Las arenas bituminosas se componen principalmente de arena, betún y agua.
El betún es un petróleo pesado de gran viscosidad y densidad que no fluye si no se calienta.
Esto significa que no puede extraerse fácilmente como el petróleo convencional, en el que basta con perforar un pozo y esperar que el petróleo fluya hacia la superficie.
Como el betún es mucho más pesado que el petróleo convencional, requiere un mayor procesamiento para descomponer los hidrocarburos en moléculas más pequeñas, así como para eliminar impurezas como el sulfuro de hidrógeno.
El producto final de la mejora del betún es el aceite sintético.
Aunque la extracción de petróleo de las arenas bituminosas suele ser más cara que la de los yacimientos convencionales, las mejoras tecnológicas están reduciendo los costes y haciéndola más económica.
Algunos métodos utilizados para extraer petróleo de las arenas bituminosas son el drenaje gravitacional asistido por vapor, la producción de petróleo pesado en frío con arena, la estimulación cíclica con vapor y la extracción de vapor, y la minería de superficie.
Relacionado: ¿De qué está hecho el petróleo?
Minería de superficie de arenas bituminosas
La extracción de arenas bituminosas en superficie sólo es una opción viable si las arenas bituminosas se encuentran en la superficie o muy cerca de ella.
Una de esas zonas se encuentra en Alberta, Canadá, alrededor de la ciudad de Fort McMurray.
Una de las ventajas de la minería de superficie es que no es necesario perforar ningún pozo.
Desgraciadamente, la minería de superficie puede causar bastantes daños al paisaje y requerir más tiempo para su recuperación.
La extracción se realiza utilizando grandes camiones que cargan la arena petrolífera y la transportan a instalaciones donde se somete a un proceso para separar el petróleo de la arena calentándola con agua.
Después, el petróleo pesado se somete a más procesos y, al final, se convierte en petróleo sintético que puede transportarse por oleoductos a las refinerías.
La arena suele devolverse a las minas para su recuperación.
El agua de este proceso, que incluye partículas de arena y sal, se bombea a balsas de residuos.
La mayoría de las plantas de mejora se construyen cerca de las minas de extracción de betún para reducir los costes de transporte.
Relacionado: ¿Cómo se transporta el petróleo?
Drenaje por gravedad asistido por vapor (SAGD)
Se trata de un método de recuperación de arenas petrolíferas in situ que consiste en la perforación de dos pozos a pocos metros de distancia el uno del otro.
Una de las ventajas de los métodos in situ es que la alteración del paisaje es muy limitada.
La segunda ventaja es que las arenas bituminosas no necesitan estar en la superficie para que este método funcione.
Uno de los pozos se utiliza para la inyección de vapor y el otro para la producción de petróleo.
Se inyecta vapor caliente en el pozo superior para calentar la formación y permitir que el petróleo pesado baje por gravedad al segundo pozo inferior que se utiliza para la producción.
Producción de petróleo pesado en frío con arena (CHOPS)
Este método es similar a las operaciones convencionales de perforación de pozos horizontales, con la única diferencia de que no se instalan filtros de arena y se permite que la arena fluya hacia el pozo junto con el petróleo pesado.
La simple perforación del pozo en la formación de arena petrolífera dará lugar a una recuperación de petróleo extremadamente pequeña debido a la alta viscosidad del betún a bajas temperaturas.
Al permitir que la arena fluya, se crean pequeñas vías que permiten que fluya más petróleo pesado hacia el pozo.
En la superficie, el petróleo pesado se separa de la arena y se envía para su posterior mejora.
A menudo se utilizan sistemas de elevación artificial con CHOPS para mejorar la producción.
Relacionado: Métodos de elevación artificial para sacar el petróleo a la superficie
Estimulación cíclica con vapor (CSS)
Este método es similar al SAGD, pero para la recuperación del CSS sólo es necesario perforar un pozo.
Una vez perforado el pozo, se inyecta vapor en él durante un largo periodo de tiempo para calentar la formación.
Tanto los pozos horizontales como los desviados pueden utilizarse para el CSS.
Después de detener la inyección de vapor, el pozo se pone en producción.
Cuando las tasas de producción empiezan a bajar, el proceso se repite hasta que el pozo deja de ser rentable.
Extracción de vapores (VAPEX)
Este método de extracción del betún de las arenas bituminosas requiere la perforación de dos pozos, uno encima del otro, de forma similar al método SAGD.
Sin embargo, con el método VAPEX, se inyectan varios disolventes y gas natural líquido en el pozo superior para disolver el betún mezclado con arena con el fin de disminuir su viscosidad, lo que permite que fluya hacia el pozo inferior.
Lea lo siguiente: ¿Qué es la recuperación mejorada de petróleo?
Referencias: