Aplicaciones de Sistemas Artificiales en Yacimientos de Gas

Introduccin:

Los Sistemas de levantamiento Artificial por gas de bajo costo han sido tradicionalmente el mtodo de levantamiento artificial preferido en los ambientes de produccin marinos. Las innovaciones introducidas en los sistemas de levantamiento artificial por gas, de alto desempeo y alta confiabilidad, han incrementado las capacidades para mejorar la produccin y la seguridad en las modernas instalaciones submarinas y de aguas profundas de alta presin.

Antecedente Histrico:

Introducido a mediados de la dcada de 1800, el levantamiento artificial por gas es uno de los mtodos de levantamiento artificial ms antiguo en la Industria Petrolera. Sin embargo, las tecnologas tradicionales de levantamiento artificial por gas, en su mayora desarrolladas a partir de la dcada de 1950, no satisfacen todas las actuales demandas de alta presin, alto desempeo y seguridad inherentes a las operaciones de terminacin de pozos submarinos y de aguas profundas. Estas deficiencias estn siendo suplantadas por nuevos equipos que superan las limitaciones de diseo tradicionales.

Antecedente Actual:

La necesidad de nuevos equipos es inminente. Est previsto que la demanda energtica mundial aumenta aproximadamente a razn 1.9% anual hasta el ao 2030. Al menos un 90% de esa demanda ser satisfecha con hidrocarburos, lo que se traduce en 11 millones de b/d [1.7 Milln de m3/d] de petrleo adicional para el ao 2010. Tomando en cuenta un ritmo de declinacin anual de la produccin del 5%, la demanda de petrleo crecer hasta alcanzar casi 44 millones de b/d[7 Millones de m3/d] para el ao 2013. Esta demanda genera preocupacin en torno a las reservas inciertas del futuro. No obstante, muchos especialistas de la industria creen que para entre 50 y un 75% del Petrleo necesario para los prximos 20 aos provendr de activos maduros y estn convencidos de que gran parte de la demanda puede satisfacerse con tecnologas de levantamiento artificial especficas, que incrementen las capacidades de produccin potencial en el largo plazo.

Levantamiento Artificial por Gas:

El levantamiento artificial por gas incrementa el flujo de petrleo mediante la reduccin de la carga hidrosttica de la columna de fluido del pozo (Fig.2). En un pozo que produce por levantamiento artificial por gas, la presin de la tubera de produccin del pozo es una funcin de la cantidad de gas inyectado, las propiedades de los fluidos, las tases de flujo y los parmetros de los pozos y del yacimiento.

Principios del Mtodo de Levantamiento Artificial por Gas:

A lo largo de la vida productiva de un pozo de petrleo, la presin de fondo de pozo (presin dinmica de afluencia) que sustenta la produccin natural, con el tiempo se reduce a niveles tan bajos que el pozo deja de fluir, o bien no logra producir a un rgimen rentable.El levantamiento por gas es una tcnica de levantamiento artificial que utiliza gas de relativamente alta presin inyectado en el pozo desde la superficie, tpicamente entre la tubera de revestimiento y la tubera de produccin, a travs de una vlvula colocada en el pozo de profundidad estratgica. El gas inyectado ingresa en la vlvula y se mezcla con el fluido de la tubera de produccin.

Preventores de Estabilidad de Flujo:

La estabilizacin de la presin de flujo de fondo de pozo generalmente incrementar la produccin total del pozo en cuestin. Este beneficio es particularmente importante en pozos con terminaciones duales, donde dos sistemas independientes operan en el espacio anular de un Pozo.

La tasa de produccin de petrleo que puede llegar a lograrse es un pozo dado en un pozo dado es una funcin de la tasa de inyeccin de gas de superficie (Fig.1). El incremento de la tasa de inyeccin de gas incrementar a su vez el volumen del petrleo producido en el pozo, hasta un punto en que el volumen de gas producido reemplace el petrleo producido, arrojando un rgimen de produccin de petrleo mximo.

