UNIVERSIDAD DE ORIENTENCLEO DE ANZOTEGUIESCUELA DE INGENIERA Y CIENCIAS APLICADASDEPARTAMENTO DE PETRLEO

ESTUDIO DEL EFECTO TRMICO DE LA INYECCIN DE AGUA FRESCA EN YACIMIENTO DE PETRLEO MEDIANTE SIMULACIN NUMRICA

Realizado Por:

Br. Gabriela OcaBr. Carlos Urbina

Trabajo Especial de Grado presentado ante la Universidad de Oriente como requisito parcial para optar al Ttulo de:INGENIERO DE PETRLEO

BARCELONA, DICIEMBRE DE 2012UNIVERSIDAD DE ORIENTENCLEO DE ANZOTEGUIESCUELA DE INGENIERA Y CIENCIAS APLICADASDEPARTAMENTO DE PETRLEO

ESTUDIO DEL EFECTO TRMICO DE LA INYECCIN DE AGUA FRESCA EN YACIMIENTO DE PETRLEO MEDIANTE SIMULACIN NUMRICA

ASESOR

_________________________Ing. Nivia Daz

Asesor Acadmico.

BARCELONA,DICIEMBRE DE 2012

UNIVERSIDAD DE ORIENTENCLEO DE ANZOTEGUIESCUELA DE INGENIERA Y CIENCIAS APLICADASDEPARTAMENTO DE PETRLEO

ESTUDIO DEL EFECTO TRMICO DE LA INYECCIN DE AGUA FRESCA EN YACIMIENTO DE PETRLEO MEDIANTE SIMULACIN NUMRICA

El jurado calificador hace constar que asign a esta tesis la calificacin de:

APROBADO

____________________________

Ing. Nivia Daz Asesor Acadmico.

_____________________ _____________________ Ing. Carmen Velsquez Ing. Jos Rodrguez. Ph.D. Jurado Principal. Jurado Principal.

BARCELONA, DICIEMBRE DE 2012RESOLUCIN

De acuerdo al Artculo 41 del Reglamento de Trabajos de Grado:

Los Trabajos de Grado son de exclusiva propiedad de la Universidad de Oriente y slo podrn ser utilizadas a otros fines con el consentimiento del Consejo de Ncleo respectivo, quien lo participar al Consejo Universitario

DEDICATORIA

A Dios.Por haberme permitido llegar hasta este punto y haberme dado salud para lograr mis objetivos, adems de su infinita bondad y amor.A mi papa Alberto y mi madre Aura, porque creyeron en mi y porque me sacaron adelante, dndome ejemplos dignos de superacin y entrega, porque en gran parte gracias a ustedes, hoy puedo ver alcanzada mi meta, ya que siempre estuvieron impulsndome en los momentos ms difciles de mi carrera, y porque el orgullo que sienten por m, fue lo que me hizo ir hasta el final. Va por ustedes, por lo que valen, porque admiro su fortaleza y por lo que han hecho de m.

A mis hermanas Mara Y Rosana por ayudarme en todas las cosas que siempre necesite sin esperar nada a cambio, a mi novia Yilma por ayudarme, estar a mi lado y apoyarme, a nuestra tutora Nivia Daz que nos ayudo mucho en este trabajo de grado muchas gracias profesora que Dios la bendiga gracias por su apoyo. A mis tos, primos y amigos q siempre me apoyaron. Gracias por haber fomentado en m el deseo de superacin y el anhelo de triunfo en la vida. Mil palabras no bastaran para agradecerles su apoyo, su comprensin y sus consejos en los momentos difciles. A todos, espero no defraudarlos y contar siempre con su valioso apoyo, sincero e incondicional.

CARLOS

DEDICATORIA

Principalmente a Dios por permitirme la dicha de llegar a este mundo y nacer de la mujer ms maravillosa mi mami (Eneyda Ortiz); esto es para t, por ser el pilar fundamental en mi vida y darme siempre tu apoyo aunque en muchas ocasiones no estuvieras de acuerdo, a mi papa Antonio Oca porque s que cuento y contar contigo en cada instante de mi vida los amo y doy gracias a Diosito por darme a los mejores padres del mundo con sus defectos y miles de virtudes.Dedicado a mis hermanos Javier y Jess, si tenemos las ganas, podemos alcanzar todas la metas propuestas yo siempre los apoyare como lo han hecho ustedes, son mi vida y lo saben.

A Manuel Jaramillo, Mi Amor, sabes que gran parte de mis xitos te los debo a ti, por darme aliento en todo momento de que s se pueden cumplir nuestras metas con solo proponrnoslo.

A mi familia en general: abuelas Columba y mi viejita Rosa, (aunque no ests fsicamente, s que siempre estas presente y s que nos estas cuidando a todos igual que tu viejito desde el cielo); los quiero, tos, primos, amistades, sin ustedes no hubiese sido posible uno de mis grandes sueos esto es para ustedes.

GABRIELAAGRADECIMIENTOS

Mi gratitud, principalmente est dirigida al Dios Todopoderoso por haberme dado la existencia y permitido llegar al final de nuestra carrera.

A nuestra casa de estudios por haberme dado la oportunidad de ingresar al sistema de Educacin Superior y cumplir este gran sueo.

A mi papa Alberto que siempre me apoyo y estuvo all presente incondicionalmente lo quiero mucho.

A mi mama Aura que nunca dejo de insistirme para poder lograr esta meta tan esperada, te quiero madre. Gracias por apoyarme.

A mis hermanas Mara y Rosana les agradezco mucho su apoyo y que siempre me sigan apoyando en todo las quiero hermanas.

A mi novia Yilma le agradezco mucho acompaarme en este paso tan grande la quiero mucho gracias por estar a mi lado.

A mi tutora Nivia Daz porque sin ella no hubiera podido lograr esta meta tan grande. Muchas gracias.

Y a mis dems familiares y amigos que me acompaaron durante toda mi carrera como Alfonzo que siempre estuvo all para ayudarme en lo que fuera gracias, Christian Onofre, Benjamn, Christian Martnez Lennys y muchos otros mas, nunca dejaron de creer en m. Se los agradezco mucho.CARLOSAGRADECIMIENTOS

A mis padres (Antonio Oca y Eneyda Ortiz), por su apoyo infinito mis logros son para ustedes, Mami gracias por ser especial y estar en cada instante de mi vida, tanto en las buenas como en las malas en la salud y en la enfermedad, Pap, gracias por siempre estar pendiente de mi y s que cuento y contar contigo siempre, hasta que t te vayas o yo me vaya de este mundito, los amar hasta el ltimo de mis das son los mejor que me ha pasado y le doy miles de gracias a Dios por tener la dicha de que ustedes sean mis padres.

Agradezco a mis hermanitos Javier y Jess, por hacerme la vida imposible, por ms que discutamos el amor sobre pasa las barreras, y sin ustedes no podra vivir, los amo, y s que cuento con ustedes siempre, al igual que ustedes conmigo. Me siento orgullosa de ustedes y en cualquier momento de estos les darn la dicha a mis padres de culminar una carrera universitaria, como yo y seremos colegas.

Manuel Jaramillo, ms que mi novio, mi amigo, y casi mi pap; te amo mi vida te agradezco todo el apoyo y la dedicacin que siempre has tenido para conmigo, por tus regaos cada vez que quera desistir de este sueo que juntos construimos y por tu mano amiga en los malos momentos que me ayudaron a levantarme con mayor facilidad; sin ti no lo hubiese logrado.

Agradezco a mi familia en especial a mi abuela Columba, por estar pendiente de mi; a mis tos Dorys y Wilfredo; por ser como mis segundos padres y estar en todo lo largo de mi carrera, s que con ustedes cuento y contar siempre gracias ta por cuidarme en mis enfermedades sin ti que hubiera sido de m. A mi ta y madrina Zaida por ayudarme y apoyarme cada vez que te necesite estuviste all; mi ta bella Eneida por siempre darme las mejores bendiciones y buenas vibras que me acompaaron en todo momento al igual que mis tos Gustavo, Carlos, Mara, Gloria, Mirla, Minerva, por desearme el mayor de los xitos los quiero.

Mis primos: Will, Sergi Dani, mi negrito Neyman (eres como mi hermano morocho), Euk, Carlos, Mary, Majo, Chino, Nelson,Tavo, Pacho, Angi, Eli, Eilyn, Marianita, Mariangelis, Jess, Fer; por siempre estar atentos a lo que me pasa y acompandome en todo momento, Gracias los re amo. Especialmente Dorys Jos ms que prima y comadre, es como mi hermana s que cuento contigo hasta el ltimo de mis das; a mis princesitas: Nahomi, Anabella, Isabella, Miranda Luca, Arsenet, Ariana, por hacerme la vida mucho ms feliz desde el momento que me enter de sus llegadas a este mundo de locos, mis pequeas.

Mi familia poltica que no puede faltar; Day eres como mi mami por eso te quiero, te doy gracias por el apoyo y la confianza que me has brindado se que siempre contare contigo viejita, Joshi, Ylia, Ani, Edith, Gocho, Kake, Roky, Kiko, Carlos, Marcos, Elio, Mara, Vane, a las reinitas de la casa: mi dudazno (Carmenmara) y mi chiquitica (Bianca Sofa). Gracias por hacer de mi vida mucho ms divertida y estar en los momentos indicados para guiarme y alentarme.

A mis amistades, que ms que amigos forman parte de mi familia: Mara Z, Adri, Gaby, gracias por estar conmigo a lo largo de muchos aos y contar con ustedes como desde la primera vez; a Norluis, Berli Mara, Eli, Jos G, Maide, Jose F, Antonio, Guille, Eduin, Ira, Daniel, Franklin, Dennys, Mary, Lennys. Desde el principio supe que contara con ustedes en todo momento y realmente as fue, espero que siga siendo as; gracias por nunca hacerme desistir y darme aliento de que s se pueden cumplir las metas propuestas, solo hay que tener ganas. A pesar del tiempo que pasamos sin vernos cuando los necesito siempre estn all, como muchos me decan hay que persistir y nunca desistir, de verdad los quiero.

