Auxilliary Confidence Models

En un sistema de CO2/salmuera, proceso de drenaje, la muestra estará saturada en salmuera y se le inyectará CO2, para representar el proceso de almacenamiento de CO2 en el acuífero.

x Paso 1: Keff w@Swinicial (100%). Permeabilidad base. Primer End point de salmuera

Previa a la colocación de la muestra en el equipo (en una celda tipo Hassler), ésta se satura en salmuera simulando la situación inicial del acuífero. Esta cantidad de agua es representativa del agua presente en el acuífero en el momento de descubrirlo y tendrá la salinidad correspondiente a dicho acuífero. Lo óptimo es saturar la muestra con el agua de formación.

Para obtener la Permeabilidad efectiva al agua, con la muestra 100% saturada en salmuera, se

inyecta salmuera a distintos caudales y se va midiendo la presión diferencial entre la entrada y la salida de la muestra, una vez que dicha presión diferencial está estabilizada a caudal constante, (distintos escalones de presión correspondientes a cada caudal de inyección). Con los datos de viscosidad del fluido, dimensiones de la muestra, los caudales de inyección y la correspondiente diferencia de presión generada entre la entrada y la salida de la muestra,

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para cada caudal de inyección, se procede a obtener la permeabilidad efectiva a la salmuera a la saturación de salmuera inicial.

ܭ_௪ൌܳ௪ ܣ

Ɋ_௪ܮ ߂ܲ ൌ ܭ௘௪

Probeta de roca lavada Roca saturada en salmuera (aprox. 100%)

Imagen 3.14: Procedimiento de medida de la permeabilidad absoluta a la salmuera

Para la determinación de esta permeabilidad a la salmuera, a la saturación inicial de salmuera, se utiliza un software, CydarTM.

Imagen 3.15: Pantalla de datos de ensayo del software de CydarTM.

100 % Sw Salmuera 100 % Sw DP Salmuera q (cc/min) Separador

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Imagen 3.16: Pantallas de cálculo de resultados en CydarTM

Determinación del End point

Los end point son las permeabilidades relativas a la salmuera cuando la muestra se encuentra a la saturación inicial de salmuera, y al CO2, cuando la muestra se encuentra a la saturación irreducible de salmuera,

End point de salmuera = Krw= Keffw/Kbase @Swinicial (aprox 100%)

End poit de CO2 = KrCO2= KeffCO2/Kbase @Swirr

En este caso, el valor de saturación para el que calcularemos la permeabilidad efectiva a la salmuera es el de saturación inicial de agua (aprox. 100%). La permeabilidad obtenida para ese

valor de saturación se establece como permeabilidad base para determinar la permeabilidad

relativa en cada punto de saturación de la curva de drenaje. Keffw @(100% Sw)= Kbase

Se establece, de este modo, que el end point de salmuera, siempre que se considere la

permeabilidad efectiva a la salmuera a la Swinicial como permeabilidad base, será igual a 1.

Permeabilidad relativa a la salmuera@Swinicial; Krw= Kew/Kbase @Swinicial= Kew/ Kew @Swinicial = 1

x Paso 2 – Proceso de drenaje. Disminución de la saturación de salmuera en la muestra. Curva completa.

El proceso de drenaje implica la disminución de la fase mojante (considerando ésta a la salmuera) para lo que se puede proceder con la inyección de ambos fluidos (CO2/salmuera) simultáneamente, o solamente con la inyección de CO2, mediante la metodología SS o USS, respectivamente.

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Ensayo Steady-State

Se procede a la inyección de ambos fluidos simultáneamente, manteniendo el ratio de caudal total, pero disminuyendo el caudal de inyección de agua y aumentando el caudal de CO2, paulatinamente.

Se registra en todo momento la producción de salmuera (pues se asume que el incremento de saturación de CO2 en la muestra será igual a la disminución de saturación de salmuera en la misma) y la diferencia de presión entre la entrada y la salida de la muestra.

Imagen 3.17: Inyección Steady-State en muestra

Ensayo USS en un único paso de inyección

Se procede a la inyección única de CO2 a un caudal constante. Se registra en todo momento el volumen producido de salmuera (pues se asume que el incremento de saturación de CO2 en la muestra será igual a la disminución de saturación de salmuera en la misma), y la diferencia de presión entre la entrada y la salida de la muestra.

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Imagen 3.18: Inyección de CO2 a caudal constante

En el caso de un ensayo USS en un único paso, se deberá conocer el tiempo en el que se produce el breakthrough (BT: momento en el que se obtiene el primer volumen de CO2 procedente de la muestra) y se inyectará CO2 hasta que no se produzca más salmuera.

Ensayo USS en múltiples pasos de inyección

En el caso de un ensayo USS pasos-múltiples, se realizará la inyección de CO2 a distintos caudales hasta que se estabilice la presión y se registrarán las curvas de producción y de presión diferencial del mismo modo que en el ensayo de USS de paso único.

Una vez registradas las curvas de cada uno de los ensayos, se realiza el proceso de optimización de dichas curvas.

x Paso 3 – Obtención del End point de CO2

Tras comprobar que no hay más producción de salmuera, en cualquiera de las metodologías, se procede a la inyección de CO2 a distintos caudales, de modo ascendente y descendente, hasta que se estabilice la presión diferencial en cada uno de ellos. De este modo se obtiene la permeabilidad efectiva al CO2, que dividida por la permeabilidad base obtenida en el Paso 1, obtenemos la permeabilidad relativa al CO2, a la saturación final de salmuera, obtenida experimentalmente.

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Posteriormente, el proceso de optimización, permitirá un refinado de las curvas de Kr y las

extrapolará hasta el end point de CO2, o permeabilidad relativa del CO2 a la saturación

irreducible de salmuera.

x Paso 4. Media de la saturación final de salmuera en el Dean Stark

Una vez finalizado el cálculo experimental de la KeffCO2 a la saturación final (experimental) de

salmuera, se recupera la muestra de la celda de inyección y se lleva al Dean Stark, donde se podrá medir la saturación final de salmuera de la muestra.

El procedimiento del Dean Stark consiste en pasar tolueno por la muestra, ya que al ser un fluido no miscible con el agua, arrastra a ésta. Después, tras varias medidas del volumen producido de agua, sin variación (lectura en probeta de recogida de efluentes), se recupera la muestra del Deak Stark y el volumen de líquido compuesto por tolueno y agua, se congela. El tolueno tiene un punto de solidificación menor que -20ºC con lo que solo se congela el volumen de agua.

Una vez recuperado el volumen de agua, se pesa y se calcula el volumen final de agua que contenía la muestra.

Imagen 3.19: contenido en agua obtenido en Dean Stark