Pruebas de Permeabilidad Relativa

Se requieren varios términos calificativos de la permeabilidad para describir el flujo simultáneo de dos fluidos en un medio poroso. Éste ocurre cuando el agua o el gas desplazan el petróleo. Los términos se definen mas abajo en relación con la permeabilidad absoluta del medio y con la saturación del fluido específico. La permeabilidad relativa se tratará con mayor detalle posteriormente.

Permeabilidad Efectiva es la permeabilidad de un medio poroso-con respecto a un fluido cuando el medio está saturado con más de un fluido.

Permeabilidad Relativa es la permeabilidad con respecto a un fluido cuando más de un fluido está presente, y su valor se expresa en fracción de la permeabilidad absoluta (permeabilidad a 100 por ciento de saturación por un solo fluido).

Relación de Permeabilidad Relativa es la relación entre las per¬meabilidades relativa de dos fluidos de acuerdo con una satura¬ción específica de une de ellos.

La prueba de Inyección de Agua provee información sobre la permeabilidad relativa al petróleo y al agua en función de la saturación de agua. Al comienzo de la prueba, la muestra del núcleo contiene la saturación irreducible de agua y el volumen de poros remanentes está lleno de petróleo. Se hace fluir agua a régimen constante a través del núcleo y se anotan los volúmenes de petróleo y agua producidos.

Esta anotación provee datos sobre la extracción acumulativa del petróleo y relación agua-petróleo (RAP) en función del agua acu¬mulativa inyectada. También se anota el decaimiento de presión a través del núcleo durante la inyección de agua, a fin de proveer bases para determinar las permeabilidades relativas del petróleo y del agua en función de la saturación de esta última.

La prueba de inyección de gas provee información sobre la permeabilidad relativa con respecto al petróleo y al gas en función de la saturación de gas. Al empezar la inyección, el núcleo puede estar completamente saturado de petróleo o puede contener petróleo y agua de saturación irreducible. En la mayoría de los casos la presencia de presión de agua irreducible no tiene efecto significativo sobre las permeabilida¬des relativas para el petróleo y el gas. Se hace fluir gas a través del núcleo y se anota la siguiente información en función del tiempo: petróleo y gas producido y acumulado, es el descenso de presión a través del núcleo. Los resultados de la inyección o inundación de gas no son sensibles a la humectabilidad del núcleo, ya que el gas es siempre la fase no humectable sea cual fuere la condición del núcleo.

“Los datos sobre permeabilidad relativa gas-petróleo se usan para predecir la extracción de petróleo por empuje del gas en solución, por empuje del casquete de gas o por inyección de gas”.

La figura 1. Muestra las curvas de permeabilidad relativa de agua y petróleo para una arena típica de humectabilidad por agua. Los valores que se muestran son solamente para un rango de saturación de agua, tomados de agua irreducible, Siw, hasta la saturación de agua con respecto al petróleo residual, Swr. Tanto el agua como el petróleo pueden solamente tener per¬meabilidad dentro de este rango de saturación. La permeabili¬dad relativa para el petróleo a la saturación irreducible de agua Kro(iw), es generalmente alrededor de 1,0. Como el agua es la fase humectante, ésta cubre la superficie de la roca y llena solamente los poros más pequeños a la saturación irreducible; por lo tanto, no entorpece significativamente el flujo del petróleo.

Figura 1. Curvas de permeabilidad relativa de agua y petróleo para una arena típica de humectabilidad por agua.

De hecho, en algunas pruebas de laboratorio hechas con petró¬leo de alta viscosidad, Kro(Swi), se obtuvieron valores más altos que los correspondientes a la permeabilidad al petróleo a 100 por ciento de saturación de petróleo. Aparentemente, el agua sobre la superficie de la roca actúa como un lubricante para el petróleo. La permeabilidad relativa al petróleo disminuye a me¬dida que la saturación de agua aumenta desde su valor de saturación irreducible (Swi), y llega a cero al punto de saturación de agua residual, Swr. La permeabilidad al agua aumenta muy lentamente a medida que la saturación aumenta desde el valor irreducible, (Swi); para una arena de fortísima humectabílidad por agua, la permeabilidad relativa al agua al punto de petróleo residual, Krw(or) es solamente del orden de 0,1 a 0.2.

En la fig. 2. Se muestran curvas típicas de permeabilidad relativa para un sistema donde fluye gas y petróleo. Al principio el gas está presente a saturación irreducible y por lo tanto no tiene permeabilidad relativa en el sistema. La información sobre permeabilidad relativa para el gas-petróleo se gráfica versus la saturación total de líquido. Se muestran curvas de permeabilidad relativa para la escala de saturación de líquido desde 1,0 a la saturación residual de líquido, Slr, que es la suma de Siw y la saturación residual de petróleo. La permeabilidad relativa para el petróleo va desde 1,0 a 100 por ciento de saturación del líquido hasta cero al valor de Slr, saturación residual de líquido. La permeabilidad relativa al gas se torna finita a la saturación crítica de gas, Sgc. Esta es la más baja saturación a la cual el gas se transforma en una fase continua. A medida que la saturación de gas aumenta desde la saturación crítica, Sgc, la permeabilidad relativa al gas aumenta a un valor de casi 1,0 al punto de saturación residual de líquido, Slc.

Figura 2. Curvas típicas de permeabilidad relativa para un sistema donde fluye gas y petróleo

Fuente: Información tomada de la página: www.upb.edu/ipgn/texto.doc

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