Optimización de la Inyección de Agua en Yacimientos Petrolíferos: Eficiencia de Barrido y Heterogeneidad Vertical

Nos conviene como ingenieros que el petróleo tenga una razón de movilidad menor a 1, ya que facilita el barrido y la movilidad del petróleo. Cuando la movilidad es mayor a 1, se producen los adedamientos.

Eficiencia de Área Barrida

En los proyectos de inyección de agua, se inyecta agua en algunos pozos y se produce en otros. El agua inyectada que se mueve en la superficie al productor antes que el agua que se mueve a lo largo de cualquier otra línea de flujo, por lo tanto, en el momento de la surgencia de agua, solamente una parte del área del yacimiento que queda entre estos dos pozos es tocada por el agua. Esta fracción en contacto es la eficiencia de área barrida para el arreglo en el momento de la surgencia.

Eficiencia Vertical

La eficiencia vertical se define como la fracción de la sección vertical que ha sido contactada por la inyección de fluido. Esta eficiencia de barrido depende principalmente de la relación de movilidad y el volumen total inyectado. Debido a que la heterogeneidad de la permeabilidad, cualquier fluido inyectado tendrá la tendencia a moverse a través del yacimiento de forma irregular en porciones más permeables. El fluido inyectado se moverá con mayor rapidez que en las zonas menos permeables.

Heterogeneidad Vertical

Uno de los primeros problemas con los que se encuentra el ingeniero de yacimiento en la predicción o interpretación del comportamiento del desplazamiento de fluidos durante un proceso de recuperación suplementaria es la organización y uso de la gran cantidad de datos disponibles de análisis de núcleo y perfiles de pozo. Aunque la porosidad y saturación de agua connata pueden variar tanto areal como verticalmente a través del yacimiento, la variación de la permeabilidad es el factor más importante que influye en la inyección de fluidos. La permeabilidad plantea un problema particular porque usualmente varía en más de un orden de magnitud entre diferentes estratos.

Cálculo de la Eficiencia Vertical

Este método asume dos métodos: el de Stiles y el método de Dykstra-Parsons. Estos métodos asumen que el yacimiento está compuesto por un sistema idealizado de capas. El sistema de capas se selecciona en función del enfoque de orden descendiente de permeabilidades por capa. Estos métodos se asemejan con los siguientes factores:

• No hay flujo cruzado entre capas.
• El desplazamiento es inmiscible.
• El flujo es lineal.
• La tasa de inyección de agua en cada capa es proporcional a la permeabilidad de la capa.

Método de Stiles

Stiles propuso un método que tiene en cuenta el efecto de las variaciones de la permeabilidad en la predicción del proceso de inyección de agua. Asume que un sistema de capas la irrupción de agua ocurre en una secuencia que inicia en la capa con mayor permeabilidad asumiendo que el yacimiento está dividido en n capas, que están arregladas en orden decreciente de permeabilidades cuando la ruptura ocurre en una capa todas las capas 1 hasta i han sido invadida por agua. Las suposiciones fundamentales para este método:

• Flujo lineal y continuo.
• Como la razón de movilidad es igual a uno, el avance del frente en cada capa es proporcional a su permeabilidad. Sin embargo, en el cálculo de flujo fraccional de agua y de razón de agua petróleo, la razón de movilidad puede tener cualquier valor.
• En todas las capas los cambios de saturación de petróleo como consecuencia de la invasión son los mismos.
• La eficiencia areal después de la ruptura se mantiene constante.