A mi tutora Nivia y mi compaero de tesis Carlos Urbina, (por darnos el apoyo necesario para la realizacin de nuestro trabajo de grado y darnos nimo de que podamos lograrlo). Simplemente Gracias.A los profesores Flix y Carmen por ayudarme en diversas oportunidades Muchas Gracias.

Por ltimo, pero ms importante, a Dios, por darme la vida y por la dicha de tener a m alrededor personas maravillosas, de las cuales siempre estar agradecida, Gracias mi Diosito.

GABRIELARESUMEN

Palabras claves: Simulacin, Inyeccin de agua, Opcin trmica, Efectos trmicos.Al realizar estudios de simulacin para modelar procesos de inyeccin de agua,normalmente no se toman en cuenta de manera apropiada, los efectos trmicosque ocurren en los alrededores del pozo inyector. Por tal motivo, de una u otramanera, se pone en riesgo el recobro ptimo de petrleo, ya que se aplicaranpolticas de explotacin y desarrollo que no son las ms apropiadas. De esto nos podemos dar cuenta al constatar la escasez de estudios que se enfoquende manera especfica en los efectos que conlleva la inyeccin de agua fresca enyacimientos de petrleo.

El objetivo primordial de este Trabajo Especial de Grado es Simular con un modelo conceptual y la ayuda del Simulador STARSlos cambios de temperatura que pueden ocurrir, producto de la inyeccin de agua a una temperatura menor que la del yacimiento. De esta manera se obtuvo evaluar que a temperatura mayor de 250 Fel aumento de temperatura no produce cambios en la viscosidad del petrleo, a la temperatura del yacimiento 180F la viscosidad y el recobro de petrleo menor.

De los resultados de la simulacin de observa que a partir de 250F de temperatura de inyeccin de agua no hay aumento de recuperacin de petrleo, por lo que a partir de esa temperatura no es recomendable aumentar la temperatura.

En el modelo se puede observar que debido a la baja temperatura el fluido de inyeccin no disminuye la misma, al inyectar con fluidos de mayortemperatura se obtuvo un aumento de temperatura en los alrededores del pozo. Y en consecuencia un aumento en el recobro de petrleo.

CONTENIDORESOLUCIN.IVDEDICATORIAVDEDICATORIAVIAGRADECIMIENTOSVIIAGRADECIMIENTOSVIIIRESUMENXICAPTULO I14INTRODUCCIN141.1PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA141.2OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIN161.2.1Objetivo General161.2.2Objetivos Especficos16CAPTULO II17MARCO TERICO172.1ANTECEDENTES172.2BASES TERICAS192.2.1Yacimiento192.2.2Inyeccin de agua192.2.3Factores que controlan la recuperacin de petrleo222.2.4Efecto de la temperatura del agua de inyeccin sobre el ndice de Inyectividad.262.2.5Efectos de la inyeccin de agua en yacimientos estratificados.312.2.6Simulacin de yacimientos362.2.7Modelo de simulacin402.2.8Uso del simulador STARS442.2.9Inyeccin Cclica De Vapor452.3Mecanismos De Recuperacin En Inyeccin Cclica De Vapor.462.3.1Desventajas De La Estimulacin Con Vapor47CAPTULO III48METODOLOGA483.1Revisin de Material Bibliogrfico483.2Construccin de un Modelo Conceptual para un Yacimiento de Petrleo.483.2.1El Mallado.493.2.2Construccin del Caso Basepara el Simulador (STARS, CMG)493.3Determinar la disminucin de temperatura en los alrededores del pozo inyector.613.4Choque trmico tanto en las propiedades de la roca como de los fluidos...62CAPTULO IV63ANLISIS DE RESULTADOS634.1Construir un modelo conceptual para un yacimiento de petrleo.634.1.1Modelo de Simulacin.644.1.2Caso Base644.1.3Determinar la disminucin de temperatura en los alrededores del pozo inyector.65CONCLUSIONES80RECOMENDACIONES81BIBLIOGRAFA82APNDICE84

INDICE DE FIGURAS

Figura 2.1 Arreglos de Pozos.[1]29Figura 2.2 Modelo Lineal.[2]30Figura 2.3 Comportamiento del ndice de inyectividad en funcin deltiempo [2]33Figura 2.4 Fracturamiento Trmico[3]37Figura 2.5 Efecto de la Temperatura de Inyeccin en la Cada de Presin [7]38Figura 2.6 Malla tridimensional [5]42Figura A6 Viscosidades de las fases.59Figura A7Condiciones de referencias.60Figura A-8 Pantalla de componentes.61Figura A- 9 Tabla de permeabilidades.62Figura A-10 Inicializacin del yacimiento.63Figura A-11Seccin de pozos.64

IV

CAPTULO IINTRODUCCIN

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Cuando disminuye la capacidad de produccin de manera natural de un yacimiento de petrleo, es necesario recurrir a un restablecimiento de esa energa y eso se logra usualmente implementando un mecanismo deinyeccin de fluidos como mtodo de recuperacin secundaria, para ascontinuar con dicha produccin. Uno de esos fluidos que se puede utilizar en lainyeccin es el agua, debido a que es el que presenta una mayor aceptacin enla industria, ya sea por su disponibilidad, por la eficiencia que tiene paradesplazar al petrleo o por ser relativamente ms econmico.

Sin embargo, es necesario realizar estudios previos para determinar lacompatibilidad de este fluido con el medio con el que va a interactuar, as comootros factores que pueden hacer menos favorable tanto la inyeccin de agua como la produccin de petrleo. Entre estos factores se pueden mencionar la temperatura, ya que normalmente este fluido es inyectado a una temperatura que es mucho menor a la del yacimiento, trayendo como consecuencia queexistan cambios en los alrededores del pozo inyector, debido al choque trmicoque puede producirse entre el agua inyectada y el yacimiento. Estos cambios pueden ocurrir tanto en las propiedades del petrleocomo en la roca.

En la actualidad esos estudios pueden realizarse con programas de simulacin, los cuales dependiendo de la calidad de los datos de entrada,pudieran arrojar resultados correctos o incorrectos. Es por eso que es necesariorecabar la mayor informacin posible con el objeto de reducir el riesgode incertidumbre a la hora de tomar decisiones basadas en los clculos deestos programas; sin embargo; se est consciente que muchas veces esainformacin no est disponible.

El Objetivo primordial de este trabajo es el de estudiar el efecto que tiene el inyectar agua fresca sobre las propiedades de los fluidos y de las rocas de un yacimiento de petrleo voltil utilizando un Simulador(STARS, CMG).

Una vez, construido el modelo conceptual se determin la variacin de la temperatura en los alrededores del pozo inyector. Luego se realiz el choque trmico que afecttanto a las propiedades de la roca como a los fluidos que se encuentran en el yacimiento en estudio.

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIN

Objetivo General

Estudiar el efecto trmico de la inyeccin de agua fresca en yacimiento de petrleo mediante la simulacin numrica.

Objetivos Especficos

1. Construir un modelo conceptual para un yacimiento de petrleo.

2. Determinar la disminucin de temperatura en los alrededores delpozo inyector.

3. Analizar el choque trmico tanto en las propiedades de la roca como de los fluidos, utilizando un Simulador (STARS, CMG).

CAPTULO IIMARCO TERICO1 ANTECEDENTES

Ferrer. Al oeste de Pennsylvania, se dio origen a la inyeccin de agua. Este evento sucedi por accidente, debido a que el agua que provena desde alguna acumulacin, que se encontraba a poca profundidad, se desplazaba hacia el intervalo productor aumentando la produccin de petrleo en los pozos vecinos. [1]

Carvajal.Analizlafactibilidad de las tcnicas para el control de inyeccin de agua, en pozos productores de hidrocarburos, los cuales presentaban problemas de canalizacin y de conificacin de agua. Se seleccion y recomend la tcnica de control de agua ms factible que se adapt al problema especfico detectado en cada pozo de los Campos Santa Ana-El Toco del rea mayor de Anaco.[2]

Al-Ahmadi. La investigacin se bas en primer lugar, al avance temprano de agua, en las zonas con una columna de petrleo liviano, detrs del frente de invasin; en segundo lugar, se igual el perfil de flujo para pozos afectados por fracturas y diferencial de presin a travs de las secciones horizontales, para mejorar la recuperacin del resto del petrleo liviano y a travs de inyeccin de agua. [3]

En el ao 1959, Shell inici el proceso de estimulacin de aguapor accidente en Venezuela, durante la produccin de crudo pesado en una inyeccin continua de agua en el campo Mene Grande, cerca de la costa oriental del Lago de Maracaibo. Durante la inyeccin, ocurri la irrupcin de vapor en la superficie, y para reducir la presin de vapor en el yacimiento se dej que el pozo inyector fluyera en reverso. Result que enormes volmenes de petrleo se produjeran. A partir de este hallazgo se dise el proceso de estimulacin por Inyeccin Alternada de Vapor (IAV), tambin llamada steamsoak o huff and puff. Desde entonces, se han desarrollado varios modelos matemticos que describen el fenmeno. Estos comprenden desde complejas simulaciones numricas hasta simples expresiones analticas.[4]

La simulacin numrica de yacimientos ha sido una prctica que tiene su origen desde la aparicin misma de la ingeniera de petrleo, pero el trmino simulacin como tal comienza a formalizarse es a partir de los aos 60 en dnde se desarrollaban mtodos predictivos para evaluar condiciones de yacimientos petrolferos con dos o tres fases. Anteriormente se conocan como mtodos de simulacin de yacimientos aquellos en donde se realizaban soluciones analticas a travs de balances de masa y el mtodo de Buckley-Leverett conocidos como simulador de cerodimensiones. [5]

Morris Muskat,en 1949, dio a conocer que estaba trabajando en una simulacin porcomputadora para determinar el espaciamiento ptimo entre los pozos. Luego, en ladcada de los 50 aparecieron los primeros simuladores de yacimientos simples como soluciones de ecuaciones diferenciales para la permeabilidad en un material homogneo con geometra sencilla, ms tarde se programaron las computadoras para que simularanestas yacimientos, y a medida que pasaba el tiempo los algoritmos que constituanestossimuladores se fueron sofisticando ms, y eso sumndole la llegada de computadoras msrpidas y eficientes, en donde se pudieron agregar datos geolgicos complejos lograndoas poder simular el yacimiento con resultados ms certeros a la realidad.[6]BASES TERICAS

