Desarrollo numérico y experimental de pruebas de desplazamiento a escala de núcleo y su aplicación para recuperación de aceite por inyección de agua - Rodríguez Hernández, José Miguel (My University, 2023)
La caracterización de yacimientos es un estudio esencial para la explotación de yacimientos y la recuperación de hidrocarburos. Por la gran diversidad de métodos de recuperación que existen para esta etapa surge la importancia de contar con una correcta y completa caracterización a través de la cual es posible elegir el método de recuperación que mejor se adapte al yacimiento que pretenda explotarse. Por ello es por lo que resulta útil contar con procedimientos generales que ayuden en la construcción de protocolos experimentales para la caracterización petrofísica de las rocas y el desarrollo de modelos tanto matemáticos como computacionales para la caracterización estática y dinámica de los yacimientos; todo en conjunto para su aplicación en campo y/o laboratorio. En el caso de esta investigación, la evaluación se realizará con pruebas de desplazamiento a escala de núcleo, inyectando agua y salmueras para desplazar aceite mineral y aceite crudo. En el Anexo 1 se presentan las definiciones de las propiedades básicas de un yacimiento y de los fluidos, importantes para la evaluación de las interacciones que ocurren en las pruebas de laboratorio. Considerando yacimientos con rocas aptas para la aplicación de recuperación secundaria (inyección de fluidos), el objetivo de este trabajo es presentar dos protocolos experimentales para pruebas de desplazamiento en laboratorio, que permitan conocer las características petrofísicas de las rocas como: porosidad efectiva, permeabilidad absoluta, permeabilidad efectiva y permeabilidad relativa. La adquisición y el análisis de datos en una prueba de desplazamiento se hace de forma manual, por lo que se desarrolla una herramienta computacional, mediante hojas de cálculo, que recopile los datos petrofísicos obtenidos y obtenga las curvas de permeabilidad relativa correspondiente a los fluidos inyectados en las muestras. Para brindar una idea general de lo que es una caracterización de yacimientos y su importancia en la toma de decisiones para determinar el tipo de método de recuperación de hidrocarburos a utilizar, con base a un modelo numérico, se desarrolla, también, un código computacional en Python cuyo objetivo es simular el proceso físico de desplazamiento de aceite, entrampado en una roca, mediante la inyección de un fluido inmiscible a este. De este simulador se pretende conocer el perfil de presiones generado por la inyección de fluidos, y por los fluidos ya presentes en el medio; además de visualizar el desplazamiento de los fluidos a través del análisis del perfil de saturación de agua presente en la roca.
Este trabajo se divide en dos partes: una sección experimental, en donde se desarrollan dos pruebas de desplazamiento por inyección de fluidos mediante una celda de desplazamiento, y una sección teórica, en donde se detalla el desarrollo teórico y numérico necesario para generar un código computacional capaz de simular las pruebas de desplazamiento realizadas.
Keywords: Recuperación secundaria; Pruebas de desplazamiento; Curvas de permeabilidad; Simulador numérico; Caracterización de yacimientos; Inyección de agua; Permeabilidad; Núcleos