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DESPLAZAMIENTO MACROSCOPICO DEFLUIDOS EN UN RESERVORIO
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Eficiencia Volumétrica (EV)
• La recuperación de petróleo en cualquier proceso de desplazamientodepende del volumen del reservorio en contacto con el fluido inyectado.
• Una medida cuantitativa de este contacto es la eficiencia de desplazamiento
(barrido) volumétrica, EV, la cual se define como la fracción de reservorio
(PV) invadido por el fluido inyectado, , o la fracción de PV el cual ha estado
en contacto o afectado por el fluido inyectado.
• Se puede observar que EV es una función del tiempo en un proceso de
desplazamiento.
• Para un reservorio ideal con porosidad, espesor y saturación de
hidrocarburos uniforme, y que consiste de varias capas, EV se expresa:
EV = E A * EI
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Eficiencia Volumétrica (EV)
donde E A
= Eficiencia de barrido areal (área barrida/área total del reservorio)
EI = Eficiencia de barrido vertical
• Para un reservorio real donde la porosidad, espesor y saturación dehidrocarburo varía arealmente, E A se reemplaza por la eficiencia de barrido
por diseño o patrón, EP:
EV = EP * EI
• Muchos estudios muestran que tanto EI como E A están fuertemente
influenciados por la relación de movilidades tanto para procesos miscibles o
inmiscibles.
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Relación de Movilidades
• La movilidad de una fase de fluido, λi está dado por:
λ =
μ
donde ki = Permeabilidad efectiva de la fase i
µi = Viscosidad de la fase i
• En cálculos que envuelven procesos de desplazamiento, un concepto que
puede ayudar es la relación de movilidades, M, entre las fases de fluido
desplazante y desplazada:
=λ
λ
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Relación de Movilidades
donde λD = Movilidad de la fase de fluido desplazante
λd = Movilidad de la fase de fluido desplazada
• Esta relación de movilidades es un parámetro muy importante en cualquier
proceso de desplazamiento ya que afecta a la eficiencia de barrido areal y
vertical:
– M (M>1.0), el barrido para un volumen dado de fluido inyectado.
Además causa una inestabilidad en el frente del proceso de
desplazamiento llamado dedamiento viscoso (relación de movilidades
no favorable)
– M (M<1), el barrido formando una relación de movilidades favorable.
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Relación de Movilidades
• Para una inundación con agua ( o un proceso de desplazamiento inmiscible)
donde se asume flujo tipo pistón, donde solo agua fluye detrás del frente y
solo petróleo delante del frente se tiene:
=λ
λ =
μ
μ
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AB
µB< µ A
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Relación de Movilidades
=λ
λ =
μ
μ
donde las permeabilidades krw y kro se miden en la saturación residual de
petróleo (Sor ) y saturación de agua intersticial (inmóvil) respectivamente.
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Desplazamiento miscible en un modelo de 5 puntas a diferentes relaciones de
movilidad > 1.0, viscous fingering
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Eficiencia de Desplazamiento Areal (E A)
• Factores que lo afectan:
1. Arreglo de pozos producción / inyección
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Eficiencia de Desplazamiento Areal (E A)
2. Heterogeneidad de la permeabilidad del reservorio
• Es diferente de un reservorio a otro por lo cual es muy difícil
realizar algún tipo de correlación
• Anisotropía en la permeabilidad y geología
3. Relación de movilidades
4. Gravedad y fuerzas viscosas
• La mayoría de estudios se realizó para los 2 primeros factores ya que se
utilizan modelos delgados en laboratorio lo cual minimiza la segregación
gravitacional (barrido vertical es 100%)
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Eficiencia de Desplazamiento Areal (E A)
– E A
en punto de ruptura para desplazamiento de fluidos miscibles para
modelo 5 puntas (Habermann)
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Eficiencia de Desplazamiento Vertical (EI)
• Factores que afectan:
1. Segregación gravitacional debido a diferencia entre densidades
a) Gravedad sobrepone ρD < ρd b) Gravedad antepone ρD > ρd
2. Relación de movilidades
3. Variación de permeabilidad horizontal-vertical
4. Fuerzas capilares
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Eficiencia de Desplazamiento Vertical (EI)
• Segregación Gravitacional y relación de movilidades parareservorios horizontales:
– De acuerdo a muchos estudios de laboratorio y modelos matemáticos
se puede concluir que la segregación gravitacional se incrementa:
1. Cuando kH y kV se incrementan
2. Con el incremento en la diferencia de densidades entre el fluido
desplazante y fluido desplazado
3. Con el incremento de la relación de movilidades
4. Con caudales bajos (podría reducirse con el dedamiento viscoso)
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Eficiencia de Desplazamiento Vertical (EI)
• Segregación Gravitacional y relación de movilidades parareservorios inclinados:
– La gravedad puede ayudar a mejorar el desplazamiento de petróleo por
1. Gas más solvente (updip) a una velocidad baja, gravedad ayuda a
que frente sea estable evitando el dedamiento (viscous fingering)
2. Petróleo desplazado por agua (updip)
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Estable
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Eficiencia de Desplazamiento Vertical (EI)
– Asumiendo M ≠ 1 y despreciando segregación gravitacional.
– Modelo de Dystra Parsons:
1. Tipo pistón
2. ∆P constante
3. Gravedad despreciable
4. k descendiente
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k1, h
k2, h
k3, h
k4, h
k5, h
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PREGUNTAS?
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