MXPA02010792A - Metodo y sistema para la extraccion por gas de los efluentes de un pozo. - Google Patents

Abstract

La presente invencion se refiere a un metodo y sistema para la extraccion por gas de efluentes de un pozo, que utilizan una pared porosa en donde se encuentra presente un conjunto de pequenas aberturas de inyeccion de gas de extraccion de modo que el gas de extraccion se inyecta como un aglomerado de micro- burbujas finamente dispersadas en la corriente de efluentes del pozo. De este modo, el gas de extraccion y el petroleo crudo producido forman una espuma y se minimiza el riesgo de la formacion de corrientes de gas de extraccion que puedan desviar las corrientes de petroleo crudo y que puedan crear un regimen de flujo inestable.

Description

MÉTODO Y SISTEMA PARA LA EXTRACCIÓN POR GAS DE LOS EFLUENTES DE UN POZO Antecedentes de la invención La invención se refiere a un método y sistema para la extracción por gas de efluentes de un pozo en donde se inyecta gas de extracción en el fondo del pozo en la corriente de efluentes del pozo. Este método y sistema se conoce, por ejemplo, de la Patente Norteamericana No. 5,562,161. En el sistema conocido se inyecta el gas de extracción a través de una abertura de inyección de gas dentro de la tubería de producción de un pozo petrolero. El gas de extracción reduce la densidad promedio de los efluentes del pozo en la tubería de producción de modo que se mejora la producción petrolera si se inyecta el gas de extracción a una velocidad apropiada de inyección. Una desventaja de las técnicas conocidas para la inyección del gas de extracción es que el gas inyectado puede formar inmediatamente burbujas de gas (Taylor) que crecen gradualmente como consecuencia de la disminución gradual de la presión hidrostática cuando los fluidos fluyen desde la zona de producción a una profundidad de unos pocos kilómetros debajo de la superficie terrestre hacia el cabezal del pozo REF. 143165 que se encuentra en la superficie terrestre o cerca de ella. Estas burbujas de gas en expansión (Taylor) pueden desviar el petróleo de modo que se crea un régimen de flujo inestable y en casos extremos se produce principalmente gas de extracción y casi no se produce petróleo. La presente invención tiene como objetivo mitigar esta desventaja de las técnicas convencionales de inyección del gas de extracción proporcionando una técnica de extracción por gas en donde se reduce el riesgo de una penetración rápida del gas de extracción a través del petróleo crudo producido.

Breve descripción de la invención En el método de acuerdo con la invención se inyecta el gas de extracción como un aglomerado de burbujas finamente dispersadas en la corriente de efluentes del pozo. Esto se logra preferiblemente inyectando el gas de extracción a través de una pared porosa en donde se encuentra presente un conjunto de aberturas de inyección que tienen un ancho promedio menor de 0.5 mm, preferiblemente menor de 0.1 mm. De manera conveniente, esta pared porosa está formada por una membrana porosa y la pared porosa tiene una forma tubular y forma parte de un mandril tubular de inyección de gas. Se inserta de manera desprendible en una cavidad lateral de una tubería de producción de modo que durante el uso se inyecta el gas de extracción por vía de un espacio anular que rodea la tubería de producción en el interior del mandril y luego se expulsa vía la pared porosa hacia la corriente de efluentes del pozo en la tubería de producción. El sistema de acuerdo con la invención comprende una pared porosa en donde se encuentra presente un conjunto de aberturas de inyección de gas de extracción, en donde durante el uso se inyecta gas de extracción a través de estas aberturas como un aglomerado de burbujas finamente dispersadas en la corriente de efluentes del pozo.

