Ingeniería de Petróleos · 2004
Analisis comparativo de modelos empleados para la generacion de las curvas de permeabilidad relativa en yacimientos naturalmente fracturados
La realización de una adecuada simulación numérica de yacimientos depende, entre otros factores, de curvas de permeabilidad relativa que representen el comportamiento real del flujo en el medio poroso. Las pruebas de laboratorio son la herramienta más confiable en la determinación de las curvas de permeabilidad relativa, sin embargo, en yacimientos naturalmente fracturados (YNF) la realización de estas pruebas puede ser complicada. Se han planteado numerosos modelos que describen el comportamiento de la permeabilidad relativa en este tipo de yacimientos a partir de parámetros medibles, bajo condiciones particulares que limitan su aplicación. Los principales modelos empleados en la predicción del comportamiento de las curvas de permeabilidad relativa en YNF han sido estudiados y comparados mediante el desarrollo de pruebas de desplazamiento agua-petróleo y petróleo-agua, en un núcleo de roca compuesto heterogéneo y artificialmente fracturado, además, se simularon las condiciones de flujo para cada modelo de permeabilidad relativa usando un enmallado fino evitándose con ello el empleo de un modelo de doble porosidad. Se observó que los resultados obtenidos en las pruebas de desplazamiento petróleo-agua y agua-petróleo son afectados por el fenómeno de histéresis. Al realizar la comparación entre los resultados obtenidos en las pruebas experimentales y la simulación numérica de las mismas se estableció que el Modelo de Hirasaki presenta el menor grado de desviación. Además se encontró que la simulación de los modelos EFRP y Lineal arrojó resultados dentro de un rango de tolerancia aceptable para la prueba de desplazamiento agua-petróleo. El simulador de pruebas de desplazamiento en núcleos Sendra, demostró su capacidad para modelar eficientemente las condiciones de flujo en configuraciones de núcleo fracturado sencillas.
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Contenido
- INTRODUCCIÓNp. 20
- FRACTURADOSp. 22
- 1.1. Introducciónp. 20
- Fracturasp. 23
- Clasificación Según su Origenp. 23
- Clasificación Según su Morfologíap. 25
- Clasificación Según su Comportamientop. 26
- Porosidadp. 22
- Porosidad Primariap. 27
- Porosidad Secundariap. 28
- Permeabilidadp. 20
- Permeabilidad Primariap. 30
- Permeabilidad Secundariap. 30
- Yacimientos Naturalmente Fracturadosp. 33
- 1.5.1. Clasificación Según su Capacidad de Almacenamientop. 36
- Sistema Matriz-Fracturap. 37
- 1.5.3. Mecanismos de Producción en los YNFp. 38
- 1.5.3. Modelos de Flujo en YNFp. 41
- 2. CONCEPTOS DE PERMEABILIDAD RELATIVAp. 46
- 2.1. Introducciónp. 20
- 2.2. Conceptos Básicosp. 46
- 2.3. Permeabilidad Relativa para Sistemas de Dos Fasesp. 54
- 2.4. Permeabilidad Relativa de Tres Fasesp. 57
- 2.5.1. Efectos de la Historia de Saturaciónp. 60
- 2.5.2. Efecto de la Distribución de Fluidos en el Medio Porosop. 62
- 2.5.3. Efectos de las Propiedades de la Rocap. 67
- 2.5.4. Efectos de la Mojabilidadp. 68
- 2.5.5. Efectos de Otros Factoresp. 69
- 2.6. Métodos para la Medición de la Permeabilidad Relativap. 71
- 2.6.1. Método de Estado Establep. 71
- 2.6.2. Método de Estado Inestablep. 73
- 2.6.3. Métodos de Presión Capilarp. 74
- 2.6.4. Métodos de la Centrífugap. 75
