El doctor Martín Alberto Díaz Viera, investigador del Instituto Mexicano del Petróleo (IMP), dictó la conferencia Modelación del Proceso de Recuperación Adicional de Aceite Mediante Inyección de Agua de Baja Salinidad, el pasado 25 de octubre, en el salón S-120, en el marco del Seminario de Exploración y Explotación de Recursos Naturales, coordinado por el doctor Bruno Armando López Jiménez, del Departamento de Ingeniería Petrolera de la División de Ingeniería en Ciencias de la Tierra (DICT).

El doctor Díaz Viera explicó que los métodos de recuperación de aceite requieren de costosas pruebas de laboratorio para caracterizar el medio poroso, las rocas y el fluido de un yacimiento específico, y que no se pueden hacer de forma sistemática porque no son representativas, en cambio un modelo aplicado a resolver el mismo problema es capaz de interpretar esas pruebas, establecer pautas para el diseño de los métodos y aplicarlos a escala del campo (muy similar la escala de núcleo o laboratorio).

Por esto, precisó, cualquier método de modelación debe ser hecho a la medida del yacimiento para su confiabilidad: "En el IMP todos los modelos son escalables, nuestra filosofía es partir desde cero, que se puedan manipular, adaptar, compartir y utilizar por todos".

Añadió que existen modelos para Windows (SENDRA, CYDAR, PORLAB), cuyo enfoque es a escala de núcleo y experimental, que son caros, limitados e inadaptables a cualquier yacimiento, por lo que recomendó el uso software libre multiplataforma (Linux) para la modelación, pues permiten la colaboración sin competencias, y los errores se solucionan rápido porque el código es visible para todo el mundo.

Para realizar un método de modelación, abundó, es conveniente una metodología que desarrolle modelos conceptual, matemático, numérico y computacional, y la validación y aplicación del caso. "Las ideas, hipótesis, alcances, limitaciones y lo impuesto al modelo se plantean en la etapa conceptual; continúa la formulación matemática bajo enfoques determinista o de estadística estocástica (o combinar), luego los numéricos y computacionales para ver qué piezas no embonan o faltan y la consistencia de las hipótesis y modelos. Sigue la validación con un ejemplo simplificado, una solución analítica o semianalítica o un anuncio de que el modelo funciona bien, y aplicarlo al caso, en los de grandes dimensiones se piensa en problemas divididos y se resuelven por etapas".

El doctor Díaz Viera presentó un modelo de flujo y transporte en medios porosos para simular, analizar e interpretar pruebas de laboratorio para procesos de recuperación adicional de hidrocarburos mediante la inyección de agua de baja salinidad (LSWF) en rocas carbonatadas y describió cada etapa de la metodología. En la conceptual se observó que el modelo de flujo es bifásico (agua-aceite) y una fase sólida (rocas porosas), considerando la presión capilar y las permeabilidades relativas en función de la fuerza iónica del agua (saturación y salinidad), mientras que el mecanismo de transporte químico es multicomponente e incluye varios fenómenos físico-químicos relevantes, como la advección, difusión y las reacciones de disolución y precipitación de minerales de roca.

Para derivar las ecuaciones del modelo matemático, agregó, se aplicó la formulación axiomática de sistemas mecánicos continuos, cuyo enfoque macroscópico supone que los sistemas materiales están completamente ocupados por partículas, en el sistema continuo de partículas denominadas cuerpo material funciona con el promedio de volumen de las propiedades del cuerpo y, en consecuencia, hay un volumen elemental representativo sobre el cual los promedios de propiedad son válidos.

De acuerdo al experto, la solución numérica admite el método de volumen finito en el espacio y el de diferencias finitas de Euler hacia atrás en el tiempo, resultando un esquema implícito. Su implementación computacional se llevó a cabo en C++ en la plataforma de software de código abierto DuMuX, para medios porosos de flujo y transporte (fase, componentes, escala, física, etc.), basado en DUNE (Entorno Numérico Distribuido y Unificado). El modelo resultante se validó numéricamente y se aplicó a un caso de estudio de inyección de agua de baja salinidad en un núcleo en condiciones de laboratorio, que reproduce de manera satisfactoria la recuperación de aceite en un 90 por ciento.

El doctor Díaz Viera es ingeniero en Matemáticas Aplicadas por el Instituto de Ingeniería Eléctrica de Moscú, Rusia; maestro y doctor en Ciencias (Modelación de Sistemas Terrestres) por el Instituto de Geofísica UNAM. Pertenece al SNI (Nivel II), es autor de más de 60 publicaciones y uno de los editores del libro Modelado matemático y numérico en medios porosos: aplicaciones en geociencias. Ha impartido cursos a nivel de posgrado (Geoestadística, Modelación Matemática y Métodos Numéricos) y dirigido tesis de licenciatura y posgrado. Sus líneas de investigación en el IMP son Geoestadística y Modelos Estocásticos para la Caracterización de Yacimientos, Modelación Matemática y Computacional de Procesos de Recuperación de Hidrocarburos y actualmente imparte Geoestadística en el Posgrado de Ingeniería.