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8/17/2019 U1_02_Simulacion Numerica de Yacimientos
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N @ P l u
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INTRODUCCION A LA
SIMULACION
INTRODUCCION A LAINTRODUCCION A LA
SIMULACIONSIMULACION
Ing. Nelson Cabrera Maráz, [email protected]
UAGRM-INGPET
N@Plus 2016
Simulación Matemática de ReservoriosSimulación Matemática de Reservorios
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Agenda Semestre I/2014Agenda Semestre I/2014
Introducci Introducci ó ó n a la Ingenier n a la Ingenier í í a de Yacimientos a de Yacimientos
Conceptos B Conceptos B á á sicos sicos
Simulaci Simulaci ó ó n Numn Numé é rica de Yacimientos rica de Yacimientos Aplicaciones de la Simulaci Aplicaciones de la Simulaci ó ó nn
Etapas o Fases de la Simulaci Etapas o Fases de la Simulaci ó ó nn
Valor de la Simulaci Valor de la Simulaci ó ó nn
Costo de la Simulaci Costo de la Simulaci ó ó nn
Modelos de Simulación yLabora to r io
Modelos de Simul ación yLabora to r io
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Porque la industria petrolera es un NEGOCIO RIESGOSO ? Porque la industria petrolera es un NEGOCIO RIESGOSO ?
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Visión General de la cadena productiva
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Las industrias: Petrolera, Química y Petroquímica
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Extracción, Transformación y Agregación
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Proceso integrado de decisión E P
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Condiciones econCondiciones econó ó micas durante la vida del campo micas durante la vida del campo
ExploraciExploracióónn DelineaciDelineacióónn DesarrolloDesarrollo MadurezMadurez
Para desarrollos modernos, la finalidad es iniciar la producci iniciar la producci ó ó nn
r r á á pidamente a un costo bajo y mantener niveles altos depidamente a un costo bajo y mantener niveles altos deproducci producci ó ó nn hasta alcanzar o aproximarse al limite económicoestablecido para el campo.
Maximizar ProducciMaximizar Produccióónn
Maximizar RecuperaciMaximizar Recuperacióónn
Acelerar ProducciAcelerar Produccióónn
Diferir AbandonoDiferir AbandonoMinimizar CostosMinimizar CostosOperativosOperativos
MinimizarMinimizar
InversionesInversiones
Desarrollo TradicionalDesarrollo Tradicional OptimizaciOptimizacióón Reservoriosn Reservorios
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Un Cash Flow típico de un Proyecto E P
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Ciclo de vida y típico cash flow acumulado
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Inversiones y gastos en la exploración
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Visi Visi ó ó n del Negocio Petrolero n del Negocio Petrolero
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Introducci Introducci ó ó n a la Ingenier n a la Ingenier í í a de Reservorios a de Reservorios
LaLa funci funci ó ó n del Ingeniero de Yacimientos n del Ingeniero de Yacimientos es PREDECIR la recuperaci es PREDECIR la recuperaci ó ó n finaln final
( ( ultimateultimate recovery recovery ) y el comportamiento) y el comportamientofuturo considerando diferentesfuturo considerando diferentesmecanismos y mmecanismos y mé é todos de recuperaci todos de recuperaci ó ó n.n.
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Alcances de la Ingenier Alcances de la Ingenier íía de Yacimientosa de Yacimientos
-- EstimaciEstimacióón de voln de volúúmenes y reservas demenes y reservas de
hidrocarburoshidrocarburos-- DelimitaciDelimitacióón de estructurasn de estructuras
-- CaracterizaciCaracterizacióónn
--
Programas de desarrolloProgramas de desarrollo
-- AnAnáálisis de alternativas de explotacilisis de alternativas de explotacióón den de
yacimientosyacimientos
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Ret os t ecnol Ret os t ecnol ó ógi cos en la expl or aci gi cos en la expl or aci ó ón y expl o t aci n y expl o t aci ó ón n
EVALUACION
DEL POTENCIAL
PETROLERO
EVALUACION
DEL POTENCIAL
PETROLERO
INCORPORACIONDE RESERVAS
INCORPORACIONDE RESERVAS
DELIMITACION Y
CARACTERIZACIONINICIAL DEL
YACIMIENTO
DELIMITACION Y
CARACTERIZACIONINICIAL DEL
YACIMIENTO
DESARROLLODE CAMPOS
DESARROLLODE CAMPOS
EXPLOTACIONDE CAMPOS
EXPLOTACIONDE CAMPOS ABANDONO ABANDONO ABANDONO
ESTUDIOS INTEGRALES DE CUENCAS-PLAYS ESTUDIOS INTEGRALES DE CUENCAS-PLAYS
ESTUDIOS INTEGRALES DE YACIMIENTOSESTUDIOS INTEGRALES DE YACIMIENTOS
ASEGURAMIENTO DEL FLUJO ASEGURAMIENTO DEL FLUJO
CONTROL DE AGUA CONTROL DE AGUA
DESARROLLO DE CAMPOSDESARROLLO DE CAMPOS
Simulaci Simulaci ó ón de Reser vor i os n de Reser vor i os
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Actividades de Exploraci Actividades de Exploracióón y Produccin y Produccióónn
Simulaci Simulaci ó ón de Reser vor i os n de Reser vor i os
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OptimizaciOptimizacióón Integrada de Yacimientosn Integrada de Yacimientos
Simulaci Simulaci ó ón de Reser vor i os n de Reser vor i os
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La explotaciLa explotacióón de yacimientosn de yacimientos
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Introducci Introducci ó ó nnSimulaci Simulaci ó ó n de Yacimientos n de Yacimientos
Fundamentos Fundamentos
Simulaci Simulaci ó ó n Numn Numé é rica rica
Modelo de Simulaci Modelo de Simulaci ó ó nn
Concept os Claves de Simulación Concept os Claves de Simulación
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SIMULACIÓNf. Acción y efecto de simular (fingir,imitar o representar).
Inf. Técnica consistente en laejecución en computadora de un
programa que representa ciertas
condiciones, con el objeto deestudiar un modelo complicado,
ejercitar a un operador u otrospropósitos..
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Introducci Introducci ó ó n n
El objetivo central de la ingeniería de
yacimientos es tratar de predecir las tasas de
producción de los pozos, con el objetivo de
hacer una estimación de las reservas del
yacimiento .
