Tensión Interfacial (TI): Es el resultado de los efectos moleculares que forman una interfaz entre dos líquidos. Si la TI es igual a cero, los líquidos son miscibles. En una interfaz gas-líquido, se denomina tensión superficial.

La TI mide la miscibilidad; valores bajos indican mayor miscibilidad. Al acercarse al punto crítico, las propiedades de la fase líquida se asemejan a la fase vapor, y la TI tiende a cero. Reducciones significativas en la TI se asocian con pequeños cambios en la permeabilidad relativa (kre). En procesos de recuperación mejorada, se emplean bajas TI para desplazar el aceite, ya que a menor TI, se requiere menos energía para desplazar el Sor (saturación de aceite residual).

Fuerzas Capilares

Son el resultado de la combinación de las tensiones interfaciales y superficiales, el tamaño y forma de los poros, y la mojabilidad del sistema.

Histeresis

La tensión interfacial y la mojabilidad pueden variar cuando la interfaz fluido-fluido retrocede sobre una superficie sólida. Este fenómeno se conoce como histéresis. Un ángulo de contacto de avance ocurre cuando el agua avanza hacia el petróleo, y un ángulo de contacto de retroceso es cuando el petróleo avanza hacia el agua, indicando un cambio de dirección.

Mojabilidad

La mojabilidad es la tendencia de un fluido a adherirse o esparcirse sobre una superficie sólida en presencia de otros fluidos inmiscibles. Se debe a la interacción de la superficie de la roca del yacimiento con los fluidos. Esta propiedad controla la localización, distribución y flujo de fluidos en el yacimiento.

La mojabilidad del sistema puede modificarse, afectando propiedades como las características eléctricas, la presión capilar, la permeabilidad relativa (kre), la saturación de agua residual (Swr) y la saturación de aceite residual (Sor).

Clasificación de la mojabilidad según el ángulo de contacto: mojable por agua (0-80°), intermedia (80-100°), mojable por aceite (100-160°), y fuertemente mojable por aceite (160-180°).

Determinación de la Mojabilidad

Los métodos incluyen:

• Medición del ángulo de contacto: (la histéresis es un problema, ya que una gota líquida puede presentar varios ángulos de contacto estables, por lo que es conveniente calcular el ángulo de avance o retroceso).
• Método USBM: (técnica sensible a mojabilidad neutral, pero solo aplicable a núcleos pequeños en una centrífuga).
• Método de Amott: (mide la mojabilidad promedio del núcleo mediante imbibición y desplazamiento forzado, pero es insensible a la mojabilidad intermedia y no mide la imbibición).
• Otros métodos: flotación, análisis de curvas de permeabilidad relativa (Kre), curvas de presión capilar y técnica de imbibición (método popular, rápido y sencillo, pero su principal problema es que los ritmos de imbibición también dependen de Kre, viscosidad y TI).

Drenaje e Imbibición

El drenaje es el proceso por el cual la fase no mojante desplaza a la fase mojante del medio poroso. Es un proceso forzado (no espontáneo) debido a que las fuerzas capilares tienden a retener la fase mojante. Siempre existe una presión umbral asociada a las fuerzas capilares en los capilares de mayor diámetro.

La imbibición es el proceso espontáneo de desplazamiento de la fase no mojante por la fase mojante. No requiere fuerzas externas al sistema roca-fluidos, por lo que no existen presiones umbral.

Tensión Superficial

Las moléculas en el interior de un líquido están sometidas a fuerzas que interactúan en todas las direcciones, mientras que las de la superficie solo tienen tres componentes de fuerzas debido a la presión diferencial con el aire. La tensión superficial se asocia a la energía necesaria para aumentar la superficie por unidad de área.

Capilaridad

Es la tendencia de un líquido a absorberse en un tubo capilar (ejemplo: inyección de tinta de impresora).

Presión Capilar

Es la diferencia de presión entre la fase mojante y la no mojante a una condición de saturación determinada del sistema y en una historia de saturación predeterminada.

En una formación porosa con dos o más fluidos a la misma elevación, aunque estén en equilibrio, no se encuentran a la misma presión. Esto se debe a la diferente atracción entre la roca y cada fluido. Esta diferencia de presión entre dos fases en equilibrio se denomina presión capilar.