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INYECCIÓN CÍCLICA “Una Alternativa a la Recuperación Secundaria Convencional Jornadas de Producción y Recuperación Secundaria EOR Comodoro Rivadavia, Chubut Julieta Sanchez Diego Domínguez Mario Ottulich Diego Astengo Diego Leiguarda

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INYECCIÓN CÍCLICA

“Una Alternativa a la Recuperación Secundaria Convencional”

Jornadas de Producción y Recuperación Secundaria – EOR

Comodoro Rivadavia, Chubut

Julieta Sanchez

Diego Domínguez

Mario Ottulich

Diego Astengo

Diego Leiguarda

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1. Introducción

• Definición y Objetivo

• Condiciones de aplicación

• Fundamento teórico

• Beneficios potenciales

2. Desarrollo

• Pruebas de laboratorio

• Prueba de campo

o Por qué E-IV?

o Alternativas de implementación

o Estudio económico

o Estado actual

3. Conclusiones

Inyección Cíclica

Índice

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DEFINICIÓN

La inyección cíclica es una metodología que consiste en el

aprovechamiento tanto de los empujes viscosos como los

espontáneos en un proceso de recuperación secundaria.

OBJETIVO

Buscar un factor de recuperación final mayor, con menor

consumo de energía y optimizando instalaciones de inyección.

Introducción

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• Proyectos maduros, con el breakthrough largamente

superado.

• Presencia de heterogeneidades de permeabilidad en el

reservorio.

• Pozos productores con sistemas de extracción flexibles.

Introducción - Condiciones de Aplicación

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A mayores diferenciales de presión en el reservorio (altos caudales de inyección), las

fuerzas viscosas predominan por sobre las capilares. “A medida que estas últimas

se tornan despreciables, aumenta la eficiencia de desplazamiento del sistema”.

Dake “The first term is the slope of the

capillary pressure curve, and is always

negative…it can be seen that ∆Sw/∆x is

also negative. Therefore ∆Pc/∆x is

always possitive and cosequently the

presence of the capillary pressure

gradient term tends to increase the

fractional flow of water.”

Fundamento Teórico - Fuerzas Viscosas

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Profundidad Porosidad PermeabilidadPorosidad

@ NOBP

Swirr @

NOBP

Sro @

NOBP

Permeabilidad

Efectiva al

Petróleo

Permeabilidad

Efectiva al

Agua

Sro @

NOBP

Permeabilidad

Efectiva al

Agua

Sro @

NOBP

Permeabilidad

Efectiva al

Agua

[mbbp] [%] [mD] [%] [%] [%] [mD] [mD] [%] [mD] [%] [mD]

2-1-3P 1918.85 17.4 0.874 17.1 47.6 32.1 0.289 0.0106 30.2 0.0112 28.8 0.0134

2-3-13P 1920.68 21.3 1.22 21.0 45.5 29.7 0.606 0.0247 21.8 0.0271 19.9 0.0294

2-5-23P 1922.56 19.7 0.363 19.3 50.1 32.6 0.0136 0.000829

2-7-33´P 1924.57 21.3 0.210 21.1 52.7 29.9 0.152 0.00953 28.4 0.0106

2-9-43´P 1926.55 20.8 0.0745 20.6 56.5 34.3 0.0462 0.00393

3-2-8´P 1985.40 21.0 0.0658 20.7 53.1 21.9 0.0222 0.00284

Muestra

Condiciones STDQ Q x 2 Q x 4

Prueba de Laboratorio

Ensayos de producción (LCV): barrido de testigos rotados a diferentes caudales de

inyección, para representar el efecto de éste en la eficiencia de desplazamiento. A

diferencia de el enfoque capilar, en este caso los resultados indican que conviene

inyectar al máximo caudal posible para maximizar la recuperación.

