Eficiencia de barrido volumétrico, Ev - V

La Figura 5.31 presenta un gráfico similar, pero considerando un yacimiento con una saturación inicial de gas del 20%. En este caso se supone que el gas entra en solución durante el llene; si la razón de movilidad disminuye, se observa que el barrido volumétrico a la ruptura aumenta con la presencia de gas. b. Fuerzas de gravedad: 

La segregación por gravedad ocurre cuando las diferencias de densidad entre el fluido desplazante y desplazado son lo suficientemente grandes para inducir una componente vertical en el flujo del fluido, aun cuando la principal dirección de flujo sea un plano horizontal; por ello, cuando se inyecta un fluido más denso que el petróleo como es el caso del agua, ésta tiende a moverse preferencialmente en la base de las formaciones. Ev a la ruptura es función de un grupo adimensional denominado razón viscosidad-gravedad.

Eficiencia de barrido volumétrico, Ev - IV

Por otra parte, la Figura 5.30 presenta la eficiencia de barrido volumétrico en el momento de la ruptura para un arreglo de 5 pozos, inicialmente lleno de líquido, como función de la razón de movilidad (Af) y de la variación de permeabilidad (V). Esta figura indica que el principal efecto de M sobre la eficiencia volumétrica a la ruptura, ocurre en el rango de 0,1 < M < 10. Además, como era de esperarse, la eficiencia de barrido volumétrico a la ruptura disminuye rápidamente al aumentar el coeficiente de variación de permeabilidad, V.

Figura 5.30. Eficiencia de barrido volumétrico a la ruptura, para un arreglo de 5 pozos;
no existe saturación inicial de gas (según Craig).

Eficiencia de barrido volumétrico, Ev - III

En la Figura 5.29 se observa que el índice de inyectividad, //, decrece rápidamente hasta el momento en que ocurre el llene. Después del llene, la inyectividad permanecerá constante si M = 1, aumentará si M > 1 o disminuirá si M < 1. En esta figura también se observa que los cambios más fuertes ocurren al comienzo de la invasión, mientras que son menos pronunciados durante las etapas finales de la invasión. En la práctica, se ha observado que en campos agotados, el uso de tiempos cortos de inyección puede dar como resultado tasas de inyección óptimas, las cuales no pueden mantenerse durante la mayor parte de la invasión.

Eficiencia de barrido volumétrico, Ev - II

Las zonas continuarán siendo circulares alrededor del pozo de inyección hasta que los radios de los bancos de petróleo alcancen una distancia cercana al 70% de la distancia entre inyector y productor. Muskat define el índice de inyectividad por medio de la siguiente ecuación:

Eficiencia de barrido volumétrico, Ev - I

Se define como la fracción del volumen total del yacimiento (o del arreglo) que es invadido o entra en contacto con el fluido desplazante, es decir, el cociente entre el volumen invadido y el volumen total del yacimiento. Esta eficiencia se calcula a partir de la cobertura con la cual ocune la invasión vertical (debido fundamentalmente a la estratificación) y de la cobertura areal (debido básicamente al arreglo y espaciamiento de los pozos). Así, se tiene entonces:

La eficiencia de barrido volumétrico también se expresa como:

La Figura 5.27 ¡lustra la eficiencia de barrido volumétrico a un tiempo t de invasión. Además de la movilidad de los fluidos del yacimiento existen otros factores que afectan la eficiencia de barrido. La forma como estos factores afectan esta eficiencia es como sigue:

a. índice de inyectividad: Muskat en sus estudios de variación de la inyectividad para un sistema radial, observó que existe una relación funcional entre la inyectividad, M, y la posición del frente de invasión. Consideró el sistema radial que se muestra en la Figura 5.28, donde se observa que en los comienzos de una inyección de agua y antes de que ocurra el llene, ambas, la zona de agua y de petróleo alrededor del pozo de inyección, son radiales.

Eficiencia de barrido vertical, Ev - III

d. Flujo cruzado entre capas: Goddin y col.38 llevaron a cabo un estudio numérico sobre el flujo cruzado entre capas. Analizaron los efectos de las fuerzas viscosas y capilares en un sistema bidimensional de dos capas, preferentemente mojado por agua. Variaron M entre 0,21 y 0,95 y concluyeron que la recuperación de petróleo, para el caso de flujo cruzado, es intermedia entre la conespondiente a un yacimiento uniforme y la de un yacimiento estratificado sin flujo cruzado, tal como se ilustra en la Figura 5.26.

Figura 5.26. Efeclo del flujo cruzado y de la heterogeneidad del yacimiento sobre la recuperación de petróleo (según Craig').

Eficiencia de barrido vertical, Ev - II

b. Razón de movilidad: Al aumentar la razón de movilidad disminuye la eficiencia de barrido vertical, Figura 5.25.

c. Volumen de fluido inyectado: La eficiencia de barrido vertical aumenta con el volumen de fluidos inyectados y, por lo tanto, con el tiempo.