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Simulación CFD con un modelo
El trabajo abordó la simulación CFD de la degradación mecánica por restricciones en flujo turbulento de un polímero HPAM para aplicaciones EOR.
Por / By : Luis Prada, Jose G. Vergel, Henderson Quintero, Robinson Diaz, Ruben Castro, Mayra Rueda y Julia Herrera
La inyección de polímero es una tecnología de recuperación mejorada (EOR) usada ampliamente para mejorar la producción en pozos petroleros. El polímero aumenta la viscosidad del fluido inyectado aumentando la eficiencia del barrido en el depósito.
Existen algunos componentes en este dispositivo de inyección donde la viscosidad deseada puede reducir drásticamente. Dicha pérdida por corte del polímero puede ocurrir en restricciones de flujo, tales como cambios bruscos de diámetro, dirección del flujo o válvulas y sistema de control.
El estudio mostró un procedimiento para estimar la tasa de degradación mecánica en soluciones poliméricas utilizando la técnica CFD (Fluido-Dinámica Computacional). De igual forma, envuelve el cálculo de los gradientes de velocidad formados en el flujo del fluido a través de una restricción geométrica.
Asimismo, los ingenieros usaron un modelo de fluido No-Newtoniano en régimen turbulento desarrollado en CFD, correlacionando la tasa de cizallamiento ejercida por
CFD simulation with a non-Newtonian fluid model
The paper addressed the CFD simulation of mechanical degradation by turbulent flow restrictions of an HPAM polymer for EOR applications.
Polymer injection is an enhanced oil recovery (EOR) technology widely used to improve oil well production. The polymer increases the viscosity of the injected fluid by increasing the sweep efficiency in the reservoir.
There are some components in this injection device where the desired viscosity can reduce dramatically. This loss of polymer viscosity by shear can occur inflow restrictions, such as sudden changes in diameter, flow direction, or valves and control system.
el movimiento del fluido con la tasa de degradación mecánica por capilar. Los resultados mostraron que el aumento del flujo volumétrico y la reducción del diámetro efectivo de flujo causaron mayor degradación del polímero por cizallamiento mecánico; sin embargo, esto depende de las características reológicas específicas de la solución de polímero utilizada en el fluido.
Este procedimiento proporcionó un método útil para estimar la degradación mecánica sobre la solución polimérica en facilidades y accesorios del sistema de inyección. El modelo de simulación CFD permitió considerar los efectos de la disminución de la viscosidad (shear thinning) en el flujo a través de la sección de regulación. Finalmente, los resultados de la solución numérica muestran que la mayor degradación del fluido ocurre en las regiones donde existen restricciones al flujo, lo cual es consecuencia de un incremento significativo de la velocidad cortante en esa región.
The study showed a procedure for estimating the mechanical degradation rate in polymer solutions using the CFD (Computational Fluid Dynamics) technique. Similarly, it involves estimating velocity gradients formed in the flow of the fluid through a geometric restriction.
The engineers also used a non-Newtonian fluid model in turbulent regime developed in CFD, correlating the shear rate of fluid movement with the status of mechanical degradation by the capillary. The results showed that the volumetric flow increase and the effective flow diameter reduction caused higher polymer degradation by mechanical shear; however, this depends on the specific rheological characteristics of the polymer solution used in the fluid.
This procedure provided a useful method for estimating mechanical degradation on the polymer solution in injection system facilities and accessories. The CFD simulation model allowed considering the effects of viscosity decrease (shear thinning) on the flow regulation section. Finally, the numerical solution results show that the highest fluid degradation occurs in the regions with flow restrictions, resulting from a significant increase in the shear rate in that region.
