Modelación y simulación numérica de pruebas de trazadores en flujo bipolar vertical - Grande Sánchez, Simón (Universidad Autónoma Metropolitana, 2016)
Uno de los objetivos principales en las empresas petroleras es la exploración y explotación de yacimientos optimizando la producción de hidrocarburos. Para lograr esto es indispensable contar ante todo con una caracterización estática y dinámica adecuada del yacimiento, lo cual en general requiere de inversiones importantes en tiempo y dinero. Las técnicas de caracterización dinámica más importantes son las pruebas de presión y las pruebas de trazadores. Estas últimas son generalmente tardadas pues involucran tiempos largos de transito del trazador entre el pozo de inyección y los pozos productores, sin embargo, dan información contundente de los canales más importantes de flujo entre pozos. Las pruebas de trazadores pueden adicionalmente dar información de propiedades de la formación, como porosidad, saturación residual de aceite, espesor de la capa productora, dispersividad, etc. Las pruebas de trazadores de inyección-extracción en un solo pozo son atractivas pues dan información rápida de las propiedades de la formación en la zona cercana al pozo. En esta misma dirección, las pruebas de trazadores de un solo pozo tipo dipolo vertical, originalmente pensadas para acuíferos, empiezan a ser investigadas por su potencial también para caracterización dinámica de yacimientos petroleros. En esta tesis se hace el planteamiento de un modelo para analizar el potencial de una prueba de dipolo vertical en determinar características de las capas presentes regularmente en yacimientos areno arcillosos. En la tesis se presenta un modelo matemático para describir el comportamiento de un trazador en un yacimiento petrolero tipo areno-arcilloso. El trazador es introducido dentro del flujo monofásico tipo dipolo vertical estacionario establecido en un pozo para ser monitoreado en un intervalo de tiempo [0, T] para determinar algunas propiedades del yacimiento. Para analizar la dinámica del trazador en flujo bipolar vertical se considera un pozo con dos perforaciones (zona de disparos) a diferentes alturas. En la primera perforación se inyecta un fluido y se extrae en la segunda perforación generándose un flujo bipolar vertical que ser ‘a el medio de transporte del trazador. El problema se describe en tres partes Modelo A: Calculo de la presión del fluido, Modelo B: Evaluación del campo de velocidades del flujo bipolar vertical, Modelo C: Calculo de la dinámica de la concentración de trazador. En este trabajo se describe la modelación maten ática de cada uno de los modelos mencionados y se resuelve numéricamente empleando la técnica de elemento finito. El yacimiento considerado está compuesto de capas horizontales con diferentes espesores y valores de permeabilidad y porosidad. Finalmente se presentan los resultados numéricos del problema y se hace un análisis de resultados. Se encuentra que en general hay poca sensibilidad de la curva de surgencia de trazadores al espesor y propiedades de las capas, esto es debido a que la curva de surgencia es un reflejo del efecto integrado del medio poroso. En el análisis de resultados la obtención de información relevante del yacimiento se torna un problema complejo, es necesario involucrar información adicional complementaria de otras fuentes que reduzca la cantidad de parámetros de ajuste.