Yacimiento

Es una unidad geolgica donde existe acumulacin natural de hidrocarburos en el subsuelo, contenidos en rocas porosas o fracturadas (roca almacn). Los hidrocarburos naturales, como el petrleo crudo y el gas natural, son retenidos por formaciones de rocas suprayacentes con baja permeabilidad. [1]

Inyeccin de agua

Es el proceso por el cual el petrleo es desplazado hacia los pozos de produccin por el empuje del agua. Esta tcnica no es usada en campos petroleros que tienen empuje natural de agua. Las fuerzas primarias que actan en los yacimientos de petrleo como mecanismos de recuperacin son generalmente complementadas mediante la inyeccin de agua y gas, con el fin de incrementar la energa y, por consecuencia, obtener una mayor recuperacin de petrleo. Se han implementado otras tecnologas para recuperar hidrocarburos; sin embargo, su aplicacin ha sido limitada debido a la rentabilidad que se requiere para su explotacin comercial. Es por eso que la inyeccin de agua, as como la del gas, contina siendo uno de los mtodos convencionales ms utilizados para obtener un recobro extra de petrleo de los yacimientos. [1]

Caractersticas que deberade tener las aguas de inyeccin

1. El agua no debe ser corrosiva. El sulfuro de hidrgeno y el oxgeno son dos fuentes comunes de problemas de corrosin. 2. El agua no debe depositar minerales bajo condiciones de operacin. El encostramiento (Scale) se puede formar de la mezcla de aguas incompatibles o debido a cambios fsicos que causan que el agua se convierta en sper saturada. El encostramiento mineral depositado por el agua usualmente consiste de uno o ms de los siguientes compuestos qumicos:El sulfato de bario(BaSO4),sulfato de estroncio(SrSO4),sulfato de calcio (CaSO4), dos molculas de agua(2(H2O)),Carbonato de calcio(CaCO3),El carbonato de magnesio(MgCO3) y Sulfuro de hierro (Fe2S3). El encostramiento mineral dentro del sistema de inyeccin no solo reduce la capacidad de flujo sino tambin proporciona un medio para que ocurra corrosin.3. El agua no debe contener slidos suspendidos o lquidos en suficiente cantidad para causar taponamiento de los pozos de inyeccin. Los materiales que pueden estar presentes como material suspendido son los compuestos que forman encostramiento tal como los mencionados en el punto anterior, limo, petrleo, microorganismos y otro material orgnico.4. El agua inyectada no debe reaccionar para causar hinchamiento de los minerales arcillosos presentes en la formacin. La importancia de esta consideracin depende de la cantidad y tipo de minerales arcillosos presentes en la formacin, as como de las sales minerales disueltas en el agua inyectada y permeabilidad de la roca.5. La salmuera debe ser compatible con el agua presente inicialmente en la formacin. El agua producida e inyectada debe ser manipulada separadamente, si no son completamente compatibles.[1]

Tipos de inyeccin.

De acuerdo con la posicin de los pozos inyectores y productores, la inyeccin de agua se puede llevar a cabo de dos formas diferentes.

Inyeccin perifrica o externa.

Consiste en inyectar el agua fuera de la zona de petrleo, en los flancos del yacimiento. Se conoce tambin como inyeccin tradicional y en este caso, el agua se inyecta en el acufero cerca del contacto agua petrleo.

Caractersticas.1. Se utiliza cuando no se posee una buena descripcin del yacimiento y/o la estructura del mismo favorece la inyeccin de agua.2. Los pozos de inyeccin se colocan en el acufero, fuera de la zona de petrleo.

Inyeccin en arreglos o dispersa. Consiste en inyectar el agua dentro de la zona de petrleo. El agua invade esta zona y desplaza los fluidos del volumen invadido hacia los pozos productores. Este tipo de inyeccin tambin se conoce como inyeccin de agua interna, ya que el fluido se inyecta en la zona de petrleo a travs de un nmero apreciable de pozos inyectores que forman un arreglo geomtrico con los pozos productores.

Caracterstica.1. La seleccin del arreglo depende de la estructura y lmites del yacimiento, de la continuidad de las arenas, de la permeabilidad, de la porosidad y del nmero y posicin de los pozos existentes.2. Se emplea, particularmente, en yacimientos con pozo buzamiento y una gran extensin areal.3. A fin de obtener un barrido uniforme, los pozos inyectores se distribuyen entre los pozos productores existentes en inyectores, o se perforan pozos inyectores interespaciados. En ambos casos, el propsito es obtener una distribucin uniforme de los pozos, similar a la utilizada en la fase primaria de recobro.[1]

Factores que controlan la recuperacin de petrleo

Al determinar la factibilidad de llevar a cabo un proceso de inyeccin de agua es necesario considerar los siguientes factores:

Geometra del yacimiento:La estructura y estratigrafa del mismo controlan la localizacin de los pozos y en gran medida determinan los mtodos por los cuales el yacimiento puede ser producido a travs de prcticas de inyeccin de agua o de gas.

Litologa:Es un factor de notable influencia en la eficiencia de la inyeccin de agua o de gas de un yacimiento en particular, debido a que la porosidad, la permeabilidad y el contenido de arcillas son factores litolgicos que afectan la invasin.

Profundidad del yacimiento:La saturacin de petrleo residual es ms baja en yacimientos profundos que en yacimientos someros. Tambin es necesario emplear mayores presiones en superficie para inyectar el fluido as como un amplio espaciamiento entre pozos. En consecuencia la recuperacin de petrleo extra se ve influenciada por este factor.

Porosidad:Es funcin directa de la recuperacin de crudo en un yacimiento, debido a que est nos permite saber qu cantidad de petrleo est presente para cualquier porcentaje de saturacin de crudo.

Permeabilidad:Es la capacidad que tiene la roca de permitir el paso del fluido a travs de ella, sin alterar su estructura interna.

Continuidad de las Propiedades de la Roca:Es muy importante tenerla presente ms que todo en relacin a la permeabilidad y continuidad vertical para determinar cuan factible es la inyeccin de agua y gas en un yacimiento.Magnitud y Distribucin de las Saturaciones de los Fluidos:El parmetro saturacin es uno de los ms importantes al momento de un proyecto de inyeccin de agua, porque si tenemos altas saturaciones de crudo en el yacimiento cuando inyectemos agua, mayor ser el recobro.

Propiedades de los Fluidos y Permeabilidades Relativas:Las propiedades del fluido que estn dentro del yacimiento son muy importantes a la hora de un proyecto de inyeccin. La viscosidad del crudo y las permeabilidades relativas de la roca yacimiento de los fluidos desplazados y desplazante son los de mayor importancia.

Patrones bsicos de flujo:Anteriormente los pozos eran espaciados de una manera irregular; sin embargouna vez que se fue entendiendo el comportamiento de los yacimientos, se dioorigen a los arreglos y espaciamientos uniformes, lo que significa que a la hora de planificar un proceso de recuperacin secundaria, el campo estara desarrollado basndose en un arreglo regular entre pozos productores e inyectores formando figuras geomtricas. En la actualidad existe una gran variedad de arreglos entre los pozos inyectores-productores, de los cuales los ms comunes son mostrados en la Figura 2.1.

Cabe comentar sobre la Figura 2.1, que los arreglos de dos y tres pozos que aparecen identificados como 1 y 2 son patrones para posibles pruebas piloto de inyeccin de agua, tambin el trmino invertido que identifica a las figuras f) y h) es utilizado para hacer referencia a un tipo de arreglo en especial, sealando que tiene un solo pozo inyector por patrn. En la Tabla 2.1 se muestra de una manera resumida las caractersticas de los tipos de arreglos ms comunes.[1]

Tabla 2.1. Caractersticas de los arreglos de pozos. [1]

Figura 2.1 Arreglos de Pozos. [1]Efecto de la temperatura del agua de inyeccin sobre el ndice deInyectividad.

Muchos de los campos petroleros de grandes dimensiones que han venido siendo explotados durante aos, han sido sometidos a un proceso de inyeccin de agua para evitar que su presin decline drsticamente, pues de no controlarse esa prdida de energa, en algunos casos se conducira a una produccin inapropiada de petrleo.

Existen otros factores como la calidad del agua que se va a inyectar, la presin del pozo inyector, los cuales pueden generar una disminucin en el ndice de inyectividad. Tambin, durante un proceso de inyeccin, la temperatura del agua juega un papel muy importante dentro de la eficiencia del proceso y esto se debe a que la viscosidad del agua inyectada se ve relacionada directamente con la temperatura. Por lo tanto a una alta viscosidad se requerir un mayor diferencial de presin para mantener la misma tasa de inyeccin.

Para representar el efecto que tiene la temperatura sobre el ndice de inyectividadse tiene q tomar en cuenta la ley de Darcy, aplicando un modelo lineal (Figura 2.2), y se compar con los resultados obtenidos de un simulador trmico. [2]

Figura 2.2Modelo Lineal.[2]

Partiendo de la ley de Darcyecuacin 1.1 y 1.2 tomando en cuenta que las variables presentes en esa ecuacin permanecern constantes a excepcin de la viscosidad, la cual variar con respecto al cambio de temperatura del fluido (en este caso agua), se tiene:

(1.1)

(1.2)

El ndice de inyectividad () se calcula en la siguiente ecuacin:

(1.3)Al sustituir la ecuacin (1.2) en la ecuacin (1.3) y reagrupando trminos seobtiene que el ndice de inyectividad ( es inversamente proporcional a laviscosidad del agua inyectada, donde la viscosidad viene dada en funcin de sutemperatura. Por lo tanto se tiene:

=(1.4)

=(1.5)

Donde:Permeabilidad (K) = md.rea transversal (A) = pie2.Diferencial de presin (p) = lpc.Viscosidad ()= cp.

Al relacionar la ecuacin (1.5) para dos temperaturas diferentes, se llega a laconclusin de que al disminuir la temperatura del agua, la viscosidad aumentarcausando una cada en el ndice de inyectividad. Sin embargo no hay ningn indicativo de que este efecto ocurre slo al principio de la inyeccin o si semantiene con respecto al tiempo mientras se contina con la inyeccin de agua.

