Combustión en el Yacimiento

Existen varias versiones al proceso de combustión en el yacimiento de
las cuales posiblemente la más utilizada es la convencional húmeda.

i. Combustión en el yacimiento convencional seca: En general el
proceso de combustión en el yacimiento es un proceso muy
complicado. La figura 1.3 presenta una interpretación idealizada de un
proceso de combustión convencional seca. El área más cercana al pozo de inyección es la zona quemada, la cual no contiene líquidos. El
aire inyectado pasa a través de esta zona antes de reaccionar.
La próxima zona corriente abajo en el área de mayor reacción, o la
zona de fuego. El fuego se alimenta del coque depositado por el
petróleo en la zona inmediata a la de fuego, corriente abajo.
La zona a continuación contiene condensados de componentes livianos
originados por craqueo térmico del petróleo, mezclados con agua
condensada. El banco de agua contiene una saturación de agua mayor
que la existente a las condiciones iniciales. Este banco está formado
por desplazamiento de petróleo, agua connata y el agua formada como
producto de la combustión.
El banco de petróleo, localizado a continuación del banco de agua,
contiene una saturación de petróleo más alta que la original, debido al
petróleo desplazado de las zonas corriente arriba. La última zona está
aproximadamente a las condiciones originales, aunque los gases
producto de la combustión han pasado a través de ella.
En el banco de agua fluye petróleo, agua y gases de combustión. En el
banco de petróleo fluyen petróleo y gases de combustión. La eficiencia
de desplazamiento del frente de combustión normalmente se considera
igual al 100%, menos el porcentaje del petróleo original en sitio
consumido por el fuego. Bajo condiciones favorables, el coque
consumido es de alrededor del 10% - 15% del petróleo in situ. Esto
podría resultar en una eficiencia de desplazamiento del 85 - 90%.
Los mecanismos que actúan durante este proceso son muy variados
destacándose el empuje por gas, los desplazamientos miscibles, la
vaporización y la condensación. Tales mecanismos son auxiliados por importantes reacciones, como la oxidación, la destilación, la
desintegración catalítica y la polimerización, las cuales ocurren
simultáneamente en las zonas de combustión, coque y desintegración
catalítica. En estas zonas ocurre, también, un incremento en la presión
debido principalmente al aumento en el volumen de los fluidos por
expansión térmica que produce un aumento de la tasa de flujo hacia los

pozos productores.

ii. Combustión convencional húmeda: Es similar al caso de
combustión seca, que en vez de inyectar solamente aire se inyecta aire
y agua, bien sea en forma alternada o simultáneamente. El objeto de
inyectar agua es aprovechar el calor existente en la zona quemada,
para vaporizar el agua y transportar el calor hacia la zona delante del
frente de combustión, mediante el vapor generado. De no inyectar agua
este calor se disiparía hacia las formaciones adyacentes.
En la combustión húmeda, normal o incompleta, el agua inyectada al
ponerse en contacto con la zona quemada se evapora y fluye a través
del frente de combustión como parte de la fase gaseosa; pues la
máxima temperatura del frente de combustión es en este caso, mayor
que la temperatura de vaporización del agua a la presión del sistema..
El proceso se denomina húmedo normal cuando el coque depositado
se consume totalmente. Por el contrario, cuando el agua inyectada
hace que el combustible depositado no se queme por completo
entonces se tendrá una combustión húmeda incompleta. La combustión
súper húmeda se logra cuando la cantidad de calor disponible en la
zona quemada no es suficiente para vaporizar toda el agua inyectada al
sistema. En este proceso la máxima temperatura de combustión
desaparece y la zona de vaporización condensación se esparce por
todo el medio poroso. Esta combustión se llama también parcialmente
apagada.
iii. Combustión en reverso: Este proceso es solamente recomendable
para aquellos yacimientos que contienen petróleo con poca o ninguna
movilidad. En este proceso, el frente de combustión se crea en el pozo
de producción, mientras que el aire se inyecta por el pozo de inyección.
Esto hace que el frente avance del pozo de producción al pozo de
inyección. Este método tiene el beneficio de que vaporiza la mayor
parte del petróleo en el yacimiento que no es quemado, resultando así
un producto con una gravedad API mucho mayor que la del petróleo
originalmente en el yacimiento.
El movimiento del frente de combustión es hacia las zonas de mayor
concentración de oxigeno, y los fluidos desplazados atraviesan dicho
frente de combustión como parte de la corriente de gas, siendo
transportados a través de la zona caliente hacia los pozos de
producción por drenaje de gravedad y por empuje de gas. El
comportamiento de este proceso es muy diferente al convencional,
pues la zona de combustión no consume todo el combustible
depositado delante de ella, pero si parte de los componentes medianos
y livianos del petróleo in situ son utilizados como tal. Casi no existe
producción de monóxido o bióxido de carbono y las principales
reacciones ocurridas durante la oxidación del crudo originan
compuesto