Presión Capilar El concepto de presión capilar generalizado es el siguiente: Siempre que dos o más fluidos coexistan la combinación de la la tensión superficial y la curvatura debida del lugar donde estos mismos se encuentren hace que las dos fases experimenten diferentes presiones !onde "uega un papel muy importante las saturaciones relativas# ya que a medida que las saturaciones relativas de las fases cambian# se ha podido determinar que estas diferencias de presión tambi$n cambian %legando al concepto de que la Diferencia entre las presiones de dos fases cualesquiera sean se define como presión capilar
Presión Capilar en un yacimiento yacimiento %as presiones capilares se pueden determinar para sistemas bifásicos de diferentes clases& de inter$s para la industria del petróleo están los sistemas de gas'salmuera# gas'aceite y aceite'salmuera Este mismo valor de la presión capilar es bastante utilizado al ser de por si valores de presión Estos datos de presión capilar se utilizan directamente en programas num$ricos de simulación y para calcular la distribución de los fluidos en el yacimiento Que papel juega la porosidad en la presión capilar? El efecto de la estructura porosa se determina a partir de las curvas de presión capilar determinadas en el laboratorio %os poros en las rocas reservorio son consideradas análogos a los tubos capilares si se toma en cuenta los diámetros son peque(os
Que papel juega la permeabilidad en la presión capilar? %as rocas de ba"a permeabilidad presentan altas presiones capilares y zonas de transición de un gran espesor# mientras que las rocas de alta permeabilidad presentan menores presiones capilares y delgadas zonas de transición
Cuando dos fluidos inmiscibles están en contacto dentro de los poros# una superficie curvada se forma entre los dos %a presión en el lado del fluido no' mo"ante de la interfase )Pn*+# es mayor que la presión para el lado del fluido mo"ante )Pn+ Esta diferencia de presiones se define como presión capilar )Pc+ Pc=Pnw-Pw Esta situación se genera debido a que la atracción mutua entre la roca y el fluido )tensión de adhesión+ es diferente para cada fluido %a diferencia en la presión entre las dos fases en equilibrio a la misma elevación se denomina presión capilar entre las fases El fluido con la mayor tendencia a mo"ar la roca reservorio tendrá la presión más ba"a Según la expresión de aplace! El hecho de que el agua y el petróleo sea inmiscibles es muy importante Cuando tales fluidos est$n en contacto en una interfase bien definida existe la posibilidad de que las mol$culas cerca de la interfase est$n desigualmente atra,das por las mol$culas vecinas y esto da un incremento en el nivel de la energ,a libre en superficie por unidad de área %a expresión general para calcular la presión capilar en cualquier punto de la interfase de petróleo y agua es: P"= Po # Pw = $ %&'r& (&'r)*
PC- presión capilar Po- presión del aceite P*- presión del agua .asándose en la otra ecuación: /- tensión interfacial 01 y 02- radio de curvatura en cualquier punto donde son le,das las presiones tanto de petróleo y de agua Esta segunda ecuación se puede aplicar ya que se acerca mas al dato de la presión capilar basándose en los poros como si estos fueran tubos capilares Con el valor obtenido de esta presión capilar se puede determinar valores como ser: Saturación de agua reducible! es la saturación de agua que no puede ser reducida por más q aumente la presión capilar &$$+ ,iel de agua! Es el punto donde la m,nima presión requerida de la fase mo"ante desplace la fase mo"ante y comienza a penetrar los poros mayores ,iel de .gua ibre! 3ivel hipot$tico donde la presión capilar es igual a cero En este punto no existe entre los l,quidos en la roca /ona de 0ransición: intervalo en el yacimiento entre el 1//4 del nivel del agua y el punto mas profundo de la zona y a su vez mas pendiente dela curva de presión capilar "ontacto .gua Petróleo! Esto ocurre en el tope de la zona de transición donde la condición de la fase mo"ante cambia volvi$ndose otro tipo de fluido variando todas sus caracter,sticas
La saturación en la presión capilar: %as saturaciones residuales e irreducibles de los fluidos# obtenidas durante las mediciones de presión capilar# se pueden utilizar para ayudar a estimar la cantidad de aceite recuperable y las saturaciones esperadas de agua fósil
En cualquier medio poroso con presencia de fluidos bifásicos# la fase mo"ante tendrá siempre la presión más ba"a Por lo tanto# las curvas de presión capilar se pueden tambi$n utilizar para determinar las caracter,sticas de mo"abilidad del yacimiento
%as presiones capilares se miden com5nmente con uno de dos instrumentos: celdas de de saturación de plato poroso o centr,fugas !ebido a que los tiempos de prueba son más cortos# la centr,fuga es la t$cnica de prueba preferida %a ultra'centr,fuga permite realizar la prueba a temperaturas hasta de 16/7C Existen t$cnicas para la determinación de la presión capilar en n5cleos consolidados y no consolidados
8ltra centrifuga donde se permite establecer las condiciones del reservorio
%a presión capilar de un yacimiento es aquella que se e"erce dentro del espacio poroso# entre dos fluidos inmiscibles entre si# que en este caso# son: el agua y el petróleo 9 entre otras cosas# esta se estudia para ayudar al cálculo de la efectividad del sello en un yacimiento# la columna máxima posible de hidrocarburos# el factor de recuperación del yacimiento# la ca,da de presión# etc
"ompartir
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Pruebas de Presión "apilar!
