Eficiencia de Barrido.

En la mayoría de las discusiones de los temas antes publicados en el blog de yacimientos se menciona lo referente a la geometría del flujo, o simplemente se asume geometría lineal de flujo, es decir, flujo en sistemas lineales. Desplazamiento lineal ocurre en capas uniformes de sección transversal constante donde los extremos de entrada y de salida están abiertos al flujo. En estas condiciones al frente de inundación avanza como un plano (despreciando las fuerzas de gravedad), y cuando llega al extremo de salida, la eficiencia de barrido es 100 por 100, es decir, 100 por ciento del volumen de la capa que ha entrado en contacto con el fluido desplazante se inyecta y el desplazado se produce a través de pozos localizados respectivamente en los extremos de entrada y de salida de una capa lineal uniforme, el frente de inundación no es un plano, y la eficiencia de barrido a la ruptura es mucho menor del 100 por ciento. En esta forma se puede definir la eficiencia de barrido como la razón del volumen del barrido a cualquier tiempo al volumen total sometido a invasión. En capas de espesor constante puede expresarse en base superficial en vez de base volumétrica. Con el fin de distinguir la eficiencia de barrido y la eficiencia de desplazamiento, discutido en las secciones 2 y 3, generalmente se asume que detrás del frente no ocurre desplazamiento adicional. Además, con el fin de distinguirla de la eficiencia debido a la estratificación de permeabilidad la eficiencia de barrido generalmente se define con referencia a una capa o yacimiento de permeabilidad uniforme.
El factor de recuperación es luego función de diferentes eficiencias: la eficiencia de barrido, la eficiencia de desplazamiento y la eficiencia por estratificación de permeabilidad.

Fig de la historia fotográfica de un sistema de inyección de fluido con empuje de linea recta, en condiciones de flujo de estado continuo, obtenida con un modelo electrolítico y usando un papel secante. (Tomado por Wycket, Botset y Muskat, actas de AIME.)


Las eficiencias de barrido se han estudiado por métodos matemáticos, los análisis matemáticos están más o menos limitados a estudios donde los límites de la unidad o yacimiento son regulares, por ejemplo, un cuadrado donde el espesor de la formación es constante, y donde la razón de movilidades de los fluidos desplazantes al desplazado es igual a la unidad. Los modelos por otra parte, pueden incluir variaciones en algunas o todas estas variables, o sea, límites irregulares de las unidades y espesor variable de la formación. El modelo electrolítico desarrollado por Wyckoff, Botset Y Muskat representa el movimiento de fluidos en el yacimiento por el movimiento de iones de cobre-amonio (azul) y zinc-amonio (incoloros) en un medio tal como papel secante o una solución gelatinosa de agar-agar. El modelo se reproduce geométricamente a escala, representando al unidad o yacimiento, generalmente usando una escala vertical bastante grande. Los iones se mueven por la acción de voltajes aplicados a electrodos insertados en la localización de los pozos, y el avance del frente se observa visualmente o se toman fotografías.

Fig de la historia fotográfica de un desplazamiento de fluido alrededor de una barrera curva de un arreglo de cinco pozos. ( Tomado de Wyckoff, Botset y Muskat, actas del AIME.)

Como las movilidades de los iones de zinc y cobre son iguales, los estudios con modelos electrolíticos representan dos fluidos de iguales viscosidades, y por consiguiente los resultados se aplican a casos donde la razón de movilidad del fluido desplazante detrás del frente de movilidad del fluido desplazado adelante del frente es igual a la unidad. Burton y Crawford usaron otros iones de amonio de complejos metálicos para reproducir razones de movilidades de 0.5, 0.85, 1.20 y 3.0
Las corrientes de los electrodos se regulan a ratas proporcionales a las existentes o asumidas de producción e inyección. Se usa un par de electrodos para localizar las líneas isopotenciales, transferidas por medio de un pantógrafo a un mapa isópaco.

Fig. Del estudio con un modelo potenciométrico de una arreglo de cinco pozos, mostrando las líneas isopotenciales, las líneas de flujo y los dos frentes de inundación (Según Wyckoff, Botset, y Muskat.)

El modelo potenciométrico descrito es aplicable a sistemas donde la razón de movilidades es igual a la unidad. Por consiguiente es bastante aplicable a operaciones de reciclo en yacimiento de condensado de gas, pero no así para representar el desplazamiento de petróleo por agua, gas o fluido miscible. Aronofsky adapto el modelo potenciométrico para incluir razones de movilidades diferente de la unidad.

Fuente: B.C.Craft y M.F.Hawkins,Jr