Resumen de Methodology for calculating the pre-exponential factor using the isoconversional principle for the numerical simulation of the air injection process

Jorge M Padilla Reyes, Marta Liliana Trujillo P., Eider Niz

• español

  El principal desafío para predecir el desempeño en campo de un proceso de inyección de aire es lograr entender el proceso de oxidación del crudo y contar con un modelo cinético de reacciones que permita predecir el comportamiento del proceso en un simulador numérico de yacimientos, bajo diferentes condiciones operacionales. Recientemente, se ha incorporado una técnica denominada Principio Isoconversional para el estudio de la cinética de las reacciones asociadas a la oxidación del petróleo durante la inyección de aire, partiendo de la información suministrada por pruebas de oxidación con rampa de temperatura (RTO - Ramped Temperature Oxidation). En diferentes trabajos publicados, se ha utilizado el análisis isoconversional para estudiar las características oxidativas de diferentes sistemas roca - fluido, identificar grupos de reacciones dominantes durante el proceso oxidativo del crudo y estimar la energía de activación efectiva para cada una de las reacciones identificadas. Sin embargo, en ninguno de ellos se ha establecido un procedimiento que permita estimar el factor pre-exponencial, debido a que este no es una medida directa de los métodos isoconversionales. En este artículo se presenta un procedimiento matemático para la aproximación del factor pre-exponencial a partir de la aplicación del método isoconversional de Friedman, orientado a la caracterización de la cinética de las reacciones asociadas al proceso de Combustión In Situ, este procedimiento fue validado con información experimental y un modelo cinético propuesto en la literatura para modelar el comportamiento oxidativo de un crudo pesado.

• English

  The main challenge to predict at field scale the performance of an air injection process is to understand the oil oxidation process and to have a kinetic model of reactions enabling the prediction of process behavior in a reservoir numerical simulator, under different operating conditions. Recently, the Isoconversional Principle has been implemented for studying the kinetics of reactions associated with oil oxidation during air injection, based on Ramped Temperature Oxidation tests (RTO). In different published papers, the isoconversional analysis has been used to study the oxidation characteristics of different rock-fluid systems, identify groups of dominant reactions during the crude oil oxidation process, and estimate the effective activation energy for each of the identified reactions. However, in none of them has a procedure been established for estimating the pre-exponential factor, as this is not a direct measure of isoconversional methods. In this article, a mathematical procedure is proposed for estimating the pre-exponential factor based on the application of Friedman's isoconversional method, intended for characterizing the kinetics of the reactions associated with the In Situ Combustion process. This procedure was validated with experimental information and a kinetic model proposed in the literature to model the oxidation behavior of heavy oil.