MX2012014078A - Recuperacion de aceite. - Google Patents
Recuperacion de aceite.Info
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Abstract
Las modalidades de la presente descripción pueden llevar a cabo uno o más ciclos de recuperación de aceite, que recuperan aceite de un depósito que contiene aceite. El uno o más ciclos de recuperación de aceite pueden incluir proporcionar un flujo de dióxido de carbono supercrítico al depósito que contiene aceite, inyectar un flujo de un tensoactivo al flujo de dióxido de carbono supercrítico, en donde el dióxido de carbono supercrítico y el tensoactivo forman una mezcla, formar una emulsión de la mezcla en agua dentro del depósito para controlar la movilidad del dióxido de carbono supercrítico en el depósito que contiene aceite, reducir el flujo del tensoactivo a un flujo reducido, manteniendo al mismo tiempo el flujo del dióxido de carbono supercrítico al depósito que contiene aceite, y recuperar el aceite desplazado del depósito que contiene aceite.
Description
RECUPERACIÓN DE ACEITE
Campo de la Invención
Las modalidades de la presente descripción se dirigen a la recuperación de aceite; más específicamente, las modalidades se dirigen a procesos para la recuperación de aceite.
Antecedentes de la Invención
La recuperación de aceite de un depósito que contiene aceite puede incluir tres fases distintas. Durante la primera fase, la presión natural del depósito que contiene aceite y/o la gravedad, pueden conducir al aceite dentro de una perforación, y combinada con una técnica de elevación artificial, tal como bombeo, se lleva al aceite a la superficie. Sin embargo, para algunos depósitos que contienen aceite, en la primera fase únicamente se recupera aproximadamente el 10 por ciento del aceite original.
Una segunda fase, para prolongar la vida productiva del depósito que contiene aceite, puede incrementar la recuperación de aceite del 20 a 40 por ciento del aceite original en el lugar. Para algunas aplicaciones, la segunda fase puede incluir inyectar agua para desplazar el aceite y conducirlo a una perforación de producción. En algunas aplicaciones, la reinyección de gas natural ha sido empleada para mantener y/o incrementar la presión del depósito, ya que el gas natural con frecuencia se produce en forma simultánea con la recuperación de aceite.
Sin embargo, con mucho del aceite fácil de recuperar ya recuperado a través de una primera fase y/o la segunda fase, se ha desarrollado una tercera fase de recuperación de aceite distinta. La tercera fase puede ser referida como una recuperación de aceite mejorada. Las técnicas de recuperación de aceite mejorada ofrecen prospectos para producir más del aceite original del depósito que contiene aceite en el sitio, para prolongar en forma adicional de esta manera la vida productiva del depósito que contiene aceite. A nivel mundial, un estimado del aceite en el sitio que no es recuperable a través de la primera fase de la recuperación de aceite o la segunda fase de la recuperación de aceite, lo cual podría ser el objetivo de las técnicas de recuperación de aceite mejorada, es de 377 billones de barriles de aceite. La recuperación de aceite mejorada puede incluir una inyección de fluidos además de agua, tal como corriente, gas, álcali, soluciones de tensoactivos, diversos polímeros o dióxido de carbono (C02).
Para algunas aplicaciones, el fluido se puede mezclar con los hidrocarburos en el depósito que contiene aceite. Esta inyección de fluido puede ayudar a reducir la viscosidad del aceite presente en el depósito que contiene aceite con el objeto de incrementar el flujo de aceite para el depósito de producción.
Sin embargo, la inyección de dióxido de carbono mezclable, puede estar acompañada con una cantidad de inconvenientes. Un problema encontrado es un barrido deficiente del depósito que contiene aceite. Puede ocurrir el barrido deficiente cuando el dióxido de carbono inyectado en el depósito que contiene aceite, fluye a través de las trayectorias de menor resistencia (es decir, zonas más permeables) debido a la baja viscosidad de dióxido de carbono, derivando de esta forma partes significativas del depósito que contiene aceite y del aceite ahí localizado. Además, debido a la baja densidad del dióxido de carbono, el dióxido de carbono inyectado puede elevarse a la parte superior de la formación, y "anular" partes de la formación, conduciendo a un avance temprano del dióxido de carbono en el depósito de producción, dejando menos dióxido de carbono dentro del depósito que contiene aceite para que haga contacto con el aceite.
Para incrementar la efectividad del proceso de recuperación de aceite mejorada, se ha utilizado un tensoactivo para generar una emulsión en la formación. Una emulsión puede generar una viscosidad aparente de aproximadamente 100 hasta aproximadamente 1,000 veces la del dióxido de carbono inyectado, por consiguiente la emulsión puede inhibir o disminuir el flujo del dióxido de carbono en la trayectoria de menos resistencia. En otras palabras, la emulsión puede servir para bloquear los volúmenes del depósito que contiene aceite a través de los cuales el dióxido de carbono puede cortarse, reduciendo de esta forma su tendencia a canalizarse a través de las fisuras, grietas o estratos altamente permeables, y dirigir el dióxido de carbono hacia partes no barridas previamente del depósito que contiene aceite. Por lo tanto, la emulsión puede ayudar a forzar al dióxido de carbono hacia los hidrocarburos recuperables en las partes menos agotadas del depósito que contiene aceite.
Breve Descripción de la Invención
Una o más modalidades de la presente descripción proporcionan un proceso para la recuperación de aceite, e incluyen llevar a cabo uno o más ciclos de recuperación de aceite que recuperan aceite de un depósito que contiene aceite. El uno o más ciclos de recuperación de aceite, puede incluir proporcionar un flujo de dióxido de carbono al depósito que contiene aceite, inyectar un flujo de un tensoactivo al flujo del dióxido de carbono, en donde el dióxido de carbono y el tensoactivo forman una mezcla, formar una emulsión de la mezcla en agua, dentro del depósito que contiene aceite para controlar la movilidad del dióxido de carbono supercrítico en el depósito que contiene aceite, reducir el flujo del tensoactivo a un flujo reducido, manteniendo al mismo tiempo el flujo del dióxido de carbono supercrítico hacia el depósito que contiene aceite, de modo que la presión del agujero inferior permanezca arriba de un valor predeterminado, y se recupere el aceite desplazado del depósito que contiene aceite.
