Resumen de Reacción y difusión: Dos factores claves en la técnica de combustión in situ.

Andrés Jair Yatte Garzón, María Carolina Ruíz Cañas, Samuel Fernando Muñoz Navarro

• español

  Actualmente en el mundo el 64 % de las reservas existentes son de crudos pesados, los cuales no son de fácil extracción por métodos  convencionales. Con  el fn de  explotar  estos yacimientos  se han desarrollado  técnicas de recobro mejorado con diferentes mecanismos de desplazamiento: Empuje de fluidos miscibles e inmiscibles, reducción  de  la  viscosidad  por  aumento  de  la  temperatura,  reducción  de  la  tensión  superficial  por  métodos químicos, etc. Entre estas técnicas, se encuentra la combustión in situ (CIS), que es conocida como un método térmico puesto que se basa en transferencia de energía en forma de calor para disminuir la viscosidad y la densidad del crudo pesado que se desea extraer del yacimiento.   La CIS es una técnica compleja debido a que tiene varios mecanismos de desplazamiento tanto físicos como químicos, los cuales ocurren en cinco pasos: dispersión del aire a la superfcie, adsorción del oxígeno en el medio, reacciones químicas, desorción de gases de combustión a la superficie y por último, difusión de estos. La velocidad del proceso global de la técnica es controlada por la rapidez de aquel que ocurra más lentamente, que usualmente es la cinética química o la dispersión.   En este artículo se estudian por separado los aspectos anteriormente mencionados, empezando por la revisión de las reacciones que ocurren en este proceso. También se muestran las transformaciones químicas más importantes de cada régimen de temperatura (baja, intermedia y alta), además de la cinética y la termodinámica de las reacciones, donde se introduce el tema del equilibrio de fases para la técnica. Por otra parte, se realiza una revisión de los diferentes tipos de dispersión que se presentan en el yacimiento y los factores que afectan este proceso, teniendo en cuenta que se trata de fenómenos de transferencia de masa que ocurren en un medio poroso, lo que genera la necesidad de nuevas correlaciones donde se incluyan factores de corrección. Esto con el fin último de representar los fenómenos de desplazamiento presentes en el yacimiento mediante expresiones matemáticas.  

• English

  Currently, around the world, 64% of the reserves are composed of heavy oil, which is not easily extracted by conventional methods. In order to exploit these deposits, some techniques have been developed for enhanced oil recovery, all of them with different mechanisms of displacement. Fluids drive miscible and immiscible, viscosity reduction by temperature rise, reduction of surface tension by chemical methods, etc. Among these techniques it may be found the in-situ combustion (ISC), which is known as a thermal method since it is based on energy transfer in the form of heat in order to decrease the viscosity and density of the heavy oil to be extracted from the reservoir. ISC is a complex technique because it has several physical and chemical mechanisms of displacement. This Technique occurs in fve steps: dispersion of air at the surface, adsorption of oxygen in the media, chemical reactions, desorption of the combustion gases and fnally, diffusion of these gases to the surface. The overall process speed is controlled by the step that occurs more slowly, which is usually the chemical kinetics or the dispersion. In this paper it is studied the two principal aspects separately, beginning with a review of the reactions that occurin this process. Also it is presented the most important chemical transformations of each temperature regime (low, intermediate and high) as well as the kinetics and thermodynamics of the reactions, which introduces the subject of phase equilibrium for the technique. On the other hand, it is made a review of the different types of dispersion that exist in the reservoir and the factors which affect this process, considering that it is mass transfer phenomena taking in a porous medium, thus generating the necessity for new correlations that include correction factors with the main goal of representing the displacement phenomena by mathematical expressions.