Simulación Numérica del Transporte de Trazadores en Flujos de Soluciones Poliméricas No Newtonianas en Implementaciones de EOR

Abstract

Después de las recuperaciones primaria y secundaria, los reservorios aún contienen un porcentaje importante de crudo remanente y para lograr su extracción se requiere de la implementación de métodos de recuperación mejorada (EOR), entre ellos la inyección de químicos, soluciones poliméricas, gas y solventes. Durante la inyección de polímeros, dependiendo de las condiciones de flujo y de las características de la instalación, puede ocurrir la degradación de los mismos. La degradación de la solución de polímero implica una clara disminución en la viscosidad, y una consecuente reducción en la eficiencia de barrido en el reservorio. Como método de determinación de la viscosidad efectiva que tiene la solución polimérica en pozo, se planteó la utilización de la herramienta de perfil de tránsito de fluido (flow log) que se utiliza en los pozos inyectores de agua para estimar caudales en pozo. La herramienta inyecta un trazador radioactivo y tiene dos sensores de radiación gamma que proveen curvas de radiación vs tiempo. Los niveles de radiación detectados están directamente relacionados a la concentración del trazador en el flujo principal de agua o de polímero. La forma de estas curvas resulta ser un potencial indicador de la posible degradación de las moléculas de polímero, pero esta aplicación aún debe ser estudiada. Para entender el fenómeno fluidodinámico que ocurre en el proceso de difusión del trazador y sus consecuencias sobre las curvas obtenidas, en este trabajo se realizaron varias simulaciones utilizando técnicas de CFD. Los diferentes casos simulados corresponden a diferentes soluciones de polímero fluyendo por un conducto bidimensional (2D). Las variaciones de concentración y, en consecuencia, de la viscosidad de la solución, se representaron modificando los parámetros característicos en la ley de Carreau para fluidos no newtonianos. Luego de alcanzado el estado estacionario se inyectó un segundo fluido (trazador) y se utilizó una ecuación de transporte de especies para el mismo. Finalmente, se obtuvieron curvas de concentración de trazador para analizar cómo impacta la fluidodinámica del proceso en la forma de las mismas.