Una o más de las modalidades de la presente descripción incluyen llevar a cabo uno o más ciclos de recuperación de aceite que recuperan aceite de un depósito que contiene aceite. El uno o más ciclos de recuperación de aceite, pueden incluir proporcionar un flujo de dióxido de carbono supercrítico al depósito que contiene aceite, inyectar un flujo de un tensoactivo al flujo de dióxido de carbono supercrítico, en donde el dióxido de carbono supercrítico y el tensoactivo forman una mezcla, formar una emulsión de la mezcla en agua dentro del depósito que contiene aceite para controlar la movilidad del dióxido de carbono en el depósito que contiene aceite, reduciendo el flujo del tensoactivo a un flujo reducido, manteniendo al mismo tiempo el flujo del dióxido de carbono supercrítico hacia el depósito que contiene aceite, de tal modo que el rango de flujo del dióxido de carbono supercrítico permanezca debajo de un valor predeterminado, y recuperar el aceite desplazado del depósito que contiene aceite.
El resumen anterior de la presente descripción, no pretende describir cada modalidad descrita o cada ¡mplementación de la presente descripción. La descripción que sigue ejemplifica de manera más particular las modalidades ilustrativas. En varios lugares a lo largo de la aplicación, se proporciona una guía a través de listas de ejemplos, en donde los ejemplos pueden ser utilizados en diversas combinaciones. En cada caso, la lista mencionada sirve únicamente como un grupo representativo y no debe ser interpretada como una lista exclusiva.
Breve Descripción de las Figuras
La figura 1, es una ilustración gráfica que ilustra el volumen del dióxido de carbono supercrítico inyectado versus tiempo.
La figura 2, es una ilustración gráfica que ilustra el volumen del dióxido de carbono supercrítico inyectado versus tiempo.
Descripción Detallada de la Invención
La presente descripción proporciona procesos para la recuperación de aceite, por ejemplo, recuperación de aceite mejorada. Una o más modalidades incluyen llevar a cabo uno o más ciclos de recuperación de aceite, que recuperan el aceite de un depósito que contiene aceite. Uno o más de los ciclos de recuperación de aceite, incluyen proporcionar un flujo de dióxido de carbono supercrítico, inyectar un flujo de un tensoactivo al flujo del dióxido de carbono supercrítico, en donde el dióxido de carbono supercrítico y el tensoactivo forman una mezcla, formar una emulsión de la mezcla en agua dentro del depósito que contiene aceite para controlar la movilidad del dióxido de carbono supercrítico en el depósito que contiene aceite, reducir el flujo del tensoactivo a un flujo reducido, manteniendo al mismo tiempo el flujo del dióxido de carbono supercrítico hacia el depósito que contiene aceite, de modo que la presión del agujero inferior permanezca arriba de un valor predeterminado, y se recupera el aceite desplazado del depósito que contiene aceite.
En forma sorprendente, se ha descubierto que reducir el flujo del tensoactivo a un flujo reducido, manteniendo al mismo tiempo el flujo del dióxido de carbono supercrítico no origina desviación hacia una emulsión estable enfrente del dióxido de carbono y el tensoactivo en agua dentro del depósito que contiene aceite. En otras palabras, se descubrió de manera sorprendente que al reducir el flujo del tensoactivo no se origina que se colapse una emulsión estable frontal y/o se vuelva insuficiente parta controlar la movilidad del dióxido de carbono. Reducir el flujo del tensoactivo, tal como aquí se describe, puede ser conveniente ya que se puede utilizar una cantidad reducida de tensoactivo para ciertas aplicaciones de recuperación de aceite.
Las figuras de la presente invención siguen una convención de numeración, en donde el primer dígito o dígitos corresponden al número de figura del dibujo, y los dígitos restantes identifican un elemento en el dibujo. Los elementos similares entre las diferentes figuras pueden ser identificados a través del uso de dígitos similares. Por ejemplo, 102 puede ser referencia del elemento "104" de la figura 1, y un elemento similar puede ser referenciado como la 204 en la figura 2.
Una o más modalidades incluyen proporcionar un flujo de dióxido de carbono supercrítico a un depósito que contiene aceite. Las modalidades se dirigen a recuperación del aceite, por ejemplo recuperar aceite del depósito que contiene aceite. Diferentes depósitos que contienen aceite pueden tener diferentes temperaturas; sin embargo, generalmente la temperatura del depósito que contiene aceite puede estar dentro del rango de 30 grados Celsius (°C) a 95 grados °C.
Tal como se utiliza en la presente invención, el término "aceite" se refiere a un liquido que ocurre naturalmente que consiste en una mezcla compleja de hidrocarburos de diversos pesos moleculares y estructuras, y otros compuestos orgánicos, los cuales se encuentran en formaciones geológicas debajo de la superficie terrestre, referido en la presente invención como un depósito que contiene aceite. El término "aceite" también es conocido y puede ser referido como petróleo y/o aceite crudo.
El dióxido de carbono (C02) puede existir en cuatro distintas fases dependiendo de su temperatura y presión. Las cuatro clases son en la forma de un sólido, un líquido o vapor (o gas) y un fluido supercrítico. Un fluido supercrítico es un estado definido de un compuesto, mezcla o elemento arriba de su presión crítica y temperatura crítica. El fluido supercrítico puede comportarse como un líquido con respecto a la densidad, comportándose al mismo tiempo como un vapor, con respecto a la viscosidad. El dióxido de carbono como una presión supercrítico es estable arriba de una presión crítica de 6.9 megapascal (MPa) y una temperatura crítica de 31°C. Para una o más modalidades de la presente descripción, el dióxido de carbono puede estar en un estado fluido ya sea como un líquido y/o fluido supercrítico, y será referido en la presente invención como "dióxido de carbono supercrítico".
