Avances en las técnicas de Recuperación Mejorada de Petróleo (EOR)

Introducción

La Recuperación Mejorada de Petróleo (Enhanced Oil Recovery, EOR) en la producción de hidrocarburos, implica esfuerzos continuos para maximizar la extracción de petróleo de los yacimientos. A lo largo del ciclo de vida de un pozo, la tasa de producción natural disminuye, haciendo necesario aplicar métodos que estimulen el yacimiento para mantener la producción en niveles óptimos. Estas prácticas se adaptan según la etapa de desarrollo del pozo, las propiedades geológicas de la formación y la viabilidad económica de las operaciones.

Para lograr una recuperación efectiva, se emplean diversas técnicas de Recuperación Mejorada de Petróleo; existen tres técnicas principales que incluyen: inyección de gas, inyección térmica e inyección química. Las cuales, son necesarias para la extracción de los remanentes de petróleo en reservorios cada vez más complejos. La selección e implementación de estas estrategias prolongan la vida productiva de los campos petroleros y optimizan el aprovechamiento de los recursos naturales.

Comprensión de la Recuperación Mejorada de Petróleo (EOR)

El proceso de EOR, también conocido como recuperación terciaria, es un método que utiliza técnicas avanzadas para alterar las propiedades originales del petróleo y mejorar la extracción de los campos petroleros cuando llegan a su límite. Regularmente estas técnicas se emplean luego de extracción secundaria, pero en realidad puede aplicarse en cualquier etapa del desarrollo o vida productiva de un yacimiento.

Los métodos EOR no solo mejoran el desplazamiento del petróleo y el flujo del fluido dentro del yacimiento, sino que también restauran la presión de la formación; al optimizar las fuerzas naturales en los campos petrolíferos, estos métodos permiten una movilización y recuperación del crudo más efectiva que con las técnicas tradicionales de extracción petróleo.

Los tres tipos principales de operaciones de EOR son la inyección química (utiliza sustancias alcalinas, polímeros micelares o surfactantes), la inyección de gas (utiliza dióxido de carbono, gas natural o nitrógeno) y la recuperación térmica (inyección de vapor, estimulación cíclica por vapor y combustión in situ). Cada tipo depende de la temperatura, presión, profundidad, permeabilidad, saturación del petróleo residual, porosidad, y propiedades del fluido del yacimiento, tales como la gravedad API y la viscosidad¹.

El siguiente video muestra un resumen del proceso de las técnicas de recuperación mejorada de petróleo. Video cortesía de School of Engineering 101.

Recuperación Mejorada de Petróleo (EOR).

Beneficios de la EOR

La Recuperación Mejorada de Petróleo (EOR) comprende métodos avanzados que incrementan la extracción de petróleo más allá de las técnicas de recuperación primarias y secundarias, siendo necesario ante la alta demanda de este recurso fósil y la dificultad en la extracción de yacimientos complejos.

Los beneficios de EOR incluyen el aumento significativo en la recuperación de crudo, que puede ser hasta un 70% adicional a los métodos tradicionales, mayor vida útil de los yacimientos petrolíferos en ocasiones extendiendo su vida por décadas, disminución del impacto ambiental al reducir la cantidad de agua y energía necesarias para la extracción y mayores beneficios económicos e integración de nuevas tecnologías en los procesos; así mismo mejora la seguridad energética a nivel global.

La importancia de estos beneficios radica en subrayar la necesidad de persistir en la promoción e investigación de técnicas de EOR, con el fin de maximizar la productividad y sostenibilidad de la industria petrolera. Adoptar prácticas avanzadas siempre que sea posible asegura un futuro energético eficiente y respetuoso con el medio ambiente.

