Vibrosismica

La estimulación sísmica es una nueva técnica mejorada de recuperación de petróleo en todo el campo. Se instala una fuente de ondas sísmicas de baja frecuencia pozo abajo en un pozo abandonado, ubicado centralmente, a la profundidad de la formación que contiene petróleo. La producción de petróleo comúnmente se ve mejorada entre un 10% y un 30% en los pozos productores en la región circundante delpozo originario. El tamaño de la región afectada tiene, por lo general, entre una y dos millas de diámetro, pero puede ser mayor dependiendo de factores como la resistencia del origen, la geología del reservorio y la relación gas/petróleo. Este artículo revisa parte de la evidencia científica para estimulación sísmica, analiza el mecanismo principal mediante el cual los investigadores creen quefunciona, y describe el sistema de estimulación sísmica de Unico.

Evidencia científica
A partir de la década de 1930, ha habido informes de operadores de campos petroleros de que la producción de petróleo aumentaba después de haber terremotos en la cercanía. Numerosos estudios de laboratorio efectuados por investigadores rusos, desde la década de 1970, han confirmado que las ondas acústicas debaja frecuencia tienen un efecto positivo en la movilidad del petróleo. Los estudios rusos de campos petroleros durante la década de 1990 utilizando vibradores superficiales, diseñados para exploración sísmica, encontraron que las ondas sísmicas provocaron una mayor producción de petróleo en los reservorios de poca profundidad. Beresnev y Johnson (1994) ofrecen una revisión excelente de lainvestigación temprana en esta área, la mayor parte de la cual tuvo lugar en Rusia. Ha sido solo durante la última década que ha habido mucha investigación sobre este tema en los Estados Unidos.
Ha habido un puñado de estudios de laboratorio en los Estados Unidos durante la década pasada. Un estudio, de Li y colegas (2005), utilizó un micromodelo de vidrio grabado, consistente en un entramado cuadrado de50 por 50 poros circulares conectados por gargantas de poros rectos, para emular un reservorio real. Los tamaños de los poros y gargantas de los poros se distribuyeron normalmente en una gama de valores. Inicialmente el espacio de poros se llenó completamente con tricloroetileno (TCE), el cual se había teñido de color azul. El TCE es insoluble en agua y jugó el rol del petróleo en este estudio.Se empujó agua por el sistema a una caída de presión constante para simular un flujo de agua. Se midió la saturación de TCE como función del tiempo durante el flujo de agua utilizando un sistema de imagenología óptica hasta que la saturación de TCE llegó a un nivel residual inalterado. Se repitió todo el flujo de agua varias veces, tanto sin vibración como con vibración de una amplitud y frecuenciafijas. La amplitud y la frecuencia de la vibración fueron variadas de una prueba a la siguiente.

Figura 1—Trazado de saturación de TCE ("petróleo") en comparación con el tiempo para distintas rondas experimentales mostrando el efecto de variar la frecuencia con una aceleración fija. Tomado de Li y colegas.

Figura 2—Trazado de saturación de TCE ("petróleo") en comparación con el tiempo paradistintas rondas experimentales mostrando el efecto de variar la aceleración con una frecuencia fija. Tomado de Li y colegas.
Las Figuras 1 y 2 muestra los resultados experimentales principales del estudio. La Figura 1 señala la saturación de TCE comparada con el tiempo en cuatro ensayos diferentes—uno sin vibración y los otros tres con vibración en frecuencias de 10, 30 y 60 Hz, todo a unaamplitud fija de 3.5 m/s2. Se puede ver que el TCE fue retirado del sistema entre dos y tres veces más rápido con vibración que sin ella y que la saturación residual de TCE fue menor con vibración que sin ella. Además, es evidente que dentro de la gama de frecuencias probada, las frecuencias menores fueron más efectivas en movilizar el TCE que las frecuencias más altas.
La Figura 2 muestra la...