C.H.O.P.S.
C.H.O.P.S.
1) Introducción
En la actualidad las reservas de hidrocarburos livianos se encuentran mermando cada vez a mayor velocidad debido que son más valiosos y a su vez más fáciles de extraer y los descubrimientos de nuevos yacimientos de este tipo son cada vez más escasos, es por ello que la industria petrolera ha vuelto su mirada a los crudos pesados y extrapesados, sin embargo con este nuevo auge también han surgido nuevos problemas y quizás el más significativo de ellos se dé en el proceso de extracción de estos crudos, es por ello que la tecnología se ha avocado a desarrollar nuevos métodos y técnicas así como a perfeccionar los ya conocidos que permitan la explotación de manera eficiente y rentable de este tipo de crudo. Entre estas técnicas se encuentra la “Cold Heavy Oil Producition with sand (C.H.O.P.S.)” la cual será objeto de estudio del presente trabajo.
2) Resumen
El siguiente trabajo de desarrolla con la finalidad de obtener información acerca de la técnica de recobro de hidrocarburos producción fría de petróleo pesado con arena (C.H.O.P.S por sus siglas en inglés). Se detallaran durante el desarrollo puntos clave acerca de esta técnica tales como la definición de la técnica en sí y factores que la implican, características necesarias (roca y fluido), y comportamientos de las diferentes sustancias involucradas en el proceso. Se tratará adicionalmente de mencionar los equipos y procesos que teóricamente pueden aumentar la eficiencia del método así como también las condiciones de hidrocarburos que mejor resultados suelen dar. También se analizaran las posibles ventajas de este método contra otros métodos de recobro conocidas.
3) Desarrollo
3.1) Método C.H.O.P.S: Concepto
CHOPS es la abreviación de la frase en inglés “Cold Heavy Oil Production with Sand”, es decir, producción fría de crudo pesado con arena. Esta es una técnica de producción de crudo pesado, que consiste en provocar de manera deliberada la producción de arena junto con el petróleo y mantener este influjo a lo largo del tiempo. Existen varios opiniones para clasificar esta técnica, sin embargo, en casi todas se considera como un método de recobro primario dado que la arena y el crudo llegan por si solos al pozo (por expansión del gas, segregación gravitacional, etc.) aunque una vez ahí se utilizan sistemas de levantamiento. Tiene la cualidad de ser producido todo el proceso a temperatura de yacimiento, de ahí la expresión Cold (frío).
3.2) Factor C.H.O.P.S.: Concepto
La tasa de un pozo al que se le aplique la técnica CHOPS se puede estimar al introducir el concepto del factor CHOPS. Este factor es un escalar que representa el número de veces que se incrementa la tasa de producción inicial (Qo) de un pozo vertical convencional gracias a la aplicación de la técnica de producción con arena. La expresión sería la siguiente:
EC.) Qo(CHOPS) = Qo× Factor CHOPS
De esta manera el Factor CHOPS es un escalar que resulta de la relación Qo(CHOPS)/Qo(convencional), y este ha sido estimado a partir de las estadísticas de producción de los campos canadienses que han producido inicialmente de modo convencional y luego se han convertido a pozos CHOPS.
3.3) Método C.H.O.P.S: Características necesarias (roca-fluido)
Para que la aplicación de la técnica sea efectiva y rentable son necesarios ciertos requerimientos mínimos, fundamentalmente de la roca y del fluido, los cuales mencionaremos a continuación.
3.3.1) Características de la roca
• Las arenas del yacimiento son regularmente de grano fino a medio y de “poco consolidados” a “no consolidados” para lograr el incremento de la productividad del yacimiento por medio de la producción de arena.
• Poseen altas porosidades que se encuentran entre el 26 y 32%.
• Las permeabilidades son mayores a los 2 darcys.
• El espesor de arena donde se ha aplicado la técnica varía de los 10 a los 40 pies aproximadamente.
• La saturación de petróleo en las arenas debe ser alta, preferiblemente la saturación de agua debe ser la connata y no existir capa de gas.
• Las profundidades del yacimiento están entre 1640 y 2500 pies aproximadamente los cuales se consideran yacimientos someros.
3.3.2) Características del fluido
• Se aplica en yacimientos de petróleo pesado y extra pesado.