Un estudio de simulación demanda el manejo y
análisis de datos que dependen de variasdisciplinas; Geología, Petrofísica, Yacimientos y
Producción.
Es importante destacar que la simulación deyacimientos es mucho mas relevante para casos
de estudios de complejos de yacimientos .
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Introducci Introducci ó ó n n
La simulación del comportamiento de un yacimientopetrolero, se refiere a la construcción y operación de un
modelo, el cual supone la apariencia real del
comportamiento del yacimiento. El modelo como tal
puede ser físico (modelado de laboratorio) omatemático.
Aunque el modelo como tal, obviamente esté lejos de la
realidad del petróleo y el gas del campo, el
comportamiento de un modelo valido simula ese
comportamiento del campo.
El propósito de la simulación, es estimar el desarrollo
del campo bajo una variedad de esquemas deproducción . El modelo desarrollado bajo distintas
condiciones de producción, ayuda a la selección de un
conjunto optimo de condiciones de producción para el
yacimiento.
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Simulaci Simulaci ó ó n den de Yacimientos Yacimientos ……
La simulación de yacimientos es la forma demodelaje numérico el cual es usado para
interpretar y cuantificar fenómenos físicos, con
la habilidad de extender sus resultados a la
predicción del posible comportamiento futuro de
los yacimientos. El proceso incluye la división del
yacimiento en una serie de unidades discretas en
tres dimensiones y el modelaje de la evolución delas propiedades del yacimiento y los fluidos a
través del tiempo y el espacio por medio de una
serie de pasos discretos.
La ecuación que modela el flujo a través de cada
celda y paso del tiempo es una combinación de la
ley de Darcy y la ecuación de Balance de
Materiales.
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Simulaci Simulaci ó ó n den de Yacimientos Yacimientos ……
Simulaci Simulaci ó ó n n , es la posibilidad de imitar problemasreales y permitir el análisis de estos a medida que
varían las condiciones del entorno.
La simulación nace en el instante en el cual las
ecuaciones no son capaces de adaptarse a unmodelo real.
La simulación de yacimientos combina la física,
matemática, ingeniería de reservorios y
programación de computadoras para desarrollar una
herramienta para predecir el comportamiento de un
reservorio de hidrocarburos bajo varias condiciones
operacionales.El objetivo de la simulación es básicamente el
comportamiento de un sistema en presencia de
diversas situaciones.
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PorquePorque Simular Simular ……
. Predecir el cashflow e impacto en la compañía
. Administrar el reservorio: Coordinar el manejo de las
actividades del reservorio
. Evaluar el comportamiento del proyecto
. Modelar la sensibilidad de los datos estimados
. Determinar la necesidad de nuevos datos
. Estimar la vida de proyecto
. Predecir la recuperación frente al tiempo
. Comparar los diferentes procesos de recuperación
. Elaborar el plan de desarrollo y cambios
operacionales. Seleccionar y optimizar el diseño del proyecto
. Maximizar la recuperación económica.
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Que es la Simulaci Que es la Simulaci ó ó n de Yacimientos n de Yacimientos
- Una mezcla de: Ingeniería, Física, Química, Matemáticas,Análisis Numérico, Programación de computadoras, y
Experiencia y practica en ingeniería.
-- Técnica poderosa para la administración de reservorios: Para
predecir el comportamiento del reservorio bajo una variedad decondiciones operacionales. Estas predicciones pueden
resolver el diseño, los problemas de operación y solucionar los
problemas durante toda la vida del reservorio.
- Un simulador numérico de reservorio: Un programa de
computación (o suite) que soluciona las ecuaciones para el flujode calor y masa en un medio poroso, sujeto a las condiciones
iniciales del contorno.
- El Numero y tipo de ecuaciones para la solución, que depende
de: Características geológicas del reservorio, característicasde los fluidos insitu y Procesos de recuperación que serán
modelados.
- Dos partes claves: Algoritmo y programa de computación.
…
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Que es la Simulaci Que es la Simulaci ó ó n den de Yacimientos Yacimientos ……
Conceptos:
- Tener una fotografía del reservorio
- Colocar en esta fotografía un sistema de grilla
- Escribir el balance de masa para cada bloque de lacuadricula
- El software genera un sistema de ecuaciones no
lineales
- A continuación el software “lineariza” estas
ecuaciones y resuelve para las incógnitas.
- El software verifica por la convergencia y se
retroalimenta o intenta nuevamente.
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Obj et i vos de la Simulaci Obj et i vos de la Simulaci ó ónn
• Petróleo Original en sitio
• Almacenamiento de gas• Esquemas de producción
• Estudios de pozos
• Parámetros económicos• Optimización de los sistemas petroleros
• Movimiento de fluidos en el reservorio
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Administ r ar el Reser vor i o Administ r ar el Reser vor i o
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Administrar el Reservorio Administrar el Reservorio ……
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Administrar el Reservorio Administrar el Reservorio ……
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Administrar el Reservorio Administrar el Reservorio ……
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F d t d l Si l iFundamentos de la Simulacióón
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Fundamentos de la Simulaci Fundamentos de la Simulaci ó ó n n
La metodología general de solución
- El yacimiento es dividido en celdas
- Los datos deben ser suministrados para cada
una de las celdas
- Los pozos deben colocarse dentro de las
celdas
- La tasa de producción por pozo requerida esespecificada como función del tiempo
- Las ecuaciones son resueltas para generar la
distribución de saturación y presiones paracada bloque así como la producción por cada
fase y pozo.
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Fundamentos de la Simulaci Fundamentos de la Simulaci ó ó n n
Ecuaciones
El proceso total de la simulación,
involucra el ajuste de:- Visión general del proceso
- Ley de Darcy- Conservación de la masa
- Flujo de tres fases
- Ecuación de presión- Ecuación de saturación
Fundamentos de la SimulaciFundamentos de la Simulacióónn
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Fundamentos de la Simulaci Fundamentos de la Simulaci ó ó n n
Requerimientos de datos de
entrada:
- Descripción del yacimiento
- Propiedades del yacimiento- Relación de interacción de
fuerzas entre rocas y fluidos
- Datos de los pozos
Si l iSi l ióó NN éé i d Y i i ti d Y i i t
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Simulaci Simulaci ó ó n Num n Num é é rica de Yacimientos rica de Yacimientos
La simulación numérica de yacimientos es la herramientamatemática y computacional utilizada para: Describir el flujoDescribir el flujo
de fluidos, Predecir comportamientos y Administrar elde fluidos, Predecir comportamientos y Administrar el
reservorio.reservorio.
