Download Caracterización de la Enzima GreenZyme AG-280

Miguel Angel Porras Ojeda
Juan Pablo Ramírez Díaz
Oscar Vanegas Angarita
Director
Bucaramanga, Noviembre de 2012
AGENDA











Introducción
Objetivos
Parafinas
Daño de Formación
Enzimas Biológicas
Enzima GreenZyme AG-280
Metodología Experimental
Resultados
Conclusiones
Recomendaciones
Bibliografía
INTRODUCCIÓN
El daño en la formación producto de la depositación de
sólidos orgánicos es una de las causas principales de la
disminución en la producción de los pozos petroleros
debido a que disminuye la permeabilidad en las zonas
cercanas a la cara del pozo.
No existe una metodología única en la definición de un
método de estimulación, hay diversas estrategias y
procedimientos frente a los diferentes escenarios que se
presentan.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
 Determinar la viabilidad técnica del uso de la enzima
biológica GreenZyme AG-280 a escala de laboratorio
para reducir el daño a la formación en una muestra
berea con propiedades petrofísicas similares a las del
pozo Colorado 25
OBJETIVOS
OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
 Realizar pruebas de laboratorio para reconocer las
propiedades petrofísicas básicas de la muestra berea y
pruebas de caracterización de la enzima biológica.
 Restaurar la muestra por un periodo de 350 horas
aproximadamente, con el fin de dejarla a condiciones
de yacimiento.
 Realizar pruebas de desplazamiento positivo y remojo a
condiciones de yacimiento con la enzima GreenZyme
AG-280.
PARAFINA
Sitios potenciales de precipitación de parafinas, transporte
y almacenamiento
Fuente: Depósitos orgánicos en operaciones petroleras, Octubre de 2009.
DAÑO DE FORMACIÓN
El daño de formación se define como la pérdida de
productividad o inyectabilidad de un pozo.
Fuente. Imagen Yacimientos .blogspot.com 2009 05 01.
DAÑO DE FORMACIÓN - CAUSAS
Durante la
Perforación
Durante la
Inyección de
Agua o Gas
Durante la
Cementación
Durante el
Proceso de
Producción
Durante la
Terminación
y Workover
Durante las
Estimulaciones
ENZIMAS BIOLÓGICAS
Las enzimas biológicas modifican parcial o totalmente la
mojabilidad del yacimiento, incrementando de esta forma
la saturación de petróleo móvil en el reservorio y
optimizando el potencial de producción del campo ya sea
por flujo natural, o por levantamiento artificial.
Fuente: Enzyme Enhanced Oil Recovery (EEOR)
ENZIMAS BIOLÓGICAS
C
A
R
A
C
T
E
R
Í
S
T
I
C
A
S
No Tóxicos
No Cancerígenos
No Patogénicos
No Combustibles
Ambientalmente Seguros
Compatibles con el Agua
ENZIMAS BIOLÓGICAS –USOS
Incrementar la recuperación de crudo en pozos
petroleros, tanto en tierra firme como costa afuera
Mitigación del daño de formación causado por factores
orgánicos en los alrededores del pozo productor.
Humectante de las arenas de empaquetamiento y de la
formación
Rompedor de parafinas y asfáltenos
Preventor de la formación de emulsiones.
Limpieza de pozos, estaciones de flujo y equipos en
general
ENZIMAS BIOLÓGICAS
Comportamiento de las Enzimas Biológicas.
ACEITE
Fuente: MOON, Ted. Using Enzymes to Enhance Oil Recovery. JPT- SPE. Marzo 2008.
Funcionamiento de las Enzimas Biológicas.
ACEITE
SÓLIDO
ENZIMA BIOLÓGICA
SÓLIDO
Fuente: MOON, Ted. Using Enzymes to Enhance Oil Recovery. JPT-SPE. Marzo 2008
GreenZyme AG-280
La enzima está compuesta por un producto enzimático
biológico que resulta de la impregnación de altos
nutrientes proteínicos con el ADN de los microbios
cultivados selectivamente.