Claves para el éxito de una Recuperación Mejorada de Petróleo (EOR)

Para que la EOR sea exitosa, es fundamental comprender la geología y la química del yacimiento. La selección del método EOR adecuado debe basarse en un análisis detallado de las características del campo petrolero, incluyendo la viscosidad del crudo, la porosidad y permeabilidad del reservorio, y las condiciones de temperatura y presión. A continuación, se describen diversas claves para el éxito de una recuperación mejorada de petróleo:

• Selección adecuada de la técnica: No existe una solución única para todos los yacimientos petrolíferos. La técnica EOR más efectiva dependerá de la tipología específica del yacimiento y las características del crudo.
• Características del yacimiento: Analizar las propiedades geológicas de los campos petroleros, incluyendo el tipo de roca, porosidad y permeabilidad.
• Propiedades del petróleo: La composición y viscosidad del petróleo influyen enormemente en la elección de la técnica de igual manera la profundidad a la que se encuentre.
• Tecnología e innovación: Conocer los avances continuos en las tecnologías EOR, para seleccionar la técnica más efectiva, mejora la eficiencia de la recuperación mejorada.
• Viabilidad económica: Se requiere realizar un estudio económico previo a la selección de las técnicas de recuperación mejorada, ya que el costo debe justificarse por la cantidad de petróleo adicional recuperado.
• Diseño y planificación del proyecto: La implementación y aplicación de un buen diseño es fundamental para maximizar la eficiencia y el retorno de la inversión.
• Monitoreo y evaluación: Es necesario realizar un seguimiento continuo del proceso EOR para evaluar su eficacia y realizar los ajustes necesarios.

Innovaciones en técnicas de Recuperación Mejorada de Petróleo (EOR)

La investigación y el desarrollo en el campo de la EOR han dado lugar a importantes avances en los últimos años. Algunos de los avances incluyen:

Nanotecnología: En esta técnica se dispersan nanopartículas en un fluido base que se inyectan en yacimientos para mejorar la eficiencia de EOR. Las nanopartículas disminuyen la tensión interfacial dentro del yacimiento, elevando la movilidad del petróleo y optimizando la eficiencia del barrido. Los investigadores están explorando diversas nanopartículas, como alúmina, óxido de hierro y sílice.

Recuperación microbiana mejorada para crudo amargo: Esta técnica innovadora inyecta microorganismos seleccionados en el yacimiento, como se muestra en la figura 1. Estos microbios generan enzimas capaces de descomponer los hidrocarburos complejos, como los compuestos de azufre, disminuyendo así la acidez del petróleo. Adicionalmente, mejora las especificaciones del crudo extraído y ofrece sostenibilidad en la EOR para crudo amargo².

Inundación de CO₂ asistida por espuma: La técnica emergente de inundación con CO₂ sostenida por espuma combina las ventajas de la inundación de CO₂ y la eficiencia de la espuma. Cuando la espuma es inyectada en el depósito, genera una barrera sólida contra el flujo de CO₂ mejorando la eficiencia del barrido. Es un método particularmente eficaz para yacimientos heterogéneos donde el CO₂ se canaliza a través de zonas altamente permeables, dejando petróleo sin explotar; al producir espuma, disminuye la movilidad del CO₂, garantizando un desplazamiento uniforme del petróleo todo el yacimiento³.

Método EOR térmico: En este método ha surgido el calentamiento electromagnético como una tecnología innovadora, ofreciendo una solución efectiva para extraer crudo de yacimientos petrolíferos considerados improductivos. El uso de ondas electromagnéticas para calentar el yacimiento petrolífero, reduce en gran magnitud la viscosidad del petróleo, permitiéndole fluir libremente para aumentar las tasas de producción.

Un caso de exitoso del EOR térmico es el de Tar Springs en Alberta, Canadá, donde se utilizó calentamiento electromagnético para la extracción de petróleo pesado de un yacimiento poco profundo; resultando un aumento evidente en las tasas de EOR, y la tecnología demostró ser económica y ambientalmente sostenible. Así mismo, fue aplicada en el campo Kern River en California, donde mejoró con éxito la eficiencia al reducir la viscosidad del petróleo y mejorar el flujo⁴.

