Resumen

Con el objetivo de viabilizar la producción de petróleo pesado, los métodos de recuperación térmica son los más utilizados y dentro de esta categoría la inyección de vapor es una de las técnicas más difundidas. El calor es transportado desde la superficie hasta el subsuelo donde se encuentra el yacimiento que contiene el petróleo. Esta operación es realizada por el vapor generado en superficie utilizando el tubo de inyección como eslabón de conexión superficie-fondo. Se analiza la transferencia de calor entre el vapor y el entorno del pozo de inyección a lo largo del tubo, el desafío en este proceso es minimizarlo. Se presenta la simulación tridimensional del flujo líquido-vapor, turbulento y multifásico a lo largo de un dominio de pozo de 100 m compuesto por tubos de inyección, espacio anular, revestimiento y formación rocosa. Con el software ANSYS CFX® 15.0 se evalúa el desempeño de tuberías de baja y alta conductividad térmica, con vapor al 80% de calidad, inyectada a dos flujos diferentes. El tubo con aislamiento (IMT) claramente tiene el mejor rendimiento en comparación con la configuración convencional, para ambos flujos de 1,2 kg/s y 3,3 kg/s. Además, la mayor velocidad de inyección muestra mejores resultados, en términos de la calidad del vapor, cuando se usa una tubería convencional, la calidad en la salida de la tubería es 0,13% superior.

INTRODUCCIÓN

Las compañías petroleras han incrementado la búsqueda de nuevas tecnologías para aumentar el factor de recuperación del petróleo contenido en los yacimientos y reducir los costes de los proyectos de producción 1,2,3,4. Para la producción de petróleos pesados, es decir, petróleos extremadamente viscosos a la temperatura del entorno del yacimiento, el principal enfoque tecnológico consiste en reducir su viscosidad mediante el uso de métodos térmicos 5,6,7,8. La recuperación de petróleo pesado se concibe tradicionalmente como una estimulación térmica del petróleo de baja gravedad API, que puede oscilar entre 4 y 20 °API (1.040 y 930 kg/m³) 9. Los métodos térmicos permiten la producción en yacimientos considerados no comerciales por los métodos de recuperación convencionales. Dado que la viscosidad de los petróleos pesados depende en gran medida de la temperatura, el calentamiento aumenta su movilidad 10. Una de las técnicas más populares es la inyección de vapor. Las consideraciones económicas suelen limitar estos proyectos, ya que requieren un gran capital para su desarrollo.

El vehículo más utilizado para inyectar calor en el yacimiento es el vapor saturado. Se han probado el agua caliente y los gases calentados, pero ninguno es tan eficaz como el vapor 11 de alta calidad. Según un estudio del "Oil & Gas Journal" realizado por Moritis (2000 apud 11), los proyectos de recuperación mejorada de petróleo (EOR) con vapor representaron 417.675 barriles de petróleo al día (BOPD), es decir, el 56% del total de todos los métodos de recuperación mejorada.

• Materias:Crudo pesado Transferencia térmica Vapor
• Subjects:Heavy crude oil Heat transfer Steam
• Palabras claves:Petróleo pesado; Inyección de vapor; Transferencia de calor; ANSYS CFX® 15.0; Calidad de vapor
• Keywords:Heavy oil; Steam injection; Heat transfer; ANSYS CFX® 15.0; Steam quality