Muestra 2-7-33/90ºProfundidad: 1904.34 mbbp Porosidad: 19.2 % Permeabilidad al Gas: 4.23 mD

NOBP: 3670 psi

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

0 5 10 15 20 25 30

VP Inyectados

% O

OIP

Q

Qx2

Qx4

Q/2

A medida que aumenta Q, las fuerzas capilares se tornan despreciables.

Fundamento Teórico - Fuerzas Viscosas

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Dos fluidos inmiscibles en contacto forman una interfase definida entre

ellos. Las moléculas próximas a ésta se atraen, generando

una energía libre por unidad de área, denominada

tensión interfacial (AT).

AT es la responsable de la fuerza capilar.

Fundamento Teórico - Fuerzas Capilares

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El efecto de las fuerzas capilares en el desplazamiento

de petróleo por agua, tratado por Buckley - Leverett, en

“Mechanism of Fluid Displacement in Sands”, 1942.

“…If the rate of production is such that the water table

rises slowly enough to permit the maintenance of

capillary equilibrium, the water saturation in the coarse

sand will gradually increase simultaneously with the

raise in the water table.”

“For this particular situation, it is evident that the

slower the rate of water advance, the higher the

recovery.”

Fundamento Teórico - Fuerzas Capilares

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Maximizar la recuperación final por Recuperación Secundaria

- Predominio de empujes viscosos

- Alta eficiencia de desplazamiento

Inyección Continúa Inyección Cíclica

Madurez del

Reservorio

- Suma de efectos capilares y viscosos.

- Alta eficiencia volumétrica.

Fundamento Teórico - Resumen

k = 100 md

k = 0.1 md

Inyección a alto caudal Zona de alta k barridaIntercambio por imbibición

Inyección a alto caudal

k = 100 md

k = 0.1 md

Inyección a alto caudal Zona de alta k barridaIntercambio por imbibición

Inyección a alto caudal

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• Incremento de la recuperación final, basado en una

mayor cobertura areal y vertical.

• Menor inyección y producción de agua (mejor RAP), lo

que significa un menor consumo de energía.

• Implementación de proyectos nuevos sin inyección ni

instalaciones adicionales.

Inyección Cíclica - Beneficios Potenciales

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Simulaciones físicas en celdas visuales con medios

porosos artificiales.

Comparativa entre metodología continua y cíclica, en

dos celdas de laboratorio con medio poroso de características similares.

CELDA KORO CICLICA CELDA GUANACO CONTINUA

Pruebas de Laboratorio

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COMPARACION KORO CICLICA vs GUANACO Cont A 25 ml/min

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

40.0%

50.0%

60.0%

70.0%

80.0%

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Agua Iny (VP)

FR % Koro CICLICA FR % Guanaco

COMPARACION KORO CICLICA vs GUANACO

0.01

0.10

1.00

10.00

100.00

0 20 40 60 80 100 120 140

Tiempo Minutos

Qo (ml/min) Ciclic Ql (ml/min) Ciclic Qo (ml/min) Ql (ml/min)

Pruebas de Laboratorio - Conclusiones

El petróleo Producido en la celda

cíclica fue 2.6% mayor que en la celda

continua.

Volumen total de agua inyectada en

celda cíclica 38% menor que en celda

continua.

El RAP acumulado en celda cíclica

5.56 y en celda continua 10.46

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CERRO DRAGON

Prueba de Campo - Selección del bloque

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Bloque Escorial IV

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Alto grado de madurez, con el BT largamente superado y un

volumen de agua inyectada superior a los 12 MOVs.

Reservorio con heterogeneidades de permeabilidad.

Pozos productores con sistemas de extracción flexibles.

Balance de agua adaptable.

qoP[m³/DC] qlP[m³/DC] qwiP[m³/DC]

1

10

100

1000

10000Iny Ciclica/Iny Ciclica - Inyectores

1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012

Prueba de Campo - Selección del bloque

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Alternativa 1: “Cierre por zonas”

Desventajas

Necesidad de adecuación en pozos de

alto caudal con sistemas de extracción de

BES.

Alto costo operativo.