Uso de la Inteligencia Artificial y Aprendizaje Automático: Estas tecnologías digitales mejoran la planificación y ejecución de las operaciones EOR. Al analizar grandes cantidades de datos del yacimiento y del crudo, estas herramientas ofrecen un control preciso para cada yacimiento; optimizando los parámetros de inyección (presión y volumen) ideales para una recuperación máxima de petróleo, así mismo el monitoreo y control en tiempo real de los datos, genera estrategias para el ajuste de las variables operacionales del EOR.

Las mejoras tecnológicas en la caracterización y simulación numérica de yacimientos petrolíferos contribuyen con los continuos avances en las técnicas de recuperación mejorada de petróleo para conocer todas las especificaciones necesarias y detectar qué técnica sería la más efectiva para cada caso.

Mercado de recuperación mejorada de petróleo

Con Dióxido de Carbono (CO₂): Se espera que los ingresos del mercado global de EOR con CO₂ superen los 3.780 millones de dólares en 2024, evidenciando un crecimiento sostenido hacia 2034. Este método es clave para rejuvenecer campos petroleros maduros, mejorando las tasas de recuperación y extendiendo su vida económica.

Con la demanda de sostenibilidad ambiental y regulaciones contra las emisiones de gases de efecto invernadero, la EOR con CO₂ se posiciona como una estrategia esencial de captura y almacenamiento de carbono. Aunque el mercado de EOR de CO₂ promete oportunidades con la inversión en expansión y la innovación tecnológica, enfrenta retos como la volatilidad de los precios del petróleo y la influencia de factores geopolíticos⁵.

Tamaño del mercado de recuperación mejorada de petróleo: Se anticipa que el mercado de recuperación mejorada de petróleo crecerá a una tasa compuesta anual superior al 2% entre 2022 y 2027. La inyección de gas, especialmente con CO₂, dominará este mercado, impulsando tanto la producción de petróleo EOR como beneficiando al medio ambiente.

Los nuevos hallazgos de yacimientos petrolíferos en África y América del Sur podrían ofrecer oportunidades significativas a corto plazo. Asia-Pacífico, en particular, podría ver un crecimiento notable debido a mayores inversiones en el sector de exploración y producción y la necesidad de aplicar EOR en campos petroleros maduros⁶.

Conclusiones

Las Técnicas de Recuperación Mejorada de Petróleo (EOR) son significativas para extender la vida útil y maximizar el rendimiento de los campos petroleros. La implementación efectiva de estas técnicas en yacimientos petrolíferos permite una extracción de petróleo más eficiente y sostenible, enfrentando las dificultades de la declinación natural de la producción.

Al innovar los métodos EOR, como la inyección de gas, térmica y química, según las características específicas de cada yacimiento, la industria logra optimizar el aprovechamiento de los recursos naturales y mejorar la viabilidad económica de los proyectos. El desarrollo y la aplicación de métodos EOR para la recuperación avanzada de petróleo son necesarios para responder a la creciente demanda energética y los retos ambientales asociados con la producción de hidrocarburos.

La innovación continua en los métodos EOR aumentan el potencial y eficiencia de los campos petroleros existentes, y a su vez preparan el camino para una explotación más responsable de los futuros yacimientos petrolíferos, resaltando la importancia de estas tecnologías en el panorama energético global.

Referencias

1. https://glossary.slb.com/en/terms/e/eor
2. Técnicas de extracción innovaciones en la recuperación de petróleo crudo acido; feb 2024; FasterCapital.
3. Reducción de la huella inundaciones de CO2 para mejorar la recuperación del petróleo, febrero 2024, FasterCapital.
4. Informe de mercado de recuperación mejorada de petróleo (EOR) de dióxido de carbono (CO2) 2024-2034; Dublín, enero de 2024.
5. Análisis de participación y tamaño del mercado de recuperación mejorada de petróleo: tendencias y pronósticos de crecimiento (2024-2029).
6. Calefacción electromagnética impulsando la recuperación mejorada de petróleo a nuevas alturas; febrero 2024; FasterCapital