La simulación numérica es actualmente la herramienta mas
utilizada para estimar reservas de hidrocarburos y
determinar los métodos a usar para optimizar el recobro de
hidrocarburos de un yacimiento. Esta consiste en laconstrucción y operación de un modelo numérico, cuyo
comportamiento reproduzca las condiciones del yacimiento.
Para cualquier propósito, un modelo matem un modelo matem á á tico de untico de unsistema f sistema f í í sico es un conjunto de ecuaciones desico es un conjunto de ecuaciones de
conservaci conservaci ó ó n de masa y/o energ n de masa y/o energ í í a que describena que describen
adecuadamente los procesos de flujo y comportamiento deadecuadamente los procesos de flujo y comportamiento de
fases que tienen lugar en el yacimiento fases que tienen lugar en el yacimiento .
Simulador NumSimulador Numééricorico
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Simulador Num Simulador Num é é rico rico
Un simulador es un resolvedor de las
ecuaciones que gobiernan el movimiento de
los fluidos dentro del reservorio, por lo que
puede utilizarse para analizar problemas deproducción, tales como la conificación y la
canalización del agua y del gas, la optimización
de gas-lift y el diseño optimo de las tuberías.
IMPORTANTE, los simuladores son
herramientas, por lo que se necesita del juicio de los ingenieros para la
interpretación de los resultados.
Simulador NumSimulador Numééricorico
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Simulador Num Simulador Num é é rico rico
Un simulador de yacimientos puede ser definido como unconjunto de programas de computación que, mediante
algoritmos apropiados, resuelve numéricamente las ecuaciones
del modelo matemático que representan el yacimiento y obtiene
soluciones aproximadas de tales ecuaciones.Los simuladores son un conjunto de programas de computación,
que usan métodos numéricos para obtener una solución
aproximada del modelo matemático. Estos modelos de
simulación poseen un conjunto de ecuaciones diferenciales
parciales, las cuales son resueltas usando diferencias finitas,
transformando así la ecuación diferencial continua a una forma
discreta para tiempo y espacio. En dichos prototipos las
regiones del yacimiento son subdivididas en elementos o
bloques mallados, donde cada una de las celdas que constituyenla malla de simulación, poseen propiedades roca-fluidos
particulares, y la solución del sistema de ecuaciones de flujo es
obtenida para cada bloque del mallado.
Utilidad de un Simulador NumUtilidad de un Simulador Numééricorico
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Utilidad de un Simulador Num Utilidad de un Simulador Num é é rico rico
Con la simulaci Con la simulaci ó ó n de un yacimiento, es posible n de un yacimiento, es posible :- Determinar el comportamiento de un campo petrolero
sometido a inyección de agua o gas, o bajo condiciones de
depleción natural.
- Se puede tomar decisión, si, inyectar agua por los flancoscomo oposición, a la inyección por patrón.
- Se puede determinar, el efecto de la localización de los
pozos, y el espaciamiento.
- Se puede determinar, el efecto de las tasas de producciónen el recobro.
- Se puede calcular la deliberabilidad total, del gas del
campo para un numero determinado de pozos en ciertas
localizaciones especificadas.- Se puede determinar al menos el drenaje del gas y el
petróleo de un campo heterogéneo.
- Calcular a lo largo del tiempo: Presiones, Saturaciones y
Comportamiento de los pozos.
Usos de un Simulador NumUsos de un Simulador Numééricorico
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Usos de un Simulador Num Usos de un Simulador Num é é rico rico
- No existe otra manera de resolver el problema
- Mas barato y viable que otros métodos
- Complemento de las técnicas tradicionales
- Aumento de la rentabilidad mediante la gestiónmejorada del reservorio.
- Evaluar los riesgos técnicos y económicos a través
de estudios de sensibilidad.
- Mejorar la credibilidad con terceros
- Predecir las consecuencias de las decisiones de
gestión y desarrollo del reservorio.
- Establecer los meritos relativos de estrategiasalternativas de operación.
- Resolver conflictos de arbitraje y utilización
- Monitorear el comportamiento del reservorio
Usos de un Simulador NumUsos de un Simulador Numééricorico
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Usos de un Simulador Num Usos de un Simulador Num é é ricorico ……
- Responder a las regulaciones de seguridad y
preocupaciones medioambientales.
- Mejorar las comunicaciones entre las partes
interesadas- Entrenar a los ingenieros y operadores
- Elegir el esquema optimo de EOR para el reservorio
- Evaluar los impactos del cambio de esquemas EOR
- Establecer la necesidad de datos durante las etapasde desarrollo del campo
- Evaluar los impactos de las suposiciones en el
análisis de las pruebas de pozo.
- Optimizar las ubicaciones y terminaciones de pozos.- Evaluar las posibles ventajas de pozos horizontales y
multilaterales.
- Solución de problemas
DiseDiseñño del modelo de simulacio del modelo de simulacióónn
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Dise Dise ñ ñ o del modelo de simulaci o del modelo de simulaci ó ó n n
El modelo de simulaciEl modelo de simulacióónnEl éxito del proceso de simulación y la veracidad de las
predicciones futuras depende directamente del modelo de
simulación, dicho modelo debe ser capaz de reproducir
con la mayor fidelidad posible la historia de producción
presente en el área a simular. La correcta comprensión de
los datos disponibles, la incertidumbre asociada y sus
alcances es vital para la construcción del modelo.
Puntos que generan divergencias entre la realidad y el
modelo de simulación:
- Escasez de datos disponible
- Incertidumbre en las mediciones realizadas
- Complejidad de los yacimientos (heterogeneidad)
- Mecanismos de empujes desconocidos
- Representación de un modelo continuo por medio de un
modelo numérico discreto.
