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Aspectos Relevantes de la Mojabilidad. Artículo+Paper.

Hoy te presentamos un resumen de lo que es la mojabilidad, los puntos de interés que tiene esta fuerza de interacción al momento de desarrollar un yacimiento y algunos de los aspectos que pueden producir cambios en esta fuerza.

Artículo Aspectos Relevantes de la Mojabilidad

El termino mojabilidad describe la preferencia de un sólido por estar en contacto con un fluido en lugar de otro. Es decir, las fuerzas superficiales e interraciales que actúan sobre este. El hecho de que la roca sea mojable por petróleo o por agua incide en varios aspectos del desempeño del yacimiento, particularmente en las técnicas de inyección de agua y recuperación mejorada del petróleo.


Un mal proceso al suponer mojabilidades que no corresponden al yacimiento, ocasiona daños irreversibles en el mismo. La mojabilidad no describe el estado de saturación, describe la preferencia del solido a ser mojable por un cierto fluido, cuando este se encuentra presente.


Una gota de fluido sobre una superficie preferentemente mojante desplazará a otro fluido y se dispersará por toda la superficie. Si un fluido no mojante se deja caer sobre la superficie ya cubierta por el mojante ésta formará una gota y minimizará el contacto con el sólido.


Las fuerzas de mojabilidad tienen varias aplicaciones prácticas, por ejemplo: el hecho de hacer que la lluvia se concentre en forma de gotas sobre la superficie de un carro recién encerado para protegerlo de la herrumbre, esta misma fuerza es la que adhiere los granos de arena para mantener la forma de una figura hecha con la misma.


En un material poroso homogéneo, saturado con petróleo y agua, la expresión mojable por agua describe un valor extremo de un medio continuo en el que la superficie prefiere el contacto con el agua. Una superficie fuertemente mojable por petróleo exhibe preferencia al contacto con el petróleo.


A lo largo de la superficie del medio continuo rigen diversos grados de mojabilidad y si el sólido no tiene una preferencia marcada por un fluido respecto al otro, su condición se denomina mojabilidad intermedia o mojabilidad neutra.


Los yacimientos son estructuras complejas que comprenden diversidad de tipos de minerales, cada uno puede tener mojabilidades diferentes. Por lo general los constituyentes primarios de los yacimientos como lo son el cuarzo, carbonato y dolomita, son mojables por agua antes de la migración de petróleo. Una superficie preferiblemente mojable por agua puede estar en contacto con petróleo o con gas. Esto es fácil de ver, si se deja caer una roca saturada de petróleo pero mojable por agua en un frasco de agua, espontáneamente absorberá una cantidad significativa de agua y expulsara petróleo.



Puntos relevantes:


  • La mojabilidad original de una formación, y la mojabilidad alternada durante y después de la migración de hidrocarburos, incide en el perfil de saturación de agua inicial y en las características de producción de la formación.

  • La mayoría de los yacimientos son mojables por agua antes de la migración de petróleo y exhiben una zona de transición larga, a través de la cual la saturación cambia gradualmente pasando de un predominio de petróleo con agua irreducible en el tope de la zona de transición a la presencia de agua en la base.

  • Esta distribución es determinada por la diferencia de presión basada en la flotabilidad entre la fase petróleo y la fase agua, y se conoce como presión capilar (diferencia de presión del agua y la presión del petróleo en la interface).

  • El petróleo que migra hacia un yacimiento mojable por petróleo exhibirá un perfil de saturación diferente: saturación de petróleo esencialmente máxima en dirección hacia la base del yacimiento. Esta diferencia refleja la facilidad de invasión de un fluido mojante.

  • La mojabilidad afecta el desempeño de los proyectos de inyección de agua.

  • La fuerza de imbibición, que es la tendencia de una formación a captar la fase mojante, determina con qué facilidad se puede inyectar el aguay como se desplaza a través de una formación mojable por agua.