PRIMER CICLO

SEGUNDO CICLO

Ventajas

Grupo reducido de productores

incrementando la frecuencia de controles.

Aprovechamiento de la distribución de

inyectores en los Manifolds/Satélite para

su cierre.

Análisis de Alternativas de Implementación

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Desventajas

Mayor número de pozos involucrados lo

que lleva a menos frecuencia de ensayo.

PRIMER CICLO

SEGUNDO CICLO

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PE-27PE-31

PE-37

PE-39

PE-40

PE-44

PE-46

PE-701

PE-702

PE-703

PE-705

PE-706

PE-708

PE-709

PE-711

PE-712

PE-713

PE-714

PE-715

PE-717

PE-718

PE-719

PE-721 PE-722

PE-724

PE-725

PE-726

PE-727

PE-728

PE-731

PE-733

PE-734

PE-736

PE-739

PE-740

PE-741

PE-802

PE-803

PE-804

PE-806

PE-809

PE-810

PE-813

PE-814

PE-815

PE-818

PE-820

PE-821

PE-823

PE-824

PE-825

PE-830

PE-831

PE-835

PE-836

PE-846

PE-847

PE-855

PE-863

LOCPE-11

LOCPE-18

LOCPE-32

PE-862

PE-871

PE-873

PE-875

PE-874

PE-881

PE-878

PE-880

PE-883

PE-834PE-833

PE-892

PE-899

Ventajas

Menor necesidad de adecuación en

pozos productores por aporte de

inyectores de otras mallas.

Menor costo operativo.

Alternativa 2: “Cierre tipo Spot”

Análisis de Alternativas de Implementación

Page 17: INYECCIÓN CÍCLICA - IAPG - Instituto Argentino del ... · se tornan despreciables, aumenta la eficiencia de desplazamiento del sistema”. Dake “The first term is the slope of

Desventajas

Mayor número de pozos

involucrados lo que lleva a

menos frecuencia de ensayo.

Alto requerimiento y costo de

equipos de WL-SL.

Ventajas

Posibilidad de elegir las arenas más

barridas para cerrar, si necesidad de

cerrar todo el pozo.

Menor costo operativo por no cerrar

totalmente la inyección. PE-2

PE-5

PE-6

PE-8

PE-9

PE-10

PE-12

PE-16

PE-17

PE-19

PE-22

PE-25

PE-27PE-31

PE-37

PE-39

PE-40

PE-44

PE-46

PE-701

PE-702

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PE-705

PE-706

PE-708

PE-709

PE-711

PE-712

PE-713

PE-714

PE-715

PE-717

PE-718

PE-719

PE-721 PE-722

PE-724

PE-725

PE-726

PE-727

PE-728

PE-731

PE-733

PE-734

PE-736

PE-739

PE-740

PE-741

PE-802

PE-803

PE-804

PE-806

PE-809

PE-810

PE-813

PE-814

PE-815

PE-818

PE-820

PE-821

PE-823

PE-824

PE-825

PE-830

PE-831

PE-835

PE-836

PE-846

PE-847

PE-855

PE-863

LOCPE-11

LOCPE-18

LOCPE-32

PE-862

PE-871

PE-873

PE-875

PE-874

PE-881

PE-878

PE-880

PE-883

PE-834PE-833

PE-892

PE-899

M1 H-10 / H-9a 50 H-9b 40 J-14 30 J-14 20 H-4 / H-9 / J-14 80 J-14 20

M2 H-4 60 H-4 30 H-4 30 H-9 25 G-10 30 H-4 0

M3 G-7 / G-10 30 G-10 25 G-7 / G-9 / G-10 75 H-4 35 F-5A 20 G-10 25

M4 F-5 30 F-5 40 F-9 20 G-10 15 F-5A 30

M5 D-13 / E-5 TC F-3 30 F-8c 30 F-3 60 E-10 25

M6 F-6 20 E-10 TC

M7 F-5A 25 E-5 TC

M8 E-10 25

N° de Mov

Días de

Equipo432

PE-734PE-728

323

PE-718PE-705 PE-740

2 3 3 322

PE-44

Alternativa 3: “Cierre por Capas”