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Planificaci Planificaci ó ó n de escenarios de desarrollo n de escenarios de desarrollo
Esquemas de producci Esquemas de producci ó ó n y distribuci n y distribuci ó ó nn
Estimaci Estimaci ó ó n de Reservas n de Reservas Seguimiento de yacimiento Seguimiento de yacimiento
DiseDiseñño del modelo de Simulaci o del modelo de Simulaci ó ó nn
Apl i caci ones de laSimulación de Yacimi ent os Apl i caci ones de laSimulación de Yacimi ent os
INTRODUCCIONINTRODUCCION
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INTRODUCCION INTRODUCCION
Con respecto a un yacimiento en particular, la función delingeniero de yacimientos es predecir la recuperación final(ultimate recovery) y el comportamiento futuro considerandodiferentes mecanismos de recuperación y métodos dedesarrollo.
La simulación numérica presenta una formulación rigurosadel sistema físico a ser modelado:
- Propiedades variables de la roca
- Propiedades del fluido versus la presión
- Balance de materiales- Ecuaciones de flujo en el medio poroso
- Presión Capilar
Estas ecuaciones matemáticas pueden ser manipuladaspara obtener los complicados fenómenos del yacimiento queserán estudiados. Algunas de estas relaciones matemáticasson no-lineales o ecuaciones diferenciales parciales quepueden ser solo resueltas por un programa de computación.
Razones para efectuar una simulaci Razones para efectuar una simulaci ó ó n n
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1) Estudiar la recuperación final primaria y su comportamiento bajodiferentes modos de operación tales como depleción natural,
inyección de agua y/o gas.
2) El tiempo en el cual debe iniciarse un proceso de recuperación
mejorada a fin de maximizar la recuperación así como el tipo depatrón que debe ser usado.
3) El tipo de proceso de recuperación mejorada mas apropiado y
cual será la recuperación final y el comportamiento con el proceso
elegido.
4) Investigar los efectos de nuevas ubicaciones y espaciamientos
de pozos.
5) Analizar el efecto de las tasas de producción sobre larecuperación.
6) Analizar que tipos de datos tienen el mayor efecto sobre la
recuperación y por lo tanto los que deben ser estudiados
cuidadosamente con experimentos físicos de laboratorio.
Uso de la simulaci Uso de la simulaci ó ó n n
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Aplicaciones de la Simulaci Aplicaciones de la Simulaci ó ó n n
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PLANIFICACION DE ESCENARIOS DE DESARROLLO
La planificación de los escenarios incluye los pasos que se
deben ejecutar para obtener las reservas del yacimiento.
Los estudios de simulación de yacimientos se puedenconducir desde una etapa muy temprana del desarrollo, como
una continuación de las aplicaciones de las técnicas clásicas
sencillas.
En la medida en que la planificación del desarrollo progresa,se van utilizando o construyendo modelos mas complicados.
La incorporación de nueva información conduce a tomar
mejores decisiones para determinar y cuantificar laincertidumbre de los parámetros claves de los yacimientos.
Estos modelos serán extremadamente útiles al modificar los
esquemas de desarrollo si así lo demandan las nuevas
condiciones.
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Etapa inicialtapa inicial
La simulación de yacimiento puede ser aplicada en la etapa de exploración
de un campo que se desea explotar o en cualquier etapa, en la vida
temprana, media o tardía del campo. Hay claramente las diferencias en un
estudio o análisis de los resultados realizado en la etapa exploratoria oinicial de un yacimiento y un estudio realizado sobre un campo
desarrollado.
Etapa inicial Etapa inicial : en esta etapa, la simulación de yacimiento será un
instrumento que puede ser usado para diseñar el plan de desarrollo totaldel campo en términos de los parámetros siguientes:
- Plan de recuperación del yacimiento, por agotamiento natural, empuje de
agua, inyección de gas, etc.
- Instalación requerida para desarrollar el campo, una plataforma, un
desarrollo submarino, etc.- Las capacidades de subinstalaciones de planta como compresores para
inyección, capacidad de separación de petróleo, agua y de gas.
- El número, ubicaciones y tipos de pozos (vertical, inclinado o horizontal)
en el campo.
- El programa de perforación del pozo y de alta eficiencia.
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Etapa inicial Etapa inicial Es durante la etapa de inicial que mucho de los más grandes o máscostosas decisiones de la inversión son hechas. Por lo tanto, este
es el tiempo más prudente para tener las predicciones exactas del
comportamiento futuro del yacimiento. Pero, es en este tiempo
cuando tenemos la menor parte de cantidad de datos y, desdeluego, muy poca o ninguna historia de comportamiento del campo.
Por lo tanto, parece que la simulación de yacimiento tiene una
debilidad; en la etapa inicial es cuando se tiene la menor parte de
datos para trabajar y de ahí por lo general se harán laspredicciones futuras.
Si los rasgos principales del modelo de yacimiento al inicio en el
campo, es incorrecto, entonces las predicciones hechas no serán
reales.
En tales casos, todavía un modelo de simulación puede ser capazde construir una serie de modelos de yacimiento posibles, que
tendrán incertidumbres. Controlando predicciones avanzadas
sobre esta gama de casos, podemos generar una extensión de
futuros casos de comportamiento del campo.
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Durante la etapa de desarrollo
urante la etapa de desarrollo
En esta etapa, la simulación de yacimiento es un instrumento que
permite al ingeniero de planificar y evaluar futuras opciones de
desarrollo para el campo. Esto es un proceso que puede ser hecho en
una base continuamente puesta al día.
La diferencia principal entre esta etapa es que el ingeniero ahora tiene
alguna historia de producción del campo, presiones, el petróleo
acumulado, cortes de agua (tanto de todo el campo como para pozos
individuales), además teniendo alguna idea de si los pozos están en lacomunicación y posiblemente algunos registros de producción.
El modelo de simulación de yacimiento inicial para el campo
probablemente encontrado siempre tendrá errores, y que por lo tanto
habrán fallas en algunos aspectos de sus predicciones decomportamiento de yacimiento. Y es por eso que en esta etapa se
pueden establecer y tomar mejores decisiones de acuerdo a las
predicciones actuales hechas, y así explotar óptimamente el campo en
el futuro.
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Durante la etapa de desarrolloDurante la etapa de desarrollo ……
Si el modelo inicial resulta ser incorrecto, esto no invalida lo
hecho en la simulación del yacimiento. En esta etapa de
desarrollo, las actividades de simulación típicas son:
- Desechar o modificar la información no correcta para obtenerun mejor modelo de yacimiento y usarlo para la futura predicción
del comportamiento del campo con los nuevos datos.
- Utilización de la nueva historia para redefinir la estrategia de
desarrollo del campo.
