VII INGEPET 2011 (EHS-1-J A-24-N) PLAN ESTRATEGICO DE LA REINYECCIN DEL AGUA DE PRODUCCION EN YACIMIENTOS MADUROS EN LA SELVA NORTE DEL PER Javier Almeida L., William Navarro C., Javier Orccosupa R. (Pluspetrol Norte S.A.) Resumen En el presente trabajo se resume las estrategias desarrolladas para la reinyeccin del 100% del agua de produccin en los lotes 8 y 1AB operados por Pluspetrol Norte S.A. El desarrollo del proyecto fue realizado mediante un trabajo multidisciplinario orientado tantoenelsubsuelocomoensuperficie.Ensubsuelosignificodisear,probary determinar la capacidad de inyeccin de las formaciones receptoras; y en superficie, se dise y adecuaron las plantas de tratamiento de agua en las bateras de produccin;seampliolacapacidaddegeneracinelctricamodificandolospatronesde combustible, empleando residual en lugar de diesel. Altrminodelproyectodereinyeccindeagua,PluspetrolNorteS.A.logrelcero vertimientodelaguadeproduccinconprocesoseficientesyamigablesconelambiente, incrementando la productividad de los recursos. De esta manera, Pluspetrol NorteS.A.logrmejorarlacompetitividaddelaempresahaciendomenosvulnerable sus actividades dentro del aspecto social y las regulaciones ambientales vigentes. Introduccin Enlaindustriadelpetrleo,elprincipalobjetivoesproducirenformaptimalos hidrocarburosymaximizarlarecuperacinfinaldelmismorespetandoelmedio ambiente. En este contexto se conoce al factor de recobro como la medicin cuantitativa de esta eficiencia a travs de la vida de los reservorios. Desde los inicios de la industria (1900),stesehaidoincrementandodesdevalorestanbajoscomoel10%hasta obtener valores muy cercanos al 60% en la actualidad. Sin embargo, a la disposicin del aguaenelmedioambientenoselediolaimportanciadebida.Tanesasquela medicin del caudal producido de agua toma relevancia en la dcada de los 50s, y la disposicin de agua en el medio ambiente recin en la dcada de los 80s. A partir de la dcada de los 90, la industria petrolera desarrolla el gerenciamiento del agua como una herramienta para minimizar su produccin, inicindose el desarrollo detecnologas para minimizar la produccin de agua y con ello tambin la contaminacin ambiental. Elgerenciamientodelaguaesuntrabajomultidisciplinarioqueinvolucraalas especialidades de geologa, geofsica, petrofsica, ingeniera de reservorios, perforacin, produccin,einvolucralaparticipacindereascomomedioambiente,seguridad, asuntoscomunitarios,legal,logstica,construcciones,administracinycompaasde servicios. Con la participacin de este equipo multidisciplinario Pluspetrol Norte S.A. plante como objetivo la reinyeccin del 100% del agua producida en los Lotes 8 y 1AB, basndose enlassiguientesestrategias:a)Reduccindelvolumendeaguaproducida(se emplearontecnologastalescomoperforacindepozoshorizontales,caoneo VII INGEPET 2011 (EHS-1-J A-24-N) 2selectivo,aislamientodezonasdealtaproduccindeaguaymodificadoresde permeabilidad relativa); b) Reinyeccin del agua producida. En superficie se disearon y adecuaronenlasbaterasdeproduccin,modificandolospatronesdegeneracin elctricaconresidualenlugardedieselconlafinalidaddeacondicionarelaguade produccin a los esquemas de reinyeccin requeridos. Todoelprocesoinvolucrungrandesplieguelogsticoyeldesarrollodeunplan coherente de suministro de materiales as como de una estrecha coordinacin entre las distintasdependenciasdelaEmpresaylasCasContratistasparacumplirconlos plazos establecidos por el Estado. Antecedentes En el ao 1969 empiezan las operaciones de exploracin y explotacin petrolera en la Selva Norte del Per y en el ao 1971 se descubren los yacimientos de los lotes 1AB y 8-8XacargodelasempresasOccidentalPetroleumyPetroper,respectivamente. Despusdeperforarpozosdedesarrolloyadecuarlasfacilidadesensuperficie,los lotes inician su produccin a partir del ao 1974 y una produccin contina a partir del ao 1977 una vez que entra en operacin el oleoducto norperuano.Pluspetrol Norte S.A. se hace cargo de las operaciones del lote 8-8X a partir del ao 1996 y el