Características petrofísicas de la zona productora.
• Características geologías, como tipo de formulación, estructura, rumbo, buzamiento, contactos de los fluidos, entre otras.
• Porosidad y permeabilidad, es importante diferenciar la permeabilidad horizontal y la vertical.
• Saturación de los fluidos.
• Presión del yacimiento.
• Relaciones volumétricas de los fluidos.

Entre los mecanismos de producción se encuentran:

1. Compresibilidad roca-fluido.
2. Liberación de gas en solución.
3. Segregacion gravitacional.
4. Empuje por capa de gas.
5. Empuje hidráulico.

1.- Compresibilidad roca-fluido:

Este método de producción se lleva a cabo debido a la presión ejercida por el peso de las capas supra yacentes el yacimiento, no es condición necesaria ubicarnos sobre la presión de burbuja o bajo la misma.

1.1 Compresibilidad de la roca:

C= -1/V* dP/dV

Cualquier cambio de presión originara un cambio de volumen y este cambio ocurrirá hacia donde la roca le sea mas fácil expandirse, es decir, hacia el volumen poroso, y esto ocasionara un aumento del volumen de la matriz. 1.2 Compresibilidad del liquido:

Los líquidos también sufrirán cambios en su volumen debido a un cambio de presión, se esto se deduce las formulas matemáticas que rigen este proceso:

1.3 Compresibilidad del gas:

La compresibilidad de los gases sera distinta a la de los fluidos debido a que estos son mucho mas compresibles y se rigen por las ecuaciones de estado, en base a esto podemos generar las ecuaciones matemáticas que nos permitirán hallar los cambio de volúmenes de un gas por una compresion o cambio de presión.

si es un gas ideal: dZ/dP=o y la ecuación se reduce a : Cg= 1/P.

2.- Liberación de gas en solución.

En este método no existe capa de gas, todo el gas disuelto en el petróleo a presión y temperatura de yacimiento. Es importante conocer si la presión del yacimiento se encuentra por encima o por debajo de la presión de burbuja, ya que por encima no hay liberación de gas disuelto.

El diferencial de presión hace que el gas comience a expandirse y arrastre el petróleo del yacimiento a los pozos productores. Este método se considera mas eficiente que el de capa de gas.

3.- Segregacion gravitacional:

La presión del yacimiento debe ser superior a la presión de burbuja para que se forme gas en el sistema, ese gas tendrá dos opciones:

1. Moverse hacia el pozo directamente debido al predominio de las fuerzas viscosas.
2. Moverse hacia el tope de la estructura por diferencia de densidad de los fluidos o por el predominio de las fuerzas gravitacionales.

Para que exista segregacion gravitacional es necesario que exista facilidad para que le gas se desplace al tope y esta acumulacion de gas en el tope actué como un pistón empujando o desplazando el petróleo hacia el pozo.

Las fuerzas gravitacionales deben ser mayores que las fuerzas viscosas y además el yacimiento debe poseer un alto buzamiento con tal que la permeabilidad horizontal que es mayor que la vertical, Kv= o.1 Kh, permita que el gas se desplace a través de ella por la roca altamente inclinada.

Para que el método sea efectivo, los pozos deben de estar bien localizados, para obtener el mayor provecho de producción de petróleo durante largo tiempo, sin que se produzca gas de la capa de la gas que se formara.

4.- Empuje por capa de gas:

Se debe estar bajo la presión de burbuja, el gas que se encuentra en el tope de la estructura en equilibrio con el petróleo , actuara como un pistón empujando hacia abajo y desplazando petróleo por una reducción de la presión.
Mientras la presión se reduce cada vez mas, el gas disuelto en el petróleo pasa a la capa de gas, por lo que "el pistón" sera mas eficiente.
Este método puede arrojar la posibilidad de una extracción primaria de petróleo de entre 15 y 25% del POES.




5.- Empuje hidráulico o por agua:

Por este método de producción no es de relevancia ubicarnos sobre la presión de burbuja o bajo esta. Es considerado el mecanismo mas eficiente para extraer petróleo por métodos naturales.

Debe existir un acuífero ya sea en el fondo de la estructura, lateral, etc. Al reducir la presión el acuífero se expande y actúa como pistón empujando el petróleo hacia arriba , aunque si existe un acuífero, el cual aporta agua por algún medio externo que no sea inyección artificial, la presión permanecerá constante o caerá muy poco.

Todos estos métodos de producción aportan la energía necesaria para que el yacimiento produzca petróleo de manera natural sin ningún método de recuperación secundaria o mejorada. Estos métodos pueden actuar individualmente o varios a la vez en un mismo yacimiento, con lo cual aumenta la eficiencia de la producción al existir mas energía.

Bibliografia:
PDVSA, "el pozo ilustrado", Caracas, 1985, capitulo 5 "métodos de produccion".