Análisis de Alternativas de Implementación

Page 18: INYECCIÓN CÍCLICA - IAPG - Instituto Argentino del ... · se tornan despreciables, aumenta la eficiencia de desplazamiento del sistema”. Dake “The first term is the slope of

ALTERNATIVA 1 ALTERNATIVA 2 ALTERNATIVA 3

Intervenciones PU

Cambio de ESP 6 (Adec)+ 2 (Opti) 2 3 a 4

Costo de ESP + PU 100% 25% 38%

Intervenciones

WL/SL

Cantidad 5 4 9

Movimientos de

válvulas0 0 17

Costo 100% 80% 584%

Costo Total 100% 26% 45%

Recursos

Necesarios

> 8 Int de PU

> 5 Int de WL/SL

> 2 Int de PU

> 4 Int de WL/SL

> 8 Int de PU

> 9 Int de WL/SL

PE-2

PE-5

PE-6

PE-8

PE-9

PE-10

PE-12

PE-16

PE-17

PE-19

PE-22

PE-25

PE-27PE-31

PE-37

PE-39

PE-40

PE-44

PE-46

PE-701

PE-702

PE-703

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PE-708

PE-709

PE-711

PE-712

PE-713

PE-714

PE-715

PE-717

PE-718

PE-719

PE-721 PE-722

PE-724

PE-725

PE-726

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PE-728

PE-731

PE-733

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PE-740

PE-741

PE-802

PE-803

PE-804

PE-806

PE-809

PE-810

PE-813

PE-814

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PE-818

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PE-821

PE-823

PE-824

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PE-830

PE-831

PE-835

PE-836

PE-846

PE-847

PE-855

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LOCPE-11

LOCPE-18

LOCPE-32

PE-862

PE-871

PE-873

PE-875

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PE-878

PE-880

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PE-834PE-833

PE-892

PE-899

PE-2

PE-5

PE-6

PE-8

PE-9

PE-10

PE-12

PE-16

PE-17

PE-19

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PE-25

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PE-37

PE-39

PE-40

PE-44

PE-46

PE-701

PE-702

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PE-705

PE-706

PE-708

PE-709

PE-711

PE-712

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PE-721 PE-722

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PE-2

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PE-741

PE-802

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LOCPE-11

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PE-834PE-833

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PE-899

PE-2

PE-5

PE-6

PE-8

PE-9

PE-10

PE-12

PE-16

PE-17

PE-19

PE-22

PE-25

PE-27PE-31

PE-37

PE-39

PE-40

PE-44

PE-46

PE-701

PE-702

PE-703

PE-705

PE-706

PE-708

PE-709

PE-711

PE-712

PE-713

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PE-718

PE-719

PE-721 PE-722

PE-724

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PE-802

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LOCPE-11

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PE-871

PE-873

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PE-878

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PE-883

PE-834PE-833

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PE-899

PE-2

PE-5

PE-6

PE-8

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PE-10

PE-12

PE-16

PE-17

PE-19

PE-22

PE-25

PE-27PE-31

PE-37

PE-39

PE-40

PE-44

PE-46

PE-701

PE-702

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PE-706

PE-708

PE-709

PE-711

PE-712

PE-713

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PE-718

PE-719

PE-721 PE-722

PE-724

PE-725

PE-726

PE-727

PE-728

PE-731

PE-733

PE-734

PE-736

PE-739

PE-740

PE-741

PE-802

PE-803

PE-804

PE-806

PE-809

PE-810

PE-813

PE-814

PE-815

PE-818

PE-820

PE-821

PE-823

PE-824

PE-825

PE-830

PE-831

PE-835

PE-836

PE-846

PE-847

PE-855

PE-863

LOCPE-11

LOCPE-18

LOCPE-32

PE-862

PE-871

PE-873

PE-875

PE-874

PE-881

PE-878

PE-880

PE-883

PE-834PE-833

PE-892

PE-899

Análisis de Alternativas de Implementación

Comparación Económica

Page 19: INYECCIÓN CÍCLICA - IAPG - Instituto Argentino del ... · se tornan despreciables, aumenta la eficiencia de desplazamiento del sistema”. Dake “The first term is the slope of

