Unified formulation of enhanced oil-recovery methods

Resumen

En la actualidad las técnicas de recuperación mejorada de petróleo (EOR, por sus siglas en inglés) son esenciales para mantener los suministros de petróleo del mundo. A su vez, los modelos matemáticos y computacionales de los métodos EOR son fundamentales para su aplicación y perfeccionamiento. Debido a la gran diversidad de procesos que ocurren en la EOR, es valioso contar con procedimientos generales unificados para la construcción de los mismos, que puedan aplicarse fácilmente independientemente de la complejidad del sistema considerado. El objetivo de este trabajo es presentar un modelo matemático unificado, que incluya ambos: el sistema gobernante de las ecuaciones en derivadas parciales y las condiciones de choque. Éste se basa en una formulación axiomática, pues las formulaciones axiomáticas son el medio más eficaz para lograr generalidad, sencillez y claridad. En el enfoque que se propone aquí, la construcción del modelo matemático es en gran medida automática, todo lo que se requiere a fin de definir las ecuaciones en derivadas parciales y las condiciones de choque que constituyen un modelo básico consiste en identificar las fases y las propiedades extensivas que participan en el sistema de la EOR. Este modelo básico proporciona una base muy firme para incorporar la fenomenología. El procedimiento se ilustra derivando los modelos matemáticos más utilizados en la tecnología EOR; en particular, se derivan los modelos de petróleo negro y los composicionales, tanto en su versión isotérmica como sus variantes térmicas, en las cuales es indispensable incluir el balance de energía. Para ilustrar la aplicación de la formulación axiomática a modelos con discontinuidades, se realiza también una descripción exhaustiva de los choques que pueden ocurrir en el Modelo de Petróleo Negro.