INTRODUCCIONEl 85% de la produccin mundial de petrleo se obtiene actualmente por mtodos de recuperacin primaria y secundaria con un recobro promedio del 35% de petrleo in situ.Como esta recuperacin es todava baja, para incrementarla se han desarrollado nuevos mtodos y tcnicas de recobro mejorado de petrleo, EOR (Enhanced Oil Recovery), los cuales en su mayora involucran la inyeccin de un fluido, gas o lquido, dentro del yacimiento.

Hoy en da, la inyeccin de agua es el principal y ms conocido de los mtodos EOR, hasta la fecha es el proceso que ms ha contribuido a la recuperacin extra de petrleo. No obstante, se considera que, despus de una invasin con agua, todava queda en el yacimiento ms del 50% del petrleo original in situ.1. Produccin primaria, secundaria y terciariaHistricamente las tcnicas de recuperacin de petrleo han sido clasificadas en funcin al momento, dentro de la vida productiva del yacimiento, en que "tradicionalmente" se esperaba su implementacin. Esta clasificacin basada criterios cronolgicos origin la tradicionalmente conocida divisin de los mecanismos de recuperacin en primaria, secundaria y terciaria.La produccin primaria es la generada por los mecanismos de drenaje o energa naturalmente existente en los yacimientos de hidrocarburos tales como la expansin monofsica, la presencia de gas disuelto, casquetes de gas, acuferos, segregacin gravitacional, etc.La recuperacin secundaria ha sido tradicionalmente implementada en una segunda etapa, fundamentalmente para contrarrestar el declino de la produccin primaria. Dentro de esta categora se incluyeron inicialmente a la inyeccin de agua y a la inyeccin de gas, procesos cuya finalidad principal es la de mantener la presin del yacimiento. La produccin terciaria es producto de las tcnicas de recuperacn implementadas con posterioridad al "waterfloodingf'. Estas tcnicas por lo general consisten en la inyeccin de materiales o productos normalmente no presentes en el yacimiento como diversos gases miscibles, productos qumicos, solventes, energa trmica, etc.La figura presenta un esquema de los diferentes mecanismos de produccin de petrleo.

Esta clasificacin "cronolgica" presenta el inconveniente de que en muchas ocasiones estos procesos no se aplican en el orden mencionado. Un claro ejemplo, lo constituyen los yacimientos de petrleos pesados (viscosos) donde su explotacin es viable nicamente a partir de la implementacin de procesos trmicos desde un primer momento. Como este, existen muchos otros ejemplos donde tcnicas de produccin terciaria deben ser aplicados en una primera o segunda etapa del desarrollo de un campo. Por estos motivos el trmino "recuperacin terciaria" ha cado en desuso paulatinamente y en su lugar se ha adoptado el termino"Enhanced Oil Recovery' (EOR).El obietivo de los EOR es el de incrementar el factor de recuperacin por encima del encanzable via procesos de recuperacin primaria y secundaria. En promedio cuando estas dos tcnicas iniciales son aplicadas exitosamente (simultnea o sucesivamente) es posible recuperar entre un 30% y un 50% del petrleo original in situ.El petrleo remanente constituye el objetivo de las tcnicas EOR. Algunos autores estiman que potencial existente en la actualidad, es decir la cantidad de petrleo sobre el que se podran aplicar tcnicas EOR, es del orden del 70% del POIS descubierto, por lo que an pequeos incrementos en el factor de recuperacin global significaran enormes volmenes adicionales de produccin.Existen numerosos procesos y metodologas de aplicacin de tcnicas EOR. Su clasificacin no es una tarea trivial y diversas opiniones se encuentran al respecto en la literatura especializada. Una clasificacin general divide los procesos EOR en tres grandes categoras: trmicos, solventes o qumicos. Hay que destacar que cada una de estas categoras puede subdividirse a su vez en procesos o tcnicas muy diferentes entre si o que incluso algunos procesos pueden incluirse en mas de una categora. Finalmente se debe apreciar que hay procesos como el "microbial enhanced oil recovery" (MEOR) que podran constituir una categora totalmente independiente. A continuacin se presenta una clasificacin general de los procesos EOR.La figura muestra los diferentes procesos de recuperacin de petrleo, estos se clasifican en convencionales y procesos EOR.