El flujo de dióxido de carbono supercrítico puede ser proporcionado al depósito que contiene aceite a través de un depósito de inyección, por ejemplo, una perforación. El depósito que contiene aceite puede incluir una pluralidad de inyección. Para una o más modalidades, el flujo de dióxido de carbono supercrítico al depósito que contiene aceite puede estar en una presión de 800 libras-fuerza por pulgada cuadrada (56.24 Kg./cm2) a 3000 libras-fuerza por pulgada cuadrada (210.92 Kg./cm2) Para algunas aplicaciones, el flujo de dióxido de carbono supercrítico puede ser proporcionado al depósito que contiene aceite a una presión que puede ser mayor a una presión mezclable de un depósito que contiene aceite particular. La presión mezclable se refiere a la presión mínima en la cual el dióxido de carbono supercrítico y aceite en el depósito que contiene aceite son mezclables. La presión mezclable puede variar, debido al menos en parte, a la elaboración química del aceite en el depósito que contiene aceite y/o la temperatura del depósito que contiene aceite.
Una o más modalidades incluyen inyectar un flujo a un tensoactivo de un flujo de dióxido de carbono supercrítico, en donde el dióxido de carbono supercrítico y el tensoactivo forman una mezcla. Para una o más modalidades, la mezcla puede tener una concentración de tensoactivo de 10 partes por millón a 10,000 partes por millón, o preferentemente 100 partes por millón a 5,000 partes por millón.
Tal como se utiliza en la presente invención, un tensoactivo, o agente de superficie activa es una sustancia que disminuye la tensión de la superficie de un medio en el cual se disuelve, disminuye la tensión interfacial de las fases no mezclables y/o estabiliza una emulsión. Los tensoactivos activos pueden incluir una porción polar (hidrofílica), y una porción no polar (hidrofóbica); los tensoactivos algunas veces son llamados un anfifílo, debido a su naturaleza dual. Para las modalidades descritas el tensoactivo es soluble en el dióxido de carbono supercrítico en una o más concentraciones. Los proveedores de tensoactivos, tales como The Dow Chemical Company, Sasol, y Harcros Chemical, por ejemplo, pueden proporcionar tensoactivos adecuados.
Los tensoactivos pueden ser divididos en cuatro grupos con base en sus porciones polares: tensoactivos no iónicos; tensoactivos catiónicos; tensoactivos aniónicos y tensoactivos anfotéricos, los cuales pueden ser referidos como tensoactivos zwiterión icos. Para una o más modalidades, el tensoactivo se selecciona del grupo que consiste en tensoactivos no iónicos, tensoactivos catiónicos, tensoactivos aniónicos, tensoactivos anfotéricos y combinaciones de los mismos.
Los tensoactivos no iónicos en su estado natural, no forman enlaces iónicos. Sin embargo los tensoactivos no iónicos pueden formar enlaces iónicos, si existen, por ejemplo, desprotonados o protonados. Cuando se disuelven en solución, los tensoactivos no iónicos exhiben propiedades de tensoactivo. Los tensoactivos no iónicos pueden prepararse a través de un procedimiento que incluye agregar óxido de etileno a los hidrocarburos de cadena larga con grupos polares terminales, por ejemplo -OH, -COOH, aminas, amidas, etc. El procedimiento incluye grupos etoxi, los cuales son polares por naturaleza y los cuales forman enlaces de hidrógeno con agua. Los ejemplos de tensoactivos no iónicos, incluyen, pero no se limitan a alcoholes alifáticos etoxilados, polioxietileno, ésteres carboxílicos, ésteres de po I ietile n g I icol , éster anhidrosorbitol y derivados etoxilados, ésteres de glicol de ácidos grasos, amidas carboxílicas, condensados de monoalcanolamina , alcoxilatos basados en arnonia, aminas primaras o aminas secundarias, amidas de ácido graso de polioxietileno, alcoxilatos de alquilfenol ramificadas, alcoxilatos de alquilfenol lineales y alcoxilatos de alquilo ramificados. Además del óxido de etileno, también se pueden emplear otros oxiranos (por ejemplo, óxido de propileno, óxido de butileno, etc) con o sin óxido de etileno y en combinación entre sí.
Los tensoactivos catiónicos pueden estar caracterizados
por la porción polar cargada en forma positiva. Los tensoactivos catiónicos pueden incluir un anión inorgánico para equilibrar la carga. Los ejemplos de tensoactivos catiónicos, incluyen pero no se limitan a sales de amonio cuaternario, bromuro de trimetilamonio de cetilo, cloruro de cetilpiridinio, amina de cebo polietoxilada, cloruro de benzalconio, cloruro de bencetonio, aminas con ligaduras de amida, aminas alquilo de polietileno, aminas alicíclicas y 2-imidazolinas de 2-aquil-hidroxietilo.
Los tensoactivos aniónicos pueden estar caracterizados por la porción polar cargada en forma negativa. La carga negativa puede ser equilibrada con un catión, por ejemplo, sodio, asociada con el tensoactivo aniónico. Los tensoactivos aniónicos incluyen pero no se limitan a, sulfatos, sulfonatos, sulfatos etoxilados, sulfatos propoxilados, sulfatos etoxilados, sulfonatos propoxilados y fosfatos.
Los tensoactivos anfotéricos pueden estar cargados en forma negativa, cargados en forma positiva o no iónicos en solución, dependiendo de la acidez y/o pH de la solución. Los tensoactivos anfotéricos pueden contener dos grupos cargados de diferentes signo. Por ejemplo, una carga positiva puede estar asociada con amonio, y una carga negativa puede estar asociada con carboxilato, sulfato o sulfonato. Los ejemplos de tensoactivos anfotéricos incluyen pero no se limitan a betaínas, hidroxisultaínas, óxidos de amina y. carboxilatos a base de imidazol.
