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Yacimientos de Gas de Baja Permeabilidad
Parte III – Origen y Remoción del Daño Capilar
Marcelo A CrottiInlab S.A.Noviembre 2008
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Por qué se genera el Daño Capilar?
• Los fenómenos capilares son espontáneos– La Fase Mojante ingresa espontáneamente al medio
poroso– La “Eliminación” de la fase mojante es un proceso
forzado• La fase mojante se acumula en el “borde”
• A menor radio poral, mayor es la presión involucrada– Pc = 2 . . cos(c) / r – La presión asociada a los poros de mayor radio es la
Presión Umbral
P Dinámica
P de Reservorio
Ejemplo
P Dinámica= 2,000 psi
P de Reservorio = 4,000 psi
P Capilar = 2,000 psi
ΔP agua = 0 psi !!
ΔP gas = 2,000 psi
P Capilar = P gas – P agua
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Cómo Remover el Daño Capilar?
• Hacia el pozo–Las fuerzas dinámicas
contrapuestas a las fuerzas espontáneas
• Hacia la formación–Las fuerzas dinámicas se suman a
las fuerzas espontáneas
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Manómetro
Medio Lineal
Caudalímetro
Fluido de Daño
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Dirección de la inyección
Permeabilidad del medio poroso @ SwirrK = 1.12 D
Ingresan 20 cm3 de agua por Imbibición
Dirección de la inyección Presión Umbral = 2.0 psi
K = 0.001 DK = 1.12 D
K = 0.007 D
Valores estabilizados … Superar la Pu no es suficiente!
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Dirección de la inyección P. de Desplazamiento = 2.5 psi
K = 1.12 D K = 0.008 D
K = 0.040 D
dP [psig] dV [cm3] dT [s] Kgas [D]2,50 1,00 15,96 0,043 2,50 1,00 17,61 0,039 2,50 1,00 18,07 0,038 2,50 1,00 16,03 0,043
Producción total de agua = 4 cm3 – El daño permanece a P>Pu
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K = 1.12 D K = 0.130 D
K = 0.450 D
Contraflujo @ 2.0 psi
dP [psig] dV [cm3] dT [s] Kgas [D]2,00 10,00 23,99 0,364 2,00 10,00 21,90 0,399 2,00 10,00 20,66 0,422 2,00 10,00 19,80 0,441 2,00 10,00 19,31 0,452
Remoción significativa del daño capilar
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Flujo @ 2.0 psi
K = 1.12 D K = 0.050 D
K = 0.215 D
dP [psig] dV [cm3] dT [s] Kgas [D]2,00 10,00 18,76 0,465 2,00 10,00 20,26 0,431 2,00 10,00 35,76 0,244 2,00 10,00 40,28 0,217 2,00 10,00 40,67 0,215 2,00 10,00 40,25 0,217
Después de un transitorio reaparece al Daño Capilar
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K = 1.12 D K = 0.130 D
K = 0.450 D
Contraflujo @ 2.0 psi
dP [psig] dV [cm3] dT [s] Kgas [D]2,00 10,00 25,30 0,345 2,00 10,00 20,42 0,427 2,00 10,00 19,52 0,447
Se remueve nuevamente el Daño Capilar
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dP [psig] dV [cm3] dT [s] Kgas [D]1,00 10,00 39,37 0,458 1,00 10,00 40,10 0,450 1,00 10,00 40,34 0,447 2,00 10,00 21,90 0,399 2,00 10,00 38,27 0,228 2,00 10,00 38,09 0,229 3,00 10,00 29,73 0,190 Producción de agua3,00 10,00 29,87 0,189 Producción de agua3,00 10,00 30,83 0,183 Producción de agua3,00 10,00 29,00 0,194 Producción de agua3,00 10,00 27,52 0,205 Producción de agua3,00 10,00 27,03 0,209 Producción de agua3,00 10,00 26,89 0,210 Producción de agua4,00 10,00 15,51 0,265 4,00 10,00 15,18 0,270 2 cm3 de agua4,00 10,00 14,95 0,274 4,00 10,00 13,87 0,296 3 cm3 de agua4,00 10,00 13,69 0,300 4 cm3 de agua2,00 10,00 23,16 0,377 2,00 10,00 22,99 0,380
Flujo a Caudal Variable
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Escalamiento (I)
En medios porosos simplificados y homogeneos:
Kr
En donde:
r : Radio capilarK : Permeabilidad : Porosidad
Si es constante, entonces:
Kr
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En donde:
: Tensión interfacial : Ángulo de contactor : Radio poral
La presión capilar (Pc) se puede escribir:
rPc
)cos(2
rPc
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Escalamiento (II)
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rPc
1Kr
KP
KP uc
1,
1
400)01.0(
)120,1(
mDKu
mDKu
P
PpsiP mDKu 800)01.0(
Escalamiento (III)
Pero… superando la Pu no alcanza para remover el daño!
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Conclusiones (II)
• En Reservorios Tight las fuerzas capilares dominan los fenómenos de equilibrio estático y de desplazamiento– Muchos conceptos convencionales deben ser
reconsiderados
• La remoción de daño capilar involucra presiones que pueden superar las que se generan durante la producción– Si el Daño Capilar se remueve ¨hacia la
formación¨ se suman las fuerzas dinámicas a las fuerzas espontáneas
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Muchas Gracias
Marcelo A CrottiInlab S.A.
Yacimientos de Gas de Baja Permeabilidad
Parte III – Origen y Remoción del Daño Capilar
Noviembre 2008
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La Presión Capilar
FWLFWL
ContactoContacto
CubetaCubeta
Ascenso Capilar en un Ascenso Capilar en un Medio PorosoMedio Poroso
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Sólo Medio Poroso
Retirado Retirado de la de la CubetaCubeta
Posición HorizontalPosición Horizontal
InicialInicial
En EquilibrioEn EquilibrioPres Cap. = 0Pres Cap. = 0
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Equivalencias con un Tubo Capilar
Pc = PPc = Pnmnm - P - PmmPosición HorizontalPosición Horizontal
InicialInicial
En EquilibrioEn Equilibrio
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Esquema Tubo Capilar
Pc = PPc = Pnmnm - P - Pmm
Pc = 0Pc = 0
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PPnm1nm1 = P = Pnm2nm2
PPm1m1 = P = Pm2 m2 - - .g.h.g.h
Pc = Pc = .g.h.g.h
Si en la parte superior del tubo se Si en la parte superior del tubo se ejerce una presión superior a la ejerce una presión superior a la diferencia de Pc, el tubo se vacía.diferencia de Pc, el tubo se vacía.
Si en la parte superior del tubo se Si en la parte superior del tubo se ejerce una presión superior a la ejerce una presión superior a la diferencia de Pc, el tubo se vacía.diferencia de Pc, el tubo se vacía.
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Sistemas Heterogéneos en Equilibrio Capilar
AA
BB
CC
AA
AA
AA
BB
CC
Curvas de Presión CapilarCurvas de Presión Capilar Reservorio HeterogéneoReservorio Heterogéneo