Comportamiento de la presión en un medio poroso lineal para el desplazamiento parcialmente miscible de petróleo por gas
Autores: Sousa, Luara K. S.; Barros, Wagner Q.; Pires, Adolfo P.; Peres, Alvaro M. M.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Comportamiento de la presión en un medio poroso lineal para el desplazamiento parcialmente miscible de petróleo por gas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Inundación de gas
Desplazamiento de petróleo
Recuperación mejorada de petróleo
Inyección de gas miscible
Caída de presión
Transferencia de masa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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La inyección de gas miscible mejora el desplazamiento de petróleo a través del intercambio de masa entre las fases de petróleo y gas. Es uno de los métodos de recuperación mejorada de petróleo más eficientes para reservorios de petróleo de densidad intermedia. En este trabajo, se derivan soluciones analíticas para la saturación, concentración y presión para el desplazamiento de petróleo mediante la inyección de un gas parcialmente miscible a una tasa constante. El modelo matemático considera el flujo de fluidos de dos fases y tres componentes en un reservorio homogéneo unidimensional inicialmente saturado por una única fase de petróleo. Las saturaciones de fase y las concentraciones de componentes se describen mediante un sistema hiperbólico 2x2 de ecuaciones diferenciales parciales, que se resuelve mediante el método de características. Una vez que se resuelve este problema de Goursat-Riemann, se obtiene la caída de presión entre dos puntos en el medio poroso mediante la integración de la ley de Darcy. La solución de este problema puede presentar tres regiones de fluido diferentes dependiendo de los parámetros roca-fluido: una región de gas de fase única cerca del punto de inyección, seguida de una región de dos fases donde tiene lugar la transferencia de masa y una región de petróleo de fase única. Consideramos las regiones de gas de fase única y de dos fases gas/petróleo como incomprensibles, mientras que la región de petróleo de fase única puede ser incomprensible o ligeramente compresible. Las soluciones derivadas en este trabajo se aplican a un conjunto específico de propiedades de roca y fluido. Para este conjunto de datos, la región de dos fases muestra ondas de rarefacción, ondas de choque y estados constantes. El comportamiento de la presión depende del modelo físico (incomprensible, compresible y medios porosos finitos o infinitos). En todos los casos, la presión de inyección es el resultado de la suma de dos términos: uno representa el efecto del contraste de movilidad entre fases y el otro representa la solución de petróleo de fase única. Las soluciones obtenidas en este trabajo se comparan con una solución inmiscible equivalente, que muestra que el desplazamiento miscible es más eficiente.
Descripción
La inyección de gas miscible mejora el desplazamiento de petróleo a través del intercambio de masa entre las fases de petróleo y gas. Es uno de los métodos de recuperación mejorada de petróleo más eficientes para reservorios de petróleo de densidad intermedia. En este trabajo, se derivan soluciones analíticas para la saturación, concentración y presión para el desplazamiento de petróleo mediante la inyección de un gas parcialmente miscible a una tasa constante. El modelo matemático considera el flujo de fluidos de dos fases y tres componentes en un reservorio homogéneo unidimensional inicialmente saturado por una única fase de petróleo. Las saturaciones de fase y las concentraciones de componentes se describen mediante un sistema hiperbólico 2x2 de ecuaciones diferenciales parciales, que se resuelve mediante el método de características. Una vez que se resuelve este problema de Goursat-Riemann, se obtiene la caída de presión entre dos puntos en el medio poroso mediante la integración de la ley de Darcy. La solución de este problema puede presentar tres regiones de fluido diferentes dependiendo de los parámetros roca-fluido: una región de gas de fase única cerca del punto de inyección, seguida de una región de dos fases donde tiene lugar la transferencia de masa y una región de petróleo de fase única. Consideramos las regiones de gas de fase única y de dos fases gas/petróleo como incomprensibles, mientras que la región de petróleo de fase única puede ser incomprensible o ligeramente compresible. Las soluciones derivadas en este trabajo se aplican a un conjunto específico de propiedades de roca y fluido. Para este conjunto de datos, la región de dos fases muestra ondas de rarefacción, ondas de choque y estados constantes. El comportamiento de la presión depende del modelo físico (incomprensible, compresible y medios porosos finitos o infinitos). En todos los casos, la presión de inyección es el resultado de la suma de dos términos: uno representa el efecto del contraste de movilidad entre fases y el otro representa la solución de petróleo de fase única. Las soluciones obtenidas en este trabajo se comparan con una solución inmiscible equivalente, que muestra que el desplazamiento miscible es más eficiente.