Presin Capilar

El concepto de presin capilar generalizado es el siguiente:

Siempre que dos o ms fluidos coexistan la combinacin de la tensin superficial y la curvatura debida del lugar donde estos mismos se encuentren hace que las dos fases experimenten diferentes presiones. Donde juega un papel muy importante las saturaciones relativas, ya que a medida que las saturaciones relativas de las fases cambian, se ha podido determinar que estas diferencias de presin tambin cambian. Llegando al concepto de que la Diferencia entre las presiones de dos fases cualesquiera sean se define como presin capilar. Presin Capilar en un yacimientoLas presiones capilares se pueden determinar para sistemas bifsicos de diferentes clases; de inters para la industria del petrleo estn los sistemas de gas-salmuera, gas-aceite y aceite-salmuera.

Este mismo valor de la presin capilar es bastante utilizado al ser de por si valores de presin. Estos datos de presin capilar se utilizan directamente en programas numricos de simulacin y para calcular la distribucin de los fluidos en el yacimiento. Que papel juega la porosidad en la presin capilar?El efecto de la estructura porosa se determina a partir de las curvas de presin capilar determinadas en el laboratorio. Los poros en las rocas reservorio son consideradas anlogos a los tubos capilares si se toma en cuenta los dimetros son pequeos.Que papel juega la permeabilidad en la presin capilar?

Las rocas de baja permeabilidad presentan altas presiones capilares y zonas de transicin de un granespesor, mientras que las rocas de alta permeabilidad presentan menores presiones capilares ydelgadaszonas de transicin.

Cuando dos fluidos inmiscibles estn en contacto dentro de los poros, una superficie curvada se formaentre los dos. La presin en el lado del fluido no-mojante de la interfase (Pnw), es mayor que la presin para el lado del fluido mojante (Pn). Esta diferencia de presiones se define como presin capilar (Pc).Pc=Pnw-PwEsta situacin se genera debido a que la atraccin mutua entrela rocay el fluido (tensin de adhesin) es diferente para cada fluido. La diferencia en la presin entre las dos fases en equilibrio a la misma elevacin se denomina presin capilar entre las fases. El fluido con la mayortendenciaamojarla rocareservorio tendr la presin ms baja.Segn la expresin de Laplace:

El hecho de que el agua y el petrleo sea inmiscibles es muy importante. Cuando tales fluidos estn en contacto en una interfase bien definida existe la posibilidad de que las molculas cerca de la interfase estn desigualmente atradas por las molculas vecinas y esto da un incremento en el nivel de la energa libre en superficie por unidad de rea.

La expresin general para calcular la presin capilar en cualquier punto de la interfase de petrleo y agua es:

PC= Po Pw = 0 (1/r1 +1/r2)

PC= presin capilar

Po= presin del aceite

Pw= presin del agua

Basndose en la otra ecuacin: 0= tensin interfacial

R1 y R2= radio de curvatura en cualquier punto donde son ledas las presiones tanto de petrleo y de agua.

Esta segunda ecuacin se puede aplicar ya que se acerca mas al dato de la presin capilar basndose en los poros como si estos fueran tubos capilares.

Con el valor obtenido de esta presin capilar se puede determinar valores como ser:

Saturacin de agua reducible: es la saturacin de agua que no puede ser reducida por ms q aumente la presin capilar.

100% Nivel de agua: Es el punto donde la mnima presin requerida de la fase mojante desplace la fase mojante y comienza a penetrar los poros mayores.

Nivel de Agua Libre: Nivel hipottico donde la presin capilar es igual a cero. En este punto no existe entre los lquidos en la roca.

Zona de Transicin: intervalo en el yacimiento entre el 100% del nivel del agua y el punto mas profundo de la zona y a su vez mas pendiente dela curva de presin capilar.

Contacto Agua Petrleo: Esto ocurre en el tope de la zona de transicin donde la condicin de la fase mojante cambia volvindose otro tipo de fluido variando todas sus caractersticas.

La saturacin en la presin capilar: Las saturaciones residuales e irreducibles de los fluidos, obtenidas durante las mediciones de presin capilar, se pueden utilizar para ayudar a estimar la cantidad de aceite recuperable y las saturaciones esperadas de agua fsil.

