Procesos de imbibición espontánea en celdas Hele-Shaw Público Deposited
Este es un trabajo experimental sobre procesos de imbibición espontánea en celdas Hele-Shaw. Estos procesos consisten en el desplazamiento espontáneo de dos fases inmiscibles en un medio capilar o poroso y en ausencia de fuerzas externas. En la introducción se ubica a este trabajo en el campo de aplicación que le corresponde, que es el estudio de la transferencia de masa y momento entre la matriz y la fractura en yacimientos naturalmente fracturados (YNF). En ingeniería petrolera las funciones de transferencia de masa matriz-fractura son muy útiles en la simulación numérica de YNF porque contribuyen a una mejor descripción de los procesos de desplazamiento de fluidos en la recuperación secundaria de hidrocarburos. En el capítulo 1 se ha realizado una investigación bibliográfica extensa y selectiva, en donde se presentan los principales resultados de las investigaciones que desde principios del siglo X X influyeron en el desarrollo de la investigación sobre imbibición espontánea. La mayoría de los trabajos aquí presentados son de naturaleza experimental porque es el interés de esta tesis. Sin embargo, también se han incluido trabajos que desarrollan métodos numéricos o teoría para comparar sus resultados experimentales. En el capítulo 2 se hace una exposición de los motivos por los cuales fue necesario diseñar y aplicar un método experimental específico. Asimismo, se describe con detalle cada uno de los aspectos que fue necesario cubrir para realizar experimentos confiables. También se presenta, a través de imágenes, una muestra de la secuencia fotográfica de cada uno de los experimentos. En el capítulo 3 se presenta el análisis de los resultados experimentales. Para realizar este análisis se requirió de mucho trabajo previo que consistió en seleccionar, capturar y procesar manualmente 600 imágenes. Los principales resultados se agrupan en 6 categorías, en las cuales el parámetro a variar fue la separación entre los vidrios que forman la celda (0.005 c m , 0.015 c m y 0.075 cm).
La primera categoría se refiere a la clasificación de las diferentes formas y estructuras que tienen lugar en el desplazamiento espontáneo a cocorriente de aceite por agua en celdas Hele-Shaw. La segunda se refiere al estudio de reproducibilidad entre un experimento y su repetición, desde el punto de vista de la dinámica del desplazamiento de las fases y de la formación y evolución de estructuras que el movimiento de los fluidos genera. La tercera relaciona la dinámica del desplazamiento espontáneo, con el comportamiento de la interface agua-aceite. La cuarta define el concepto de velocidad de desplazamiento para identificar dos o tres etapas en el desplazamiento espontsneo de los fluidos. La quinta analiza el comportamiento de variables adimensionales de la velocidad, la longitud y el tiempo, para caracterizar el comportamiento del desplazamiento espontáneo. Finalmente, la sexta categoría, utiliza el concepto de número capilar para caracterizar el comportamiento de las dos o tres etapas de desplazamiento que tiene lugar en el desplazamiento espontáneo. Las conclusiones resumen y destacan los resultados experimentales y la metodología experimental desarrollada. El apéndice 1 describe los resultados obtenidos al tratar de relacionar las irregularidades de las superficies internas de los vidrios con el desplazamiento de los fluidos. El apéndice 2 describe a detalle el estudio comparativo entre cada experimento y su repetición, para analizar la repetibilidad dinámica y conformacional de los experimentos. Finalmente, el apéndice 3 concentra el análisis detallado de la identificación de dos o tres etapas en el desplazamiento espontáneo de los fluidos en las celdas Hele-Shaw.
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