lote 1AB a partir del ao 2000. ElLote1-ABestlocalizadocercadelafronteraconelEcuadorenlaprovinciade Loreto, a 350 Km. de Iquitos. El Lote 8 est localizado en el centro este de la Cuenca del Maran, a 200 Km. al oeste de Iquitos, en el noreste de la selva peruana (Fig. 1). Fig.1Lotes operados por Pluspetrol Norte PACIFIC OCEANPACIFIC OCEANPluspetrol NortePluspetrol Pluspetrol Norte NortePERUYanayacuCorrientesChambiraPavayacuValencia-Nva. EsperanzaPipelineBlock 1ABPipeline50 KmPer EcuadorCapironaBlock8 VII INGEPET 2011 (EHS-1-J A-24-N) 3Los tipos de yacimientos petrolferos descubiertos son principalmente de impulsin por agua, caracterizndose desde el inicio una produccin predominantemente de petrleo con un progresivo incremento en la produccin de agua. Debido a ello al comenzar las operaciones,lospozoseransurgentes,posteriormenteseinstalaronsistemasde levantamientoartificialdeextraccinmediahastafinalmenteinstalarbombas electrosumergibles de alto volumen de extraccin (Fig. 2). 103104105106103104105106Cumulative Oil Production ( Mbbl )Water Rate (Cal. Day) ( bbl/d ) All WELLs(368)Fig. 2 Caudal Produccin Agua Acumulado PetroleoLote 1AB Para la disposicin final de las aguas de produccin, el flujo de las mismas pasaba por una poza de seguridad para ser descargadas luego en el sistema hidrobiologico o a las quebradas, llegando despus de mezclarse con las escorrentas de las aguas de lluvias y otras, para llegar finalmente a los ros dependiendo de la ubicacin de las bateras de produccin. Desdeeliniciohastalafechaelpetrleotratadoestransportadohastaelpuntode despacho (Bayvar) a travs del oleoducto norperuano y a travs del ri Maraon hacia la refinera de Iquitos.

Regulaciones Ambientales Desdequeseinicilaperforacindepozosenladcadadel70hastaquese promulgaron las Leyes de proteccin ambiental, en la dcada de los 90, la actividad de la industria petrolera en el pas se ha regido bsicamente por las normas internas de las compaasoperadoras,situacinquecausimpactosalmedioambiente,generando pasivos ambientales. AnteestasituacinelsectorhidrocarburosdelMinisteriodeEnergayMinas(MEM) aprob, en el ao 1993, el Reglamento para la Proteccin Ambiental en las Actividades de Hidrocarburos, Decreto Supremo N 046-93-EM, que tiene por objeto establecer las normasydisposicionesparaelaprovechamientodelosrecursoshidrocarburferosa travs del desarrollo de las actividades de petroleras dentro de los lmites regulados por elreglamentoparanocausarimpactosambientalesy/osocialesnegativosalas VII INGEPET 2011 (EHS-1-J A-24-N) 4poblaciones y ecosistemas. Este reglamento determina que para los proyectos, previo al inicio de su ejecucin, se deber presentar un Estudio de Impacto Ambiental (EIA);y paralasoperacionesenfuncionamiento,unProgramadeAdecuacinyManejo Ambiental (PAMA). Aestaregulacinselesumalassiguientesbaseslegalesparafortalecerlos mecanismos de proteccin al medio ambiente: Ley N 26221 (1993) Ley Orgnica que Norma las Actividades de HidrocarburosLey N 26734(1996) la Ley del Organismo Supervisor de la Inversin en Energa (OSINERG), y su Reglamento N 324- 2007- OS/CD Supervisin de las Actividades Energticas Ley N 28245 Ley Marco Sistema Nacional Gestin Ambiental y su reglamento DS N 008-2005-PCMLey N 27314, Ley General de Residuos Slidos y su reglamento DS N 057-2004-PCM Ley N 28611, Ley General del Ambiente, DSN015-2006-EMReglamentodeProteccinAmbientalenActividadesde Hidrocarburos (reemplaza al Reglamento aprobado por DS N 046-93- EM) Art.76. La disposicin final del Agua de Produccin se efectuar por Reinyeccin. DSN.037-2008-PCMNivelesMximosPermisiblesparaEfluentesLquidos Producto de las Actividades de Hidrocarburos DL N 1030 Creacin del Ministerio de Ambiente, y su modificatoria, el DL N1039. BajoestecontextolasCaspetrolerassehanestadoadecuandoalasnormativas vigentes.ParaPluspetrolNorteS.A.endiciembredelao2006seapruebaelPlan Ambiental Complementario PAC- del Lote 8 (RD. 760-2006-MEM-AAE) yen J ulio del ao 2007 el PAC del Lote 1AB (RD. 612-2007-MEM-AAE). Se