Fuente. El Autor
METODOLOGÍA EXPERIMENTAL
Inicio
Pruebas
Petrofísicas Básicas
Caracterización
Enzima Biológica
Restauración de
la Mojabilidad
Desplazamiento
• Diámetro
• Longitud
• Volumen
• Peso
Solubilidad
•• Densidad
Densidad
•• Permeabilidad
pH
•• Porosidad
Índice Refracción
•• Limpieza
y Secado
• Sludge
• Mojabilidad Visual
Tiempo: 14 días
• Emulsiones
a condiciones de
• Compatibilidad
yacimiento
P= 1300
K1<psiK2
T= 90 °C
K1= Crudo COL 25
K2 = Tratamiento
Biológico
Fin
RESULTADOS
 Pruebas Petrofísicas Básicas
Diámetro [cm]
Longitud [cm]
3.828
7.183
Volumen [cc]
82.668
Peso [gr]
181.767
Densidad [gr/cc]
2.65
Permeabilidad
[md]
49.66
Porosidad [%]
18
Volumen poroso
14.88
PROPIEDADES
ANTES DE LA LIMPIEZA
DESPUÉS DE LA LIMPIEZA
Permeabilidad [md]
49.66
50.642
Porosidad [%]
18
18.05
Volumen poroso
14.88
15
Fuente: El Autor
RESULTADOS
 Caracterización de la enzima GreenZyme AG 280
 Solubilidad: Completamente soluble
 Densidad: 1,0263 [gr/mL]
 pH: 4,2
 Conductividad: 10,45 [mS/cm]
 Índice de refracción: 1,35
 Sludge: pocas partículas sólidas retenidas en la malla
100 mesh
RESULTADOS
 Caracterización de la Enzima GreenZyme AG-280
 Mojabilidad Visual
Medio aceitoso
Fuente: El Autor
Medio acuoso
RESULTADOS
 Caracterización de la Enzima GreenZyme AG-280
 Emulsiones
Prueba emulsiones proporción 75:25
Agua separada
70
Concentración
3%
6%
Tiempos
Cantidad de agua separada proporción 75:25 (ml)
60
50
t1 = 040min
t2 = 15 min
30
t3 = 1hr
20
t4 = 24hr
0
24
30
58
0
30
Prueba al 3%
41
Prueba al 6%
61
10
0
0
1
2
3
Tiempo
Fuente: El Autor
4
5
RESULTADOS
 Caracterización de la Enzima GreenZyme AG-280
 Compatibilidad FLUIDO-FLUIDO
Prueba compatibilidad productos blancos
Fuente: El Autor
RESULTADOS
 Caracterización de la Enzima GreenZyme AG-280
 Compatibilidad FLUIDO-FLUIDO
Compatibilidad Enzima 3% - Agua de Formación
Fuente: El Autor
RESULTADOS
 Caracterización de la Enzima GreenZyme AG-280
 Compatibilidad FLUIDO-FLUIDO
Compatibilidad Enzima 6% - Agua de Formación
Fuente: El Autor
RESULTADOS
 Caracterización de la Enzima GreenZyme AG-280
 Compatibilidad FLUIDO-FLUIDO
Compatibilidad alícuota enzima - Crudo COL 25
Fuente: El Autor
RESULTADOS
 DESPLAZAMIENTO
Equipo de desplazamiento positivo
Fuente. El Autor
Core Pet Sample Restoration System
RESULTADOS
 DESPLAZAMIENTO- Protocolo
Orden
Producto
Volumenes Porosos
Sentido
Crudo
5
Agua
Crudo
5
Agua
Crudo
1
5
Inyección
Agua
Crudo
5
Agua
Crudo
5
Agua
Estabilización del Delta de presión (K Referencia 1)
2
Crudo + Enzima 6% en
salmuera
5
Inyección
Tiempo de Agitación = 48 horas
3
Crudo + Enzima 6% en
salmuera
5
Inyección
Tiempo de Agitación = 96 horas
4
Crudo + Enzima 6% en
salmuera
Comparar kf1 y Kf2
Fuente. El Autor
5
Inyección
RESULTADOS
 DESPLAZAMIENTO
Ciclos Crudo COL 25-Agua
Ciclos
Fluido
oil
ciclo 1
water
oil
ciclo 2
water
oil
ciclo 3
water
oil
ciclo 4
water
ciclo 5
Fuente: El Autor
oil
Q= cm^3/s
ΔP psi
0,8
89
0,4
44
0,8
122
0,4
57
0,8
70
0,4
37
0,8
123
0,4
56
0,8
63
0,4
34
0,8
75
0,4
34
0,8
61
0,4
31
0,8
83
0,4
43
0,8
59
0,4
32
Parámetros
Valores
q [cm3/s]
0.8
µ [cp]
8.39
L [cm]
7.183
A [cm2]
11.508
ΔP1 [psi]
59
ΔP2 [psi]
53
 Kef1 < Kef2
RESULTADOS
 DESPLAZAMIENTO
Permeabilidad Vs tiempo en días
`
Fuente: El Autor
Permeabilidad con tratamiento enzima biológica GreenZyme
Permeabilidad al crudo Colorado 25.
RESULTADOS
 DESPLAZAMIENTO
Permeabilidad relativa Vs Saturación de Agua
K vs Sw
120
Permeabilidad relativa [K]
100
80
79,2
72,3
ACEITE A
60
AGUA A
ACEITE B
40
AGUA B
20
0
0
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
Saturación de agua [Sw]
Fuente: El Autor
•
•
•
0< mojabilidad < 0.5 Mojado por aceite
Mojabilidad = 0.5
Mojabilidad mixta o intermedia.
