La presurización escalonada de alta presión es necesaria para superar la inmensa resistencia capilar inherente a los yacimientos compactos y heterogéneos. Sin alcanzar presiones tan altas como 60 MPa de manera controlada, el fluido no puede penetrar en los poros más finos de la matriz rocosa. Esto da como resultado una saturación incompleta, lo que hace que el análisis posterior de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) sea inexacto con respecto a la estructura de poros real.
Los yacimientos compactos contienen poros microscópicos que crean barreras significativas para la entrada de fluidos. Un sistema de saturación capaz de presurización escalonada hasta 60 MPa es fundamental para forzar la salmuera en estos pequeños espacios, asegurando que el núcleo de roca alcance casi el 100% de saturación para un espectro T2 de RMN completo y válido.
El desafío de los yacimientos compactos
Superando la resistencia capilar
Los yacimientos compactos se definen por sus gargantas de poro increíblemente pequeñas. Estos pequeños espacios generan una alta resistencia capilar, que repele eficazmente los fluidos que intentan entrar en la roca.
Los métodos de saturación estándar carecen de la fuerza necesaria para superar esta resistencia. Para simular las condiciones de formación y llenar estos poros, el sistema de saturación debe ejercer una presión externa significativa.
Manejo de alta heterogeneidad
Estas rocas de yacimiento no son uniformes; poseen una alta heterogeneidad. Esto significa que el tamaño de los poros varía drásticamente en la muestra.
Un único punto de presión más baja podría llenar los poros grandes, pero dejaría seco la compleja red de microporos más pequeños. La alta presión es el ecualizador que garantiza el acceso a toda la red heterogénea.
La mecánica de la presurización escalonada
Por qué 60 MPa es el objetivo
La referencia principal indica que se necesitan presiones de hasta 60 MPa para forzar la salmuera simulada de formación en los poros más finos.
A esta magnitud, la presión externa supera las fuerzas capilares internas incluso de los poros discretos más pequeños que se encuentran en formaciones rocosas compactas.
La función de los pasos controlados
No se puede simplemente someter la muestra a 60 MPa instantáneamente. El sistema debe utilizar la presurización escalonada, como aumentar la presión en 5 MPa por hora.
Este enfoque gradual permite que el fluido migre naturalmente a la estructura de los poros sin dañar mecánicamente la roca. Asegura un frente de saturación estable en lugar de atrapar bolsas de aire o dañar la estructura del núcleo.
Garantizando la integridad de los datos de RMN
Alcanzando casi el 100% de saturación
El objetivo final del proceso de saturación es garantizar que el núcleo de roca no contenga aire. Debe estar completamente saturado de salmuera.
Si la saturación es incompleta, el equipo de RMN no puede detectar los poros "vacíos". Esto lleva a la pérdida de datos y a una representación fundamentalmente errónea de la capacidad de almacenamiento real de la roca.
Capturando el espectro T2 completo
El análisis de RMN se basa en el espectro T2 para mapear la distribución del tamaño de los poros.
Al utilizar alta presión para llenar cada microporo, el espectro T2 resultante refleja la distribución del tamaño de todos los poros. Esto proporciona una imagen completa de las características del yacimiento, en lugar de solo una vista parcial de los poros más grandes y de fácil acceso.
Comprender las compensaciones
Tiempo vs. Completitud
La principal compensación en este método es el tiempo. Un aumento escalonado de 5 MPa por hora para alcanzar los 60 MPa requiere una duración significativa (más de 12 horas solo para la presurización).
Sin embargo, priorizar la velocidad sobre este proceso gradual da como resultado datos que son estadísticamente irrelevantes para yacimientos compactos. La inversión de tiempo es innegociable para la precisión.
Demandas del equipo
Operar a 60 MPa somete al sistema de saturación de fluidos a una tensión inmensa.
El equipo debe ser lo suficientemente robusto para mantener estas altas presiones de manera segura durante largos períodos. Las vasijas de saturación de laboratorio estándar a menudo son insuficientes para esta aplicación específica.
Tomando la decisión correcta para su objetivo
Para garantizar que sus experimentos de RMN produzcan resultados válidos para yacimientos compactos, considere lo siguiente:
- Si su enfoque principal es la determinación precisa del tamaño de los poros: Asegúrese de que su sistema pueda alcanzar los 60 MPa para acceder a los microporos más finos que definen los yacimientos compactos.
- Si su enfoque principal es la integridad de la muestra: Adhiérase estrictamente a una tasa de presurización escalonada (por ejemplo, 5 MPa/h) para evitar daños mecánicos en el núcleo mientras se fuerza la entrada de fluido.
La saturación completa no es una variable; es el requisito básico para una interpretación fiable de RMN.
Tabla resumen:
| Característica | Requisito | Impacto en el resultado de RMN |
|---|---|---|
| Presión máxima | Hasta 60 MPa | Supera la resistencia capilar en los microporos más finos. |
| Método de presurización | Escalonada (por ejemplo, 5 MPa/h) | Evita daños en el núcleo y asegura una migración estable del fluido. |
| Objetivo de saturación | Casi 100% | Elimina las bolsas de aire para reflejar la capacidad de almacenamiento real. |
| Salida de datos | Espectro T2 completo | Proporciona un mapa completo de todas las distribuciones de tamaño de poros. |
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Referencias
- Z.H. Gu, Wenhua Zhao. Utilizing Differences in Mercury Injection Capillary Pressure and Nuclear Magnetic Resonance Pore Size Distributions for Enhanced Rock Quality Evaluation: A Winland-Style Approach with Physical Meaning. DOI: 10.3390/app14051881
Este artículo también se basa en información técnica de Kintek Press Base de Conocimientos .
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