- Puede ser necesaria revisar varios datos del campo después
de algún período de producción aunque esto típicamente
implique una revisión completa de datos geológicos y petrofísica
antes de un nuevo estudio de simulación.
- Los mecanismos de recuperación de yacimiento pueden serrevisados usando con cuidado la historia en el modelo de
simulación, podemos desear determinar la importancia de
gravedad en el mecanismo de recuperación de yacimiento.
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Durante la etapa de desarrolloDurante la etapa de desarrollo ……
Etapa final del campo: definimos esta etapa como el cierre deproducción de campo antes del abandono. Una pregunta surge aquí en
cuanto a si el campo tiene la importancia suficientemente económica para
merecer un estudio de simulación en esta etapa.
Hay dos motivos por qué podemos querer realizar una simulación en esta
etapa en la vida del campo. En primer lugar , podemos desarrollar una
nueva estrategia de desarrollo que dará el campo un mayor recobro y lo
mantendrá siendo económicamente atractivo durante unos años más.
En segundo lugar , el costo de abandono del campo puede ser alto por lo
cual lo más correcto seria ampliar la vida del campo. Esto puede justificar
un tardío estudio de simulación. Sin embargo, no hay ningunas reglasgenerales pues en general dependen de los factores locales técnicos y
económicos. En algunos países puede haber regulaciones que requiere
que una compañía petrolera realice la simulación de yacimiento como
parte de la gerencia de los yacimientos donde se encuentran trabajando.
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PRONOSTICOS DE PRODUCCION
Hacer pronósticos de producción usualmente es la faseconcluyente de un estudio integrado de yacimientos. En suesencia, el objetivo de este tipo de trabajo es visualizar elcomportamiento futuro del campo bajo diferentes
estrategias de explotación y generar perfiles de producciónnecesarios para la evaluación económica del proyecto .
Todos los esfuerzos del equipo integrado, en términos de lacaracterización y simulación de yacimiento, convergen enesta fase del estudio, donde la mas prometedora estrategia
de explotación debe ser analizada y propuesta para seradministrada en periodos de tiempos cortos, medianos ylargos.
En lo que respecta a la complejidad técnica inherente, la fase de pronósticos de producción del modelo de simulación
puede ser substancialmente diferente para varios casos. Enestudios simples, la predicción se puede realizar en cuestiónde días, pero en casos mas complejos se puede tardarmeses, dependiendo del tamaño y complejidad del modelo,el manejo del pozo y el numero de predicciones a realizar.
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ESQUEMAS DE PRODUCCION Y ESTIMACION DE RESERVAS ESQUEMAS DE PRODUCCION Y ESTIMACION DE RESERVAS
Entre las tareas mas importantes del ingeniero de
yacimientos están las de estimar los futuros perfiles
de producción y las reservas. Estas cifras serequieren con mucha frecuencia para los análisis
económicos, las evaluaciones de campo y también
para atender las disposiciones legales y reguladoras.
Es necesario tener disponible un rango de esquemasde producción para cubrir el rango de las
incertidumbres en los parámetros críticos y en las
alternativas de desarrollo. Un modelo de simulaciónde yacimientos es ideal para generar tales esquemas.
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SEGUIMIENTO DE YACIMIENTO SEGUIMIENTO DE YACIMIENTO
Los modelos de simulación están reconocidos como
la herramienta mas importante para la evaluación
de los esquemas de explotación. En esta área se
incluyen perforación, estrategias de producción einyección, justificación de reparaciones,
estimulaciones, perforación horizontal y
recuperación adicional
Un modelo de simulación detallado se puede usarpara obtener y evaluar rápidamente las bondades
de cualquiera de estas alternativas. Con el ajuste de
historia se puede mantener actualizado el modelo,de tal manera que el monitoreo del yacimiento
puede ser continuamente ajustado para tomar en
cuenta los cambios en los datos de campo.
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DISTRIBUCION DE PRODUCCION
Muchos campos que contienen susyacimientos agrupados, verticalmentepresentan, por lo general, problemas de
distribución de producción, al tener los pozoscompletados en algunos de ellos. Estapolítica de explotación de campo pudieracontra venir el esquema de explotación de un
yacimiento en particular al no disponer de lospozos necesarios para su explotación optima.
Estos problemas de competencia deproducción de yacimientos que compartenlos mismos pozos pueden seradecuadamente tratados con modelos desimulación conceptualizados para tales fines.
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SIMULACION DE PETROLEO NEGRO
La simulación de petróleo negro o Black Oil es un modelo de flujode fluidos en el cual se asume que a lo más existen tres fasesdistintas en el reservorio: Petr Petr ó ó leo, Agua y Gas leo, Agua y Gas .
El agua y el petróleo se asumen inmiscibles y que no existe
intercambio de masa o cambio de fase entre ellos. Se asumeademás que el gas es soluble en el petróleo, pero no en el agua.
Los simuladores de reservorios de petróleo negro son capaces desimular sistemas donde están presentes gas, petróleo y agua encualquier proporción. Este es el simulador mas comúnmente usadoen reservorios de petróleo y la principal suposición es que las
composiciones del petróleo y el gas no cambian significativamentecon la depleción.
Se usan tres ecuaciones para expresar la conservación de la masade los tres componentes (agua, petróleo y gas en cada bloque), nose considera la solubilidad del gas y el petróleo en el agua niexistencia de petróleo en la fase gaseosa. La solubilidad del gas enel petróleo es función de presión, no se considera la existencia deagua en la fase gas o petróleo.
La simulación de petróleo negro, es útil en procesos de simulaciónde inyección de agua o gas inmiscible donde no se esperancambios en la composición de fluidos.
Interacci Interacci ó ó n de m n de m ú ú ltiples yacimientos ltiples yacimientos
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Eliminaci Eliminaci ó ó n del CO2 n del CO2
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DISEDISEÑÑO DEL MODELO DE SIMULACIO DEL MODELO DE SIMULACIÓÓNN
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Una vez tomada la decisión de correr un estudio de simulación, la
siguiente etapa es el disediseñño del modelo de simulacio del modelo de simulacióónn. Esta fase
implica la selección del tipo de geometría a utilizar, si es en una,
dos o tres dimensiones, si es un black-oil, un composicional, un
miscible, un térmico o un químico.