Estado Actual - Bloque Escorial IV

Conclusiones

Finales

Definición de

Curvas Base

Proceso de Implementación

Primer

Ciclo

Segundo

Ciclo

Tercer

Ciclo

Cuarto

Ciclo

04/2012 09/2012 04/2013 09/2013 04/2014

PE-2

PE-5

PE-6

PE-8

PE-9

PE-10

PE-12

PE-16

PE-17

PE-19

PE-22

PE-25

PE-27PE-31

PE-37

PE-39

PE-40

PE-44

PE-46

PE-701

PE-702

PE-703

PE-705

PE-706

PE-708

PE-709

PE-711

PE-712

PE-713

PE-714

PE-715

PE-717

PE-718

PE-719

PE-721 PE-722

PE-724

PE-725

PE-726

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PE-728

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PE-740

PE-741

PE-802

PE-803

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PE-806

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PE-810

PE-813

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PE-818

PE-820

PE-821

PE-823

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PE-825

PE-830

PE-831

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PE-863

LOCPE-11

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LOCPE-32

PE-862

PE-871

PE-873

PE-875

PE-874

PE-881

PE-878

PE-880

PE-883

PE-834PE-833

PE-892

PE-899

PE-2

PE-5

PE-6

PE-8

PE-9

PE-10

PE-12

PE-16

PE-17

PE-19

PE-22

PE-25

PE-27PE-31

PE-37

PE-39

PE-40

PE-44

PE-46

PE-701

PE-702

PE-703

PE-705

PE-706

PE-708

PE-709

PE-711

PE-712

PE-713

PE-714

PE-715

PE-717

PE-718

PE-719

PE-721 PE-722

PE-724

PE-725

PE-726

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PE-728

PE-731

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PE-734

PE-736

PE-739

PE-740

PE-741

PE-802

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PE-806

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PE-810

PE-813

PE-814

PE-815

PE-818

PE-820

PE-821

PE-823

PE-824

PE-825

PE-830

PE-831

PE-835

PE-836

PE-846

PE-847

PE-855

PE-863

LOCPE-11

LOCPE-18

LOCPE-32

PE-862

PE-871

PE-873

PE-875

PE-874

PE-881

PE-878

PE-880

PE-883

PE-834PE-833

PE-892

PE-899

A 3 meses del Cierre de Inyección:

17.5% menos de agua producida

1.7% más de petróleo producido

10.6% menos de potencia consumida por pozo

41.5 41.539.6

23 23

18

42.24

21

984.1 984.1

812.21875.2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

15/02/2012 01/03/2012 16/03/2012 31/03/2012 15/04/2012 30/04/2012 15/05/2012 30/05/2012 14/06/2012

0

200

400

600

800

1000

1200

Seco

RAP

Fluido

Page 20: INYECCIÓN CÍCLICA - IAPG - Instituto Argentino del ... · se tornan despreciables, aumenta la eficiencia de desplazamiento del sistema”. Dake “The first term is the slope of

Conclusiones

• La Inyección Cíclica rompe el paradigma, que para aprovechar los

empujes capilares en un proceso de recuperación secundaria, es

necesario resignar parte de los beneficios del empuje viscoso.

• Aplicando esta metodología en celdas visuales observamos una

reducción del petróleo residual mayor al 2%, inyectando un 38%

menos de agua, en el mismo período de tiempo.

• Prueba de campo acompaña las conclusiones de laboratorio, ya que

luego de 120 días de cierre de la inyección, se observa disminución

de 5 puntos en el RAP y un leve incremento en el caudal de

petróleo producido.