Obtención de curvas de presión capilar método de la centrífuga
por Marcelo A. Crotti (Última modificación - 13 de agosto de 2003).
Este método de medición de las curvas de presión
capilar presenta características únicas con respecto a las metodologías
alternativas (membrana semi-permeable e inyección de mercurio).
Características Generales y Metodología
Experimental
La metodología típica de trabajo para obtener curvas de
presión capilar gas-agua es la siguiente:
- Se satura la muestra al 100 % con agua de formación.
- Se coloca la muestra en un tubo de centrifuga
especialmente diseñado.
- Se hace girar la muestra a un régimen fijo de
revoluciones hasta que se detiene la eliminación de agua por efecto de la
fuerza generada.>
- Se hace la lectura de agua desplazada sin detener la
centrifuga. Para ello se emplea un estroboscopio que permite realizar
la lectura en pleno régimen de giro.
- Se repiten las operaciones indicadas en los puntos
"3" y "4" a regímenes crecientes de giro, hasta
alcanzar el máximo régimen previsto.
Al final del proceso se dispone de una serie de pares de
datos Régimen de giro - Volumen desplazado. Este juego de valores se transforma
fácilmente a pares Presión Capilar - Saturación promedio de la muestra, pero
requiere algún tratamiento numérico antes de convertirse en la curva de
presión capilar del sistema.
En el texto: Conceptos Básicos sobre las curvas de presión capilar,
se mostró que el ascenso capilar y la presión capilar de un sistema se
relacionan con la ecuación:
- PCAP = Dd
wo . g .
h.
[1]
En el caso de la centrífuga "g" toma un valor
más genérico que el de la gravedad y debe reemplazarse por la aceleración
radial originada por el giro del sistema. Al máximo régimen de giro se dispone
de una aceleración equivalente a varios cientos de "gravedades", por
lo que, para desarrollar un modelo equivalente podemos decir que una muestra de
5 cm sometida a 500 gravedades es similar (en cuanto a la manifestación de
efectos capilares) que una muestra 25 m sometida a la gravedad normal.
Lo anterior significa que, en la muestra mencionada
- En la base de la muestra, donde la altura de líquido
es cero (h=0) la presión capilar es nula. Este punto se corresponde con el
FWL.
- En el tope de la muestra de 5 cm, la presión capilar
corresponde a la que desarrolla en 25 m de espesor de reservorio.
En otras palabras, en la base de la muestra se tienen
(siempre) el 100 % de saturación de agua y en el tope de la muestra se tiene la
saturación equivalente a la presión capilar indicada en [1].
La situación mencionada conduce a que la saturación de
la muestra no sea uniforme y que, por lo tanto, la saturación media obtenida
por medición directa no sea la saturación correspondiente a la presión
aplicada en el tope de la muestra. Por esta razón debe realizarse un ajuste
numérico para obtener la curva deseada1.
NOTA: La saturación inhomogénea de la
muestra en cada régimen de giro es la razón por la que las mediciones deben
hacerse con la centrifuga en movimiento. Si el aparto se detuviera para hacer
las mediciones se producirían fenómenos de histéresis
que afectarían notablemente los resultados.
Las características comparativas de este método y de los
otros métodos alternativos se analiza en el texto:Comentarios especiales sobre el uso de las curvas de presión capilar
Mas temas sobre la distribución de fluidos en el reservorio
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Referencias
1.- Slobod, R. L., Adele Chambers and W. L. Prehn, Jr. "Use
of Centrifuge for Determining Connate Water, Residual Oil and Capillary Pressure
Curves from Small Core Samples", Trans. AIME, 1951
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