Una o más modalidades incluyen formar una emulsión de la mezcla, de dióxido de carbono supercrítico y el tensoactivo, en agua dentro del depósito que contiene aceite para controlar la movilidad del dióxido de carbono supercrítico en el depósito que contiene aceite. Tal como se utiliza en la presente invención, el término "emulsión" se refiere a un sistema en el cual el líquido y/o gotas de un fluido supercrítico se dispersan en un líquido. Quedará entendido que en ciertas modalidades de la presente invención, el dióxido de carbono puede existir como un gas, líquido o fluido supercrítico dependiendo de la temperatura y presión. Tal como se utiliza en la presente invención, una "emulsión" puede incluir una "espuma", la cual se refiere a una dispersión en la cual un gas se dispersa en un líquido. Tal como se utiliza en la presente invención, los términos espuma y emulsión pueden ser utilizados en forma intercambiable.
El dióxido de carbono, el cual es mucho menos viscosa que el aceite o agua, puede moverse más rápido en algunas regiones y direcciones que otros, para crear dedos viscosos a través de los cuales puede fluir una parte significativa de los fluidos inyectados. Algunos de estos dedos pueden llegar prematuramente en un depósito de producción. Disminuir la efectividad tanto del dióxido de carbono inyectado como de la capacidad de bombeo del depósito de producción. Además, la separación por gravedad del agua y el dióxido de carbono pueden dar como resultado la anulación por gravedad, en donde el agua más densa fluye o reside en la zona más baja del depósito que contiene aceite y el dióxido de carbono menos denso fluye o reside en una zona superior del depósito que contiene aceite. La emulsión ayuda a reducir la generación de dedos viscosos y/o la anulación de gravedad que puede resultar, al menos en parte, debido a la viscosidad y densidad menor relativa del dióxido de carbono.
Además, ya que los fluidos fluyen preferentemente en áreas de alta permeabilidad en el depósito que contiene aceite, la emulsión puede incrementar en gran parte la resistencia local para fluir en las regiones más permeables, desviando de esta forma los fluidos inyectados hacia áreas de menor permeabilidad y mejorando la eficiencia de barrido de la recuperación de aceite a través de una mayor parte del depósito que contiene aceite.
En una o más modalidades, la emulsión puede ser formada a partir de un flujo de corte. Por ejemplo, la emulsión puede ser formada a partir de un flujo de corte que ocurre dentro del depósito que contiene aceite. La emulsión puede tener un grado de estabilidad para recuperación de aceite en diversas condiciones asociadas con el depósito que contiene aceite, incluyendo pero sin limitarse a, temperatura, presión, y condiciones químicas en el depósito que contiene aceite. La emulsión puede propagarse a través del depósito que contiene aceite, por ejemplo a través de una emulsión frontal.
En algunas modalidades, la adición de tensoactivo al dióxido de carbono supercrítico, será aplicada a un depósito que contiene aceite, en donde se agregó el dióxido de carbono supercrítico sin tensoactivo previo al depósito que contiene aceite en una secuencia alternativa que implica inyección de agua (un proceso alguna vez es conocido como ciclo WAG, gas de alternación de agua). Debido a la generación de dedos o canalización del dióxido de carbono, aquí descritos, las regiones con alta permeabilidad probablemente pudieron haber sido barridas más profundamente, o preferentemente durante el proceso de dióxido de carbono libre de tensoactivo anterior. Las regiones con menos permeabilidad podrían contener aún más aceite recuperable debido a la aplicación previa menos eficiente de dióxido de carbono. En esencia, la adición de tensoactivo continuará el proceso de recuperación en zonas que fueron barridas en forma deficiente a través de la aplicación de ciclos de dióxido de carbono (libre de tensoactivo)/agua solos.
Una o más modalidades incluyen reducir el flujo del tensoactivo a un flujo reducido manteniendo al mismo tiempo el flujo del dióxido de carbono supercrítico al depósito que contiene aceite, de modo que una presión del agujero del fondo permanezca arriba de un valor predeterminado. Tal como aquí se describe, se ha descubierto sorprendentemente, que reducir el flujo del tensoactivo a un flujo reducido, manteniendo al mismo tiempo el flujo de los dióxidos de carbono supercríticos, no origina la desviación a una emulsión estable frontal de dióxido de carbono y tensoactivo en agua, dentro del depósito que contiene aceite. El flujo reducido puede tener un valor que es de cero (0) por ciento en peso del flujo original del tensoactivo o mayor. Por ejemplo, el flujo reducido puede tener un valor que es cero (0) por ciento en peso, diez (10) por ciento en peso, o veinte (20) por ciento en peso del flujo original del tensoactivo. El flujo reducido puede tener un valor que es cincuenta (50) por ciento en peso del flujo original del tensoactivo o menos. Por ejemplo, el flujo reducido puede tener un valor que es cincuenta (50) por ciento en peso, cuarenta por ciento en peso, o treinta (30) por ciento en peso del flujo original del tensoactivo. Para una o más modalidades, el flujo reducido tiene un valor que es de cero (0) por ciento en peso hasta cincuenta (50) por ciento en peso del flujo original del tensoacti o.