Descripción de la modalidad preferida La invención será descrita a continuación de manera más detallada a modo de ejemplo, en relación con las ilustraciones que la acompañan, las cuales ilustran varias modalidades del sistema de inyección de gas disperso de extracción de acuerdo con la invención, y en donde: La Figura 1 ilustra una vista en sección longitudinal esquemática de un pozo de producción de petróleo crudo donde, en una cavidad lateral de una tubería de producción se inserta de manera recuperable un mandril de inyección de gas disperso de extracción; La Figura 2 ilustra una vista en sección longitudinal esquemática de un empalme de tubería de pozo de producción de petróleo crudo en donde se monta una camisa porosa de inyección de gas disperso de extracción; La Figura 3 ilustra una vista en sección longitudinal esquemática de una tubería de pozo de producción de petróleo crudo en donde se coloca de manera recuperable una camisa porosa de inyección de gas disperso de extracción; La Figura 4 ilustra una vista en sección transversal esquemática de un pozo que está equipado con una configuración de eje y rayos de un mecanismo recuperable segmentado de inyección de gas disperso de extracción; y La Figura 5 ilustra una vista en sección transversal esquemática de un pozo que está equipado con un mecanismo recuperable telescópico de inyección de gas disperso de extracción. La Figura 1 muestra una tubería de producción 1 a través de la cual se produce petróleo crudo desde una formación subterránea que contiene petróleo hacia la superficie como se ilustra con la flecha 2. La tubería de producción 1 ilustrada en la Figura 1 comprende una cavidad lateral 3 en donde se inserta de manera recuperable un mandril de inyección de gas 4 y se asegura en su lugar con un sujetador de perno de fondo 5. Durante el uso, el gas de extracción se inyecta desde el espacio anular 6 que rodea la tubería 1 a través de una abertura de entrada 8 en la tubería y una serie de aberturas de entrada 9 en la pared del mandril 4 adyacente a la misma, como se ilustra con la flecha 10. El gas de extracción fluye luego hacia arriba a través de una válvula de retención 11 y una sección de conducto ahusada 12 dentro de un miembro ranurado de resistencia 13. El gas de extracción pasa luego a través de las ranuras 14 dentro de un espacio anular 15 que rodea el miembro de resistencia 13, en donde el espacio anular está rodeado por una membrana porosa de cerámica 15 que comprende un conjunto de aberturas estrechas que tienen un ancho menor de 0.5 mm. El gas de extracción expulsado a través del conjunto de aberturas estrechas forma una cantidad de burbujas pequeñas 16 que se dispersan finamente en el petróleo crudo producido. Las burbujas 16 y el petróleo crudo forman así una mezcla espumosa íntimamente entremezclada de modo que se reduce el riesgo de la formación de corrientes de burbujas de gas de extracción que puedan desviar las corrientes de petróleo crudo y que puedan crear un régimen de flujo violento inestable. La parte inferior del mandril 4 comprende un fuelle 17 en donde se encuentra presente un gas presurizado tal como nitrógeno y que sirve para regular la abertura de la válvula de retención 11 de modo que se mantiene una presión mínima en el lado del gas y se evita un flujo inverso desde la tubería 1. En el extremo superior del mandril 4 existe un cuello de pesca 18 que puede ser sujetado por una herramienta de pesca o un tractor de pozo para recuperar el mandril 4 subiéndolo a la superficie para su mantenimiento o reemplazo. La Figura 2 ilustra un empalme de conexión de tubería 20 que tiene conectores de rosca de tornillo superior e inferior 21 entre los cuales se suelda un fragmento corto de tubería 22 en donde se monta una camisa porosa filtrante 23 por medio de un conjunto de soportes de forma anular 24. Un tubo de inyección de gas de extracción 25 es soldado sobre la superficie externa del tubo 22 y se encuentra en comunicación fluida con un espacio anular 26 entre la superficie interna del tubo 22 y la superficie externa de la camisa porosa filtrante 23 vía un orificio 27 en la pared del tubo 22. El tubo de inyección de gas de extracción 25 se encuentra equipado con una válvula de retención de una vía 28 y puede conectarse a un conducto rígido o flexible de inyección de gas de extracción 29 que se extiende desde un cabezal de pozo (no ilustrado) a través del espacio anular (no ilustrado) entre la tubería de revestimiento del pozo y la tubería de producción. Durante el uso se inyecta gas de extracción como se indica con la flecha 30 por medio del conducto 29, el tubo 25, el orificio 27, el espacio anular 26 y los poros de la camisa porosa filtrante 23 en el interior de la camisa 23 y de la tubería de producción por medio de lo cual se crean burbujas finamente dispersadas 31 del gas de extracción inyectado y del petróleo crudo de modo que se forma un tipo de masa de espuma de la mezcla de gas y líquido. La Figura 3 ilustra una modalidad alternativa de un sistema de inyección de gas disperso de extracción de acuerdo a la invención, en donde se inserta de manera recuperable una camisa porosa filtrante 33 dentro de una tubería de producción 34 de un pozo de producción de petróleo crudo viscoso por medio de un par de apoyos de goma de nitrilo 35. La camisa 33 se coloca de manera adyacente a una cámara anular de entrada de gas 36 dentro de la cual se inyecta el gas de extracción a través de una manguera flexible de inyección de gas de extracción 37 como se ilustra con la flecha 38. El gas de extracción pasa a través