Debido a esto, un número de factores tiene que ser tomadosdentro de la consideración:
El proceso de recuperaciEl proceso de recuperacióón del yacimienton del yacimiento. Este es el más
importante parámetro, ya que el modelo debe ser capaz de
reproducir correctamente el principal mecanismo de produccióndel yacimiento. Esto influye en el tipo de modelo a usar y también
el grado de detalle a alcanzar. Por ejemplo, cuando un proceso
de desplazamiento agua-petróleo es el principal mecanismo de
producción, una simulación black-oil será adecuada, pero por
otro lado, el modelo debe ser lo suficientemente refinado tanto
areal como verticalmente para reproducir de manera adecuada
la complejidad geométrica del frente de desplazamiento.
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C lid d ti d i f iC lid d ti d i f ióó di ibldi ibl E t i fl l i l d
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Calidad y tipo de informaci Calidad y tipo de informaci ó ó n disponible.n disponible. Estos influyen el nivel de
detalle a usar en el modelo. Una descripción de yacimientos y fluidoscomplejos basada en datos escasos o de baja credibilidad puede ser
seriamente engañosa y generar soluciones poco realistas.
Tipo de respuestas requerida.Tipo de respuestas requerida. En muchos estudios, son requeridos
resultados relativamente simples, como perfiles de producción de
petróleo, gas y agua. En tales casos, un simulados black-oil puede
ser suficiente incluso cuando ocurren interacciones complejas de
hidrocarburos dentro del yacimiento.
Disponibilidad de recursos Disponibilidad de recursos . El estudio debe ser medido contra los
recursos humanos, económicos y tecnológicos disponibles. Espeligroso iniciar estudios complejos, sin evaluar el esfuerzo global
necesario, en términos del nivel de experticia, software, hardware y
limites del presupuesto.
Este análisis preliminar ayudara en la definición del grado de
complejidad requerido para el estudio particular. El fundamento es
que la fase del diseño del modelo siempre debería conducir a la
construcción del modelo más simple para poder cumplir con el
objetivo del estudio.
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SELECCISELECCIÓÓN DE LAN DE LA
GEOMETRGEOMETRÍÍ A DEL MODELO A DEL MODELO..
El 1er. paso de la fase
del diseño es definir lageometría del modelo.
Varios tipos de
geometría pueden ser
utilizados, los más
comunes están a
continuación:
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M d l 1DM d l 1D E t ti d d l i
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Modelos 1D Modelos 1D . Estos tipos de modelos casi nunca son
usados para los estudios de campo, ya que ellos norepresentan la verdadera geometría y no pueden
simular los procesos de desplazamiento. Sin embargo,
estos pueden ser usados para efectos de sensibilidad
en variaciones de parámetros del yacimiento o dar
cuenta de la aplicación dinámica de las propiedades
petrofísicas.
Modelos transversales 2D Modelos transversales 2D . Son usados cuando losprocesos de desplazamiento vertical van a ser
estudiados, por ejemplo en el caso del flanco de
inyección de agua o inyección de gas crestal. Estos
tipos de modelos también pueden ser usados paradefinir seudo-funciones, cuando un modelo 3D poco
refinado verticalmente va a ser construido
eventualmente.
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ModelosModelos areales areales 2D 2D .. Son usados cuando los patrones de flujoareal dominan el comportamiento del yacimiento y cuando
las heterogeneidades verticales no son relevantes en el flujo.
La aplicación típica de estos modelos se refiere, por lo tanto,
a los estudios de patrones de inyección. Ellos tambiénpueden ser usados en el caso cuando existe empuje por gas
disuelto en el yacimiento donde los efectos por gravedad son
despreciables. En muchos casos estos modelos requieren
seudofunciones para representar el flujo vertical.Modelos radiales.Modelos radiales. Estos modelos están limitados a la región
circundante de un pozo y es usualmente construida para
evaluar la producción del pozo en presencia de grandes
gradientes verticales. La aplicación típica está relacionadaal estudio de la conificación del agua o el gas en pozos
verticales u horizontales.
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Modelos 3D.Modelos 3D. Estos son los modelos más usados comúnmente.Ellos pueden representar la verdadera distribución de
propiedades geológicas y petrofísicas del yacimiento y, por lo
tanto, deben ser usados en la presencia de grandes escalas
de heterogeneidad tanto vertical como horizontal, y en generalsiempre que la geología sea muy compleja para una
representación 2D. Teóricamente, estos modelos pueden ser
usados para representar cualquier proceso de recuperación en
el yacimiento, siendo la única limitación el número total deceldas, las cuales a su vez limitan el grado de detalle o
refinamiento de la descripción.
Para el campo completo, el modelo 3D es la elección más
obvia para un estudio integrado, ya que el yacimiento entero
puede ser efectivamente modelado. Además, este enfoque
permite la integración de toda información estática y dinámica
disponible.
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SELECCIÓN DEL TIPO DE SIMULADOR.
Diferentes tipos de simulador son usados para
representar los mecanismos relacionados a
diferentes tipos de yacimientos.La seleccia selección
básicamente depende de la naturaleza original
icamente depende de la naturaleza original
de los fluidos del yacimiento y el mecanismo de
e los fluidos del yacimiento y el mecanismo de
empuje o recobro predominante
mpuje o recobro predominante. Dejando a un
lado los modelos químicos, los cuales son rara
vez usados, los tipos básicos de simulador son
los tan llamados black-oil, composicional y
térmicos.
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ModelosModelos Black Black - - Oil.Oil. Este tipo de modelo isotérmico aplica ayacimientos que contiene las fases inmiscibles de agua,
petróleo y gas. El modelo black-oil trata a los hidrocarburos
como si tuviesen dos componentes, petróleo y agua con una
ley de solubilidad del gas en la fase líquida simple ydependiente de la presión. No se permiten variaciones de
las composiciones de gas o petróleo en función de la presión
o el tiempo. Estos modelos pueden ser usados para
reproducir varios mecanismos del yacimiento, incluyendoempuje por gas disuelto, capa de gas e influjo, inyección de
agua e inyección de gas inmiscible. Ellos pueden tratar con
variaciones verticales de las propiedades PVT, mediante la
definición de una relación de saturación y gradiente de
presión. Ellos también pueden tratar con variaciones
laterales del PVT, a través de la definición de zonas de
equilibrio.
