Análisis de sensibilidad de parámetros de escalamiento en un patrón de cinco puntos sometido a una inyección de agua

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El estudio del flujo de fluidos en medios porosos, se realiza por medio de modelos numéricos y físicos, los primeros son relativamente fáciles y rápidos de usar, pero no simulan microscópicamente los procesos de desplazamiento y pueden presentar problemas de estabilidad y dispersión numérica; por otra parte, los modelos físicos permiten representar un fenómeno a las condiciones reales de interés, capturando su esencia principal con suficiente detalle y aunque es realmente imposible escalar un yacimiento en su totalidad, es posible hacerlo con las variables que se consideran influyentes en el proceso, alcanzando resultados verdaderamente satisfactorios.

El objetivo general de este trabajo consistió en evaluar los parámetros de escalamiento en un modelo de cinco puntos sometido a una inyección de agua, mediante análisis de sensibilidad e identificar los que más inciden en dicho proceso.

Para ello, se obtuvieron los grupos adimensionales por medio de dos métodos: Análisis Inspeccional y Análisis Dimensional. Estos grupos escalan la geometría, fuerzas gravitacionales, capilares y viscosas, razón de movilidad y tiempo de un yacimiento de petróleo sometido a una inyección de agua, a las condiciones de un modelo escalado tridimensional.

Los datos utilizados para el prototipo corresponden a valores de un yacimiento promedio típicos para la inyección de agua en un campo colombiano, propiedades tales como permeabilidad y porosidad, permanecen prácticamente constantes en toda la arena, lo cual lo hace atractivo para emprender un estudio de escalamiento.

El escalamiento de los prototipos se hizo en base a dos modelos físicos: Modelo SCALA, ubicado en el laboratorio de recobro mejorado del Instituto Colombiano del Petróleo (ICP) y el Modelo Radial, diseñado por estudiantes del Grupo de Investigación en Recobro Mejorado (GRM) de la Universidad Industrial de Santander, en un proyecto de grado.

Los modelos escalados Radial y SCALA, así como sus respectivos prototipos de campo fueron simulados utilizando el software – IMEX (Versión 2005) de CMG, para posteriormente realizar el análisis de sensibilidad de parámetros como: tasa de inyección, propiedades de roca y fluidos, diferencial de presión y dimensiones, con el fin de identificar los que más inciden en el proceso de escalamiento de inyección de agua.

Del análisis de sensibilidad se concluyó que parámetros como: tasa de inyección, dimensiones, porosidad y viscosidad son los que más inciden en el escalamiento de un proceso de inyección de agua. Sin embargo, el aspecto más influyente resultó ser la similaridad que debe existir entre las curvas de permeabilidades relativas de prototipo y modelo, particularmente en sus end points, aunque esto sea muy difícil de lograr a nivel de laboratorio.