Pueden hacerse dos tipos de pruebas de presión capilar: a de drenaje 1 la de imbibición2 as pruebas de presión capilar de drenaje tienden a duplicar la acumulación de petróleo en el yacimiento y se emplean para estimar las saturaciones in,ciales de agua as pruebas de presión capilar por imbibición se usan para predecir la extracción de petróleo por empu"e de agua %a fig 1 contiene las curvas de la presión capilar de drena"e y la imbibición en el mismo n5cleo %os valores positivos de la presión capilar denotan que la presión de la fase petrol,fera es mayor que la presión en la fase acu,fera Para una presión
capilar negativa# la presión en la fase acu,fera es más alta
Fig.1 Presión Capilar vs Saturación de Agua
3"ómo se 4ace la prueba de Presión "apilar? En la preparación de una muestra de n5cleo para hacer la Prueba de presión capilar de drena"e# se extrae todo el fluido y la muestra se seca antes de saturarla con un fluido humectante ba"o más alta presión Para lograr un contraste entre el fluido humectante y el no humectante# generalmente seemplea un l,quido para la fase humectante y un gas para la no humectante
' Se han usado dos m$todos para las pruebas de presión capilar de drena"e: El de la centr,fuga y el de estado restaurado El primero se usa más porque el tiempo y los costos son mucho menores que los requeridos por el m$todo de estado restaurado demás# pueden simularse presiones capilares más altas con la centr,fuga que con el m$todo por restauración
56todo de la centr7fuga!
%a muestra saturada con un solo l,quido se pone en la centr,fuga# cuya velocidad de rotación determina la presión capilar El liquido# que generalmente es un aceite de ba"a viscosidad# como el ;erosene# es extra,do del n5cleo por la fuerza centr,fuga# como lo ser,a por gas ba"o presión %a centr,fuga se hace girar a ba"a velocidad constante hasta que el l,quido de"e de fluir El l,quido producido acumulado se anota para cada velocidad %a prueba termina cuando se obtiene un aumento en la velocidad de la centrifuga El resultado final es un gráfico de presión capilar versus la fase de saturación por humectabilidad El cálculo de la distribución de la saturación a lo largo del n5cleo y la conversión de la velocidad
de la centr,fuga a presión capilar están más allá del alcance
l comienzo de una prueba de presión capilar por imbibición la muestra de n5cleo contiene agua a la saturación irreducible y el volumen remanente de poros está lleno de petróleo Estas condiciones de saturación podr,an existir al final de una prueba capilar de drena"e por imbibición# si el agua ha sido desplazada por el petróleo %a prueba de imbibición duplica el desplazamiento de petróleo por el agua de yacimientos %a mayor,a de las pruebas de presión capilar por imbibición se hacen en la centrifuga En este caso la muestra del n5cleo se rodea de agua mientras está girando 8n procedimiento de reciente creación permite que se hagan pruebas de presión capilar por imbibición en la centr,fuga# a seudo'condiciones del yacimiento El n5cleo debe cortarse y preservarse en condiciones que retengan la verdadera humectabilidad %a temperatura del yacimiento se mantiene en la centrifuga y el n5cleo se satura con agua y con petróleo libre de gas del yacimiento El gas debe removerse del crudo porque el ambiente en la centr,fuga está a presión atmosf$rica
