DESPLAZAMIENTO MACROSCOPICO DE FLUIDOS EN UN RESERVORIO
Eficiencia Volumétrica (E V) • La recuperación de petróleo en cualquier proceso de desplazamiento
depende del volumen del reservorio en contacto con el fluido inyectado. • Una medida cuantitativa de este contacto es la eficiencia de desplazamiento
(barrido) volumétrica, E V, 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 E V 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, E V se expresa: EV = E A * EI
Eficiencia Volumétrica (E V) 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 de
hidrocarburo varía arealmente, E A se reemplaza por la eficiencia de barrido por diseño o patrón, E P: EV = EP * EI • Muchos estudios muestran que tanto E I como E A están fuertemente
influenciados por la relación de movilidades tanto para procesos miscibles o inmiscibles.
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
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.
Relación de Movilidades
B
A
µB< µ A
• 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
Relación de Movilidades
=
λ λ
=
μ
μ
donde las permeabilidades k rw y kro se miden en la saturación residual de petróleo (Sor ) y saturación de agua intersticial (inmóvil) respectivamente.
Desplazamiento miscible en un modelo d e 5 puntas a diferentes relaciones de movilidad > 1.0, viscous fingering
Eficiencia de Desplazamiento Areal (E A) • Factores que lo afectan:
1. Arreglo de pozos producción / inyección
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%)
Eficiencia de Desplazamiento Areal (E A) – E A en punto de ruptura para desplazamiento de fluidos miscibles para
modelo 5 puntas (Habermann)
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
Eficiencia de Desplazamiento Vertical (EI) • Segregación
Gravitacional
y
relación
de
movilidades
para
reservorios 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)
Eficiencia de Desplazamiento Vertical (EI) • Segregación
Gravitacional
y
relación
de
movilidades
para
reservorios 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) Estable
Eficiencia de Desplazamiento Vertical (EI) • Efecto de la Heterogeneidad Vertical y Relación de Movilidades: – Sección transversal vertical del reservorio dividida en diferentes capas K1, h1
K2, h2 K3, h3
– Asumiendo M = 1 y despreciando segregación gravitacional.
Variación de kv reducirá EI en el BT en el proceso de desplazamiento debido al flujo dispar en las capas. – Modelos de flujo para reservorios con múltiples capas se han estudiado
asumiendo que el crossflow y segregación gravitacional despreciables.
Eficiencia de Desplazamiento Vertical (EI) – Asumiendo M ≠ 1 y despreciando segregación gravitacional.
– Modelo de Dystra Parsons:
1. Tipo pistón
k1, h k2, h
2. ∆P constante 3. Gravedad despreciable
k3, h k4, h k5, h
4. k descendiente
PREGUNTAS?