2. Mecanismos de produccin primariaLos fluidos contenidos en una roca reservorio deben disponer de una cierta cantidad de energa para que puedan ser producidos. Esa energa, que recibe el nombre de energa natural o primaria, es el resultado de todas las situaciones y circunstancias geolgicas por las cuales el yacimiento pas hasta formarse completamente.Para conseguir vencer toda la resistencia ofrecida por los canales porosos, con sus tortuosidades e estrangulamientos y desplazarse para los pozos de produccin, es necesario que los fluidos estn sometidos a una cierta presin, que es la manifestacin ms sensible de la energa del reservorio. Para que exista produccin, es necesario que otro material venga a llenar el espacio poroso ocupado por los fluidos producidos. De un modo general, la produccin ocurre debido a dos efectos principales:1.- la descompresin (que causa la expansin de los fluidos contenidos en el reservorio y contraccin del volumen poroso); y2.- el desplazamiento de un fluido por otro fluido (por ejemplo, la invasin de la zona de petrleo por un acufero). El conjunto de factores que hacen desencadenar esos; efectos se le da el nombre de Mecanismo de Produccin de Reservorio.Estos mecanismos de produccin primaria son: el empuje con agua, el empuje por gas en solucin, la expansin de la roca y los fluidos, el empuje por capa de gas y el drenaje pro gravedad.

2.1 Empuje con aguaUn yacimiento con empuje de agua tiene una conexin hidrulica entre el yacimiento y una roca porosa saturada con agua denominada acufero, que puede estar por debajo de todo el yacimiento o de parte de l. A menudo los acuferos se encuentran en el margen del campo, corno se observa en la figura El agua en un acufero est comprimida, pero a medida que la presion del yacimiento se reduce debido a la produccin de petrleo, se expande y crea una invasin natural de agua en et lmite yacimiento-acufero. La energia del yacimiento tambin aumenta por la compresibilidad de la roca en el acufero. Cuando este es muy grande y contiene suficiente energa, todo el yacimiento puede ser invadido con esa agua.

El factor de recuperacin de este tipo de reservorio es normalmente alto, cerca del 30-50%, del petrleo original in situ. Este valor relativamente alto se debe principalmente al hecho de que la presin permanece alta, adems los caudales tambin permanecen altos, se mantienen las caractersticas de los fluidos prximas a las originales.En la figura, la relacin agua-petrleo aumenta continuamente, comenzando por los pozos ubicados en las partes mas bajas de la estructura. Los pozos deben ser en la zona de petrleo en una posicin un poco apartada del contacto petrleo-agua para evitar la produccin prematura de agua.

S el acufero no puede suministrar suficiente energa para alcanzar los caudales deseados de extraccin de los fluidos, manteniendo la presin del yacimiento, se puede implementar un programa de inyeccin de agua en el borde de ste para suplementar su energa natural. Este programa se denomina mantenimiento de presin con inyeccin de agua.Empuje por gas en SolucinEl petrleo crudo bajo ciertas condiciones de presin y temperatura en los yacimientos puede contener grandes cantidades de gas disuelto. Cuando la presin del yacimiento disminuye, debido a la extraccin de los fluidos, el gas se desprende, se expande y desplaza el petrleo del yacimiento hacia los pozos productores, tal como se observa en la figura.Un aspecto del problema es que el gas comienza a fluir muy temprano. Debido a sus caractersticas de densidad y viscosidad, el gas ya comienza a fluir en el medio poroso para saturaciones todava pequeas. El problema se ampla rpidamente, mientras el gas va fluyendo cada vez ms fcilmente el petrleo va teniendo una dificultad creciente de moverse por la roca.

