Mecanismo de producción (parte I)

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Mecanismo de Producción: para que exista un mecanismo de producción deberá existir una fuerza para que el fluido llegue a superficie, esto puede ser de manera natural ó inducido (artificial).
Estos mecanismos se clasifican de la siguiente manera:
1. Comprensibilidad de la roca y de los fluidos: c = – 1/V * dV / dP
En la roca disminuye la presión, lo que permite que la roca se expanda esto hace que disminuya el volumen poroso. Esta expansión se va desplazar por donde haiga menos compactación de los granos lo que implica que el fluido tenga un menor volumen que ocupar.
En el caso de los fluidos, se va a reducir la presión esto permite que se expandan los fluidos y este se va a dirigir hacia la zona donde hay menos presión (Pozo).
Comprensibilidad de los líquidos: V = Vi [1+ c*(Pi-P)]
Comprensibilidad de los gases: Cg = 1/P – 1/Z*dz / dP

2. Liberación de gas en solución:
El Empuje por Gas en Solución es a veces llamado Empuje por Gas Interno, Empuje por Gas Disuelto, Empuje por Depletación, Empuje Volumétrico o Empuje por Expansión de Fluidos. Este es el principal mecanismo de empuje para aproximadamente un tercio de todos los reservorios de petróleo del mundo. En un reservorio de Empuje por Gas en Solución no existe capa de gas o Empuje por Agua. La saturación de agua promedia dentro del volumen poroso esta cerca del valor irreducible.
La presión inicial del reservorio está sobre o igual a la presión del punto de burbuja. Si asumimos que la presión inicial esta sobre la presión del punto de burbuja, entonces la presión como consecuencia de la producción declinará rápidamente hasta el punto de burbuja. Durante este periodo, todo el gas en el reservorio permanece en solución. Este proceso es a menudo definido como Empuje por Expansión de Fluidos.
Una vez que la presión ha declinado hasta la presión del punto de burbuja, la producción adicional causará que esta decline por debajo del punto de burbuja con la consiguiente evolución del gas libre en el reservorio. Después que la saturación de gas excede la saturación crítica, este se hace móvil.
A fin de que no se forme una capa de gas, la permeabilidad vertical debe ser pequeña. Sobre la base de esto el gas libre fluirá en el reservorio y permitirá que se incremente el GOR observado en los pozos. El mecanismo principal se debe al empuje del gas y a la expansión del petróleo. El efecto de la expansión del agua y de la roca es pequeño si se compara a la energía de un gas libre altamente expansible. La eficiencia de recuperación sobre el punto de burbuja esta normalmente en el rango de 3% o menos.
La recuperación de petróleo para este mecanismo usualmente esta en el rango de 5 a 30 % del petróleo original en-sitio. Los factores que tienden a favorecer una alta recuperación incluyen alta gravedad API del crudo (baja viscosidad), alto GOR de solución y homogeneidad de la formación.
Los métodos que han sido desarrollados para predecir la recuperación de petróleo incluyen el método de Muskat, diversas variaciones del método de Tarner, balance de materiales por diferencias finitas, técnicas estadísticas y Simulación Numérica.

3. Segregación Gravitacional:
En un reservorio de empuje por segregación, el gas libre a medida que sale del petróleo, se mueve hacia el tope del reservorio mientras que el petróleo hacia abajo debido a la permeabilidad vertical. Para que esto ocurra debe existir suficiente permeabilidad vertical para permitir que las fuerzas gravitacionales sean mayores que las fuerzas viscosas dentro del reservorio. Aunque algunos de estos reservorios no tienen una capa de gas inicial, la recuperación será mayor si esta existe. Un mecanismo similar denominado drenaje gravitacional ocurre si es que el reservorio tiene un gran buzamiento. En este caso el petróleo se mueve hacia abajo y el gas hacia arriba, pero el flujo es paralelo al ángulo de buzamiento, en vez de ser perpendicular a este. En la mayoría de los casos el drenaje gravitacional y empuje por segregación se consideran como el mismo mecanismo.
Si no se considera el aspecto económico, este es el mecanismo de empuje primario más eficiente. Las eficiencias de recuperación están en el rango de 40 a 80 %.

Las características de producción que indican la ocurrencia de un drenaje gravitacional o segregación son las siguientes:

(a) Variaciones del GOR con la estructura.
(b) Aparente mejora del comportamiento de la permeabilidad relativa gas/petróleo.
(c) Aparente tendencia al mantenimiento de presión.