04 eficiencia de desplazamiento macroscópico (1)

8/10/2019 04 Eficiencia de Desplazamiento Macroscópico (1)

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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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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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• 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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=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



Eficiencia de Desplazamiento Areal (E A)

• Factores que lo afectan:

1. Arreglo de pozos producción / inyección

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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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– 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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• 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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• 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




– 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



PREGUNTAS?

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