Al ser producido en grandes cantidades e desde muy temprano, el gas lleva consgo la energa del reservorio, haciendo con que la presin decline rpida y continuamente. Esta es una caracterstica marcante de los reservorios que producen bajo este mecanismo. La rpida cada de presion provoca una grande liberacin de gas de solucin, lo que hace que el GOR, generalmente bajo en un inicio, crezca tambin rpidamente, alcanzando un valor mximo que corresponde a un nivel ya bien bajo de presin. La continua cada de la presin hace con que el caudal de produccin de gas se reduzca con la consecuente reduccin de la relacin gas-petrleo.La figura presenta curvas de relacin gas-petrleo y presin vs tiempo de produccin tpica de este tipo de reservorio.

Otro aspecto marcante de este mecanismo son las bajas recuperaciones, tpicamente inferiores al 2Ao/o del volumen original in situ. La energa se agota rpidamente, haciendo que los caudales de produccion caigan muy temprano para valores antieconmicos. Esto lleva al abandono de reservorio, mismo cuando la cantidad de petrleo restante todava es bastante significativa. Las grandes cantidades de petrleo dejadas en estos reservorios se vuelven fuertes candidatos a proyectos de inyeccin de agua.Expansin de la roca y de los fluidosUn petrleo crudo es subsaturado cuando contiene menos gas que el requerido para saturar e! petrleo a la presin y temperatura del yacimiento. Cuando el petrleo es altamente subsaturado, mucha de la energa del yacimiento se almacena por la compresibilidad de la roca y de los fluidos; como consecuencia, la presin declina rpidamente a medida que se extraen los fluidos hasta que se alcanza la presin de burbujeo. Entonces, este empuje por gas en solucin se transforma en la fuente de energa para el desplazamiento de los fluidos.Un yacimiento subsaturado se puede identificar por los datos de presin yacimiento, realizando un anlisis de los fluidos del yacimiento o mediante un comportamiento PVT. Estos yacimientos son buenos candidatos para la inyeccion de agua con el fin de mantener alta la presin del yacimiento y para incrementar la recuperacin de Petrleo.

Empuje Por capa de gasCuando un yacimiento tiene una capa de gas muy grande, como se muestra en la figura, debe existir una gran cantidad de energa almacenada en forma de gas comprimido, el cual provoca la expansin de la capa a medida que los fluidos se extraen del yacimiento, de modo que el petrleo se desplaza por el empuje del gas ayudado por el drenaje por gravedad. La expansin de la capa de gas est limitada por el nivel deseado de la presin del yacimiento y por la produccin de gas despus que los conos de gas llegan a los pozos productores.

La figura presenta curvas que representan el comportamiento tpico de este mecanismo de produccin.

El tamao relativo de la capa de gas es de mayor importancia para el desempeo del mecanismo. Cuanto mayor fuera el volumen de gas de la capa cuando comparado con el volumen de petrleo, ambos medidos en condiciones de reservorios, mayor ser la actuacin de la capa, que se traduce principalmente por el mantenimiento de la presion en niveles elevados durante un tiempo mayor. La presion cae continuamente, sin embargo de forma mas lenta que en el mecanismo de gas en solucin.Existe un crecimiento continuo de la relacin gas-petrleo del reservorio, siendo que individualmente ese crecimiento es ms acentuado en los pozos localizados en la parte superior de la estructura.En este tipo de mecanismo se espera recuperaciones entre 20% y 30% del petrleo original in situ. La recuperacin del petrleo es funcin del caudal de produccin. Es necesario un cierto tiempo para que la cada de presin se transmita de la zona de petrleo para la capa y para esta expandirse, lo que no ocurre apropiadamente con un caudal de produccin muy alta.Los yacimientos con capa de gas muy grande no se consideran como buenos candidatos para la inyeccin de agua; en su lugar, se utiliza la inyeccin de gas para mantener la presin dentro de la capa. Cuando en tales yacimientos existe una zona de agua en el fondo, se puede aplicar un programa combinado de inyeccin de agua y gas, tal como se muestra en la figura. Se deben tomar precauciones con estos programas combinados de inyeccin, ya que existe el riesgo de que el petrleo sea desplazado hacia la regin de la capa de gas y quede atrapado al final de la invasin.