Figura 1

Bibliografa:

http://www.slb.com/~/media/Files/resources/oilfield_review/spanish07/spr07/p50_59.pdf

http://www.energia.gob.mx/webSener/shale/shale_sp.html

The U.S. Energy Information Administration y U.S. Geological Survey Fact Sheet 0113-01.

Evaluacin de Los Sistemas de Levantamiento Artificial por Gas.(Factores Que afectan el Desempeo del Pozo)

Los yacimientos de aceite y gas en lutitas se definen como un sistema petrolero de rocas arcillosas orgnicamente ricas y de muy baja permeabilidad, que actan a la vez como generadoras, almacenadoras, trampa y sello.

Para que el sistema funcione como yacimiento se requiere crear permeabilidad a travs de la perforacin de pozos horizontales que requieren fracturamiento hidrulico mltiple, para inducir el flujo de fluidos hacia el pozo.

En Estados Unidos, a partir de la aplicacin exitosa de dichas tecnologas, se inici la produccin comercial de recursos de hidrocarburos en lutitas en la ltima dcada. De acuerdo ala Administradora de Informacin Energtica de Estados Unidos, (EIA, por sus siglas en ingls), la produccin de shale gas pas de representar el 2% de la produccin de gas seco en Estados Unidos en el ao 2000, a ms de 35% en la actualidad. Asimismo, se estima que en 2035 la produccin de shale gas podra ubicarse entre 9.7 millones de millones de pies cbicos (TCF) y 20.5 TCF.

En este pas, las importaciones de gas natural disminuyeron de 11.9 miles de millones de pies cbicos diarios (BCF/d) en 2005, a 9.46 BCF/d en 2011. Adicionalmente se espera que Estados Unidos se convierta en exportador neto de gas natural en 2022, y que en 2035 las exportaciones netas de gas natural asciendan a 7.4 BCF/d.

En lo relativo a las estimaciones internacionales del potencial de gas de lutitas, publicadas por EIA, en el mundo hay alrededor de 6,622 TCF de recursos tcnicamente recuperables ligeramente superiores a las reservas 1P de gas natural que ascienden a 7,360 TCF. De acuerdo a estos estudios, Mxico ocupa el cuarto lugar a nivel internacional con el 10% de los recursos tcnicamente recuperables.

Petrleos Mexicanos (PEMEX) inici los trabajos exploratorios de shale gas-oil a principios del ao 2010. Identific 5 provincias geolgicas con potencial para producir hidrocarburos contenidos en shale:

ChihuahuaSabinas-Burro-Picachos Burgos, Tampico-MisantlaVeracruz

En 2011, PEMEX estim un potencial, considerando principalmente recursos de gas natural, en un rango de 150 a 459 TCF, con un recurso medio de 297 TCF, equivalente a alrededor de 60 miles de millones de barriles de petrleo equivalente (MMMbpe). En 2012, la paraestatal actualiz sus estimaciones para la cuenca de Sabinas-Burro-Picachos-Burgos y Tampico-Misantla, en donde los resultados arrojaron que la proporcin de aceite de lutitas es ms de la mitad de los recursos totales. Cabe mencionar que el recurso medio en trminos de crudo equivalente, de 60 MMMbpe, es el mismo que el de las estimaciones de 2011.

PEMEX ha identificado un rea prospectiva de 43,000 km2. En la fase de evaluacin, la paraestatal contempla realizar estudios ssmicos en un rea de 10,320 km2. Adicionalmente, para acelerar la evaluacin de los recursos en las principales reas prospectivas, el Fondo "Conacyt-Sener-Hidrocarburos" est financiando un proyecto de adquisicin y anlisis de ssmica, bajo la coordinacin del Instituto Mexicano del Petrleo, en las principales reas prospectivas del pas, en una superficie de 2,700 km2.

El desarrollo de dichos recursos significa para el pas una oportunidad nica para incrementar la produccin futura de aceite y gas natural en el largo plazo, as como para detonar beneficios en trminos de inversiones, empleo, recaudacin y desarrollo econmico regional.