En una o más modalidades, reducir el flujo del tensoactivo al flujo reducido puede variar en una cantidad de formas. Por ejemplo, reducir el flujo del tensoactivo en el dióxido de carbono supercrítico, puede ocurrir en forma lineal durante un intervalo de tiempo predeterminado y/o no lineal durante un intervalo de tiempo predeterminado. Puede ocurrir una reducción lineal durante un intervalo de tiempo predeterminado, y puede incluir, reducir, por ejemplo disminuir el flujo del tensoactivo en un rango constante, del flujo del tensoactivo al flujo reducido del tensoactivo, por ejemplo, el flujo del tensoactivo puede ser disminuido al flujo reducido del tensoactivo. Puede ocurrir una reducción no lineal durante un intervalo de tiempo predeterminado, y puede incluir reducir el flujo del tensoactivo en un rango no constante del flujo del tensoactivo al flujo reducido del tensoactivo. Por ejemplo, el flujo del tensoactivo puede ser escalonado hacia abajo al flujo reducido del tensoactivo. El escalonamiento hacia abajo del flujo del tensoactivo puede incluir pasos, es decir, disminuir el flujo del tensoactivo de la misma magnitud y/o pasos que tienen diferentes magnitudes. Además, reducir el flujo del tensoactivo en un rango no constante puede incluir reducir el flujo del tensoactivo a través de un rango exponencial de decaimiento y/o otra función matemática. Reducir el flujo del tensoactivo al flujo reducido del tensoactivo puede tener una parte de la reducción que es lineal y una parte de la reducción que no es lineal. Por ejemplo, el flujo del tensoactivo puede ser reducido tal como se describe a través de una parte de disminución de una función de onda, en donde la parte de disminución de la función de onda incluye una parte de la disminución lineal y una parte de la disminución no lineal.
Tal como se describió anteriormente, el flujo del tensoactivo puede ser reducido gradualmente. Sin embargo, el flujo del tensoactivo también puede ser reducido en forma inmediata. Por ejemplo, una válvula de inyección, a través de la cual pasa el flujo del tensoactivo, puede ser recolocada de un estado abierto a un estado cerrado, deteniendo/efectiva el flujo del tensoactivo al flujo del dióxido de carbono supercrítico, en donde dicha reducción puede ser considerada una reducción inmediata.
La figura 1, ilustra datos de campo generados durante un proceso de recuperación de aceite. La figura 1, ilustra un flujo de dióxido de carbono supercrítico a un depósito que contiene aceite que se representa a través de un volumen de dióxido de carbono supercrítico inyectado en el depósito con el tiempo, tal como se mide en barriles por día, (bpd), en donde un barril tiene aproximadamente 160 litros. El conjunto de datos 102 incluye una parte, de cero horas a 502 horas, en donde se inyecta un tensoactivo (Surfactant 08-1015, The Dow Chemical Company), en un flujo de dióxido de carbono supercrítico al depósito que contiene aceite. La concentración de tensoactivo fue de 1,200 partes por millón (una proporción relativa de partes de una parte por millón revisadas), con base en el dióxido de carbono supercrítico. El conjunto de datos 102 ilustra un volumen de inyección de dióxido de carbono supercrítico que precede un valor mínimo para el volumen de inyección de dióxido de carbono supercrítico. Para la figura 1, no se recolectaron datos durante un intervalo de tiempo de 43 horas a 100 horas. Sin embargo, dicha parte de la figura 1 se considera que será formada de manera similar a una parte análoga del conjunto de datos 206, tal como se ilustra en la figura 2. El valor mínimo del volumen de la inyección de dióxido de carbono supercrítico, que corresponde al tiempo de aproximadamente 50 horas, se considera que se debe, al menos en parte, a un efecto residual de un tensoactivo que fue inyectado en un ciclo de recuperación de aceite precedente. Sin embargo, un valor mínimo del volumen de inyección de dióxido de carbono supercrítico puede ocurrir con una inyección de tensoactivo inicial.
Después del valor mínimo para el volumen de inyección de dióxido de carbono supercrítico del conjunto de datos 102, la figura 1 ilustra que el volumen de inyección de dióxido de carbono supercrítico incrementa en un modo lineal. El conjunto de datos 02 incluyen una parte, de 502 horas a 1,000 horas, en donde no se inyectó tensoactivo al flujo de dióxido de carbono supercrítico. Este resultado es sorprendente debido a que el volumen de dióxido de carbono supercrítico inyectado, no se ve afectado por la reducción de tensoactivo, tal como se muestra mediante el rango constante de incremento del volumen de dióxido de carbono supercrítico inyectado antes de que se detenga el flujo de tensoactivo, y después de que se detenga el flujo de tensoactivo.
El conjunto de datos 104 ilustra otro ciclo de recuperación de aceite del mismo proceso de recuperación de aceite como el conjunto de datos 102, es decir, las mismas condiciones del proceso y depósito de inyección, en donde no se inyectó tensoactivo durante las primeras 46 horas de dicho ciclo de recuperación de aceite (no se inyectó tensoactivo de las cero horas a las 46 horas). Igual que el conjunto de datos 102, el conjunto de datos 104 muestra un valor mínimo para el volumen de inyección de dióxido de carbono supercrítico, que corresponde a un tiempo de aproximadamente 50 horas, que se considera se debe, al menos en parte a un efecto residual del tensoactivo que fue inyectado en un ciclo de recuperación de aceite precedente. Sin embargo, a diferencia del conjunto de datos 102, en el conjunto de datos 104, el volumen de inyección de dióxido de carbono supercrítico incrementa en un rango mucho mayor, incluso después de que se inyectó el tensoactivo no iónico, con una concentración de tensoactivo de 1,200 partes por millón, con base en el dióxido de carbono supercrítico, comenzando a las 46 horas. El conjunto de datos 104 es indicativo de un ciclo de recuperación de aceite que carece completamente de inyección de tensoactivo al inicio del ciclo del dióxido de carbono, mientras que en contraste con el conjunto de datos 104, el conjunto de datos 102 indica un ciclo de recuperación de aceite que incluye inyección de tensoactivo, a lo largo incluso aunque la inyección de tensoactivo asociada con el conjunto de datos 102, se detuvo a las 502 horas.
