Evaluación experimental de la distribución del incremento de temperatura en un sistema de calentamiento electromagnético (CEM) integrado con inyección de nanopartículas de óxido de hierro para crudos pesados

Abstract

Algunos campos de crudo pesado requieren el suministro de calor para la disminución de viscosidad, aunque los métodos convencionales requieren alternativas como lo es la aplicación de radiofrecuencia. Para lograrlo se requiere su evaluación experimental y la caracterización matemática para predecir su comportamiento a escalas de pozo. En este estudio se evalúa experimentalmente la distribución del incremento de temperatura en un sistema de calentamiento electromagnético (CEM) integrado con inyección de nanopartículas para crudos pesados. Se realizó la determinación de variables mediante una revisión bibliográfica, donde las variables respuesta son el perfil de temperatura, la potencia aplicada y las variables de estudio la saturación de agua y la presencia de nanopartículas de óxido de hierro. Un sistema emisor de ondas de antena irradia la muestra representativa del yacimiento la cual es una arena con casos de saturación variable de agua, crudo y un caso de aplicación de nanopartículas contenida en un tanque reactor. El diseño de experimentos se basó en el modelo de una variable a la vez, para obtener la información necesaria para probar y ajustar un modelo que describa el comportamiento de la tecnología al aplicar nanopartículas. Se obtuvieron los perfiles de temperatura mediante termocuplas y la potencia aplicada para realizar los análisis utilizando un modelo que aplica una ecuación de transferencia de calor para simular el flujo de energía en un sistema roca-fluido bajo radiación electromagnética. Se estudia el comportamiento de las temperaturas según la saturación de agua, aceite y la concentración de nanopartículas. El modelo propuesto integra estos factores con un simulador numérico que estima la transferencia de calor, considerando el coeficiente de absorción electromagnética, y permite simular este proceso a diferentes escalas, superando las limitaciones de los simuladores comerciales tradicionales.