El estado 1 y 2 representado por el lquido se puede relacionar como sigue a continuacin:=(1.6)

=(1.7)

=(1.8)

Si , entonces

Luego de realizar la formulacin terica que llev a las conclusiones anteriores, se estudi el efecto que podra presentar la inyeccin de agua a 100 F en un yacimiento que tena una temperatura de 188 F, mediante un simulador trmico.

El resultado de esta simulacin se muestra en la Figura 2.3. La grfica constituye lacurva del ndice de inyectividad normalizada (la relacin entre el ndice de inyectividad a 100 F y el ndice de inyectividad a 188 F) en funcin del tiempo enaos.

En ella se muestran dos tendencias: Una clara cada en el ndice despus de la inyeccin del agua fra en los primeros tres mesesdel proceso y luego ocurre una cada leve y por ltimo se produce una estabilizacin.

Figura 2.3Comportamiento del ndice de inyectividaden funcin deltiempo [2]

Los resultados obtenidos por A. M. Al Amada [3], tanto de manera terica como con el uso de un simulador trmico, fueron los mismos. Se realiz un seguimiento a dos de las siete arenas que conformaban un campo de grandes dimensiones ubicado en el Golfo de Arabia, las cuales fueron denominadas arena-A y arena-B. Al inicio de la produccin se inyectaba el agua proveniente del acufero, el cual tena una temperatura promedio de 160 F. En la arena-A la temperatura era de 240 F y en la arena-B la temperatura era de 190 F por lo que la diferencia entre las arenas y el agua de mar inyectada (asumiendo que el agua presentara un promedio de 80 F) era de 160 F y 110 F, para la arena-A y para la arena-B, respectivamente.

A pesar de esperar una disminucin en el ndice de inyectividad en ambasarenas, solo se report esta disminucin para la arena-A, mientras que para laarena-B la disminucin fue muy leve. Esto se puede atribuir a que en la arena-A, despus de doce aos de inyeccin continua de agua del acufero a 160 F,se hizo un cambio de fluido de inyeccin, siendo ste agua de mar atemperatura de 80 F, mientras que para el caso de la arena-B se inyect atasas muy bajas por los primeros nueve meses, lo que probablemente caus unenfriamiento ms gradual en los alrededores del pozo. Ya para el momento enque se comienza a inyectar a mayores tasas la diferencia de temperatura entreel agua inyectada y la formacin era mucho menor en la arena-B que en laarena-A. [3]

Efectos de la inyeccin de agua en yacimientos estratificados.

En ocasiones los grandes yacimientos de petrleo son explotados con la aplicacin de la inyeccin de agua y gas para mantener la energa interna. Usualmente cada yacimiento de petrleo est constituido por un nmero de capas productoras que se encuentran separadas por diversas capas impermeables que son relativamente delgadas.

Al inyectar agua a una temperatura mucho ms baja que la temperatura inicial del yacimiento, esta inyeccin puede llevar a un enfriamiento esencial en la zona barrida as como delante del frente del contacto agua-petrleo, es decir delante del frente de invasin que se mueve en la capa ms permeable.Para estudiar este fenmeno, Al-Ahmadi[3] dise un modelo matemtico que describiera el comportamiento de la influencia de la inyeccin del agua fra en yacimientos estratificados. Al realizar ciertas suposiciones para facilitar los clculos, fueron considerados dos casos manteniendo la temperatura del agua en la cara del pozo constante.Inyeccin de agua proporcional a su permeabilidad fsica y espesor

De este caso se concluy que la influencia de la inyeccin del agua fra (as como la inyeccin de agua caliente) en yacimientos de petrleos estratificados puede ser considerada como lo suficientemente pequea como para obviarla, si es posible mantener a un nivel determinado la tasa de inyeccin proporcional a su permeabilidad fsica y a su espesor en cada una de las capas, las cuales son consideradas por separadas. Esta conclusin est relacionada con esos casos donde no existen otras variables que obliguen a ser mucho ms cuidadoso con las consideraciones tomadas.

Inyeccin de agua bajo una presin determinada sobre la cara del pozo.

De este segundo caso se concluy que la influencia de la temperatura entre los estratos de diferentes permeabilidades llevaba a una marcada redistribucin de la resistencia al paso del fluido, esto para el caso en que se considera el mantenimiento de la cada de presin entre el pozo inyector y los productores.

Esta redistribucin puede conducir en algunos casos a perder la productividadde estratos de baja permeabilidad o, en el peor de los casos, a la prdida casicompleta. Por lo tanto para solventar este problema se puede calentar el aguaque se va a inyectar a una temperatura aproximadamente igual a la temperaturainicial del yacimiento. Esta accin es econmicamente admisible, pero taltratamiento se debe aplicar naturalmente desde el principio de la explotacin delyacimiento.[3]Fracturamiento inducido por cambios de temperatura del aguainyectada.

La inyeccin de agua o de otros fluidos en el yacimiento por largos perodos detiempo genera esfuerzos, debido a una disminucin de la temperatura de laformacin, as como el incremento de la presin de poros. Dependiendo de lamanera como se inyecte y de la temperatura del yacimiento, estos cambiospueden tener un efecto en el estado in-situ de los esfuerzos, lo que es suficientepara dar lugar al inicio de una fractura.

A medida que aumenta la profundidad, las rocas son sometidas a grandesesfuerzos de compresin. Por ejemplo para profundidades que superan los3.000 pies (1.000 mts) el esfuerzo vertical es normalmente mayor al esfuerzohorizontal. La magnitud del esfuerzo horizontal vara con respecto a la direccinque tome ste. Un rango tpico del mnimo esfuerzo horizontal se encuentraentre 0,65 y 0,8 lpc/pie de profundidad. La inyeccin de agua a temperaturasmenores que la temperatura del yacimiento produce un enfriamiento que a suvez conlleva a una contraccin de la roca en los alrededores del pozo inyector.

Esa contraccin genera un componente de esfuerzo de tensin interna, llamadoesfuerzo termo-elstico, que reduce el esfuerzo de compresin inicial.La reduccin del esfuerzo termo-elstico puede alcanzar 10 lpc por F de enfriamiento. [3]

Los valores del esfuerzo termo-elstico aumentan linealmente con respecto alos cambios de temperatura y depende de la forma de la regin enfriada, ascomo de las propiedades de la roca. Por ejemplo, al inyectar agua de mar a unatemperatura promedio de 50 F (10C) en un yacimiento que tiene unaprofundidad de 10.000 pies (3.000 mts) y una temperatura inicial de 250 F(120C), el esfuerzo termo-elstico se reducira hasta 2.000 lpc (14Mpa), el cual es un factor muy significativo en el crecimiento de una fractura. En la Figura 2.4,se puede observar la propagacin de una fractura en los alrededores del pozoal inyectar agua fra (a condiciones ambientales).

Figura 2.4Fracturamiento Trmico[3]

En investigaciones realizadas por Herbert G. Weinstein[7] para estudiar elefecto trmico en un proceso de inyeccin de agua a condiciones ambientales,se desarrollaron dos modelos: uno sin fracturas y otro con fractura vertical.Se comienza con las pruebas de inyeccin de agua variando la temperatura delagua inyectada desde 70 F hasta alcanzar 285 F, con la finalidad de evaluar elefecto que tiene el calentar este fluido. Pasados cien das de inyeccin continuade agua, se observa que el diferencial de presin(P) presenta una fuerte dependencia con latemperatura del agua inyectada, pues para pequeos incrementos en la temperatura se produce una marcada disminucin en el diferencial de presin (P). Para el modelo confractura, la disminucin del diferencial de presin(P) con el aumento de la temperatura no es tanpronunciada como es el caso del modelo sin fractura (Figura 2.5). [7]

Figura 2.5Efecto de la Temperatura de Inyeccin en la Cada de Presin [7]Estos cambios se deben a la notable diferencia entre la temperatura del aguainyectada y el de la formacin, lo cual genera un aumento en la viscosidad tantodel petrleo como la del agua en las cercanas del pozo inyector. Comoconsecuencia de esto es necesario aumentar la presin de inyeccin en lasuperficie, para continuar inyectando a las tasas predefinidas.

Una manera desolucionar estos inconvenientes es calentando el agua que se pretende inyectaro en su defecto fracturar la formacin con el fin de disminuir la resistencia delflujo en los alrededores del pozo. [3, 4]Al realizar estudios de simulacin para modelar procesos de inyeccin de agua,normalmente no se toman en cuenta cmo debe de ser, los efectos que semencionan anteriormente, por tal motivo de una u otra manera se pone enriesgo el recobro ptimo de petrleo, ya que se aplicaran polticas deexplotacin y desarrollo que no son las ms apropiadas. De esto nos podemosdar cuenta al constatar la escasez de estudios que se enfoquen de maneraespecfica en los efectos que conlleva la inyeccin de agua fra en yacimientosde petrleo. [4]

Simulacin de yacimientos

El objetivo principal de la ingeniera de yacimiento es evaluar el comportamientode los yacimientos que estn sometidos a diferentes esquemas de produccin.

