Resumen de Calculation of temperature distribution in heavy oil reservoirs by electromagnetic heating

Herling González Alvarez, Alberto Raúl Pinzón Diaz, Claudia Lorena Delgadillo Aya, Eduin Muñoz Mazo

• español

  La introducción de Calor en un reservorio ha demostrado ser una forma eficaz de reducir la viscosidad de crudos pesados mediante el aumento de la temperatura en la formación. El uso de la energía electromagnética ha demostrado ser especialmente atractivo debido a las ventajas que ofrece sobre las técnicas convencionales de recuperación de calor. Aunque a lo largo de los años se han llevado a cabo numerosas investigaciones sobre este método de recuperación por radiofrecuencia, la simulación numérica con aplicaciones en la industria de los yacimientos ha sido de uso limitado para el calentamiento electromagnético con yacimientos de petróleo pesado cuando están conectados con acuíferos en fondo. Presentamos un esquema numérico para estimar las variaciones de temperatura en el yacimiento por absorción electro-magnética, basado en el cálculo de la amplitud del campo de ondas electromagnéticas y el acoplamiento de difusión de calor por radiación. Las propiedades eléctricas y térmicas del reservorio fueron calculadas teniendo en cuenta las fracciones y saturación de sus fases. Los resultados obtenidos de esta simulación de calentamiento por RF muestran un perfil de temperatura distribuido radialmente dentro del yacimiento. La potencia y frecuencia de la onda incidente fueron consideradas para una antena situada en el centro de la formación. Esto permite determinar la energía necesaria en kWh y su influencia en la potencia de la antena, así como las propiedades térmicas y eléctricas de un medio en presencia de acuíferos. El modelado numérico alcanza una temperatura estable en el interior del reservorio en días o meses, a pesar de la presencia fuerte de zonas saturadas de agua de formación. La simulación muestra que la presencia de acuíferos en fondo y de medios parcialmente saturados afecta el calentamiento del yacimiento. Para que el experimento numérico sea reproducible y verificable un flujo de trabajo se proporciona en forma de código.

• English

  The introduction of heat into a reservoir has proven to be an effective way to reduce the viscosity of heavy oils by increasing the temperature in the formation. The use of electromagnetic energy has proven to be particularly attractive because of its advantages vis-à-vis conventional heat recovery techniques. While extensive research has been conducted on this radiofrequency recovery method over the years, numerical simulation with reservoir industry applications has been rarely used for electromagnetic heating with heavy oil reservoirs when connected to strong-bottom aquifers. We propose a numerical scheme to estimate temperature variations in the reservoir by electromagnetic absorption, based on the calculation of the electro- magnetic wavefield amplitude and radiation heat diffusion coupling. The electrical and thermal properties of the reservoir were calculated considering the fractions and saturation of its phases. The results obtained from this RF heating simulation show a radially distributed temperature profile within the reservoir. The power and frequency of the incident wave were considered for an antenna located in the center of the formation. This allows to determine the required energy in kWh, and its influence on the antenna power, as well as the thermal and electrical properties of the medium such as aquifers. Numerical modelling allows reaching a stable temperature inside the reservoir, in days or months, despite the strong presence of water-saturated zones. The simulation shows that the presence of aquifers at bottom and partially saturated media affects reservoir heating. To make the numerical experiment reproducible and verifiable, the workflow is provided in code form.