Efecto de la distribución del tamaño de garganta de poro en procesos de recobro mejorado de hidrocarburos con fluidos carbonatados enriquecidos con CQDs

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Resumen

El presente trabajo evaluó el efecto de la distribución del tamaño de garganta de poro sobre la eficiencia de recobro en procesos tipo inyección de agua carbonatada (CWI) y CWI enriquecida con puntos cuánticos de carbono (CQDs), integrando caracterización de medios porosos, preparación de fluidos carbonatados y pruebas dinámicas de desplazamiento. Se construyeron empaques de arena con arquitecturas porosas contrastantes (gargantas amplias vs estrechas), se caracterizaron mediante porosidad, permeabilidad y curvas de presión capilar para derivar la distribución de gargantas; se preparó salmuera sintética y un nanofluido con CQDs, y se evaluó la cinética/capacidad de absorción de CO₂ durante la carbonatación. Posteriormente se realizaron ensayos de coreflooding a condiciones controladas, comparando tres fluidos de desplazamiento (salmuera, CWI y CWI+CQDs) y dos tasas de inyección (0.5 y 2.5 cc/min) bajo un diseño multifactorial 2 × 3 × 2, calculando 𝑆𝑤𝑟, 𝑆𝑜𝑟, permeabilidades relativas (método JBN), crossover point y factor de recobro, además del número capilar como descriptor del régimen viscoso–capilar. Los resultados muestran que el factor de recobro y la saturación de aceite residual no están gobernados por el mismo factor: el recobro está dominado por la arquitectura porosa donde los medios de gargantas amplias alcanzan recobros significativamente mayores y dejan menos aceite residual, mientras que la reducción de la saturación residual la determina principalmente la química del fluido de inyección. En los medios más apretados la respuesta depende además del régimen de flujo (interacción caudal–roca), donde el incremento del caudal (y con él del número capilar) favorece la movilización del aceite atrapado. La inyección de agua carbonatada (CWI) mejora de manera robusta el recobro y reduce la Sor frente al waterflooding, mientras que los CQDs aportan una mejora incremental, más evidente en los escenarios capilardominados, consistente con su papel como transportadores de CO₂ que intensifica los efectos interfaciales y modifica las permeabilidades relativas. (Texto tomado de la fuente)

Abstract

This study evaluated the effect of pore-throat size distribution on recovery efficiency in carbonated water injection (CWI) and CWI enriched with carbon quantum dots (CQDs), integrating porous-medium characterization, carbonated-fluid preparation, and dynamic displacement tests. Sand packs with contrasting pore architectures (wide vs. narrow pore throats) were constructed and characterized through porosity, permeability, and capillary pressure curves to derive the pore-throat distribution; a synthetic brine and a CQD-based nanofluid were prepared, and the kinetics and capacity of CO₂ absorption during carbonation were assessed. Coreflooding tests were then conducted under controlled conditions, comparing three displacement fluids (brine, CWI, and CWI+CQDs) and two injection rates (0.5 and 2.5 cc/min) within a 2×3×2 multifactorial design, computing Swr, Sor, relative permeabilities (JBN method), crossover point, and recovery factor, as well as the capillary number as a descriptor of the viscous–capillary flow regime. The results show that the recovery factor and the residual oil saturation are not governed by the same factor: recovery is dominated by pore architecture, where wide-throat media achieve significantly higher recoveries and leave less residual oil, whereas the reduction in residual saturation is determined primarily by the chemistry of the injection fluid. In tighter media, the response also depends on the flow regime (rate–rock interaction), where increasing the injection rate (and with it the capillary number) favors the X Efecto de la Distribución del Tamaño de Garganta de Poro en Procesos de Recobro Mejorado de Hidrocarburos con Fluidos Carbonatados Enriquecidos con CQDs mobilization of trapped oil. Carbonated water injection (CWI) robustly improves recovery and reduces Sor relative to waterflooding, whereas the CQDs provide an incremental improvement, more evident in capillary-dominated scenarios, consistent with their role as CO₂ carriers, which intensifies interfacial effects and modifies the relative permeabilities

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