Hoy en da, el propsito sigue siendo el mismo; sin embargo, la manera dellevarlo a cabo ha cambiado en forma determinante. Se han utilizado curvas dedeclinacin, modelos fsicos, entre otros, hasta llegar, en fecha relativamentereciente, a la Simulacin Numrica de Yacimientos. [5, 6]

La simulacin numrica de yacimientos se basa en la construccin y puesta enejecucin de un modelo, que an si este no presenta las caractersticasoriginales del yacimiento, sus resultados pueden ser representativos y de granutilidad. El modelo matemtico que lo representa es un conjunto de ecuacionesdiferenciales en derivadas parciales, las cuales, sujetas a las condiciones y bordes especficos del yacimiento, describen los principios fsicos bsicos que aplican al yacimiento, tales como: conservacin de la energa, conservacin del momentum y ecuaciones de estado. Generalmente estasecuaciones no son lineales y la solucin numrica es la nica posible, por lo queel uso de las computadoras se hace indispensable. [5,7]

El propsito de una simulacin es pronosticar el comportamiento a futuro de losyacimientos sometidos a diferentes esquemas de produccin, basndose en suhistoria previa y en su comportamiento actual. Mientras un yacimiento esdesarrollado una sola vez, un simulador puede ejecutarse innumerables veceshasta llegar a los resultados deseados para los diferentes esquemas dedesarrollo y produccin, lo cual es de mucha ayuda a la hora de seleccionar lascondiciones ptimas para la explotacin. En pocas palabras un simulador deyacimientos es un sofisticado programa que resuelve ecuaciones en derivadasparciales, por medio de los mtodos numricos, que describe el flujo de fluidosmultifsicos (agua petrleo-gas) en un medio poroso.[5, 8]

Los simuladores se pueden clasificar de varias maneras, siendo la ms usual:

Tipo de Proceso que realizan:

Simuladores de petrleo negro. Simuladores composicionales. Simuladores trmicos o de recuperacin mejorada.Otras clasificaciones corresponden al nmero de fases que pueda manejar elsimulador (una, dos o tres fases), a las direcciones de flujo (unidimensionales, bidimensionales y tridimensionales) y al tipo de formulacin creado para laresolucin del sistema de ecuaciones (clculos de presin implcita-saturacinexplcita, todos los clculos implcitos, etc.).[5, 9]En nuestros das el simulador de petrleo negro es el ms comn en la industriapetrolera, ya que puede describir el flujo multifsico en el medio poroso sintomar en cuenta la composicin del hidrocarburo, lo cual constituye una ventajaen la prctica de la ingeniera sobre los dems tipos de simuladores, pues nosiempre se tiene a la mano toda la informacin especfica del yacimiento y delos fluidos presentes en l. Sin embargo, debido a que las condiciones delyacimiento y del fluido pueden variar con respecto al tiempo, es necesariorecurrir a modelos matemticos mucho ms complejos y especializados, comopor ejemplo, los simuladores composicionales o los simuladores trmicos, entreotros, en casos en que los fluidos los requieran.Para llevar a cabo una simulacin es necesario definir el rea o mapa de laestructura a simular, as como las propiedades de la roca y de los fluidoscontenidos en l. Normalmente, los simuladores dividen el volumen total delyacimiento en pequeas celdas, en las cuales se realiza la interaccin del fluidocon el medio. Los clculos se llevan a cabo en cada celda a tiemposdiscretizados segn lo requiera el proceso de simulacin.

Los elementos conceptuales de volumen son conocidos como celdas de lamalla de simulacin y los intervalos de tiempo se conocen como pasos de tiempo.En la Figura 2.6, se muestra de manera ilustrativa una malla tridimensionalcompuesta por 2.205 celdas.

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Figura 2.6Malla tridimensional [5]

Para visualizar mejor el planteamiento anterior se puede imaginar a las celdas como pequeos tanques llenos de fluidos, de propiedades uniformes en su interior, con paredes permeables que permiten el flujo de fluidos hacia las celdas adyacentes. La tasa de fluido que entra o sale de estas celdas es funcin de la permeabilidad de las paredes y del diferencial de presin que existe entre esas celdas. Las propiedades de los fluidos son uniformes e independientes de la posicin que ocupen dentro de celda. Por lo tanto en cada bloque habr un valor nico de saturacin para cada una de las fases presentes al igual que las propiedades dependientes de las saturaciones; es por eso que para representar las variaciones de ciertas propiedades del yacimiento es necesario subdividirlo en varias celdas.

La precisin con la cual las propiedades y el flujo de fluidos de un yacimiento pueden ser descritos depender directamente del nmero de celdas usadas en el modelo. Se puede concluir que el modelo debe tener el nmero suficiente de celdas que permita representar al yacimiento y su comportamiento; sin embargo, dentro de esas limitaciones, el modelo debe ser lo ms pequeo y sencillo posible.Por otro lado la parte histrica del yacimiento tambin puede ser discretizada en intervalos de tiempo. El simulador calcula las variaciones de flujo, presiones, saturaciones, entre otros, en cada uno de los muchos intervalos de tiempo finito. Como consecuencia, pueden existir cambios abruptos en las propiedades de una celda entre un intervalo de tiempo y otro, por lo tanto se debe controlar la extensin de los pasos de tiempo para de esta manera permitir cambios razonables y analizables de estas propiedades.[5, 10, 11, 12]

Modelo de simulacin

Los mtodos de recuperacin trmica son normalmente usados en yacimientosque poseen petrleo pesado, donde su viscosidad es alta aun estando atemperatura de yacimiento. Sin embargo a medida que se incrementa latemperatura la viscosidad del petrleo disminuye. Un gran nmero de procesos derecuperacin pueden ser simulados en elSimuladorSTARS (CMG), los cuales se incluyen:

Inyeccin de vapor. Inyeccin de fluidos calientes, a condiciones ambientales as comoinyeccin de gas. Combustin simple, entre otros.

Los componentes con los que se puede simular son:

Componente Oleico, que estar solo en la fase de petrleo.

Componente Gaseoso, que estar tanto en la fase de petrleo comoen la fase de gas. Componente Acuoso que estar en la fase de gas y en la fase de agua.

Formulacin del modelo de simulacin (opcin trmica).

Las ecuaciones que se utilizan para describir los procesos trmicos son similares a los que se usan en la simulacin composicional con la salvedad de que existen tres importantes diferencias: la ecuacin de energa, la presencia del agua como componente en las fases de agua y de gas y las dependencias de las propiedades de la temperatura.

La solucin primaria de las variables que se usan para todos los estados de la fase en cada una de las celdas son: la presin P, la densidad molar de cada componente m1,.., mN, la densidad molar del agua mwy la densidad de la energa interna de la roca e. La densidad de los componentes de los fluidosest medida en moles por unidad de volumen de yacimiento. La densidad de la energa interna est medida en energa por volumen de roca. El volumen de la roca est constituido por el volumen total de la roca (volumen del espacio poroso ms el volumen de la roca).

Para obtener las variables es necesario resolver la ecuacin de conservacin de energa para cada componente (componentes del fluido y componente de energa).

La ecuacin residual no lineal, (Rfl), es derivada de la ecuacin de conservacin de energapara cada uno de los componentes del fluido.

)++= 0(2.1)Dnde:Rfl= fluido residualVp=Volumen poroso (%).m = Densidad molar de los componentes(kg/m3).F = Tasa de flujo neto a travs de las celdas vecinas de la malla(m3/s).Q=Tasa de flujo neto a travs de los pozos durante los pasos de tiempo (m3/s).

La ecuacin residual no lineal, Re, es derivada de la ecuacin de conservacin de la energa para cada celda de la malla a diferentes pasos de tiempo.

= () ++++= 0(2.2)

Dnde:Vb = volumen de la roca(%).e = Densidad de la energa interna de la roca(kg/m3).Fe = Conveccin entlpica de la tasa de flujo a travs de las celdas vecinas de la malla.Ce = Energa conductiva de la tasa de flujo a travs de las celdas vecinas de la malla.Q = Prdidas de calor.Qe = Entalpa neta de la tasa de flujo a travs de los pozos durante lospasos de tiempo.

La ecuacin de balance de volumen viene dada por la igualdad entre el espacio ocupado por el fluido y el volumen poroso.

=-(2.3)

Dnde:Vf = Volumen del fluido(cm3).Vp= Volumen poroso (%).

Para cada celda existen N+3 variables (Presin, N componentes dehidrocarburo, un componente de agua y la energa) y N+3 ecuaciones (N+1ecuacin de conservacin de componente, incluyendo agua energa yconservacin del volumen). De esta manera, mediante un proceso iterativo eigualando la ecuacin residual a cero, se obtiene la solucin del sistema. As, el STARS trabaja bajo el principio del balance deecuaciones de energa.

Otra parte de los clculos hechos por el simulador est relacionada con laviscosidad del petrleo. La Ecuacin 2.4 define el comportamiento que presenta la viscosidad, tomando en cuenta la viscosidad del componente petrleoelevado a la fraccin molar de ese componente y la viscosidad del componente gas elevadopor la fraccin molar del gas, de esta manera se obtiene la viscosidad de la fase petrleo en el yacimiento:

=(2.4)

= viscosidad de la fase oleica (N - s/m2).= viscosidad de cada componente i en la fase oleica(N - s/m2).Nc= cantidad de componentes de la fase oleica. Xi= fraccin molar de cada uno de los componentes de petrleo (moles).

De similar forma para la viscosidad del gas se presenta una ecuacin que tomaencuentaa cada uno de los componentes presentes en esta fase:

=(2.5)

= viscosidad del gas(N - s/m2).= viscosidad de cada uno de los componentes en la fase gaseosa(N - s/m2).Yi = fraccin molar de cada uno de los componentes de la fase gaseosa (moles). [13, 14]

Uso del simulador STARS

Con el simulador STARS (CMG), no es necesario activar alguna opcin trmica, pues ha sido desarrollado con la finalidad de simular la inyeccin de vapor, la inyeccin de agua fresca, la reinyeccin de vapor, vapor con aditivos, la combustin, procesos de inyeccin de vapor, la combustin en seco y hmedo, adems de numerosos tipos de procesos con aditivos qumicos, empleando una gama amplia de modelos de mallado y porosidad tanto a escala de campo como de laboratorio. Por lo tanto STARS, es un simulador trifsico de mltiples componentes de aplicacin trmica. Los sistemas de mallados pueden ser cartesianos, cilndricos o de profundidad variable/espesor variable.

STARS utiliza el conjunto de datos que el usuario crea inicialmente y de ah crea otros tres o cuatro archivos. Para cada ejecucin de STARS se crea un archivo de texto de salida, un archivo de ndice SR2 (IRF) y un archivo principal SR2 (MRF). Si se desea una ejecucin de reinicio, se necesitan varios archivos existentes y de ah se generan otros tres archivos.

