Fundamentos de la mojabilidad

El desempeño de un yacimiento se ve afectado por el hecho de que la roca sea mojable preferencialmente por agua o por petróleo, particularmente en las técnicas de inyección de agua y recuperación mejorada del petróleo. Suponer que una formación es mojada por agua equivocadamente puede producir daños irreversibles en el yacimiento. Por lo tanto la correcta comprensión de esta propiedad esfundamental para la optimización de la recuperación de hidrocarburos. La mojabilidad es la preferencia de un sólido por estar en contacto con un fluido en lugar de otro. Una gota de un fluido preferentemente mojante va a desplazar a otro fluido dispersándose por la superficie, por el contrario un fluido no mojante formará gotas, disminuyendo su contacto con la superficie del sólido. El equilibrio de estoscasos creará un ángulo de contacto θ entro los fluidos e la superficie, que está determinado por el equilibrio de fuerzas resultante de la interacción de las tensiones interfaciales.

Gota de petróleo -verde- en una superficie sólida mojada por agua -azul(izquierda), mojada por petróleo (derecha) o con mojabilidad intermedia (centro). Hay que tener en cuenta que la mojabilidad no es indicadordel fluido que se encuentra alojado en el espacio poroso, es decir el estado de saturación de la roca; sino que determina cuál es la preferencia del sólido a ser mojado por cierto fluido cuando el fluido esté presente. Por lo tanto una superficie mojable por agua puede encontrarse en contacto con hidrocarburo gaseoso o líquido. Las rocas yacimiento son estructuras complejas porque comprenden unavariedad de minerales en su constitución y cada uno de estos minerales puede tener una mojabilidad diferente. Los constituyentes primarios de estas rocas son el cuarzo carbonato y dolomía, y son mojables por agua antes de la migración de petróleo. Para los materiales que exhiben una mojabilidad heterogénea, es decir que puede abarcar desde los extremos mojable por agua y mojable por petróleo, seutiliza el término mojabilidad ‘mixta’, siempre que se diferencie de la

mojabilidad intermedia, donde el sólido no posee una preferencia marcada por un fluido respecto del otro. Debido a que en el yacimiento fluyen varias fases es necesario conocer la mojabilidad para optimizar la productividad y el recobro. La mayoría de los yacimientos son mojables preferentemente por agua antes de la migracióndel hidrocarburo, y exhiben una zona de transición donde cambia de una saturación cien por ciento de agua en la base a una saturación de agua irreducible en el tope de la zona. Esta distribución de saturaciones está gobernada por la diferencia de presión denominada presión capilar, basada en la flotabilidad entre las fases de petróleo y agua. En un yacimiento mojable por petróleo la invasión dehidrocarburo tiene mayor facilidad por lo que la saturación de petróleo es máxima hacia la base.

Las capas de las formaciones pueden exhibir distintas mojablidades a causa de las diferencias litológicas. Esta heterogeneidad afecta la recuperación, pues se obtiene menor volumen de petróleo a partir de capas mojables por petróleo, debido a que el petróleo se adhiere a las superficies. Tambiénafecta los valores de las permeabilidades relativas al petróleo y al agua porque varían según la mojabilidad de la formación.

La mojabilidad afecta el desempeño de los proyectos de inyección de agua, lo que también puede implicar una inversión inicial significativa. la irrupción de agua tiene lugar en las etapas tardías de un proceso de inyección de agua, y se produce más petróleo antes de queirrumpa el agua en un yacimiento mojable por agua que en un yacimiento mojable por petróleo. Incluso en un yacimiento de gas, la mojabilidad o su alteración pueden afectar la recuperación porque la obturación de los poros en las vecindades del pozo producto de la formación de condensado disminuye la productividad de gas. Por esto algunos métodos de recuperación utilizan productores químicos para...