El conjunto de datos 108 ilustra el volumen de la inyección de dióxido de carbono supercrítico del mismo proceso de recuperación de aceite que el conjunto de datos 102, es decir, mismas condiciones del proceso y depósito de inyección, durante un período de tiempo que precede cualquier inyección de tensoactivo al depósito que contiene aceite. El conjunto de datos 108 muestra que se empleó un mayor volumen de inyección de dióxido de carbono supercrítico cuando no se había inyectado tensoactivo durante un ciclo de recuperación de aceite precedente.
La figura 2, ilustra datos de campo generados durante otro ciclo de recuperación de aceite del proceso de recuperación de aceite, aquí mencionado, es decir, mismas condiciones del proceso y depósito de inyección. El conjunto de datos 206 tiene propiedades similares al conjunto de datos 102, incluyendo un volumen relativamente alto de inyección de dióxido de carbono supercrítico que precede un valor mínimo para el volumen de inyección de dióxido de carbono supercrítico, que corresponde a un tiempo de aproximadamente 50 horas, y siguiendo un incremento lineal del volumen del dióxido de carbono supercrítico inyectado después de que se detuvo el flujo de tensoactivo. Sin embargo, para el conjunto de datos 206, el flujo de tensoactivo se detuvo a las 304 horas. Nuevamente el conjunto de datos 206 muestra que el volumen de dióxido de carbono supercrítico inyectado no se ve afectado por la reducción de tensoactivo, debido a que el rango de incremento del volumen del dióxido de carbono supercrítico inyectado después de que se detuvo el flujo de tensoactivo, es igual al rango de incremento del volumen del dióxido de carbono supercrítico inyectado antes de detener el flujo del tensoactivo. Nuevamente, el conjunto de datos 204, aquí descrito, indica un ciclo de recuperación de aceite que carece completamente de inyección de tensoactivo al inicio del ciclo de recuperación de aceite, aunque en contraste con el conjunto de datos 204, el conjunto de datos 206 indica un ciclo de recuperación de aceite que incluye una inyección de tensoactivo a lo largo de la primera parte de la inyección de dióxido de carbono supercrítico, incluso aunque la inyección del tensoactivo asociada con el conjunto de datos 206 se detuvo a las 304 horas.
El conjunto de datos 208 muestra nuevamente que se empleó un mayor volumen de inyección de dióxido de carbono supercrítico cuando no se había inyectado el tensoactivo durante un ciclo de recuperación de aceite precedente.
La presión utilizada para inyectar el dióxido de carbono supercrítico en un rango determinado, puede ser una función de los parámetros del depósito que contiene aceite, que incluyen, pero no se limitan a permeabilidad, grosor de la zona y presión del agujero del fondo ejercida por una columna del dióxido de carbono en la perforación. Para una o más modalidades, el flujo de dióxido de carbono supercrítico al depósito que contiene aceite está en una presión de 1,400 libras por pulgada cuadrada (98.42 Kg./cm2) o mayor. El flujo de dióxido de carbono supercrítico puede incluir otros componentes, por ejemplo, pero sin limitarse a nitrógeno y metano. Sin embargo, el flujo de dióxido de carbono supercrítico puede ser del >90% de dióxido de carbono por volumen.
Tal como aquí se describe, una o más modalidades pueden incluir mantener el flujo de dióxido de carbono supercrítico al depósito que contiene aceite de modo que la presión del agujero del fondo permanezca arriba de un valor determinado. Tal como aquí se describe, la emulsión frontal puede propagarse a lo largo del depósito que contiene aceite. Conforme la emulsión frontal se propaga, la emulsión puede fallar. Por ejemplo, la emulsión se puede colapsar y/o volverse insuficiente para controlar la movilidad de dióxido de carbono en otra forma. Una falla de emulsión puede permitir que los fluidos dentro del depósito que contiene aceite fluyan a áreas de alta permeabilidad dentro del depósito que contiene aceite. El flujo de fluido hacia las áreas de alta permeabilidad dentro del depósito que contiene aceite, puede corresponder a una disminución en la presión del agujero del fondo del depósito que contiene aceite. La presión del agujero del fondo puede ser definida como la presión en la perforación, en el nivel que corresponde a cuando el fluido en la perforación, penetra el depósito que contiene aceite. Esta presión puede ser calculada debido a las especificaciones del fluido/gas que está siendo inyectado y a tas condiciones de inyección, o tal como es más común, se pueden medir directamente utilizando un calibrador de presión insertado en la perforación a la profundidad deseada.
Una o más modalidades pueden incluir mantener el flujo del dióxido de carbono supercrítico para el depósito que contiene aceite, de modo que el rango de flujo del dióxido de carbono supercrítico permanezca debajo de un valor predeterminado. Tal como aquí se describe, la emulsión se puede colapsar y/o volverse insuficiente para controlar la movilidad del dióxido de carbono en otra forma. Este colapso o insuficiencia pueden conducir a un incremento en el flujo de dióxido de carbono mediante canalización. Por ejemplo, el colapso o insuficiencia pueden proporcionar un incremento en la pendiente de un rango de inyección del dióxido de carbono supercrítico versus tiempo.
Para varias aplicaciones de recuperación de aceite, el flujo del dióxido de carbono supercrítico puede tener diferentes valores. Por consiguiente, el valor predeterminado, debido a que el rango de flujo del dióxido de carbono supercrítico al depósito que contiene aceite debe permanecer bajo, tendrá diferentes valores de aplicación a aplicación. El valor predeterminado del rango de flujo puede ser un rango de flujo de masa, un rango de flujo volumétrico o un rango de flujo molar.