Existen varios puntos que se deben tomar en cuenta cuando se construye un conjunto de datos con un sistema de entrada de Keywords

Los grupos debern regirse por un determinado orden de entrada. Control de E/S. Descripcin del yacimiento. Propiedades de los componentes. Datos de roca-fluidos. Condiciones inciales. Control por mtodos numricos. Modelo geomecnico. Datos de pozos y datos recurrentes.[14, 15]

Inyeccin Cclica De VaporLa inyeccin cclica de vapor es uno de los pocos mtodos que se saben que son efectivos en la recuperacin de crudos pesado. Bsicamente consiste en inyectar vapor en un pozo durante un tiempo determinado, generalmente de 1 a 3 semanas, cerrar el pozo por corto periodo de tiempo, normalmente de 3 a 5 das, y luego ponerlo de nuevo en produccin. El pozo producir durante una tasa aumentada durante un cierto tiempo, que generalmente puede ser del orden de los 4 a 6 meses y luego declinara. Ciclos adicionales pueden realizarse de una manera similar, sin embargo el petrleo recuperado durante tales ciclos ser cada vez menor. Aunque se han reportado casos de hasta 22 ciclos, se duda que ms de 3 ciclos resulten comercialmente atractivos.Aunque existen variaciones del proceso de inyeccin cclica descrito, es evidente que se trata bsicamente de un proceso de estimulacin, usualmente utilizado para petrleos pesados (8 15 API), aunque pueden utilizarse para yacimientos de cualquier tipo de crudo.Mecanismos De Recuperacin En Inyeccin Cclica De Vapor.El mecanismo principal que hace el proceso de inyeccin cclica de vapor efectivo, vara de un yacimiento a otro. En general puede considerarse dos casos extremos: yacimientos con presin moderadamente alta y yacimientos con presin inicial cercana a cero, como lo es generalmente, el caso de yacimiento de crudo pesado este es el mecanismo principal que hace que el petrleo se produzca.Una vez lograda la mejora en la movilidad, la fuerza expulsiva que hace que el petrleo fluya hacia el hoyo del pozo puede ser unas de las siguientes: 1. Presin Del Yacimiento En Caso De Que Exista.2. Drenaje Por Gravedad.3. Compactacin De La Roca Yacimiento.4. Vapor No Condensado.

Desventajas De La Estimulacin Con VaporLa inyeccin cclica de vapor es bsicamente un proceso de estimulacin y como tal, no conduce a un gran incremento en la recuperacin ultima, en general se cree que los yacimientos de crudos pesados, donde la recuperacin primaria es del orden del 10Z de petrleo en situ, la recuperacin por estimulacin con vapor, incluyendo la primaria, ser del orden del 15 al 20Z.Tal vez una de las principales desventajas de la estimulacin con vapor es que solo una parte (30 50Z) del agua inyectada como vapor es producida cuando el pozo se abre a produccin. Esto implica que una gran cantidad de agua inyectada se queda en el yacimiento en la forma de zonas de alta saturacin de agua alrededor de los pozos productores. Tales regiones de altas agua pueden hacer que las aplicaciones futuras de procesos de recuperacin del tipo de desplazamiento resulten difciles o ineficientes, ya que la eficiencia areal del barrido ser afectada adversamente.La estimulacin con vapor puede ser indeseable en reas donde ocurra un hundimiento activo de la tierra. En algunos yacimientos alrededor del 35Z de petrleo producido ha sido distribuido a la compactacin de la roca yacimiento y al hundimiento de la superficie que la acompaa. La compactacin de la roca yacimiento se puede prevenir mediante la aplicacin de procesos de recuperacin del tipo desplazamiento, donde el yacimiento se mantiene a una alta presin. Adems la compactacin podra causar cambios en la estructura y propiedades de la roca, los cuales sern desfavorables desde el punto de vista de recuperacin. [15]

CAPTULO IIIMETODOLOGA

La metodologa que se emple para cumplir con los objetivos que fueron propuestosest compuesta por 4 fases, las cuales se describen y se discuten a continuacin.2 Revisin de Material BibliogrficoEsta etapa se inici con la recopilacin de las bases tericas que sustentaron el desarrollo de este estudio; la fuente de informacin bibliogrfica para los rangos de los yacimientos de crudo liviano se obtuvo de la Sala de Tesis de la Universidad de Oriente, Ncleo Anzotegui.Este trabajo de gradose dividi en dos partes: La primera parte consisti en la bsqueda de toda la informacin relacionada con la inyeccin de agua enfocndose principalmente en los temas que estn vinculados con los efectos que puede traer la inyeccin de agua fresca en yacimientos de petrleo. La segunda parte consisti en la bsqueda de toda la informacin concerniente al tema de simulacin de yacimiento as como del simulador: STARS, CMG.

Construccin de un Modelo Conceptual para un Yacimiento de Petrleo.

En esta etapa se analiz la informacin relacionada con la inyeccin de agua, enfocados principalmente en los temas relacionados con los efectos que pueden traer la inyeccin de agua fresca en yacimientos de petrleomediante el manejo del Simulador (STARS, CMG), lo que llev consigo al correcto uso de la opcin trmica.Tabla 3.1 Caractersticas de un yacimiento de crudo liviano mediante simulacin numrica.

El Mallado.

Para realizar el modelo en el software de modelado (STARS, CMG), se comenz colocando las unidades con las que se deseaban trabajar, en este caso unidades de campo; luego fue creado el esqueleto de la malla en la opcin reservoir, createdgrid que conto con los valores para la malla en direccin A lo largo del radio=13; angular=1; a lo largo de la direccin de K=4.

Construccin del Caso Basepara el Simulador (STARS, CMG)

Para la realizacin del Caso Base en el modelo de simulacin fue necesario abrir el launcher de CMG. Este comando despliega una ventana principal que tiene por nombre STARS Data Sections, donde se introduce cada una de las propiedades referentes al caso que se investiga.

Las opciones que se presentan en esta seccin son:

Input/Output Control: define los parmetros que controlan las actividades de entrada y salida del simulador, tales como nombres de archivos, unidades, ttulos, selecciones y frecuencia con la que stas se escriben, tanto al archivo de salida como al archivo SR2, y control de reinicio.

Reservoir: esta seccin contiene datos que describen laroca productiva y el mallado de simulacin. Estos datos pueden serclasificados en los siguientes grupos:

Opciones de mallado de simulacin y refinamiento del mismo. Seleccin de opciones de yacimientos. Opcin de discretizacin de pozos. Propiedades de la roca productiva. Opciones de sector. ComponetProperties: esta seccin indica el nmero de componentescomo preparacin para el ingreso de los datos de fluido. Rock-Fluid Data: definen las permeabilidades relativas, las presionescapilares, la adsorcin y dispersin de los componentes.

InitialConditions: esta seccin permite definir las condiciones inciales del yacimiento; inicialmente se marca el nmero de regiones con las que se va a trabajar.

Numerical: define los parmetros que controlan lasactividades numricas del simulador, tales como los intervalos detiempo, la solucin iterativa de ecuaciones de flujo no lineales y lasolucin del sistema de ecuaciones lineales que se produce.

Well and Recurrent Data: contiene datos y especificaciones quepueden variar con el tiempo. La mayor parte corresponde a datos depozo y datos afines. Geomechanics: existen tres diferentes opciones de modelo: modelo de deformacin plstica, modelo de fractura dinmica o deseparacin y modelo de descarga en el lmite de un solo pozo.

Para la construccin del Caso Base del modelo utilizado por el simulador STARS, fue necesario abrir el launcher de CMG. Este comando despliega una ventana principal que tiene por nombre STARS Data Sections en el Builder, donde se coloca cada una de las propiedades referentes al caso que se investiga.

Figura A1Seccin inicial del STARS

Para la construccin del modelo, fue necesario entrar al men principal del simulador (figura A.1), en l se van a conseguir diversas opciones. Se acciona el link que lleva por nombre Reservoir el cual hace abrir una segunda ventana. Se acciona la pestaa que tiene por nombre Compresibility/termal rock Type y la opcin Rock Compressibility (figura A.2). En esa seccin se le indica al simulador que solo se trabajar (para el caso que se investiga) con un solo tipo de roca, tambin se define la presin de poro de la malla as como la compresibilidad de la roca.

Figura A2Compresibilidad de la roca.

Una vez validados los datos anteriores, se selecciona la opcin ThermalProperties, en esa seccin se pueden colocar algunas propiedades trmicas de la roca con la que trabaja el simulador, como lo son: Capacidad calorfica volumtrica y la conductividad trmica de la roca (figura A.3).

Figura A3 Propiedades trmicas de la roca.

Se validan los datos introducidos y se procede a pasar a la siguiente opcin que tiene por nombre OverburdenHeatLoss, figura A.4. En esta seccin se muestra las prdidas de calor en el yacimiento, as como en sus lmites, usndose para ambos casos los mismos valores.

Figura A4Prdidas de calor en los alrededores en el yacimiento.

Para introducir las propiedades de los fluidos, es necesario regresar al men principal y accionar la opcin Component, tal como se muestra en la figura A.1.

Al entrar al men, se selecciona la primera pestaa que tiene por nombre ComponentDefinition (Figura A.5), el cual nos muestra en pantalla tres tipos de secciones. La primera seccin recibe el nombre de CreateComponent, en l se puede definir el nombre y las fases que se encuentran presentes los fluidos en el modelo. De ser necesario, se puede modificar esta informacin mediante los botones Add, Delete o Editcomponent.Los componentes usados en el modelo fueron agua y petrleo. En la figura A.5, se puede visualizar las fases en las que est presente cada uno de los componentes tambin se pueden introducir la informacin correspondiente a laspropiedades de los fluidos, tales como: peso molecular de los componentes en lb/lbmol, la temperatura crtica en F y la presin crtica (lpc).

Figura A5 Creacin de componentes

Una vez que se introducen los datos de manera satisfactoria, es necesario introducir las viscosidades de cada uno de los fluidos, para ello se selecciona la pestaa que tiene por nombre Viscosity (figura A.6). Al igual que en el caso anterior, nos refleja en pantalla tres diferentes secciones. La primera seccin se define como LiquidPhaseViscosity, en ella se introduce las viscosidades para cada una de las diferentes fases. Para ello es necesario seleccionar el mtodo Use viscositytableforthewater and oilphases, lo cual nos permite tabular para cada una de las fases sus respectivas viscosidades vs temperatura. Cabe mencionar que fue necesario introducir la viscosidad del gas en ambas tablas, tanto en la del agua como en la del petrleo, de esta manera se asegur que no se genere ningn tipo de error a la hora de ejecutar la corrida.

Figura A6Viscosidades de las fases.

