Estudio comparativo entre correlaciones empíricas y modelos mecanísticos para flujo multifásico en pozos horizontales de inyección de vapor.

Abstract

The steam injection in horizontal wells has great applicability to heavy oil reservoirs. However, one of the challenges of this technology is the prediction of the profiles of pressure, temperature and vapor quality along the well. For over 30 years, empirical correlations were used to determine these profiles, which have errors close to ±30%. In recent years there has been greater emphasis on mechanistic models, allowing hydraulic profiles get more adjusted to reality and further predict the flow patterns that occur in the pipes.This paper evaluates the performance of three mechanistic models and five correlations commonly used to predict the pressure gradient in two-phase flow (wet steam), with application to horizontal wells, consisting of a verticalpipe section and other horizontal pipe section. The pressure gradient calculated with each model is compared with the experimental pressure gradient taken from two cases reported in the literature. We present error estimates of the pressure gradient measured versus calculated for each model. In the evaluation, two studied mechanistic models obtained lower mean absolute error of 10%.La inyección de vapor en pozos horizontales tiene gran aplicabilidad en yacimientos de crudo pesado. Sin embargo,uno de los retos de esta tecnología es la predicción de los perfiles de presión, temperatura y calidad del vapor alo largo del pozo. Por más de 30 años, se han utilizado correlaciones empíricas para determinar estos perfiles, las cuales presentan errores cercanos al ± 30%. En los últimos años se ha dado mayor énfasis a los modelos mecanísticos, ya que permiten obtener perfiles hidráulicos más ajustados a la realidad y adicionalmente predicen los patrones de flujo que se presentan en las tuberías. En este trabajo se evalúa el desempeño de tres modelos mecanísticos y cinco correlaciones utilizadas comúnmente para predecir el gradiente de presión en flujo bifásico (vapor húmedo), con aplicación a pozos horizontales, compuestos por una sección de tubería vertical y otra horizontal. El gradiente de presión calculado con cadamodelo es comparado con el gradiente de presión experimental tomado de dos casos reportados en la literatura. Se presentan estimaciones del error del gradiente de presión medido versus el calculado por cada modelo. En la evaluación, dos modelos mecanísticos estudiados arrojan errores absolutos promedio menores del 10%