Mecanismos de Expulsión de Hidrocarburos
La roca y los fluidos se expanden durante la caída de presión al comenzar la producción del yacimiento. Específicamente la expansión de la roca ocasiona una disminución del volumen agregado de poros interconectados y la de fluidos contrarresta el vaciamiento ocurrido por la producción de fluidos; ambos contribuyen a expulsar los fluidos de los poros interconectados.
- Compresibilidad de los líquidos: si el cambio de presión es pequeño, se puede considerar una compresibilidad promedio constante tanto para líquidos compresibles como para líquidos ligeramente compresibles.
- Compresibilidad de los Gases: se considera los gases como reales, donde se observa que la compresibilidad disminuye con el aumento de presión.
- Compresibilidad de la roca: hay que tomar en cuenta la compresibilidad bruta de la roca y la compresibilidad del medio con los poros interconectados.
Donde Cb es la compresibilidad del volumen bruto.
- Compresibilidad total del sistema productor de hidrocarburos: para este tipo de compresibilidad se necesita definir la compresibilidad de cada uno de los fluidos presentes en el yacimiento, que cuando mucho posee gas, petróleo y agua a la vez; además de la compresibilidad de la roca.
2. Liberación del gas en solución: los hidrocarburos presentes en el sistema productor contienen una serie de componentes livianos disueltos (gas) en la fase líquida en condiciones de presión y temperatura del yacimiento. Cuando la presión del yacimiento alcanza la de burbujeo, cualquier disminución adicional de presión permite liberar gas en solución. Este gas ocupa un volumen en el poro y no puede coexistir con el petróleo que también está en el poro, lo que provoca la expulsión del líquido. Este tipo de mecanismo actúa en yacimientos que producen por debajo de la presión de burbujeo.
3. Segregación gravitacional: básicamente este mecanismo ocurre cuando el gas se desplaza hacia arriba a medida que se produce petróleo. Esto ocurre porque los fluidos del sistema productor inicialmente están en equilibrio, dispuestos en gas y petróleo, o petróleo y agua, o gas/petróleo/agua, que debido a la producción de petróleo varían y se puede crear un capa de gas libre en la parte estructuralmente baja que representa una situación inestable porque no se tiene una distribución normal de fluidos como se indicó anteriormente. La diferencia de densidades provoca ese desplazamiento del gas hacia arriba. La segregación gravitacional es importante en yacimientos cuya permeabilidad vertical es alta.
4. Empuje por gas: sucede de manera natural en yacimientos saturados con una capa inicial de gas o formada al segregarse gas liberado del líquido. Por cualquiera de las dos formas, el gas, por su gran compresibilidad, representa energía acumulada para producir hidrocarburos. A medida que se produce petróleo, dicha capa de gas se expande, desplazando al petróleo hacia las zonas de menor presión como los pozos productores.
5. Empuje por agua: existen yacimientos, ya sean saturados o subsaturados, que se encuentran en contacto con un acuífero que se expande, aporta y transmite parte de la energía que posee al yacimiento, en toda la interfase agua/petróleo. Esta expansión del agua barre al petróleo hacia los pozos productores.
Mecanismo Artificial:
1. Inyección de fluidos: como todos sabemos el objetivo principal es tener la mayor y más eficiente tasa de producción posible de gas y/o petróleo, pero a medida que pasa el tiempo, el volumen de hidrocarburos producidos es mayor y la presión del yacimiento es menor. En consecuencia, se llegará a un momento en el que la energía del sistema productor no es suficiente para producir gas y/o petróleo, por lo que se requiere reforzar la presión del yacimiento. La mejor manera de hacer esto es inyectado fluidos a alta presión, los más usados son agua y gas que pueden usarse simultáneamente si es necesario. Actualmente, se utilizan otros fluidos para estimular la presión del yacimiento, entre los que se encuentran la combustión in situ, las modalidades de inyección de vapor, la inyección de otras sustancias miscibles, inyección de dióxido de carbono líquido.