suma a esto considerar quePluspetrol Norte S.A., cuenta con la Poltica Ambiental, mediante la cual reafirma suvocacinderespectoycuidadodelambiente:Considerarlagestinde Environmental Health & Safety (EHS) como una prioridad de la Compaa. EnOctubre2006sefirmaElActadeDorissaqueesunacuerdoentrelas Comunidades Nativas, El Gobierno y Pluspetrol Norte que estableca un cronograma de reinyeccinparalosyacimientosquedisponanelaguadeproduccinenlosros Corrientes, Tigre y Pastaza. Elpresenteproyecto,requirilapreparacindedosEstudiosdeImpactoAmbiental, para el Montaje de la Plantas de Generacin Elctrica y Plantas de procesamiento de Combustibles.AsimismoPlanesdeManejoAmbientalparalainstalacindeltrende equipos que forman parte del sistema de inyeccin de aguas producidas. Estrategia de Reinyeccin BajoelcontextodelcompromisoylaexperienciadePluspetrolNorteS.A.,la reinyeccin de agua de produccin se enmarc dentro de una estrategia de desarrollo sostenible que concibe la calidad ambiental como algo ms que el cuidado del medio ambiente,promoviendounamejorcalidadde vidadelas comunidadeslocalesenlas querealizasusactividades.Estollevaimplementarunaestrategiadedesarrollo sostenible que considera objetivos sociales, ambientales y econmicos (Fig. 3). VII INGEPET 2011 (EHS-1-J A-24-N) 5 Fig.3Triangulo de Desarrollo Sostenible Con el propsito establecido por Pluspetrol se plante el compromiso de la reinyeccin total del agua de produccin, que por su envergadura signific adecuar las instalaciones tantodesubsuelocomodesuperficie;queenmuchoscasossignificduplicarla capacidad de las facilidades instaladas. Laimplementacindelaestrategiasedesarrolladecuandolaorganizacintambin paralaplanificacinyejecucindelosdiversosproyectos,laasignacinycontrolde recursos y la adecuada direccin al cambio estratgico (Fig. 4). Se han identificado dos fasesparaeldesarrollodelpropsito;actividadesenelsubsueloyactividadesen superficie. Fig. 4: Diagrama de flujo de la estrategia del sistema de reinyeccin. Inicio Det. Reservorios receptoresEvaluacin de arenas receptorasPruebas de inyectividadDefinir los pozos inyectores Montaje Tk Skimmer y ReposoTendido de ductos Tratamiento de Fluido en Batera E.Bombeo Booster CE E. Bombeo HPSPozos InyectoresDESARROLLOSOSTENIBLEFACTOR ECONOMICOFACTOR AMBIENTALFACTOR SOCIALDESARROLLOSOSTENIBLEFACTOR ECONOMICOFACTOR AMBIENTALFACTOR SOCIALVII INGEPET 2011 (EHS-1-J A-24-N) 6Elresumendelasprincipalesactividadesdesarrolladastantoensuperficiecomoen subsuelo se indica en la siguiente figura (Fig. 5) Figura 5: Cronograma macro de tareas TareaREINYECCIN - PLUSPETROL NORTEPrueba Inyectividad Pozos CO42, FO4Pruebas Pilotos Pozos SomerosPruebas de laboratorio, tamao de particular, garganta poralesIng. ConceptualPermisos tcnicos y ambientalesIngeniera BsicaAdquisicin de equipos crticos Ingeniera de DetalleConst ruccinConversin de Pozo InyectorMontaje de Topping y Central ElctricaTendido de ductosTendido de lneas y Montaje de SubEstacionesMontaje de Estac. De bombeoLanzamiento de pozos inyectores1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 42003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Estrategia de Reinyeccin en Subsuelo Para evaluar las alternativas propuestas se ejecutaron estudios que se iniciaron en el ao 2003, aplicndose los resultados en forma inmediata. Esto ha permitido a Pluspetrol NorteS.A.adquiriryprocesarinformacinadicional,ascomocapitalizarlas experiencias surgidas durante la ejecucin del proyecto. EnelLote8,enabril2004seiniciunproyectopilotoparadisposicindeaguade produccinmediantereinyeccinenlasformacionesVivianyPozoBasalenelpozo Corrientes 42AD, logrando inyectar un volumen mximo de 21 MBWPD con una presin de 1,740 psi. Enlosaos2004y2005seemprendilaetapadepruebasdeinyeccinenpozos pilotossomerosenelYacimientoPavayacu.Pararealizaresteprocedimientose perforaron2pozos(pozo1114y1116),de400mdeprofundidadenlaformacin CorrientesInferior,comopotencialreceptordelaguadeproduccinareinyectar.En esta formacin se