de los poros de la camisa porosa filtrante 33 y forma una espuma o un tipo de masa de espuma de la mezcla de gas/líquido 39 con el petróleo crudo que pasa a través de la tubería de producción 34. La camisa 33 puede insertarse y/o reemplazarse con una herramienta de cable de acero que está equipada con una bolsa expandible que ejerce una carga expansiva sobre los apoyos de goma 36 durante la instalación de modo que los apoyos 36 se expanden contra la pared interna de la tubería de producción 34 y pueden asegurarse en su lugar por ejemplo con un anillo de ranura de tipo resorte o un anillo de retención a presión (no ilustrado) . La Figura 4 es una vista en sección transversal esquemática de un pozo de producción de petróleo crudo 40 que atraviesa una formación subterránea 41. Una tubería de producción 42 se suspende dentro del pozo 40. Dentro de la tubería de producción 42 se coloca un mecanismo de extracción por gas que comprende un tubo en espiral de inyección de gas de extracción 43 y una configuración de eje y rayos de tres segmentos de camisa porosa de gas de extracción 44 que se montan cada uno sobre un tubo de soporte radial 45 a través del 'cual durante el uso se inyecta el gas de extracción desde el tubo en espiral de inyección de gas de extracción 43 en el interior de los segmentos de camisa porosa 44. El gas de extracción se pasa a través de los poros de las paredes de los segmentos de la camisa porosa filtrante y se mezcla de manera subsiguiente con el petróleo crudo producido y forma una espuma o masa de espuma de una fase líquida de petróleo crudo y burbujas gaseosas finamente dispersadas 46. El tubo en espiral de inyección de gas de extracción 43 y/o los segmentos de inyección del gas de extracción 44 pueden fijarse a la tubería de producción 42 y/o pueden proporcionarse con un peso de lastre para mantener al tubo 43 y a los segmentos 44 en un lugar deseado en una parte inferior del pozo, en donde se va a inyectar el gas de extracción dentro de la tubería de producción 42. Los segmentos porosos 44 pueden tener una longitud de varios metros y una serie de segmentos 44 pueden estar suspendidos a varias profundidades dentro del pozo. La Figura 5 ilustra aún otra modalidad de un mecanismo de inyección de gas disperso de extracción de acuerdo con la invención. El mecanismo es colocado dentro de una tubería de producción 50 de un pozo de producción de petróleo crudo 51 que atraviesa una formación subterránea 52. Un mandril de inyección de gas de extracción 53 es colocado y asegurado en una cavidad lateral 54 de la tubería de producción 50 de una manera similar a la ilustrada en la Figura 1. El mandril 53 está equipado en su extremo superior con un mecanismo telescópico de segmentos de camisa porosa 55. Durante la instalación, los segmentos 55 se retraen de modo que los segmentos de menor tamaño 55 quedan sustancialmente alojados dentro del segmento de mayor tamaño. Durante el uso se inyecta el gas de extracción desde el espacio anular que rodea la tubería de producción 50 vía un orificio 56 y el mandril 53 en el interior de los segmentos porosos 55. La presión elevada del gas inyectado de extracción empuja los segmentos de menor tamaño 55 fuera del segmento de mayor tamaño en la posición extendida ilustrada en la Figura 5. El gas de extracción pasa a través de los poros de las paredes de los segmentos porosos filtrantes 55 y de este modo se inyecta un conjunto de micro-burbujas gaseosas finamente dispersadas 56 dentro del petróleo crudo que pasa a través de la tubería de producción 55 para que se forme una espuma o masa de espuma de la mezcla de gas y líquido y se reduzca la tendencia del gas de extracción para desviar el petróleo crudo producido.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones: 1. Un método para la extracción por gas de efluentes de un pozo mediante la inyección del gas de extracción en el fondo del pozo en la corriente de efluentes del pozo, caracterizado porque se inyecta el gas de extracción como un aglomerado de burbujas finamente dispersadas en la corriente de efluentes del pozo. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el gas de extracción es inyectado dentro de la corriente de efluentes del pozo a través de una pared porosa en donde se encuentra presente un conjunto de aberturas de inyección de gas de extracción. 3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el ancho promedio de las aberturas de inyección es menor de 0.5 mm. . El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el ancho promedio de las aberturas de inyección es menor de 0.1 mm. 5. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la pared porosa se forma por una membrana porosa. 6. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la pared porosa tiene una forma tubular y forma parte de un mandril tubular de inyección de gas que se inserta de manera desprendible dentro de una cavidad lateral de una tubería de producción de modo que durante el uso se inyecta el gas de extracción vía un espacio anular que rodea la tubería de producción en el interior del mandril y luego se expulsa vía la pared porosa en la corriente de efluentes del pozo dentro de la tubería de producción. 7. Un sistema para la extracción por gas de efluentes de un pozo, caracterizado porque el sistema comprende una pared porosa en donde se encuentra presente un conjunto de aberturas de inyección de gas de extracción, en donde a través de estas aberturas se inyecta durante el uso el gas de extracción como un aglomerado de burbujas finamente dispersadas en la corriente de efluentes del pozo.