Una o más modalidades pueden incluir detener el flujo del dióxido de carbono supercrítico, detener el flujo reducido del tensoactivo, e hidratar el depósito que contiene aceite con una inyección de agua. Tal como aquí se describe, el flujo del dióxido de carbono supercrítico al depósito que contiene aceite puede mantenerse de modo que una presión del agujero permanezca arriba de un valor predeterminado, o de modo que un rango de flujo del dióxido de carbono supercrítico permanezca debajo de un valor predeterminado. Cuando se alcanza ya sea la presión del agujero del fondo o está debajo del valor predeterminado, y/o el rango del flujo del dióxido de carbono supercrítico va arriba de un valor predeterminado, se puede detener el flujo de dióxido de carbono supercrítico. Asimismo, cuando ya sea se alcanza la presión del agujero del fondo o está debajo de un valor predeterminado, y/o el rango de flujo del dióxido de carbono supercrítico va arriba predeterminado, se puede detener el flujo reducido del tensoactivo, si es que existe. La detención del flujo del dióxido de carbono supercrítico y la detención del flujo reducido del tensoactivo, si es que existe, se realizan antes de hidratar el depósito que contiene aceite con una inyección de agua.
La inyección de agua puede ser proporcionada a través de un cabezal de suministro de agua. El cabezal de suministro de agua puede operar en una presión que es la misma, mayor a o menor a la presión del cabezal del suministro de dióxido de carbono supercrítico, dependiendo de la aplicación. Al agregar agua se hidrata el depósito que contiene aceite. La presión de agua puede ser reducida una vez que el dióxido de carbono supercrítico es desplazado de la perforación. Para una o más modalidades, la proporción de los volúmenes de poro del dióxido de carbono supercrítico inyectado al depósito que contiene aceite a los volúmenes de poro del agua inyectada al depósito que contiene aceite es de al menos 1:1, preferentemente 3:1 y lo más preferentemente 6:1 o mayor. El hidratar el depósito que contiene aceite puede ayudar a proporcionar que el depósito que contiene aceite este en una presión de producción adecuada, lo cual puede variar entre diferentes depósitos que contienen aceite.
Después de la inyección de agua, se puede comenzar un ciclo de recuperación de aceite subsecuente. El ciclo de recuperación de aceite subsecuente puede incluir los pasos de un ciclo de recuperación de aceite precedente. Un ciclo de recuperación de aceite precedente y/o un ciclo de recuperación de aceite subsecuente puede incluir un estabilizador de emulsión. Los ejemplos de estabilizadores de emulsión adecuados y los procesos para su uso con una emulsión, incluyen los descritos en la Solicitud de Patente Norteamericana también pendiente titulada "RECUPERACIÓN DE ACEITE MEJORADA" que tiene el número de expediente 69885 y la Solicitud de Patente Norteamericana Serie No. / , , la cual está incorporada en su totalidad a la presente invención como referencia.
Igual que un ciclo de recuperación de aceite precedente, el ciclo de recuperación de aceite subsecuente puede incluir proporcionar un flujo de dióxido de carbono supercritico al depósito que contiene aceite e inyectar el flujo de un tensoactivo al flujo de dióxido de carbono supercritico, en donde el dióxido de carbono supercritico y el tensoactivo forman una mezcla. El flujo del tensoactivo del ciclo de recuperación de aceite subsecuente, puede tener un valor que es diferente al del flujo del tensoactivo de un ciclo de recuperación de aceite precedente, o el flujo del tensoactivo del ciclo de recuperación de aceite subsecuente puede tener un valor que es el mismo al del flujo del tensoactivo de un ciclo de recuperación de aceite precedente.
Para una o más modalidades, el valor de flujo del tensoactivo de ciclo de recuperación de aceite subsecuente puede ser (por ejemplo, es) menor al flujo del tensoactivo del ciclo de recuperación de aceite precedente. Por ejemplo, entre menor es el valor se puede proporcionar que una mezcla del ciclo de recuperación de aceite subsecuente del dióxido de carbono supercritico y el tensoactivo, tenga una concentración de tensoactivo inferior a la de una mezcla de ciclo de recuperación de aceite precedente del dióxido de carbono supercrítico y el tensoactivo, en donde la mezcla del ciclo de recuperación de aceite precedente tiene una concentración de tensoactivo de 100 partes por millón a 5,000 partes por millón.
Para una o más modalidades, el valor del flujo del tensoactivo del ciclo de recuperación de aceite subsecuente puede ser (por ejemplo, es) mayor al del flujo del tensoactivo del ciclo de recuperación de aceite precedente. Por ejemplo, entre mayor es el valor se puede proporcionar que la mezcla del cicló de recuperación de aceite subsecuente del dióxido de carbono supercrítico y el tensoactivo tenga una concentración del tensoactivo superior que la de la mezcla del ciclo de recuperación de aceite precedente del dióxido de carbono supercrítico y el tensoactivo, en donde la mezcla del ciclo de recuperación de aceite precedente tiene una concentración de tensoactivo de 100 partes por millón a 5,000 partes por millón.
Una o más modalidades incluyen recuperar el aceite desplazado del depósito que contiene aceite. El dióxido de carbono supercrítico que contiene tensoactivo el cual se proporciona al depósito, se puede mezclar con aceite o actuar como una emulsión frontal, empujando a través del depósito y resurgir del depósito que contiene aceite con el aceite a través de un depósito de producción. Por ejemplo, el dióxido de carbono supercrítico que se proporciona al depósito que contiene aceite arriba de su presión de capacidad de mezclado mínima, puede actuar como un solvente. La mezcla de dióxido de carbono-tensoactivo puede, en efecto, movilizar los componentes de hidrocarburo, es decir, el aceite, para reducir la viscosidad del aceite, de modo que fluya más fácilmente al depósito de producción para recuperación y/o pueda barrerse de manera efectiva a través de regiones menos permeables a una emulsión frontal.
