Contenido de arcilla

La presencia de arcilla en los yacimientos constituye un factor crítico en la decisión de implementar un proyecto de inyección de agua, pues la inyectividad en estas formaciones petrolíferas se reduce por expansión y/o dispersión de las arcillas. Este problema no se presenta en la inyección de gas. Otros efectos son los siguientes: 

• Reducción de la permeabilidad por expansión y dispersión-migración de las arcillas 

• Aumento de la saturación irreducible de agua 

• Alteración de la respuesta de los registros eléctricos 

• Declinación de las tasas de inyección y producción en proyectos de inyección de agua.

Saturación de gas inicial

Estudios realizados por Land comprueban que la presencia de una saturación de gas inicial al inicio de una inyección de agua reduce la saturación de petróleo residual (£„.) y aumenta la eficiencia de desplazamiento (En), tal como se muestra en la Figura 8.9.

Este fenómeno se debe al gas atrapado en la zona invadida, lo cual ocurre por la imbibición de la fase mojante (agua) que deja las fases no mojantes (gas y petróleo) en forma discontinua en los canales porosos más grandes. De esta manera, el gas libre residual ocupa espacios porosos que de otra forma serían ocupados por petróleo residual, aunque el incremento del recobro sólo se observa en la fase subordinada. 

Los mayores beneficios en el recobro ocasionados por la presencia de una saturación de gas inicial, se obtienen en crudos con baja presión de burbujeo y alta gravedad API. El beneficio del gas atrapado sobre la eficiencia de desplazamiento se elimina por el incremento de presión durante la inyección de agua, que obliga al gas a entrar en solución en el petróleo.

Petróleo del ático

Si el petróleo está localizado por encima de la última fila de pozos productores (ático) como se ilustra en la Figura 8.8, es mejor inyectar gas, ya que debido a las fuerzas gravitacionales éste se desplaza buzamiento arriba y forma una capa de gas secundaría que empuja buzamiento abajo el petróleo del ático, lográndose de esta manera su

recuperación. En cambio, como el agua es más pesada que el petróleo, no se puede desplazar buzamiento arriba de la última fila de pozos productores y, por tanto, no es capaz de recuperar petróleo del ático.

Vaporización de hidrocarburos

Un fenómeno asociado con la inyección de gas, que no se presenta en la inyección de agua, es la vaporización de hidrocarburos. Ésta consiste en que una porción del petróleo en contacto con el gas inyectado se vaporiza y se desplaza hacia los pozos de producción en forma de gas. En crudos livianos, volátiles y en condensados, este fenómeno es muy importan te y se debe tener en cuenta en la predicción del comportamiento del yacimiento, ya que el gas producido al enfriarse rinde en superficie los líquidos vaporizados que originalmente formaban parte del petróleo líquido del yacimiento.

Segregación gravitacional - II

Yacimientos inclinados Debido a la segregación gravitacional, es más eficiente el desplazamiento buza- miento abajo de petróleo por gas que el desplazamiento buzamiento arriba de petróleo por agua. 

Yacimientos humectados por petróleo 

En estos yacimientos, el petróleo ocupa los canales porosos más pequeños y moja la superficie de los granos, mientras que el agua ocupa los canales porosos más grandes, tal como se observa en la Figura 8.7. Por esta razón, la inyección de agua es menos efectiva que la de gas en la recuperación de yacimientos subsaturados y humectados por petróleo.

Segregación gravitacional - I

En la Figura 8.6 se ilustra el efecto de esta variable en yacimientos horizontales e inclinados. En general, la segregación gravitacional es mayor en la inyección de gas que en la de agua debido a que la diferencia de densidad petróleo-gas (p„ - ps) es alrededor de cinco veces mayor que la de agua-petróleo (pu, -p0), lo cual, en algunos casos, beneficia la inyección de gas y en otros, la perjudica. Comúnmente, los mejores resultados de los proyectos de inyección de gas se han obtenido en yacimientos con buena segregación gravitacional. 

Yacimientos horizontales 

En estos yacimientos, cuando se inyecta y se produce por todo el espesor de la formación, el efecto negativo de la segregación gravitacional sobre la eficiencia de barrido vertical es mayor en la inyección de gas que en la de agua. Además, si son de gran espesor (> 100 pies), se puede formar una capa secundaria de gas que es muy eficiente en el desplazamiento de petróleo. Generalmente, para que ocurra segregación del gas se requiere que el yacimiento tenga una permeabilidad vertical mayor de 200 md.

Presencia de capa de gas

En yacimientos horizontales, el agua inyectada tiende a ocupar la base de la arena, y el gas, el tope, lo que causa bajas eficiencias de barrido vertical debido a la segregación. Este problema es mayor en el caso de inyección de gas y se puede resolver parcialmente con la inyección y producción selectiva, mediante la perforación interespaciada.

En yacimientos con capa de gas se recomienda aprovechar la eficiencia del barrido de la capa, inyectando no sólo el gas producido sino también volúmenes adiciona- les provenientes de otros yacimientos. Además, el gas mantiene presiones elevadas que reducen el requerimiento del levantamiento artificial, ya que las altas RGP disminuyen el peso de la columna de petróleo3'5. No obstante, la presencia de una capa grande de gas es contraproducente en proyectos de inyección de agua, pues ésta última puede empujar petróleo hacia la capa de gas y reducir su recuperación.