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ModelosModelos ComposicionalesComposicionales En un modelo composicional e
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ModelosModelos Composicionales Composicionales .. En un modelo composicional e
isotérmico, las fases de hidrocarburos están
representadas por N componentes, cuya interacción es
una función de la presión y composición y es descrita por
alguna ecuación de estado. El número de componentes N
de hidrocarburos usualmente está relacionado al detalle
deseado de los resultados pero es con frecuencia
limitado por el tiempo de computacional práctico y está
normalmente entre 3 y 7. Los modelos composicionalesse utilizan en los casos en donde las composiciones y
propiedades de la fase de hidrocarburos varían
significativamente con la presión por debajo del punto de
burbuja o el punto de rocío. Aplicaciones t Aplicaciones t í í picas de estospicas de estosmodelos son el agotamiento de yacimientos vol modelos son el agotamiento de yacimientos vol á á tiles ytiles y
gas condensado, adem gas condensado, adem á á s de proyectos de inyecci s de proyectos de inyecci ó ó nn
c c í í clica de di clica de di ó ó xido de carbono.xido de carbono.
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Modelos T Modelos T é é rmicos rmicos . Cuando la temperaturavaría en el yacimiento, se debe usar un modelo
térmico. En un modelo de este tipo, los
componentes usuales el agua (ya sea en líquido
o vapor) e hidrocarburos volátiles y pesados
como fases. Las propiedades de interacción
roca-fluido son caracterizadas como funciones
de presión y temperatura. Estos modelos sonEstos modelos sonusados para simular inyecciones c usados para simular inyecciones c í í clicas declicas de
vapor, flujo de vapor continuo o procesos m vapor, flujo de vapor continuo o procesos m á á ss
complejos como la combusti complejos como la combusti ó ó n in situ n in situ .
DISEDISEÑÑO DEL MODELO DE SIMULACIO DEL MODELO DE SIMULACIÓÓNN …
Un último tipo de modelo a ser mencionado es el
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Un último tipo de modelo a ser mencionado es el
modelo “dual media” (matriz fracturada), donde la
roca yacimiento es considerada como compuesta
por dos redes interconectadas, la fractura y la
matriz, cada una caracterizada con susrespectivas propiedades. Estos modelos son
ejecutados bajos ambas formulaciones de black-oil
y composicional, usando diferentesconfiguraciones llamadas porosidad dual y
permeabilidad dual, dependiendo de si o no el flujo
en la matriz es permitido explícitamente. Estos
modelos son aplicados típicamente en el estudiode yacimientos fracturados naturalmente.
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Et apas de un Est udi o de
Simulación deYacimientos
Et apas de un Est udi o deEt apas de un Est udi o de
Simulaci Simulaci ó ón den deYacimientos Yacimientos
INTRODUCCION INTRODUCCION
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Una vez que los objetivos y el alcance delestudios están claros, se debe realizar laplanificación de un estudio de simulación deyacimientos.
Es importante considerar que el diseño de unmodelo de simulación de Reservorios esinfluenciado por los siguientes factores:
-- Tipo y complejidad del problema Tipo y complejidad del problema
-- Tiempo disponible para completar el estudio Tiempo disponible para completar el estudio
-- Costo del Estudio Costo del Estudio
-- Calidad de los datos disponibles Calidad de los datos disponibles -- Capacidad del simulador y hardware existente Capacidad del simulador y hardware existente
Etapas de la Simulaci Etapas de la Simulaci ó ó n de yacimientos n de yacimientos
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Actividades mas significativas durante un
estudio de simulación:
Definición del Problema Adquisición y Revisión de datos
Descripción del yacimiento y Diseño del
modelo Ajuste de historia (Cotejo Histórico)
Predicción - Performance
Edición y análisis de los resultados
- Elaboración del Informe .
Definici Definici ó ó n del Problema n del Problema
El primer aspecto a tratar cuando se lleva a cabo un
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p p
estudio de simulación es definir los problemas delcomportamiento del yacimiento y problemas operativos
asociados. Para efectuar esto se debe reunir la
información suficiente acerca del yacimiento y su forma
de operación para identificar las alternativas necesarias
en lo que respecta a pronósticos.
Se debe definir en forma clara y concisa el objetivo
práctico del estudio. Asimismo son necesariasevaluaciones rápidas a fin de identificar el mecanismo
principal de depletación y reconocer que factores
dominarán el comportamiento del yacimiento (gravedad,
heterogeneidad, conificación, etc.).Si es posible, determinar el nivel de complejidad del
modelo de yacimiento, para iniciar el diseño del mismo e
identificar los datos necesarios para su construcción..
Adquisici Adquisici ó ó n y Revisi n y Revisi ó ó n de los datos n de los datos
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Los datos deben ser revisados yreorganizados después que estos hayan
sido coleccionados, debido a que estos
han sido obtenidos para diferentesrazones y normalmente no han sido
organizados de tal forma que tengan un
uso inmediato.
La revisión debe efectuarse
cuidadosamente y se debe consumir todoel tiempo necesario a fin de evitar trabajo
inútil.
Adquisici Adquisici ó ó n y Revisi n y Revisi ó ó n de los datosn de los datos ……
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Datos Estáticos
- Análisis de núcleos convencionales y especiales
- Registros de pozos e interpretación sísmica
- Evaluación petrofísica
- Análisis PVT
Datos Dinámicos
- Información de producción e inyección de pozos
- Información de presiones e historias de eventos
Datos de Pozos del yacimiento
- Fecha de completaciones, apertura y cierre de
pozos, Cambio de zonas, Espesor del cañoneo.
Adquisici Adquisici ó ó n y Revisi n y Revisi ó ó n de los datosn de los datos ……
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Los datos requeridos para construir un modelode yacimiento:
Geometr Geometr í í a del Yacimiento a del Yacimiento : Describe el tamaño,
borde interno y externo de yacimiento, para loque se debe elaborar los mapas estructurales e
isópacos. Se debe realizar un estudio geológico
que proporcione un conocimiento estratigráfico,estructural y petrográfico, que permita realizar
una caracterización al yacimiento. Estos datos
son: Limite de yacimiento, Característica de la formación productora, Característica del
acuífero y datos de las fallas.
Adquisici Adquisici ó ó n y Revisi n y Revisi ó ó n de los datosn de los datos ……
Propiedades de la Roca y los fluidos Propiedades de la Roca y los fluidos : Estas afectan
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p yp y
la dinámica del flujo de fluidos en el medio poroso.
