Escalamiento de un proceso de combustión in situ a partir de cinética no arrhenius para un yacimiento de crudo pesado colombiano

Abstract

La combustión in situ es un método térmico de recuperación mejorada de petróleo con potencial para crudos pesados. Sin embargo, su evaluación numérica puede verse afectada por la dependencia de la cinética de reacción respecto al tamaño de celda, lo que dificulta escalar resultados de laboratorio a campo. Esta investigación desarrolla y valida una estrategia basada en la inicialización celda a celda del coque, en la cual su formación dinámica se sustituye por una carga inicial equivalente, reactiva bajo un régimen de alta temperatura. La fracción de aceite inicial convertida en combustible se estimó mediante una correlación obtenida por diseño de experimentos, en función del flux de aire, la permeabilidad, la porosidad y la saturación inicial de aceite. La estrategia se evaluó primero en el modelo de tubo de combustión y posteriormente en un modelo de campo correspondiente a un cuarto de patrón invertido de cinco pozos. Sus resultados se compararon con un esquema cinético convencional de cinco reacciones, evaluado bajo dos tamaños de celda, y con el método analítico de Nelson y McNeil. Los resultados muestran que la inicialización del coque mantiene el frente de combustión a escala de campo y preserva su forma, extensión y nivel térmico al modificar el tamaño de celda. En conclusión, la estrategia propuesta reduce la dependencia numérica asociada al tamaño de celda y permite una evaluación de campo que el enfoque convencional no logra reproducir para este caso.