Drenaje por gravedad El drenaje por gravedad puede ser un mtodo primario de produccin en yacimientos de gran espesor que tienen una buena comunicacin vertical y en los que tienen un marcado buzamiento. El drenaje por gravedad es un proceso lento porque el gas debe migrar a la parte ms alta de la estructura o al tope de la formacin para llenar el espacio formalmente ocupado por el petrleo y crear una capa secundaria de gas. La migracin del gas es relativamente rpida comparada con el drenaje del petrleo, de forma que los caudales de petrleo son controladas por el caudal de drenaje del petrleo.

INYECCCIN DE FLUIDOSConstituyen mecanismos secundarios de recobro y se implementan con el fin de aumentar la energa que se ha perdido debido a las caidas y presin y el tiempo de produccin. De manera que funcionan como mecanismo de desplazamiento y mantenimiento de la presin. Puede ser por inyeccin de agua o gas

Todos estosmecanismos mencionadospueden considerarse como unmtodoolaenerganecesariageneradaporelyacimientoparalaproduccin de hidrocarburos, lo que se puede reflejar de unamejor forma en la Ecuacin de Balance De Materiales.

Vaciamiento = Energa del yacimiento

La tabla muestra un resumen y algunas caractersticas importantes de los mecanismos de produccin primaria presentes en los yacimientos de petrleo.

Los principales mecanismos de produccin natural son entonces, el empuje de agua, el empuje por gas disuelto y expansin del casquete de gas, etc. Cuando esa energa natural deja de ser suficiente, se impone recurrir a mtodos artificiales para continuar extrayendo el petrleo. Hay cinco mtodos principales de extraccin artificial:Bombeo con accionamiento mecnico:La bomba se baja dentro de la tubera de produccin, y se asienta en el fondo con un elemento especial. Es accionada por medio de varillas movidas por un balancn, al que se le transmite movimiento de vaivn por medio de un tubo pulido de 2 a 5 metros de largo y un dimetro interno de 1 1/2 a 1 3/4 de pulgada, dentro del cual se mueve un pistn cuyo extremo superior est unido a las varillas de bombeo. El 70 % de los pozos de extraccin artificial utiliza este medio, y sus limitaciones son la profundidad que pueden tener los pozos y su desviacin (en el caso de pozos dirigidos).

Bombeo con accionamiento hidrulico:Una variante tambin muy utilizada son las bombas accionadas sin varillas. Se bajan dentro de la tubera y se accionan desde una estacin de bombeo hidrulico, que atiende simultneamente 5 ms pozos desde una misma estacin satlite. Este medio carece de las limitaciones que tiene el bombeo mecnico, y se pueden bombear pozos profundos o dirigidos.

Extraccin con gas o "gas lift" (surgencia artificial):Consiste en inyectar gas a presin en la tubera, para alivianar la columna de petrleo y llevarlo a la superficie. La inyeccin del gas se hace en varios sitios de laDos equipos de bombeo mecnico operan simultneamente en el mismo pozo y extraen petrleo de dos formaciones productivas. En el Yacimiento Chhuido de la Sierra Negra, el ms importante de Argentina, al norte de la provincia de Neuqun.Tubera, a travs de vlvulas reguladas que abren y cierran el paso del fluido automticamente.

Pistn accionado a gas ("plunger lift"):Es un pistn viajero, empujado por gas propio del pozo, y lleva a la superficie el petrleo que se acumula entre viaje y viaje del pistn.

Bomba centrfuga con motor elctrico sumergible:Es una bomba de varias paletas montadas axialmente en un eje vertical, unido directamente a un motor elctrico. El conjunto se baja con una tubera especial que lleva el cable adosado y se baja simultneamente o no con los tubos. Permite bombear grandes volmenes.

Bibliografa:Paris Ferrer, Magdalena . Inyeccin de Agua y Gas en Yacimientos Petrolferos. Segunda Edicin. Maracaibo, Venezuela (2001) http://mipetrosite.blogspot.com/2009/11/mecanismos-de-produccion.htmlhttp://gustato.com/petroleo/Petroleo3.html