8/16/2019 Clase 1 - Oil Properties and Displacement Efficiency
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEINGENIERÍA
Ingeniería de Reservorios II
Por
MSc. Víctor Alexei Huerta Quiñ[email protected], [email protected]
Abril, 2010
Propiedades de los Reservorios de Petróleo
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1CONTENIDO
Recuperación Mejorada de Petróleo (EOR)
Procesos de Desplazamiento Inmiscible
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Recuperación Mejorada de Petróleo (EOR)
Los mecanismos de recuperación primaria de petróleo han permitido en promedio
producir un 30 % del recurso originalmente descubierto. Para alcanzar tales cifras,
muchas veces se necesita realizar un gasto mayor al 50% de la energía original de
los reservorios de petróleo.
Existen métodos, convencionales y de tecnología avanzada, que permiten
incrementar la eficiencia de recuperación primaria: mantenimiento de presión,
inyección de fluidos desplazantes (agua y gas), inyección de fluidos miscibles (C0 2)
métodos termales (inyección de vapor), inyección de químicos e inclusive
microorganismos.
Los procesos EOR han alcanzado una alta importancia debido a que han permitido
extender la vida productiva de campos maduros, contribuyendo a garantizar
seguridad en el abastecimiento de hidrocarburos en los países de gran demanda
energética.
Recuperación Primaria vs. Mejorada
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3Métodos EOR
Fuente: Ono, K & Sarma, H. (1994). An Introduction to EOR Methods and Applications
Recuperación Mejorada de Petróleo (EOR)
Non-Thermal Thermal
Gas Drives
MicrobialChemical Floods
Inert Gas Flue Gas Misc ib le
(Gas)
Inmiscible
CO2
Waterflood
Surfactant
Flooding
Alkaline
Flooding
Emulsion
Flooding
Miscible
(Solvents)
Combination
Steam Injection Hot Waterflooding (Also
Well Stimulation)
In Situ Combustion
Cyclic Steam
Stimulation
Steamflooding
Fracture/Conduction
Combination with
Chemicals
Forward
Combustion
Reverse
Combustion
Mining
Dry
Oxygen
enriched
Other aditives
to Air
Wet
Non-Thermal Thermal
Gas Drives
MicrobialChemical Floods
Inert Gas Flue Gas Misc ib le
(Gas)
Inmiscible
CO2
Waterflood
Surfactant
Flooding
Alkaline
Flooding
Emulsion
Flooding
Miscible
(Solvents)
Combination
Steam Injection Hot Waterflooding (Also
Well Stimulation)
In Situ Combustion
Cyclic Steam
Stimulation
Steamflooding
Fracture/Conduction
Combination with
Chemicals
Forward
Combustion
Reverse
Combustion
Mining
Dry
Oxygen
enriched
Other aditives
to Air
Wet
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Procesos de Desplazamiento Inmiscible
Procesos:
Inyección Inmiscible de Agua
Inyección Inmiscible de Gas, N2 o CO2
Se conoce como proceso de desplazamiento inmiscible a aquel en el cual los fluidos
desplazante y desplazado se separan por una marcada interfase, con lo cual se
forman 2 fases distintas.
Los procesos de desplazamiento inmiscible son afectados por: Permeabilidades
Relativas, Saturaciones de Fluido, Estructura Poral, Mojabilidad y Tensión Interfacial.
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5 Definiciones
Fuente: Mungan. (1981).
Procesos de Desplazamiento Inmiscible
1. Mojabilidad.- Propiedad roca fluido
que indica la preferencia de la
superficie de una roca reservorio a un
fluido.
Para determinar la mojabilidad de una
roca se usa como criterio la medición
del ángulo de contacto, roca-fluido en
la interfase; rocas mojadas por agua
tienen un ángulo de contacto menor a
90°.
La mojabilidad tiene un impacto
significativo en las permeabilidades
relativas y características de flujo del
reservorio.
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6 DefinicionesProcesos de Desplazamiento Inmiscible
2. Presión Capilar.- Es el diferencial de presión que se tiene en la interfase de 2 fluidos
inmiscibles, el cual ocasiona el ascenso del fluido mojante a través de las gargantas porales.
La presión capilar controla la distribución original de fluidos en el reservorio.
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7 DefinicionesProcesos de Desplazamiento Inmiscible
3. Permeabilidades Relativas.- Relación entre la permeabilidad efectiva de un fluido y la
permeabilidad absoluta de la roca reservorio
La curvas permeabilidad relativa permiten predecir el comportamiento productivo de un
yacimiento tanto en la etapa de producción primaria, como en la secundaria.
PERMEABILIDADES RELATIVAS - SISTEMA AGUA / PETROLEO
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
sw
kro
krw
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8 DefinicionesProcesos de Desplazamiento Inmiscible
4. Imbibición.- Desplazamiento de la fase no mojante por la fase mojante; ejm: empuje de
agua, waterflooding
5. Drenaje.- Desplazamiento de la fase mojante por la fase no mojante; ejm: migración del
petróleo
Drenaje: Roca Mojada por Petróleo.
Imbibición: Roca Mojada por Agua.
Fuente: Ono, K & Sarma, H. (1994). An Introduction to EOR Methods and Applications
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9 DefinicionesProcesos de Desplazamiento Inmiscible
6. Histeresis.- La historia de saturación afecta la distribución de los fluidos y produce histéresis
de las curvas de presión capilar. A su vez, los procesos de drenaje e imbibición producen
histéresis en las curvas de permeabilidad realtiva; en este caso, solo la fase no mojante
presenta una permeabilidad relativa más baja a cualquier saturación durante la imbibición
Histéresis de Permeabilidades RelativasHistéresis de Presión Capilar
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Definiciones
Procesos de Desplazamiento Inmiscible
7. Número Capil ar.- Es la relación entre
las fuerzas viscosas y capilares. Es un
indicador de la eficiencia actual de
recuperación y el potencial EOR de un
yacimiento de petróleo.
8. Eficiencia de Desplazamiento (Ed).-
Fracción de petróleo original in situ
desplazado de aquellas zonas contactadas
por el fluido desplazante.
9. Eficiencia Areal (Ea).- Fracción del área
del reservorio contactada por el fluido
desplazante
θ σ
µν
cos= Nc
swi
swisor E
d −
−−
=
1
1
Fuente: Archer . (1987) Petroleum Engineering:
Principles and Practice.
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Ejercicio N°1: Presión Capilar
Procesos de Desplazamiento Inmiscible
Se muestra la curva de presión capilar de un reservorio, representado por una
estructura prismática. La altura total de
la columna de hidrocarburos mide H piespor encima del FWL (Pc = 0). Las
gradientes de agua de formación y
petróleo son 0.45 psi/pie y 0.28 psipie
a.Cual es la altura de la zona de
transición.
b.Repetir el cálculo considerando una
muestra de crudo pesado (0.40 psi/pie)
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Pc vs sw
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
%
p s i
WOC
H
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Ejercicio N°2: Permeabilidades Relativas
Procesos de Desplazamiento Inmiscible
Se muestra las curvas de permeabilidades relativas agua - petróleo de un reservorio
a.Cual sería el factor de recuperación considerando que el reservorio ha sido drenado hasta su sor.
b.Estimar el corte de agua a una sw = 40% (uo = 4.5 cp y uw = 1cp)
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PERMEABILIDADES RELATIVAS - SISTEMA AGUA / PETROLEO
0.00
0.10
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0.30
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0.70
0.80
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