• Por ser crudos pesados y extrapesados sus viscosidades son altas, superan los 1000cp
• La cantidad de gas en solución es baja.
• En algunos casos las altas viscosidades contribuyen a que se observe el fenómeno de crudo espumante, el cual ayuda al incremento de la producción.
3.3.3) Características de la completación (campos canadienses)
Adicionalmente por la experiencia de la aplicación de esta técnica en campos canadienses también se tienen ciertas características recomendables en cuanto a la completación de los pozos que se sabe utilizaran esta técnica
• Se usan perforaciones de aproximadamente de 1 pulgada.
• El espaciamiento de las perforaciones varía de 8 a 12 tiros por pie, raramente se usa un espaciamiento más cerrado, y la perforación bajo balance da mejores resultados que la perforación sobre balance.
• En arenas con espesores menores a 20 pies se perfora todo el intervalo productor.
• Se usan bombas de cavidad progresiva, las cuales se colocan de manera tal que la entrada de la bomba quede entre 3 y 6 pies por debajo de la última perforación
3.4) Método C.H.O.P.S.: Producción de crudo
• La tasa inicial de crudo está relacionada con las prácticas de bombeo, la viscosidad y el gas en solución del petróleo.
• La tasa de petróleo generalmente se incrementa en un periodo de varios meses, alcanzando una tasa de producción pico o máxima que puede ser entre un 30 y 60% más alta que la tasa inicial.
• Después que se alcanza la tasa máxima, los pozos usualmente experimentan una declinación gradual, pero esto también depende en parte de las prácticas de bombeo.
• Después de un periodo de producción que puede durar varios años, el pozo gradualmente declina hasta su tasa económica, punto en el cual es intervenido para tratar de restablecer su producción.
3.5) Método C.H.O.P.S.: Producción de Arena
• Inmediatamente después del inicio del flujo de petróleo y arena, la fracción del volumen de arena es extremadamente alta, con frecuencia hasta un 30-45% del total del volumen de líquidos y sólidos producidos. Esta alta tasa inicial de arena depende del yacimiento y la viscosidad del crudo, yacimientos con viscosidad baja pueden tener un pico de hasta 20%, mientras que yacimientos con alta viscosidad y alto contenido de gas pueden exceder tasas de arena por encima del 50% del volumen total de petróleo, agua y arena.
• La tasa de arena tiende a disminuir en un periodo semanas o meses hasta valores entre 1% y 8% del volumen total de líquidos y sólidos producidos.
• En los crudos más viscosos, viscosidades superiores a los 2000cp, con Frecuencia existe una producción de arena por varios meses entre el 10 y el 20%, antes de que empiece a declinar a una producción estable de 2 a 6%, la cual puede ser mantenida por muchos meses o aún por varios años.
3.6) Método C.H.O.P.S.: Características para un proceso exitoso.
· Se Necesitan las condiciones correctas del yacimiento
· Se necesita completar el pozo pensando en la utilización del método C.H.O.P.S.
· Se necesita la utilización de bombas PC
· Debe ocurrir un desplazamiento continuo de arena.
· No deben existir zonas de agua libre en el yacimiento
· Preferiblemente debe existir suficiente gas en solución
4) Conclusiones
· Primeramente se puede concluir que el método CHOPS no es un método de recobro mejorado dado que no se le suministra energía a el yacimiento en ningún momento
· El método CHOPS requiere de características muy especificas para su utilización entre las cuales destaca el hecho de que el crudo debe ser pesado o extrapesado
· Es un método más rentable que cualquier método de recobro térmico usado para crudos pesados y no causa mayor daño al yacimiento.
· Es necesario el uso de bombas PC que permitan el manejo de grandes cantidades de arena
· Lógicamente mientras las bombas operen de manera continua por más tiempo mejor será la producción.
5) Bibliografía
· Dusseault, M. (2002) Cold Heavy Oil Production with Sand in the Canadian Heavy Oil Industry. Alberta Deparment of Energy.
· Desorches, J (1998) Stress Measurements for sand control. SPE 47247
· Boardman D, SPE Lopez, S., Pineda, F., Zerpa. Evaluation of production methods in heavy
oil reservoirs. SPE 53691
· Latil M. Enhaced Oil Recovery (1980). Editions Technip 27.
Creado por Daniel Barreto
