Mecanismos Naturales de Producción

Un yacimiento de hidrocarburos es un medio poroso en cada una de cuyas zonas existe una, dos o tres fases inmiscibles: agua, petróleo, y gas. Para extraer el petróleo contenido en los yacimientos hay que perforar pozos, que conforman la unidad básica de producción o punto de drenaje. Un yacimiento puede contener desde solo algunos pozos a cientos de ellos.

La producción de un pozo alcanza un nivel máximo y a partir de allí declina hasta un límite que puede ser concebido por razones físicas o económicas según las características del yacimiento. Cuando el pozo alcanza su límite a nivel físico, las fuerzas capilares que se desarrollan entre los fluidos y los poros de la arena que los contiene, dejan atrapados al petróleo y este deja de fluir por su mecanismo natural de producción o mecanismo de empuje.

La recuperación de petróleo por mecanismos naturales de producción se conoce con el nombre de recuperación primaria y se refiere a la producción de petróleo desde el yacimiento sin el uso adicional de ningún proceso, es decir, se produce únicamente por acción de la energía propia del reservorio.

Veamos las características de los principales mecanismos de empuje:

Mecanismo de Empuje por gas en solución:

• El empuje por gas en solución es también llamado empuje por gas disuelto; es comúnmente comparado con el efecto de los gases en las bebidas gaseosas al abrir el envase. En este caso la energía para transportar y producir los fluidos de un yacimiento se deriva del gas disuelto en el petróleo.


• Es el principal mecanismo de empuje para aproximadamente un tercio de los reservorios de petróleo del mundo.


• No existe producción de agua ya que la saturación de agua esta cerca del valor irreducible.


• La presión inicial del yacimiento está sobre o igual a la presión de burbujeo y declina rápida y continuamente.


• La recuperación de petróleo para este mecanismo usualmente está en el rango de 5 al 20% del POES.

Mecanismo de Empuje de agua:

• Este mecanismo de empuje se produce por la apreciable expansión de agua del acuífero que debe formar parte del sistema. A medida que se reduce la presión, el agua se expande, e invade yacimiento, reemplazando parcialmente los fluidos extraídos del mismo.
  
• En este tipo de yacimientos no existe capa de gas y la producción de agua inicia muy temprano e incrementa en cantidades apreciables. La conificación en este tipo de yacimientos puede convertirse en un problema.
  
• La presión del yacimiento permanece alta por influencia del acuífero.
  
• La recuperación de petróleo para este mecanismo usualmente está en el rango de 30 al 60% del POES.
  
  

Mecanismo por capa de gas:

• Este mecanismo de empuje se produce porque a medida que se reduce la presión, la capa de gas se expande causando un desplazamiento inmiscible del petróleo.
• La presión inicial del yacimiento es igual a la presión de burbujeo.
• La recuperación de petróleo para este mecanismo usualmente está en el rango de 20 al 40% del POES.
  
  

Mecanismo por segregación gravitacional:

• Este mecanismo de empuje se produce cuando existe suficiente permeabilidad vertical para permitir que las fuerzas gravitacionales sean mayores que las fuerzas viscosas dentro del reservorio.
• Generalmente no poseen capa de gas, pero la recuperación será mayor si existe alguna.
• La presión tiende a mantenerse.
• La recuperación de petróleo para este mecanismo usualmente está en el rango de 25 al 80% del POES.
• Es el mecanismo de empuje primario más eficiente.

Mecanismos de Recuperación en la Ingeniería de Yacimientos:

Generalmente hay dos o más mecanismos naturales de producción en el yacimiento, pero se toma como mecanismo de producción aquel que predomina en el mismo. El tipo del mecanismo de recuperación tiene una influencia importante sobre el porcentaje de hidrocarburos del reservorio que serán recuperables, y forma parte fundamental en el análisis de Balance de materiales que realiza el Ingeniero de Yacimientos.

Es una de las labores principales de dicho Ingeniero, determinar cual es el mecanismo de producción natural del yacimiento y utilizar métodos adicionales que permitan que se mantenga la energía que aporta el método de recuperación primaria para alcanzar el mayor porcentaje de recobro posible. En una primera fase el yacimiento produce por declinación natural, luego se le alargará su vida aplicándole procesos de recuperación secundaria, y finalmente podría ser sometido a procesos de recuperación terciaria, hasta alcanzar su límite económico y/o físico.

Esto forma parte de la vida del Ingeniero de Yacimientos, conjuntamente con geólogos y petrofísicos, maximizar la vida y el recobro de petróleo en cada pozo. Hoy en día poseen como apoyo potentes simuladores matemáticos para predecir el comportamiento y el recobro final de un yacimiento, incluyendo los pozos que deben ser perforados, la mejor forma de producirlos, el proceso de recuperación suplementaria más recomendable desde el punto de vista técnico y económico.