Claims (19)
1. Un proceso para recuperación de aceite, caracterizado porque comprende: llevar a cabo uno o más ciclos de recuperación de aceite, que recuperan aceite de un depósito que contiene aceite, en donde uno o más de los ciclos de recuperación de aceite incluyen; proporcionar un flujo de dióxido de carbono supercrítico al depósito que contiene aceite; inyectar un flujo de un tensoactivo al flujo de dióxido de carbono supercrítico, en donde el dióxido de carbono supercrítico y el tensoactivo forman una mezcla; formar una emulsión de la mezcla en agua dentro del depósito que contiene aceite para controlar la movilidad del dióxido de carbono supercrítico en el depósito que contiene aceite; reducir el flujo de tensoactivo a un flujo reducido con una pluralidad de disminuciones en el flujo de tensoactivo, manteniendo al mismo tiempo el flujo del dióxido de carbono supercrítico hacia el depósito, de modo que la presión del agujero del fondo permanezca arriba de un valor predeterminado;, y recuperar el aceite desplazado del depósito que contiene aceite.
2. El proceso tal como se describe en la reivindicación 1, caracterizado porque el tensoactivo es soluble en el dióxido de carbono supercrítico y se selecciona del grupo que consiste en tensoactivos no iónicos, tensoactivos catiónicos, tensoactivos amónicos, tensoactivos anfotéricos, y combinaciones de los mismos.
3. El proceso tal como se describe en la reivindicación 1, caracterizado porque la mezcla tiene una concentración de tensoactivo de 100 partes por millón a 5,000 partes por millón.
4. El proceso tal como se describe en la reivindicación 1, caracterizado porque el flujo reducido tiene un valor que es de cero por ciento en peso al cincuenta por ciento en peso del flujo del tensoactivo.
5. El proceso tal como se describe en la reivindicación 4, caracterizado porque la reducción del flujo de tensoactivo ocurre en forma lineal en un intervalo de tiempo predeterminado.
6. El proceso tal como se describe en la reivindicación 4, caracterizado porque la reducción del flujo del tensoactivo ocurre en forma no lineal durante un intervalo de tiempo predeterminado.
7. El proceso tal como se describe en la reivindicación 1, caracterizado porque el flujo de dióxido de carbono supercrítico al depósito que contiene aceite, está en una presión de 1,400 libras por pulgada cuadrada o mayor (98.42 Kg./cm2)
8. El proceso tal como se describe en la reivindicación 1, caracterizado porque uno o más de los ciclos de recuperación de aceite incluye además; detener el flujo del dióxido de carbono supercrítico; detener el flujo reducido de el tensoactivo; y hidratar el depósito que contiene aceite con una inyección de agua.
9. El proceso tal como se describe en la reivindicación 8, caracterizado porque el flujo del tensoactivo de un ciclo de recuperación de aceite subsecuente, tiene un valor que es diferente al flujo del tensoactivo de un ciclo de recuperación de aceite precedente.
10. El proceso tal como se describe en la reivindicación 9, caracterizado porque el valor del flujo del tensoactivo del ciclo de recuperación de aceite subsecuente es menor al flujo del tensoactivo del ciclo de recuperación de aceite precedente.
11. El proceso tal como se describe en la reivindicación 9, caracterizado porque el valor del flujo del tensoactivo del ciclo de recuperación de aceite subsecuente, es mayor al flujo del tensoactivo del ciclo de recuperación de aceite precedente.
12. El proceso tal como se describe en la reivindicación 8, caracterizado porque la proporción de volúmenes de poro de dióxido de carbono supercrítico inyectado al depósito a los volúmenes de poro del agua inyectada al depósito es de al menos 1 : 1.
13. Un proceso para la recuperación de aceite, caracterizado porque comprende: llevar a cabo uno o más ciclos de recuperación de aceite que recuperan aceite del depósito que contiene aceite, en donde el uno o más ciclos de recuperación de aceite incluyen; proporcionar un flujo de dióxido de carbono supercrítico al depósito que contiene aceite; inyectar un flujo de un tensoactivo al flujo de dióxido de carbono supercrítico, en donde el dióxido de carbono supercrítico y el tensoactivo forman una mezcla; formar una emulsión de la mezcla en agua dentro del depósito que contiene aceite para controlar la movilidad del dióxido de carbono supercrítico en el depósito que contiene aceite; reducir el flujo del tensoactivo a un flujo reducido con una pluralidad de disminuciones en el flujo del tensoactivo, manteniendo al mismo tiempo el flujo del dióxido de carbono supercrítico al depósito que contiene aceite, de modo que un rango de flujo del dióxido de carbono supercrítico permanezca debajo de un valor predeterminado; y recuperar el aceite desplazado del depósito que contiene aceite.
14. El proceso tal como se describe en la reivindicación 13, caracterizado porque el tensoactivo es soluble en el dióxido de carbono supercrítico y se selecciona del grupo que consiste en tensoactivos no iónicos, tensoactivos catiónicos, tensoactivo aniónicos, tensoactivos anfotéricos, y combinaciones de los mismos.
15. El proceso tal como se describe en la reivindicación \5 13, caracterizado porque la mezcla tiene una concentración de tensoactivo de 100 partes por millón a 5,000 partes por millón.
16. El proceso tal como se describe en la reivindicación 13, caracterizado porque el flujo reducido tiene un valor que es de cero por ciento en peso al cincuenta por ciento en peso de el 10 flujo del tensoactivo.
17. El proceso tal como se describe en la reivindicación 13, caracterizado porque uno o más ciclos de recuperación de aceite incluye además; detener el flujo del dióxido de carbono supercrítico; 15 detener el flujo reducido del tensoactivo; y hidratar el depósito que contiene aceite con una inyección de agua.
18. El proceso tal como se describe en la reivindicación 17, caracterizado porque el flujo del tensoactivo del ciclo de 20 recuperación de aceite subsecuente tiene un valor que es diferente al del flujo del tensoactivo del ciclo de recuperación de aceite precedente.
19. El proceso tal como se describe en la reivindicación 17, caracterizado porque la proporción de volúmenes de poro de 25 dióxido de carbono supercrítico al agua es de al menos 1:1
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