Artículos Técnicos

Uso De Nitrógeno En Operaciones Upstream Y En Procesos De Recobro Mejorado Como Aislante Térmico En Pozos Inyectores De Vapor

Por 5 de mayo de 2021Sin comentarios

El Nitrógeno, es un gas incoloro, inodoro e inerte, constituye el 78% del volumen del aire atmosférico, en condiciones normales forma un gas diatómico que no es químicamente reactivo. Sin embargo, sus usos en la industria petrolera son diversos como elementos de limpieza, inertización y generadores de presión, lo cual hace que requieran el uso de equipo especializado de alta presión para su inyección. Además de estos usos, el nitrógeno también está presente en todas las fases de las operaciones petroleras: perforación, producción, reparación y mantenimiento de pozos, almacenamiento y distribución de hidrocarburos, etc. y con el avance de la tecnología se han diseñado equipos inyectores que han dado flexibilidad y versatilidad en las operaciones. 

Cuando utilizamos aislantes térmicos en los pozos de inyección de fluidos calientes (vapor / líquido) en los procesos de recobro mejorado, el uso de aislantes térmicos persigue dos objetivos fundamentales: 

  • Reducir las pérdidas de calor para inyectar la mayor cantidad de energía posible a la formación.
  • Reducir los esfuerzos de origen térmico que se generan en el revestidor para evitar su colapso y bombeando a través del espacio anular entre el revestidor y la tubería de inyección para evitar la pérdida de calor desde la superficie hasta el yacimiento. 

¿Cuál es la desventaja de no utilizar aislante térmico o empacadura de fondo?

Aunque es el procedimiento más sencillo y económico, la temperatura de la tubería de revestimiento está muy cerca de la temperatura de saturación del vapor, y más del 90% del espacio anular entre la tubería de inyección y el revestimiento estará en contacto con el vapor de agua.

En otras palabras, las pérdidas de calor son elevadas y las tensiones térmicas generadas en la tubería de revestimiento son peligrosamente altas, lo que casi seguramente conducirá a un colapso del pozo si la tubería de revestimiento no está bien cementada.

¿Cuál es el procedimiento para realizar una completación CON Empacadura térmica y junta de expansión?

Se coloca en el fondo del pozo una empacadura con un elastómero de alta resistencia térmica (EPDM) y una junta que permita la expansión de la tubería de inyección por efecto del calentamiento. 

Con esta configuración evitamos el reflujo de vapor en el anular, sin embargo, el agua que queda presente durante la conversión de productor a inyector tiende a evaporarse debido a que está en contacto con la empacadura, la cual se encuentra a alta temperatura, e igualmente puede llegarse a filtrar vapor si la presión de inyección es muy elevada. Para prevenir el reflujo de vapor se bombea Nitrógeno a alta presión hasta cubrir todo el espacio anular; esta presión debe mantenerse estable durante todo el proceso de inyección de vapor para garantizar el aislamiento térmico requerido. La sarta de inyección puede ser tubería convencional de grado N-80, la cual soporta mayores esfuerzos de compresión y tensión.

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