  • Otro proceso que tiene que ver con la mojabilidad de la roca los de adquisición de registros, como es la toma del registro de resistividad, el cual utiliza un trayecto eléctrico continuo a través de la roca, que es provisto por la fase agua.

  • La mojabilidad es de vital importancia para la formulación del fluido de perforación, particularmente en los lodos a base de aceite.




Algunos casos en los cuales se pueden producir cambios en la mojabilidad del yacimiento:

  • Las fuerzas de mojabilidad conducen a una condición de equilibrio entre al menos tres sustancias: un sólido y dos fluidos. Las condiciones de las sustancias inciden en la preferencia de la mojabilidad. Por lo tanto se deben considerar los componentes del petróleo, la química de la salmuera y la superficie mineral, así como también la temperatura, la presión y la historia de saturación del sistema.

  • La composición del petróleo es la clave para modificar la mojabilidad de una superficie naturalmente mojable por agua, porque cualquier componente que altere la mojabilidad se encuentra en la fase de petróleo.

  • En una formación petrolífera, la mojabilidad puede variar con la profundidad, con mayor preferencia de la mojabilidad del agua cerca a la base de la zona de transición y una mayor preferencia de la mojabilidad por el petróleo cerca al tope.

  • Los fluidos de perforación o los de reparación de pozos, en particular los fluidos base de aceite, contienen surfactantes que pueden invadir los espacios porosos. Este fluido invasor puede afectar la mojabilidad en la región vecina al pozo, afectando el flujo cuando este es puesto en producción.

  • Los métodos de recuperación termal también pueden modificar la mojabilidad, ya que dependiente la roca o mineral y la temperatura que lo esté afectando puede ser más mojable por agua o más mojable de petróleo.

  • La mojabilidad también se ve afectada por agotamiento de presión a medida que se explota un yacimiento, ya que puede cambiar la composición del crudo.

  • Dependiendo de la geometría y las gargantas de los poros y de la rugosidad de la superficie, ciertas partes del espacio poroso se llenan de petróleo y las otras con salmuera.


Caso de mojabilidad por agua


El agua se aloja en los espacios pequeños que no fueron invadidos por el petróleo, el petróleo se ubica en los poros grandes, en un inicio ambas fases son continuas aunque la fase de agua connata alojada en la parte más alta de la formación puede exhibir una saturación tan baja que la permeabilidad relativa del agua sea nula.


Bajo un proceso de inundación la permeabilidad relativa del petróleo es alta ya que este está fluyendo a través de los poros más grandes y se reduce a medida que decrece la saturación de petróleo.


La saturación de agua aumenta en los espacios porosos más pequeños primero, debido a las fuerzas de mojabilidad. A medida que el desplazamiento pasa de los poros más pequeños a los más grandes, a gua ocupa cada vez más gargantas de poros previamente llenas de petróleo. Finalmente, el petróleo deja de fluir y queda entrampado en los poros grandes.


Este entrampamiento de petróleo es el que constituye uno de los objetivos de los métodos de recuperación mejorada. Algunos de estos métodos procuran movilizar el petróleo mediante la reducción de la tensión inter facial.


Mojabilidad Mixta


Es probable que para este caso el petróleo haya migrado hacia una formación mojable por agua, el petróleo que ocupa los espacios grandes de los poros ha alterado la mojabilidad de las superficies de poros contactadas.


A medida que se incrementa la saturación de agua, invade los poros más grandes primero y permanece en el centro de esos poros debido a la condición de mojabilidad por petróleo de las superficies que los rodean.


El agua no atrapa al petróleo por que las superficies mojables por petróleo proveen aun trayecto para que el petróleo figue desde los poros prácticamente llenos de agua. En esta condición el agua irrumpe en un pozo productor, la producción de petróleo continua por largo tiempo aunque el corte de agua se incremente.


Mojabilidad por petróleo


El caso de un yacimiento completamente mojable por petróleo es improbable excepto en un yacimiento que es su propia roca generadora.





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Bibliografía general:

https://www.slb.com/-/media/files/oilfield-review/p44-61-spanish





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