Desarrollo de un modelo de simulación térmica y composicional para estudiar el impacto en el recobro de crudo y cambios de composición durante la coinyección de vapor y gases no condensables en yacimientos de crudo pesado

La evolución constante de las técnicas de recobro térmico en yacimientos de crudo pesado, obliga a la simulación de yacimientos a actualizarse constantemente para reproducir en mayor detalle el acople de fenómenos complejos. La coinyección de gases y vapor para recobro mejorado de crudo pesado ha tomado relevancia en el tiempo reciente debido a la capacidad aislante que éstos tienen, mejorando el contacto de crudo y vapor. En este trabajo se describe un modelo matemático robusto para acoplar los fenómenos de transporte de materia y energía, respetando el equilibrio termodinámico mediante una ecuación de estado cúbica. Algunos fenómenos adicionales, como la reducción de saturaciones residuales y las pérdidas de calor por rocas adyacentes, también fueron incorporados para capturar los mecanismos de mejora más relevantes que han sido encontrados en la literatura reciente de la coinyección de gases ligeros y vapor. El modelo matemático fue discretizado mediante el método de los volúmenes finitos, permitiendo obtener expresiones numéricas para las ecuaciones residuales. Un proceso de solución iterativo implícito, basado en el método de Newton, fue diseñado e implementado en lenguaje computacional (modelo DFTmp). El método de solución desarrollado es flexible y permite la incorporación de ecuaciones de flujo adicionales para simular procesos de recobro complejos que involucran la inyección de agentes químicos como surfactantes y nanopartículas. El modelo DFTmp fue validado mediante la comparación de sus resultados con aquellos obtenidos de simuladores comerciales y soluciones analíticas. Finalmente fue evaluado un proceso de inyección de vapor y gases ligeros en un yacimiento de crudo pesado. Para este proceso, se caracterizó una mezcla de crudo pesado y sus propiedades fueron ajustadas usando información de pruebas PVT reales. Éstos resultados se adaptaron para simular un proceso de coinyección a condiciones de campo. Esta tesis finalmente plantea un modelo robusto que fue la base del desarrollo de otros módulos que reproducen casos complejos de recobro como inyección de polímeros, surfactantes o nanopartículas, cuyos impactos al flujo están dados por cambios en variables complejas como tensión interfacial, cambios de mojabilidad o cinéticas de reacción en procesos de mejoramiento in-situ.

• Autores: Bueno Zapata, Nicolás
• Fecha de publicación: 2019
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/77352
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/77352; http://bdigital.unal.edu.co/75033/
• Palabra clave: Recobro mejorado; Crudo pesado; Inyección de vapor; Modelo composicional; Simulación numérica; Simulación térmica; Enhanced oil recovery; Heavy oil; Steam injection; Compositional model; Numerical modeling; Thermal modeling
• Rights: openAccess
• License: Atribución-NoComercial 4.0 Internacional