Petróleo bypaseado por intrusión de agua en reservorios con empuje hidráulico de fondo

Abstract

La energía que hace posible el desplazamiento de fluidos desde el reservorio hasta el pozo se denomina mecanismo natural de producción. En un mismo reservorio pueden coexistir diferentes mecanismos de producción e ir variando a lo largo de la vida productiva del reservorio; sin embargo, siempre hay un mecanismo predominante. El mecanismo por impulsión de agua o empuje hidráulico es uno de los mecanismos primarios que mayor energía provee al reservorio de hidrocarburos en comparación a otros mecanismos como el gravitacional, gas en solución, capa de gas, etc. Sin embargo, el acuífero que provee el empuje, constituye un gran problema cuando empieza a dejar de lado ingentes cantidades de petróleo durante su recorrido hacia el pozo. Se desprende, entonces, el concepto de Petróleo Bypaseado (término castellanizado en el presente estudio), que es definido como el petróleo móvil que no puede ser drenado por los pozos existentes y permanecerá en el reservorio si no son modificadas las condiciones actuales. El desplazamiento de petróleo por agua es controlado por fuerzas viscosas, gravitatorias y capilares así como por la heterogeneidad del reservorio definida por la variación de la permeabilidad. Para tasas de producción por debajo de una tasa crítica, el desplazamiento de la interface sucede de forma estable. Sin embargo, las tasas de producción económicamente viables deben superar la tasa crítica lo cual causa un desequilibrio entre las fuerzas que gobiernan el desplazamiento con la consiguiente intrusión de agua y bypaseo de petróleo. La intrusión de agua puede ser de fondo o lateral. Los efectos pueden manifestarse mediante conificación y canalización principalmente causando el bypaseo de más del 50% de petróleo móvil original; constituyendo, por tanto, un significante problema y/o reto en la industria petrolera. El presente estudio busca enfocar el problema del petróleo bypaseado por intrusión de agua en el sistema de fondo. El enfoque empieza por comprender la dinámica del desplazamiento de fluidos para ambos sistemas; luego, busca cuantificar el petróleo que podría ser bypaseado en ambos escenarios conjuntamente con herramientas de predicción para finalmente, proponer estrategias que podrían mejorar la recuperación de petróleo en los sistemas de fondo y lateral. A fin de predecir el comportamiento de reservorios con empuje de agua, se emplean modelos analíticos existentes con sus respectivas consideraciones teóricas y limitaciones. Se estudian asimismo, los criterios a tener en cuenta para la utilización de los modelos matemáticos, las cuales convenientemente pueden predecir una tasa de producción crítica, tiempo de irrupción (breakthrough time), corte de agua así como porcentaje de petróleo móvil que podría ser recuperado. Entre los modelos analíticos en estudio se encuentra el de Kuo y DesBrisay así como sus auxiliares el de Sobocinsky y Bournazel. La validación en Simulación emplea el modelo de acuífero de Fetkovich. Determinar el volumen de petróleo bypaseado es de suma importancia ya que puede abrir paso a proyectos de recuperación posterior. Finalmente se propone técnicas que podrían contrarrestar y/o reducir el fenómeno del bypaseo de petróleo. Para su demostración, el estudio es aplicado en un reservorio de la selva peruana con empuje hidráulico de fondo.