Flujo de fluidos en medios porosos

Estos  apuntes  sobre  el  Flujo  de  Fluidos  en  Medios  Porosos  han  sido  escritos principalmente para estudiantes de pre-grado de Ingeniería en Petróleos como disciplina fundamental del área de ingeniería de yacimientos e ingeniería de producción. También están  dirigidos  a  ingenieros,  educadores  y  profesionales,  deseosos  de  contar  con  un material  de  apoyo  donde  se  presentan  conceptos  fundamentales  relacionados  con  el flujo en el yacimiento, como base para un mejor análisis e interpretación de pruebas de presión transitoria en pozos que producen crudo, gas y/o agua. 

Para  estudiar  el  sistema  pozo-yacimiento  es  conveniente  construir  modelos representativos  de  modo  que,  a  través  de  estos  y  de  la  medición  de  la  evolución  de  la presión en el  yacimiento en función del tiempo de producción, podamos inferir  ciertas propiedades claves del yacimiento y del pozo para mejorar la gestión de la producción. Los  modelos  pueden  ser  físicos  o  matemáticos.  En  estos  apuntes  presentamos  los modelos matemáticos traducidos en ecuaciones diferenciales parciales y sus soluciones, que representan el flujo de fluidos en el yacimiento hacia el pozo. 

Iniciamos,  en  los  dos  primeros  capítulos,  con  la  diferenciación  entre  roca  reservorio, yacimiento de hidrocarburos y área de drenaje de un pozo; clasificación de los tipos de flujo en el medio poroso; una presentación breve de cómo se comporta la presión en el yacimiento una vez que el pozo es abierto a producción; y, presentamos la descripción, análisis y ejemplos de aplicación de la Ley de Darcy. En el Capítulo III y IV derivamos la  ecuación  diferencial  de  la  difusividad  para  flujo  radial  de  un  líquido  ligeramente compresible en un medio que actúa como homogéneo, en términos de variables reales y adimensionales; y, examinamos posteriormente las condiciones inicial y de fronteras así como  las  soluciones  analíticas  exactas  y,  en  particular,  las  soluciones  aproximadas, prácticas  y  útiles  en  la  interpretación  de  pruebas  de  presión  transitoria  en  pozos. También revisamos el concepto de Factor de Piel (S) o de daño alrededor del pozo y la forma  de  incluirlo  en  las  soluciones  de  la  ecuación  de  difusividad.  Finalmente,  en  el Capítulo  V,  revisamos  el  concepto  de  radio  de  investigación,  el  principio  de superposición  y  el  fenómeno  de  almacenamiento  de  pozo.  Dado  el  propósito  de  estos apuntes,  se  incluye  algunos  ejercicios  orientados  a  fijar  los  conceptos  importantes  y algunos ejemplos de aplicación de las soluciones a la ecuación de difusividad orientados al análisis del comportamiento de la presión en el yacimiento. 

Estos  apuntes  provienen  de  una  recopilación  de  material  seleccionado  de  diferentes textos,  libros,  documentos  técnicos,  artículos  de  revistas  y  curso  de  actualización realizados por el autor durante su vida profesional. Por la experiencia docente del autor por muchos años de dictar los cursos Flujo en Medios Porosos y Análisis de Prueba de Pozos en la Facultad de Ingeniería en Ciencias de la Tierra de la ESPOL, la recopilación bibliográfica  ha  sido  estructurada,  ilustrada  y  abonada  procurando  que  esta  pueda  ser comprendida de la mejor manera por los estudiantes, al mismo tiempo que profesionales también  puedan  beneficiarse  de  los  fundamentos  teóricos  para  un  mejor  análisis  e interpretación de las respuestas de las pruebas de pozos. El co-autor, exalumno del autor y  ahora  profesor  de  los  mismos  cursos  que  utilizan  estos  conceptos  en  la  carrera  de ingeniería  en  petróleo  de  la  Universidad  Península  de  Santa  Elena-UPSE,  ha  revisado, mejorado y actualizado junto con el autor el original de los Apuntes.     

Las  mejoras  en  claridad,  presentación  y  consistencia  introducidas  en  los borradores  de estos apuntes se las debemos a nuestros calificados  pares. Siendo una primera edición, seguramente  contendrá  algunos  errores  que  se  habrán  filtrado  a  las  revisiones efectuadas,  por  lo  que  pedimos  disculpas  y  declaramos  que  dichos  errores  son  de exclusiva  responsabilidad  nuestra.  Por  la  retroalimentación  que  recibamos  de  los críticos  lectores,  lo  que  nos  permitirá  introducir  mejoras  en  las  próximas  revisiones, anticipamos  a  ellos  nuestros  sinceros  agradecimientos.  No  quisiéramos  terminar  esta introducción sin reconocer a las autoridades de la Facultad de Ingeniería de la UPSE por las  motivaciones  brindadas  que  nos  hicieron  continuar  adelante  y  cumplir  con  el objetivo  trazado  y,  por  las  facilidades  brindadas  para  la  impresión.  También quisiéramos  agradecer  a  Gerardo  Villón  Domínguez,  estudiante  del  ultimo  nivel  de  la carrera de ingeniería en petróleo de la UPSE quien se encargó de la escritura en word, reescritura  por  varias  veces,  restructuración,  preparación  de  las  figuras,  valiosos comentarios sobre la forma y contenido, y muchos otros aportes importantes.