encontr agua con baja salinidad, lo que desestim esta formacin para futuros trabajos de reinyeccin. Apartir de este momento en Pavayacu comienza lafasedeevaluacindelainyeccindeaguadeproduccinenformacionesms profundas, realizando trabajos en dos pozos (pozos 1110 H y 84XC). Entrejulioynoviembre2005,serealizlareinyeccindeaguadeproduccinenla formacinViviandelpozo1110H,alcanzadounvolumende42MBWPDconuna presin de 1,800 psi.En marzo y setiembre 2006, se realiz la reinyeccin de agua de produccinenlaformacinViviandelpozo84XC,alcanzadounvolumende35 MBWPD con una presin de 1,150 psi.Los trabajos de inyeccin en los pozos1110 Hy84XCposibilitaronquedesdeSetiembre2006sereinyecteel100%delaguade produccin del Yacimiento Pavayacu. En el Lote 1AB, como resultado del estudio hidrogeolgico realizado, en octubre 2004 seconvirtielpozopilotodeinyeccinJ ibarito02,conunaprofundidadmenoralos VII INGEPET 2011 (EHS-1-J A-24-N) 71400 m, evalundose la formacin Capas Rojas Superior como potencial receptor del aguadeproduccinainyectar,dondelosresultadosinicialesmostraronunlimitado potencial de reinyeccin, de 12 MBWPD con 1 400 psi, Posteriormente en el 2005 se evalulaformacinPozoSandcomoreceptoryseconsiguiinyectar22MBWPDa 2200psi.Finalmentedespusdeefectuaralgunostrabajosenestaformacinse consigui inyectar hasta 40 MBWPD con 1800 psi. En la bsqueda de encontrar formaciones ptimas para inyectar, se desarrollaron pozos pilotos en el Yacimiento Forestal, especficamente el pozo Forestal 04, donde selogr inyectar 22,7 MBWPD a 1100 psi en la formacin Pozo Sand. Conlosresultadosanterioresseplantelanecesidaddeinyectarenformaciones profundas,siendolosobjetivoslasFormacionesPozoSandyVivian.LaFormacin Vivianesunaunidadlitoestratigrficayseencuentrapresenteentodalacuenca Maraon (Fig. 6) presenta una permeabilidad entre 100 y 5000 mD,porosidad entre 18 y23%yespesoresquevarande15metrosenlapartemsprofundadelacuenca hasta 130 m en la parte levantada, el mecanismo de produccin es por empuje de agua, lapresindelsistemahadisminuido500psiporefectodelaproduccindesdela dcadadelossetenta.LaformacinPozoesunaunidadlitoestratigraficaquese encuentrapresenteentodalacuencaMaraon,conespesoresquevarande30a 100m, porosidad de 18 a 23% y permeabilidades de 2 a 2000 MD, la presin actual es original debido a que este reservorio se encuentra saturado con agua salada de 30,000 ppm. Fig. 6 Mapa Isopaco de la Fm. Vivian VII INGEPET 2011 (EHS-1-J A-24-N) 8Considerandoquelosreservoriospotencialesainyectarnocontabanconsuficiente informacin(enespeciallaFormacinPozo)seprocediarealizarpruebasde laboratorioquecomprendieron:a)Compatibilidaddefluidos,b)Anlisisdegarganta poral cuyo estadstica se muestra en la tabla N 1,donde se planteo la necesidad de tenerunaguacontamaodepartculasnomayoresde2-6m,c)Distribucindel tamaodepartculasenelaguadeinyeccin,dondeel90%poseeundimetro promedio de 6 m (tabla N 2), d) Para la evaluacin de las gradientes de fractura se utiliz correlaciones y se valid con las gradientes de fractura obtenidas en trabajos de fracturamiento hidrulico vs gradientes porales de reservorio (Fig. 7), lo anterior indico queestevalorestabaentre0.56a0.78psi/pie,posteriormenteestosvaloresfueron confirmados con las pruebas de inyectividad realizadas. Tabla N 1 Dimetro de Garganta Poral Tabla N 2 Distribucin de tamao de Partculas: Fig. 7Correlacin gradiente poral de reservorioFig. 8 Prueba SRT vs gradiente de fractura-cierre Considerando la informacin anterior y con la finalidad de minimizar la inversin en las facilidades de superficie y maximizar el tiempo de vida media de los pozos inyectores se planteolanecesidaddere-inyectar elaguaproducidaaunrgimendefractura,para ello se realizaron pruebas de Step Rate Test Inyectividad Falloff test (Fig. 8, 9) a diferentes temperaturas del agua de inyeccin (Fig. 10), con estos resultados se pudo definir que la calidad del agua de inyeccin debe tener menos de 20 ppm de slidos y menos de 20 ppm de OIW. Dimetro de Garganta PoralPorcentaje (%) g