INFLUJO ACUMULADO DE AGUA O ACUÍFERO

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Se sabe que la mayoría de los yacimientos no son volumétricos, por lo cual es de suma importancia manejar el concepto de acuífero y su influencia sobre los yacimientos de hidrocarburos.

Un acuífero se entiende como una zona subterránea de roca permeable saturada con agua bajo presión. Para aplicaciones de almacenamiento de hidrocarburos un acuífero necesitará estar formado por una capa permeable de roca en la parte inferior y una capa impermeable en la parte superior, con una cavidad para el almacenamiento de hidrocarburos, en pocas palabras, un acuífero representa un volumen de agua depositado en las rocas subyacentes que están en contacto con una acumulación de hidrocarburo.

Entre el acuífero y los hidrocarburos existentes en la roca hay una zona delimitante o interface, la presión en esta zona es la que regula la entrada del agua al volumen de control que inicialmente constituye al yacimiento.

TIPOS DE ACUÍFEROS

Para clasificar a los acuíferos se tomará en cuenta el factor de la presión hidrostática del agua encerrada en los mismos.

• ACUÍFEROS LIBRES: son aquellos en los cuales existe una superficie libre del agua encerrada en ellos que se encuentra a presión atmosférica. La superficie del agua será el nivel freático (real) y podrá estar en contacto directo con el aire o no, lo importante es que no tenga por encima ningún material impermeable.

• ACUÍFEROS CONFINADOS: son aquellos en los que el agua que contienen está sometida a una presión superior a la atmosférica, y ocupa la totalidad de los poros o huecos de la formación geológica, saturándola totalmente. Están sellados por materiales impermeables que no permiten que el agua ascienda hasta igualar su presión a la atmosférica.

• ACUÍFEROS SEMI-CONFINADOS: se caracterizan por tener la parte superior o/y la parte inferior sellada por materiales que no son totalmente impermeables, sino que constituyen un acuitardo, es decir, un material que permite una filtración vertical que alimenta muy lentamente al acuífero principal.

• ACUÍFEROS COLGADOS: algunas veces se da una capa de material más o menos impermeable por encima del nivel real. El agua que se infiltra queda atrapada en esta capa para formar un lentejón, que normalmente tiene una extensión limitada sobre la zona saturada más próxima.

Como se mencionó anteriormente el acuífero tiene una presión en la interface, pero, aparte de ésta tendrá un presión promedio ponderada del volumen general que corregida a un plano de referencia puede ser mayor o menor que la de la interface. Además, para este estudio se considerará al acuífero como un cuerpo de agua que reacciona en función del tiempo transcurrido y la presión prevaleciente en dicho tiempo.

Para describir el influjo de agua en el yacimiento se presentaran tres métodos, el de Schilthuis, el de Hurts y el de Van Everdingen y Hurts.

1. MÉTODO DE SCHILTHUIS

Es empleado en acuíferos donde el caudal que él aporta al volumen de control es proporcional a la caída de presión que se le ha impuesto, es decir, con comportamiento estable. Dicho comportamiento se representa de la siguiente manera:

We = K ∫ (Pi – P) dt

En la que:
We = influjo acumulado de agua a condiciones de yacimiento.
Pi = presión inicial en el limite entre el acuífero y el yacimiento.
P= presión en el limite entre el acuífero y el yacimiento a cualquier tiempo “t”.
K= constante del influjo de agua característica para el acuífero, constante.
∫ = evaluada desde cero (0) hasta un tiempo “t”.

2. MÉTODO DE HURTS

Es aplicable para acuíferos donde la tasa del influjo de agua que él aporta al volumen de control del yacimiento es proporcional a la caída de presión que se le ha impuesto y a una función logarítmica del tiempo que ha estado produciendo el yacimiento y en consecuencia causa la disminución de la presión a la que ha llegado el acuífero, dicho de otro modo, con comportamiento semi-estable. Dicho comportamiento se representa de la siguiente manera:

We = C * ∫ [(Pi – P) / log (a* t)] dt

En la que:
We = influjo acumulado de agua a condiciones de yacimiento.
Pi = presión inicial en el limite entre el acuífero y el yacimiento.
P= presión en el limite entre el acuífero y el yacimiento a cualquier tiempo “t”.
C= constante del influjo de agua característica para el acuífero, variable.
∫ = evaluada desde cero (0) hasta un tiempo “t”.
a = constante de conversión de unidades para hacer el tiempo adimensional, y depende del valor en que se exprese “t”.

3. METODO DE VAN EVERDINGEN Y HURTS

Es usado para yacimientos con comportamiento inestable y se toma en cuenta toda la información histórica que se tenga del mismo sobre la presión y producción del yacimiento. Las propiedades características del acuífero se pueden inferir a partir de la solución de la siguiente ecuación de Laplace la cual fue extendida por Van Everdingen y Hurts pera incluir las tasas variables de influjo de agua y la disminución de presión.

(∂2 P / ∂ X2) + (∂2 P / ∂ Y2) + (∂2 P / ∂ Z2) = (∂ P / ∂ t)

BIBLIOGRAFIA
– Essenfeld, M. y Barberii, E.: “Yacimientos de Hidrocarburos”, Fondo Editorial del Centro Internacional de Educación y Desarrollo (FONCIED), Caracas, Sep.2001.
– http://www.fortunecity.com/campus/carthage/1033/Pag2/acuif.htm
– Imagen : http://3.bp.blogspot.com/_lwmtIEdypAc/R713QDZHPLI/AAAAAAAAAGI/d18ftKStgOI/s1600/iwt_int.jpg