Resumen de A CFD study of steam injection tubing heat losses

Sara Saraiva de Lira Araújo, Oldrich Joel Romero

• español

  Con el objetivo de viabilizar la producción de petróleo pesado, los métodos de recuperación térmica son los más utilizados y dentro de esta categoría la inyección de vapor es una de las técnicas más difundidas. El calor es transportado desde la superficie hasta el subsuelo donde se encuentra el yacimiento que contiene el petróleo. Esta operación es realizada por el vapor generado en superficie utilizando el tubo de inyección como eslabón de conexión superficie-fondo. Se analiza la transferencia de calor entre el vapor y el entorno del pozo de inyección a lo largo del tubo, el desafío en este proceso es minimizarlo. Se presenta la simulación tridimensional del flujo líquido-vapor, turbulento y multifásico a lo largo de un dominio de pozo de 100 m compuesto por tubos de inyección, espacio anular, revestimiento y formación rocosa. Con el software ANSYS CFX® 15.0 se evalúa el desempeño de tuberías de baja y alta conductividad térmica, con vapor al 80% de calidad, inyectada a dos flujos diferentes. El tubo con aislamiento (IMT) claramente tiene el mejor rendimiento en comparación con la configuración convencional, para ambos flujos de 1,2 kg/s y 3,3 kg/s. Además, la mayor velocidad de inyección muestra mejores resultados, en términos de la calidad del vapor, cuando se usa una tubería convencional, la calidad en la salida de la tubería es 0,13% superior.

• English

  To increase heavy oil production, the petroleum industry uses thermal recovery methods, and the steam injection is one of the most common techniques. Steam generated at the surface reaches the oil reservoir through the injection tubing. Heat transfer between the steam and the injection well surroundings the tubing is analyzed in this work, the challenge in this process to minimize it. It is presented the three-dimensional simulation of the multiphase turbulent liquid-vapor flow along with a 100 m wellbore domain composed by injection tubing, annular space, casing, and rock formation. With the software ANSYS CFX® 15.0, the response of a low thermal conductivity tubing and formation temperature to steam injection at 80% of quality, injected at two different flow rates, is evaluated. The insulated material tubing (IMT) has the best performance compared to the conventional configuration, for both 1.2 kg/s and 3.3 kg/s flow rates. Additionally, the higher flow rate shows higher steam quality results when using a conventional tubing while maintaining 0.13% more quality at the tubing output.