- 2.6.5. Cálculos Hechos a Partir de Datos de Campop. 76
- 2.6.6. Métodos de Fluido Estacionariop. 77
- Relativap. 20
- 3. PERMEABILIDAD RELATIVA EN YNFp. 87
- 3.1. Introducciónp. 20
- 3.2. Permeabilidad Relativa en YNFp. 87
- 3.2.1 Imbibición en YNFp. 92
- en Yacimientos Naturalmente Fracturadosp. 97
- 3.3.1. Mojabilidad de la Matriz y de las Fracturasp. 98
- 3.3.2. Coeficiente de Transferencia de Flujo Matriz-Fracturap. 99
- 3.3.3. Tensión Interfacialp. 100
- 3.3.4. Viscosidad del Fluidop. 101
- 3.3.5. Imbibición y Drenajep. 103
- 3.3.6. Conductividad y Almacenamiento de las Fracturasp. 103
- 3.3.7. Asperezas en las Fracturasp. 104
- 3.3.8. Segregación Gravitacional de los Fluidosp. 106
- 3.3.9. Caudal de Flujop. 107
- 3.3.10. Presencia de Mineralizaciones en las Fracturasp. 98
- PERMEABILIDAD RELATIVA EN YNFp. 87
- 4.1. Introducciónp. 20
- 4.2. Modelo de Línea Rectap. 110
- 4.2.1. Formulación del Modelop. 110
- 4.2.2. Desarrollo Matemáticop. 113
- 4.2.3. Discusión del Modelop. 113
- 4.3. Relaciones de Braesterp. 115
- 4.3.1. Formulación de las Relacionesp. 116
- 4.3.2. Desarrollo Matemáticop. 113
- 4.3.3. Discusión de las Relacionesp. 121
- 4.4. Modelo de Hirasakip. 123
- 4.4.1. Introducción al Modelop. 123
- 4.4.2. Formulación del Modelop. 110
- Saturación np. 127
- 4.4.4. Discusión del Modelop. 113
- 4.5. Modelo de Permeabilidad Efectiva de la Fractura: EFRPp. 132
- 4.5.1. Introducción al Modelo EFRPp. 133
- 4.5.2. Principios del Modelop. 133
- 4.5.3. Desarrollo Matemático del Modelop. 137
- 4.5.4. Discusión del Modelop. 113
- 4.6. Modelo de la Aproximación Efectiva del Medio: EMAp. 147
- 4.6.1. Introducción al Modelo EMAp. 147
- 4.6.2. Principios del Modelop. 133
- 4.6.3. Desarrollo Matemático del Modelop. 137
- 4.6.4. Discusión del Modelop. 113
- 4.7. Cuadro Comparativo de Modelosp. 161
- 5. PRUEBAS DE LABORATORIOp. 134
- 5.1. Introducciónp. 20
- 5.2. Propiedades del Núcleop. 168
- 5.3. Propiedades de los Fluidosp. 171
- 5.4. Descripción del Equipop. 172
- 5.4.1. Core Holderp. 172
- 5.4.2. Sistema de Confinamientop. 172
- 5.4.3. Hornop. 173
- 5.4.4. Sistema para el Desplazamiento de Fluidosp. 173
- 5.4.5. Sistema de Contrapresiónp. 174
- 5.4.6. Sistema de Registro de Diferencial de Presiónp. 174
- 5.4.7. Sistema de Acumulación de Fluidosp. 174
- 5.5. Desarrollo de la Prueba de Oilfloodingp. 175
- 5.6. Desarrollo de la Prueba de Waterfloodingp. 179
- 6. SIMULACIÓN NUMÉRICA DE LOS EXPERIMENTOSp. 182
- 6.1. Introducciónp. 20
- 6.2. Sendrap. 182
- 6.3. Modelo Para la Simulación del Núcleop. 187
- 6.4. Detalles de la Simulaciónp. 190
- 7. ANÁLISIS DE RESULTADOSp. 205
- 7.1. Introducciónp. 20
- 7.2. Análisis de Resultados del Oilfloodingp. 206
- 7.3. Análisis de Resultados del Waterfloodingp. 209
- 7.4. Observacionesp. 213
- 8. CONCLUSIONESp. 215
- 9. RECOMENDACIONESp. 217
- REFERENCIASp. 218
- Tabla 1: Cuadro comparativo de los Modelos estudiadosp. 166
- Tabla 2: Propiedades y dimensiones de los núcleosp. 169
- Tabla 3: Propiedades de los fluidos usados en las pruebasp. 171
- desarrollo de las pruebas de laboratoriop. 177
- Figura 1: Esquema de la Clasificación de los YNFp. 36
- Rootp. 43
- petróleop. 51
- petróleop. 51
- porosop. 62
- relativap. 20
- Figura 8: Modelo de red del medio porosop. 63
- Roomp. 90
- Figura 12: Modelo de YNF planteado por Braesterp. 117
- fracturas de las fases mojante y no mojantep. 119