0.5< mojabilidad < 1 Mojado por agua.
0,6
0,7
CONCLUSIONES
• Se comprobó en laboratorio la efectividad de la enzima
biológica GREENZYME AG-280 al aumentar la gravedad
API del crudo Colorado 25 y al disminuir su viscosidad.
• Se identificó la concentración más óptima de enzima
biológica entre 3% y 6% utilizadas en la prueba de
emulsiones, debido a que mayor concentración, mayor
efectividad.
• Se evidenció que la enzima biológica GREENZYME AG280 no presenta ninguna incompatibilidad en las
pruebas realizadas durante el desarrollo del proyecto.
CONCLUSIONES
• Se probó que a mayor tiempo de agitación de la enzima
biológica GREENZYME AG-280 con los fluidos del
yacimiento mejora su eficiencia.
• La enzima biológica GREENZYME AG-280 es totalmente
soluble en el agua de formación y no presenta ninguna
incompatibilidad.
• Enzima biológica GREENZYME AG-280 no causa ninguna
reacción química por ser un agente biológico, es
totalmente inofensiva al ser humano, es biodegradable y
amigable con el medio ambiente.
RECOMENDACIONES
• Realizar pruebas técnicas de tensión interfacial y
cromatografía con el fin de evaluar y comprobar la
efectividad de la enzima biológica GREENZYME AG-280.
• No utilizar la enzima biológica GREENZYME AG-280 a una
temperatura superior a 212 °F debido a que este es su
punto de ebullición; por encima de ésta se perderá sus
componentes.
• Utilizar muestras representativas del yacimiento o en su
defecto muestras Bereas con propiedades petrofísicas
similares a éstas, con la finalidad de obtener resultados
representativos.
RECOMENDACIONES
• Para inyectar la enzima biológica GREENZYME AG-280 a
nivel de campo se recomienda cumplir con la regla 2 ½,
según sus comerciantes “Apollo Separation Technologies
Inc. de Houston, Texas”
• En formaciones de caliza según la profundidad total del
pozo y su tasa de producción diaria se debe inyectar
ácido clorhídrico HCl al 1% o 3% en volumen
previamente a la aplicación de la enzima biológica.
• Utilizar únicamente salmuera compatible o idéntica a la
de la formación para diluir la enzima biológica.
BIBLIOGRAFÍA
•
ARIZA, Emiliano, Determinación del umbral de cristalización de las parafinas en
el crudo del campo colorado, Bucaramanga 2008.
•
OTERO, Zully; SALAMANCA, Mónica, Metodología para la selección de enzimas
biológicas en procesos de estimulación de pozos, Bucaramanga, Tesis 2010.
•
CHAVARRIA, Sandra Del Pilar, NIÑO, Angélica, Evaluación del daño a la
formación por precipitación de parafinas y asfáltenos en el campo colorado,
Bucaramanga, Tesis 2010.
•
CRISTANCHO, Diana; HOYOS, Jorge, Procedimientos metodológicos para la
caracterización de fluidos de campo maduros. aplicación a los fluidos de
campo colorado, Bucaramanga, Tesis 2008.
•
GONZALEZ, Oscar, Análisis de influencia de la enzima GreenZyme AGE 280 de
global en la humectabilidad de las arenas y su influencia en la productividad,
Abril 2002.
•
PETROZYMA, Petrol solutions; Aplicación para el recobro mejorado en campos
petroleros.
BIBLIOGRAFÍA
•
Cavallaro, A.N., y otros; Laboratory investigation of an innovative solvent
based enhanced recovery and in situ upgrading technique; Canadian
International Petroleum Conference, Calgary, AB, June 7-9, 2005 Paper
2005-016.
•
Moghadam, S., Nobakht, M. and Gu, Y.; Permeability Effects in Vapor
Extraction (VAPEX) Heavy Oil Recovery Process; Canadian International
Petroleum Conference, Calgary, AB, June 12-14, 2007, Paper 2007-95.
•
Yazdani, A.J., Maini, B.B.; Further Investigation of Drainage Heigh Effect on
Production Rate in Vapex; SPE 101684. 2006.
•
Rostami, B., y otros; Effect of the Capillarity and Surface Tension on the
Performance of VAPEX Process; Canadian International Petroleum
Conference, Calgary, AB, June 12-14, 2007, Paper 2007-39.
•
Lou, P., Wang, W., and Gu,Y.; Asphaltene Precipitation and Its Effects on the
Vapor Extraction (VAPEX) Heavy Oil Recovery Process; SPE 117527. 2008.