Modelado matemático y numérico de un domo de sal profundo con invasión de salmuera geotérmica en un reservorio de aceite del Golfo de México

Abstract

The development, implementation and optimization of alternative energy sources is becoming ever more urgent for Mexico. However, the transition between the oil era and a world that is not dependent on hydrocarbons and is neither quick nor easy. There is still much to be done and unsolved problems in this stage. Understand two particular problems (presence of salt domes and the invasion of brine deposits in domestic oil production) that occur during handling and extraction of oil is the overall objective of the thesis presented. This thesis shows a particular investigation of the little-known salt domes and the general aspects of the problem of invasion of geothermal brine in a hydrocarbon reservoir in the Gulf of Mexico. A collection of papers published so far, and mathematical and numerical analysis for the proposed research problem is presented. To identify the processes of invasion of brine a three-dimensional mathematical model whose approach is based on the application of the continuity equation, Darcy's law and basic reservoir engineering concepts was developed. Besides solving the one-dimensional stationary model was raised as a possible profile of the contact zone brine-oil on an oil well in the Puerto Ceiba field within Integral Bellota-Jujo-. Using field data available and a number of possible variations for unknown data field profiles plane probable brine-oil contact was found. Found according to the numerical results it can be concluded that the invasion of brine in the reservoir is inevitable. Natural pressure in the aquifer must underlie the reservoir, cut through natural reservoir pressure and thus brine filtration is inevitable.

El desarrollo, aplicación y optimización de fuentes alternas de energía es cada vez más urgente para México. Sin embargo, la etapa de transición entre la era del petróleo y un mundo que no dependa ya de los hidrocarburos no es ni rápida ni fácil. Todavía hay mucho camino por recorrer y problemas sin resolver en esta etapa. Comprender dos problemas particulares (presencia de domos salinos y la invasión de salmuera en los yacimientos nacionales de producción de hidrocarburos) que se presentan durante la manipulación y extracción del petróleo es el objetivo general del trabajo de tesis presentado. Esta tesis muestra una investigación particular de los poco conocidos domos salinos y los aspectos generales del problema de invasión de salmuera geotérmica en un yacimiento de hidrocarburos en el Golfo de México. Se presenta una recopilación de los trabajos publicados hasta el momento y los análisis matemáticos y numéricos correspondientes al problema de investigación planteado. Para identificar los procesos de invasión de salmuera se elaboró un modelo matemático tridimensional cuyo planteamiento descansa en la aplicación de la ecuación de continuidad, la ley de Darcy y los conceptos básicos de ingeniería de yacimientos. Además se planteó la solución del modelo estacionario unidimensional como un posible perfil de la zona de contacto salmuera-aceite en un pozo petrolero en el campo Puerto Ceiba dentro del Activo Integral Bellota-Jujo. Haciendo uso de los datos de campo disponibles y un grupo de posibles variaciones para los datos de campo desconocidos, se encontraron probables perfiles del plano de contacto salmuera-aceite. De acuerdo a los resultados numéricos encontrados se puede concluir que la invasión de salmuera en el yacimiento es inevitable. La presión natural que se tiene en el acuífero subyaciendo al yacimiento, superara a la presión natural del yacimiento y con ello la filtración de salmuera es inevitable.