Modelo fenomenológico y simulación de la disolución de los asfaltenos depositados en formación usando un solvente químico

Abstract

La obstrucción mecánica de los canales de flujo debido a la depositación de asfaltenos generada por disturbios en el equilibrio termodinámico en el yacimiento durante los procesos de producción primaria y procesos EOR es una de las principales causas de pérdida de permeabilidad y, por tanto, de la reducción de producción en yacimientos de hidrocarburos. Aunque se han publicado varios modelos de precipitación y deposición de asfaltenos en medios porosos, la complejidad de los fenómenos involucrados en la interacción de asfaltenos con tratamientos químicos y su impacto sobre la permeabilidad de la roca ha dado lugar a escasos modelos de remediación. Por este motivo, la selección de tratamientos aún depende principalmente en extensas y costosas pruebas de laboratorio. El presente estudio propone un modelo matemático de disolución de asfaltenos por inyección de solventes aromáticos considerando los fenómenos de advección y transferencia de masa. Adicionalmente, se considera la removilización de los asfaltenos de la superficie y gargantas de poro y el arrastre debido a efectos hidrodinámicos. El modelo de disolución de asfaltenos propuesto se ajustó con base en información obtenida de pruebas de laboratorio en las que se evaluó las cinéticas de disolución para varias concentraciones de tratamiento. Para evaluar la remediación con solventes se utilizó un simulador Single Well 1D en coordenadas cilíndricas en el cual se acopló un modelo de depositación reportado en literatura con el modelo de disolución propuesto. El modelo acoplado logró reproducir el comportamiento de los caudales de aceite, gas y agua de un caso real proporcionado por el Grupo Ecopetrol antes, durante y después de la aplicación del tratamiento. El modelo de disolución se ajustó de manera lógica al comportamiento de la presión, porosidad, permeabilidad, saturaciones de las fases, fracciones volumétricas de asfaltenos disueltos, precipitados y depositadas y fracción volumétrica de solvente durante la aplicación del tratamiento en las cercanías del pozo.