En cualquier medio poroso con presencia de fluidos bifsicos, la fase mojante tendr siempre la presin ms baja. Por lo tanto, las curvas de presin capilar se pueden tambin utilizar para determinar las caractersticas de mojabilidad del yacimiento.

Las presiones capilares se miden comnmente con uno de dos instrumentos: celdas de de saturacin de plato poroso o centrfugas. Debido a que los tiempos de prueba son ms cortos, la centrfuga es la tcnica de prueba preferida. La ultra-centrfuga permite realizar la prueba a temperaturas hasta de 150C. Existen tcnicas para la determinacin de la presin capilar en ncleos consolidados y no consolidados.

Ultra centrifuga donde se permite establecer las condiciones del reservorio

La presin capilar de un yacimiento es aquella que se ejerce dentro del espacio poroso, entre dos fluidos inmiscibles entre si, que en este caso, son: el agua y el petrleo. Y entre otras cosas, esta se estudia para ayudar al clculo de la efectividad del sello en un yacimiento, la columna mxima posible de hidrocarburos, el factor de recuperacin del yacimiento, la cada de presin, etc.Compartir

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Pruebas de Presin Capilar:

Pueden hacerse dostiposde pruebas de presin capilar:La de drenaje y la de imbibicin.Laspruebas de presin capilar de drenajetienden a duplicar la acumulacin de petrleo en el yacimientoy se emplean para estimar las saturaciones inciales de agua.Laspruebas de presin capilarpor imbibicinse usan para predecir la extraccin de petrleo por empuje de agua.La fig. 1 contiene las curvas de la presin capilar de drenaje y la imbibicin en el mismo ncleo. Los valores positivos de la presin capilar denotan que la presin de la fase petrolfera es mayor que la presin en la fase acufera. Para una presin capilar negativa, la presin en la fase acufera es ms alta.

Fig.1 Presin Capilar vs Saturacin de AguaCmo se hace la prueba de Presin Capilar?En la preparacin de unamuestrade ncleo para hacer la Prueba de presin capilar de drenaje, se extrae todo el fluido y lamuestrase seca antes de saturarla con un fluido humectante bajo ms alta presin. Para lograr un contraste entre el fluido humectante y el no humectante, generalmente seempleaun lquido para la fase humectante y un gas para la no humectante.

- Se han usado dos mtodos para las pruebas de presin capilar de drenaje:El de la centrfuga y el de estado restaurado.Elprimerose usa ms porque el tiempo y los costos son mucho menores que los requeridos por el mtodo de estado restaurado. Adems, pueden simularse presiones capilares ms altas con la centrfuga que con el mtodo por restauracin.Mtodo de la centrfuga:

Lamuestrasaturada con un solo lquido se pone en la centrfuga, cuya velocidad de rotacin determina la presin capilar. El liquido, que generalmente es un aceite de baja viscosidad, como el kerosene, es extrado del ncleo por la fuerza centrfuga, como lo sera por gas bajo presin. La centrfuga se hace girar a baja velocidad constante hasta que el lquido deje de fluir. El lquido producido acumulado se anota para cada velocidad. La prueba termina cuando se obtiene un aumento en la velocidad de la centrifuga. El resultado final es un grfico de presin capilar versus la fase de saturacin por humectabilidad. El clculo de la distribucin de la saturacin a lo largo del ncleo y la conversin de la velocidad de la centrfuga a presin capilar estn ms all del alcance.

Al comienzo de una prueba de presin capilar por imbibicin lamuestrade ncleo contiene agua a la saturacin irreducible y el volumen remanente de poros est lleno de petrleo. Estas condiciones de saturacin podran existir al final de una prueba capilar de drenaje por imbibicin, si el agua ha sido desplazada por el petrleo. La prueba de imbibicin duplica el desplazamiento de petrleo por el agua de yacimientos. La mayora de las pruebas de presin capilar por imbibicin se hacen en la centrifuga.En este caso lamuestradel ncleo se rodea de agua mientras est girando.Unprocedimientode reciente creacin permite que se hagan pruebas de presin capilar por imbibicin en la centrfuga, a seudo-condiciones delyacimiento. El ncleo debe cortarse y preservarse en condiciones que retengan la verdadera humectabilidad. La temperatura del yacimientose mantiene en la centrifuga y el ncleo se satura con agua y con petrleo libre de gas delyacimiento. El gas debe removerse del crudo porque el ambiente en la centrfuga est a presin atmosfrica.