Debido a la necesidad de indicarle al simulador ciertos valores de referencia, es necesario seleccionar la pestaa con el nombre de Referente Conditions, la cual se encuentra en esa misma seccin. En la nueva ventana se introduce los valores de presin y temperatura de referencia para los fluidos as como la presin y temperatura a condiciones de superficie, tal como se muestra en la figura A.7.

Figura A7Condiciones de referencias.

Para finalizar con esta seccin, se selecciona la pestaa ComponentDensities, (figura A.8). En ella se acciona la opcin specifydifferentcomponente data forthewater and oilphases as como la unidad en que se introducir la densidad. Se selecciona la fase y se introduce la densidad del agua en lb/ft3, la compresibilidad en psi-1 y el coeficiente de expansintrmica de los componentes F-1. Esta operacin se repite para el petrleo.

Figura A-8Pantalla de componentes.

Para ingresar al simulador los datos correspondientes a las propiedades roca fluido es necesario regresar al men principal para poder accionar el link que tiene por nombre Rock-Fluid Data, (figura A.1). Al seleccionar el link Rock-Fluid, se despliega una nueva ventana, en ella activar la pestaa Tables, y se selecciona las tablas agua-petrleo gas-lquido (figura A.9). Cuando se selecciona para trabajar con la tabla de lquido-gas, sta nos muestra en pantalla una tabla la cual es necesario introducirle la saturacin del lquido, permeabilidad relativa al gas, permeabilidad relativa petrleo-gas y la presin capilar de la fase gas-petrleo.

Por el otro lado, cuando se selecciona para trabajar con la tabla agua-petrleo, este nos muestra en pantalla una tabla la cual es necesario introducirle la saturacin de agua, permeabilidad relativa al agua, la permeabilidad relativa agua-petrleo y la presin capilar agua-petrleo.

Figura A- 9 Tabla de permeabilidades.

Para introducir al simulador los parmetros de referencia, nuevamente esnecesario regresar al men principal y accionar el link con el nombre InitialCondition, (figura A.1). Esa opcin nos muestra en pantalla tres secciones, tal como se muestra en la figura A.10. La primera seccin recibe el nombre de ReservoirInitialization, en l se puede definir el nmero de regiones, que para el caso que se investiga fue de uno, la presin de referencia (75 psi), seguido de la referencia de los bloques (1 1 4).

Figura A-10Inicializacin del yacimiento.

Por ltimo se selecciona la opcin Well and Recurrent, que se localiza en el men inicial del simulador (figura A.1).

El caso base, est constituido por un arreglo de cinco pozos (cuatro pozos productores y un pozo inyector). Para agregar cada uno de estos pozos se seleccion el link Wells en la parte superior de la ventana y seguido de eso se selecciona New (figura A.12).

Figura A-11Seccin de pozos.

El caso base se basa en la inyeccin de agua fresca a un yacimiento de petrleo, con la finalidad de ver el comportamiento de sus propiedades tanto de la roca como de los fluidos, este caso base cuenta con 5 pozos uno inyector y 4 productores.

Determinar la disminucin de temperatura en los alrededores del pozo inyector.

Para poder determinar la disminucin de temperatura seinyect agua fresca a 180F(utilizando el simuladorSTARS) en elyacimiento,obteniendo las diferentes variaciones de las propiedades de la roca, y de los fluidos.Seincrementla temperatura del agua inyectada para determinar el factor de recobro.

Choque trmico tanto en las propiedades de la roca como de los fluidos.

Utilizando el Simulador (STARS, CMG), al introducir los datos del yacimiento modelo se pudo ver en los resultados, el incremento de la temperatura al agua inyectada y los cambios notables en la viscosidad y en los alrededores del pozo con respecto al recobro.

CAPTULO IVANLISIS DE RESULTADOS3 Construir un modelo conceptual para un yacimiento de petrleo.

La simulacin numrica de yacimientos ha sido una prctica que tiene su origen desde la aparicin misma de la ingeniera de petrleo, pero el trmino simulacin como tal comienza a formalizarse es a partir de los aos 60 en dnde se desarrollaban mtodos predictivos para evaluar condiciones de yacimientos petrolferos con dos o tres fases. Anteriormente se conocan como mtodos de simulacin de yacimientos aquellos en donde se realizaban soluciones analticas a travs de balances de masa y el mtodo de Buckley-Leverett conocidos como simulador de cero y una dimensin respectivamente.Durante los aos 50 es cuando ocurre un desarrollo ms trascendental en lo referente a las soluciones numricas de las ecuaciones de flujo, y todo esto fue posible por la rpida evolucin de las computadoras y la implementacin de mtodos numricos capaces de resolver grandes sistemas de ecuaciones. Para luego hacia los aos 60 los criterios de simulacin de yacimientos iban encaminados a tratar de resolver problemas con dos fases (una gaseosa y otra lquida) e inclusive en 3 fases; sin embargo estos mtodos de simulacin iban encaminados a tratar de resolver o modelar problemas relacionados con produccin primaria y recobro secundario.

Modelo de Simulacin.

Luego de hacer el modelo utilizando el simulador STARS, fue generada la carpeta de simulacin donde se observaron las variaciones de las propiedades, tanto de la roca como de los fluidos. Los valores para la construccin del mallado fueron los siguientes: A lo largo del radio= 13; Angular]= 1; A lo largo de la direccin de K= 4; obteniendo.

Caso Base

Para la realizacin de este trabajo realizamos un modelo radial en 2D, tambin fue necesario introducir los datos de porosidad y permeabilidad; que son utilizados en las 4 capas, las 4 capaz tienen un espesor de 100 pies, es decir estos permanecen constantes. Como la presin inicial del yacimiento (75psi).

Figura 4.1Sin Inyeccin De Agua.

Figura 4.2Construccin de la malla en STARS

Determinar la disminucin de temperatura en los alrededores del pozo inyector.

Este objetivo se obtuvo por medio de los resultados que arroj el simulador.En la figura 4.3. Se puede observar que el periodo de inyeccin de agua inicia a 75 psi con un factor volumtrico a dicha presin de 1.005990 BY/BN.

Una vez que inicia el proceso de inyeccin se observar que hay un incremento del factor volumtrico(Bw), debido a que se inyect agua a180Fal pozo, donde a una presin de75psi se obtiene el mnimo valor de 1.005990BY/BN y cesa el proceso de inyeccin.

Figura 4.3Comportamiento del Factor volumtrico(Bw) en funcin de la Presin.

En la Figura 4.4. Se puede observar que a medida que aumenta la temperatura disminuye la densidad esto se debe a que aumenta el volumen, debido a la disminucin de la atraccin intermolecular.

Figura 4.4Densidad del agua en funcin de la Presin

Figura 4.5Viscosidad del agua en funcin de la Presin a 250

Figura 4.6Viscosidad del agua en funcin de la Presin a 400

Figura 4.7 Viscosidad del agua en funcin de la Presin a 600

Tabla 3.2.De viscosidades vs presin.Temperatura FMximo valor

25017.4

4003.95958

6002.5

En las grficas de la viscosidad vs la presin se puede observar que a medida que se inyecta agua a mayor temperatura como es el caso de 250, 400 y 600F sus valores varan esto es porque a medida que se aumenta la temperatura del agua la viscosidad ir disminuyendo.

En la Figura 4.8 se muestra que a ms o menos 180F ocurre una cada brusca de la viscosidad, y a medida que se le va aumentando la temperatura al agua la viscosidad disminuye. Desde 75 F hasta 250 F la viscosidad de petrleo es afectada con el aumento de temperatura, a partir de 250 F el aumento de temperatura no produce cambios significativos y por consecuencia se espera que no se produzcan aumento en el recobro de petrleo al utilizar temperaturas mayores a esta; a esta temperatura ocurre una expansin trmica causante de los cambios.

Figura 4.8 Viscosidad en funcin de la Temperatura

En las Figuras 4.9se observa que el yacimiento es de tipo hidrfilo, por lo tanto la fase mojante es el agua, favoreciendo esto la recuperacin de petrleo.

Figura 4.9 Permeabilidad relativa

Figura 4.10 Permeabilidad relativaEn la Figura 4.10 se muestra la permeabilidad relativa del petrleo con respecto al gas.

Los casos a simular son los siguientes:

Caso 1.Inyeccin de vapor a 180F:Como se observa en la Figura 4.15 en aumento de la temperatura produce una disminucin significativa de la viscosidad por lo que las aperturas y cierres del pozo productor disminuyen la produccin en comparacin con el caso base.

Figura 4.11 Inyeccin a 180F.

Caso 2. Inyeccin de vapor a 250F:Como se muestra en la Figura 4.12 a menores temperaturas de 250F, menor ser el recobro de petrleo. Los cambios de temperatura menores no afecta positivamente el recobro de petrleo como se muestra en la Figura 4.11.

Figura 4.12Inyeccin de vapor a 250F.

Caso 3. Inyeccin de vapor a 400F:Se aument la temperatura de inyeccin a 400F se observa que no hubo un aumento significativo del recobro de petrleo, al revisar los cambios de viscosidad con respecto a la temperatura se comprueba que al no aumentar la viscosidad, no aumentara el recobro.

Figura 4.13 Inyeccin a 400F.Caso 4. Inyeccin de vapor a 600F:Igual que el caso anterior se comprueba que a partir de la temperatura de inyeccin de 250F, no produce aumento en el recobro. Porque no produce aumento de viscosidad

Figura 4.14 Inyeccin a 600F.

En la tabla 3.3 se muestra las diferencias de recobro de petrleo de los casos adicionales con respecto al caso base. En los 3 casos a partir de la temperatura de 250F la diferencia no pasa del 1% con respecto a la temperatura de 180F, disminuye el recobro, debido a que a esta temperatura la viscosidad disminuye, pero no disminuye lo suficiente para mejorar el recobro con respecto al caso base, en conjunto con este, disminuye el tiempo de produccin y en consecuencia disminuye el recobro de petrleo.

Tabla 3.3. Tabla de comparacin de los casos bases.CASO BASENP(bbl)% De Diferencia (bbl)

CASO 1 A 180F30328

CASO 2 A 250F69977.1

CASO 3 A 400F70294.1

CASO 4 A 600F71229.9

CASO 5 SIN INYECCION36679.90

En las grficas del petrleo acumulado se puede observar que en la de 180F es mucho menor el valor del petrleo acumulado debido a que la viscosidad no disminuye en comparacin con los casos de inyeccin a 250, 400 y 600.

Ya que en los otros casos de 250, 400 y 600 el petrleo acumulado va aumentando debido a que a mayor temperatura mayor ser el factor de recobro.

Entre 180 y 250F si hay cambios de viscosidad por lo que se comprueba los cambios en el recobro debido al aumento de temperatura.

A temperaturas bajas de 180F no favorece el recobro, disminuye pro el tiempo de cierre de los pozos durante la inyeccin y remojo.

Figura 4.13. Creacin de perforaciones.

Al seleccionar una celda en especfico, se muestra un dialogo en el que indica la posicin de la celda seleccionada as como la saturacin presente para ese momento. En la figura A.12 nos muestra la posicin en que se encuentra el pozo productor tres as como la saturacin de petrleo presente para el momento.

4.3 Choque trmico tanto en las propiedades de la roca como de los fluidos.

Cuando se inyecta agua en el yacimiento a temperatura ambiente, las propiedades de la roca no varan, a medida que se incrementa la temperatura hay aumento del volumen de la roca; esto se debe a que la energa trmica absorbida induce un incremento en las vibraciones de los tomos constitutivos de la materia, agrandando las distancias interatmicas. Existe una expansin trmica.

Para una produccin ptima de petrleo es necesario inyectar agua a una temperatura mxima de 250F.

En la Figura 4.15 que es sin inyeccin, se muestra que no hay ninguna variacin de temperatura por que el yacimiento no se le ha inyectado agua a ninguna temperatura y por lo tanto no hay variacin de ningn tipo en sus propiedades.

Figura 4.15 Sin inyeccin.

En la Figura 4.16 33 pies se tiene 454F 10 pies por encima se obtiene 381F y 10 pies a 235F, los siguientes radios no estn afectados por la inyeccin.

Figura 4.16 Inyeccin a 180F.En la Figura 4.17 se muestra que la temperatura aumenta 33 pies 453F, a 10 pies se tiene 416F y a 10 pies siguientes se tienen 234F a partir de esta temperatura en comparacin con la figura 4.16 a este radio aumenta 36F. el yacimiento no est afectado por la inyeccin.

Figura 4.17 Inyeccin a 250F.

En la Figura 4.18 se muestra que hasta el radio de 43 pies se aumenta hasta 455F a 10 pies ms a 382F por lo que se muestra un aumento mayor con respecto al caso anterior, aunque las diferencias son pocas.

Figura 4.18 Inyeccin a 400F.

En la Figura 4.19 se muestra el caso de inyeccin a 600F y no hay diferencias con el caso anterior de 400F, por lo que ya el aumento no representa ningn cambio en el yacimiento.

Figura 4.19 Inyeccin a 600F.CONCLUSIONES

1. En el modelo conceptual que se utiliz en este trabajo, el efecto que tiene la inyeccin de agua a una temperatura de 180F sobre las propiedades del fluido solo es percibido de manera importante en los alrededores del pozo inyector.

2. El proceso de simulacin mostr ser sensible a la inyeccin de agua, a una temperatura de 180F, aunque sin aumento significativo de la produccin.

3. Al aumentar la temperatura del agua, tanto la viscosidad del petrleo como la del agua disminuyen en los alrededores del pozo inyector, hacindose ms movible que en los casos donde se inyecta a menores temperaturas.

4. Para una produccin ptima de petrleo es necesario inyectar agua a una temperatura mnima de 250F.

5. Para una produccin ptima de petrleo es necesario inyectar agua a una temperatura de 250F.

6. A temperatura de inyeccin mayor de 250 F no produce un aumento en el recobro del petrleo.

7. Las areas de yacimientos con aumento de temperatura son iguales en los casos de inyeccin con temperatura mayores de 250

RECOMENDACIONES

1. Utilizar otros simuladores que dispongan, tanto la opcin trmica, como tambin laopcin geomecnica, para determinar y comparar los efectos que produce lainyeccin de agua en las propiedades de la roca.

2. Tener bien en cuenta las propiedades de laroca, en especfico la conductividad trmica y la capacidad calorfica, amomento de realizar un proceso de inyeccin de agua.

3. Es conveniente aumentar la temperatura del agua que se vaa inyectar o fracturar la formacin, para disminuir la resistencia al flujo dela fase acuosa en los alrededores del pozo inyector.

4. Aumentar la temperatura de inyeccin mientras que ocurra la expansin trmica.

BIBLIOGRAFA

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4) Diwan, U. y Kovscek, A.R.An Analytical Model for Simulating Heavy Oil Recovery by Ciclic Steam Injection Using Horizontal Wells. Oklahoma, USA: U.S. Department of Energy, julio de 2006. TR 118. Work Performed Under Contract No. DE-FG22-96BC14994. 73 p.

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15) MORALES, R., Abou-Sayed, A., Jones, A y Al-Saffar, A. Detection of a Formation Fracture in a Waterflooding Experiment, SPE 13747, (1995).

APNDICE

Tabla 3.4. Caractersticas del Yacimiento.CARACTERSTICAS FSICAS DEL YACIMIENTO

RADIO DE DRENAJE1320 pies

RADIO DEL POZO13 pul

ESPESOR DE LA FORMACIN100 pies

POROSIDAD0.30

PERMABILIDAD5500 md

DENSIDAD DEL PETRLEO48.33 lb/pie3

COMPRESIBILIDAD DEL PETRLEO5X10-4 lpc

DENSIDAD DEL AGUA62.076lb/pie3

SATURACION DE PETRLEO INICIAL0.5

TEMPERATURA INICIAL DEL YACIMIENTO180F

PRESION INICIAL DEL YACIMIENTO75 psi

PROFUNDIDAD3000 pie

TASA DE INYECCION DE AGUA10.000 STB/dia

Tabla 3.5. Caractersticas trmicas del yacimiento.CARACTERSTICAS TRMICAS

CONDUCTIVIDAD TRMICA DE LA ARENA24 Btu/da-pie-F

CAPACIDAD CALORFICA DE LA ARENA35 Btu/pie3-F

CALOR ESPECFICO DEL AGUA1 Btu/lb-F

CALOR ESPECFICO DEL PETRLEO0.5 Btu/lb-F

Tabla 3.6. Funcin de saturacin de aguaSWKrw

0.450.0

0.470.000056

0.500.000552

0.550.00312

0.600.00861

0.650.01768

0.700.03088

0.750.04871

0.770.05724

0.800.07162

0.820.08229

0.850.1

Tabla 3.7. Funcin de saturacin de gasSIKrg

0.450.2

0.550.14202

0.570.13123

0.600.11560

0.620.10555

0.650.09106

0.670.08181

0.700.06856

0.720.06017

0.750.04829

0.770.04807

0.800.03054

0.830.02127

0.850.01574

Tabla 3.8. Funcin de saturacin de petrleoKrowKrog

0.40.0

0.3610.0

0.306250.00079

0.2250.00494

0.156250.00968

0.10.01975

0.056250.02844

0.0250.04444

0.0160.05709

0.006250.07901

0.002250.09560

0.00.12346

METADATOS PARA TRABAJOS DE GRADO, TESIS Y ASCENSO:TTULOESTUDIO DEL EFECTO TRMICO DE LA INYECCIN DE AGUA FRESCA EN YACIMIENTO DE PETRLEO MEDIANTE SIMULACIN NUMRICA

SUBTITULO

AUTOR (ES):APELLIDOS Y NOMBRESCDIGO CULAC / E MAIL

Urbina,CarlosCVLAC: 17.734.204E MAIL: carlos_urb@hotmail.com

Oca, GabrielaCVLAC: 18.981.651E MAIL: gabyoca_75@hotmail.com

PALABRAS O FRASES CLAVES:Yacimientos___________________________________________________Inyeccin de agua__________________________________________________Opcin Trmica__ ______________________________________________Efectos Trmicos________________________________________________

METADATOS PARA TRABAJOS DE GRADO, TESIS Y ASCENSO:

REASUBREA

Ingeniera y ciencias aplicadasIngeniera de Petrleo

RESUMEN (ABSTRACT): Al realizar estudios de simulacin para modelar procesos de inyeccin de agua,normalmente no se toman en cuenta de manera apropiada, los efectos trmicosque ocurren en los alrededores del pozo inyector. Por tal motivo, de una u otramanera, se pone en riesgo el recobro ptimo de petrleo, ya que se aplicaranpolticas de explotacin y desarrollo que no son las ms apropiadas. De esto nos podemos dar cuenta al constatar la escasez de estudios que se enfoquende manera especfica en los efectos que conlleva la inyeccin de agua fresca enyacimientos de petrleo.

El objetivo primordial de este Trabajo Especial de Grado es Simular con un modelo conceptual y la ayuda del Simulador STARSlos cambios de temperatura que pueden ocurrir, producto de la inyeccin de agua a una temperatura menor que la del yacimiento. De esta manera se obtuvo evaluar que a temperatura mayor de 250 Fel aumento de temperatura no produce cambios en la viscosidad del petrleo, a la temperatura del yacimiento 180F la viscosidad y el recobro de petrleo menor.

METADATOS PARA TRABAJOS DE GRADO, TESIS Y ASCENSO:

CONTRIBUIDORES: APELLIDOS Y NOMBRESROL / CDIGO CVLAC / E_MAIL

Daz, NiviaROLCAASTU XJU

CVLAC:

E_MAIL:Nddp100@yahoo.com

Velsquez, CarmenROLCAASTUJU X

CVLAC:9977235

E_MAIL:velasquezci@hotmail.com

Rodrguez, JosROLCAASTUJU X

CVLAC:

E_MAIL:JosRodriguez@hotmail.com

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2012AO12MES12DA

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DERECHOS_____De acuerdo al artculo 41 del reglamento de trabajos de grado: Los trabajos de grado son exclusiva propiedad de la Universidad de Oriente y solo podrn ser utilizados a otros fines con el consentimiento del Consejo de Ncleo respectivo, quien lo participara al consejo Universitario

Urbina, Carlos.Oca, Gabriela.

AUTORAUTOR

Daz, Nivia.TUTOR

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Rodrguez, JosJURADO

POR LA SUBCOMISIN DE TESIS

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