En la simulación los datos básicos son:
Porosidad,
Permeabilidad,
Presión capilar,
Permeabilidades relativas al agua, al petróleo y al gas
Compresibilidad de la formación, del agua, delpetróleo y del gas
Factores volumétricos del agua, del petróleo y del gas
Relación Gas-Petróleo en solución, Viscosidad del agua, del petróleo y del agua y
La presión de saturación.
Adquisici Adquisici ó ó n y Revisi n y Revisi ó ó n de los datosn de los datos ……
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Mecanismo de Producci Mecanismo de Producci ó ó n y Datos deln y Datos delpozo pozo : Describe la localización del
pozo, intervalos de perforación, índicede productividad del pozo, factor de
daño, tasas de flujo y los trabajos
realizados a lo largo de la vidaproductiva del mismo. Se debe tener
en cuenta los mecanismos dedesplazamiento para la recuperación
de los hidrocarburos del yacimiento.
Descripci Descripci ó ó n del yacimiento y Dise n del yacimiento y Dise ñ ñ o del modelo o del modelo
El diseño de un modelo de simulación estará
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influenciado por el tipo de proceso a ser modelado,
problemas relacionados con la mecánica de fluidos,
los objetivos del estudio, la calidad de los datos del
yacimiento y su descripción, restricciones detiempo y el nivel de credibilidad necesario para
asegurar que los resultados del estudio sean
aceptados.
El diseño del modelo requiere considerar los
siguientes elementos:
- Malla y numero de dimensiones
- Fluidos presentes y numero de fases
- Heterogeneidad del yacimiento
- Pozos
Descripci Descripci ó ó n del yacimiento y Dise n del yacimiento y Dise ñ ñ o del modelo o del modelo
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Un modelo eficiente de yacimiento es el quesatisface los objetivos del estudio al mas bajo
costo. El modelo sin embargo, debe ser capaz de
representar la geometría del yacimiento y las
posiciones de las fallas y pozos, y capaz de
mostrar los patrones de migración de los fluidos.
Es difícil diseñar un sistema mallado optimo para
un yacimiento, ya que los valores de los
parámetros para cada nodo del mallado son
valores promedio para el bloque. El numero de
nodos del mallado debe ser considerado en elárea de interés haciendo un refinamiento de la
malla.
Descripci Descripci ó ó n del yacimiento y Dise n del yacimiento y Dise ñ ñ o del modelo o del modelo
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En el montaje e inicialización del modelo desimulación, se integra el modelo geológico (estático)
con el modelo de fluido (dinámico) en el simulador,
con la finalidad de definir parámetros fundamentales
antes de iniciar las corridas de simulación, tales
como:
Volumen poros
POES/GOES Datos PVT
Volumen de gas libre y disuelto
Tamaño del acuífero Presiones y permeabilidades
Profundidades de CAP, CGP
Ajuste de Historia Ajuste de Historia
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Después que un modelo de yacimiento hasido construido, debe ser probado a fin de
determinar si puede duplicar el
comportamiento del yacimiento.Generalmente la descripción del
yacimiento usada en el modelo es
validado haciendo "correr" el simuladorcon datos de producción e inyección
histórica y comparar las presiones
calculadas y el movimiento de fluido conel comportamiento actual del yacimiento .
Ajuste de Historia Ajuste de Historia
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Cotejo del modelo
Cotejo de presión promedio
Cotejo de la RGP y del % AyS
Variables a Ajustar: Distribución del volumen poroso
Tamaño y permeabilidad del acuífero
Compresibilidades de los fluidos y de la roca
Existencia de fallas sellantes
Permeabilidades relativas
Viscosidad de los fluidos
Transmisibilidades en los bloques
Ajuste de Historia Ajuste de Historia
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Cotejo Histórico
Esta fase consiste en reproducir la
historia de producción y presión del
yacimiento mediante corridas desimulación, para de esta forma garantizar
que el modelo reproduce el
comportamiento del yacimiento
adecuadamente. El cotejo histórico
generalmente se divide en dos etapas: Cotejo de la Producción
Cotejo de Presión
Ajuste de Historia Ajuste de Historia
Cotejo de Producción
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El parámetro de mayor importancia es la
producción de petróleo, ya que esta representa
el factor preponderante en el estudio de
simulación. Para esto se requiere fijar la tasa depetróleo simulada a la real y obteniendo en
función de esta condición las respectivas
producciones de agua y gas, según laspropiedades de la roca y fluidos definidos. Al
tiempo que el simulador es capaz de reproducir
la producción de petróleo, las producciones deagua y gas pasan a ser variables que requieran
ajustarse a fin de reproducir el comportamiento
del yacimiento.
Ajuste de Historia Ajuste de Historia
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Cotejo de Presión
Consiste en reproducir el comportamiento de
presión del yacimiento a lo largo de la vida
productiva del mismo. La presión es unparámetro importante en la fase de cotejo
histórico, ya que ésta va a definir el
vaciamiento en el yacimiento, garantizandoun balance adecuado de los fluidos
inyectados y producidos. En el caso que
exista incertidumbre en las mediciones decampo de los fluidos producidos es
indispensable el cotejo de presión.
Predicci Predicci ó ó n n
Una vez que se ha obtenido un ajuste de historia
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Una vez que se ha obtenido un ajuste de historiaaceptable, el modelo puede ser usado para
predecir el comportamiento futuro del yacimiento y
así alcanzar los objetivos trazados por el estudio.
La calidad de las predicciones dependerá de las
características del modelo y la exactitud de la
descripción del yacimiento.
En síntesis, una vez que se logra el cotejo históricose considera que el modelo es capaz de predecir el
comportamiento futuro del yacimiento, es por eso
que éste va a representar el punto de partida paralas diferentes corridas que permiten evaluar
distintos esquemas de explotación para el proyecto
en estudio.
An An á á lisis de resultados lisis de resultados
En esta fase se realizan las
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En esta fase se realizan lascomparaciones de los resultados
obtenidos durante la fase de predicción
para así seleccionar los casos quepresenten mejor aplicabilidad,
posteriormente someterlos a estudios
económicos y luego poder fijar el esquemade explotación adecuado para el proyecto.
Para está comparación usualmente se
observa las presiones, produccionesacumuladas, razón gas-petróleo y razón
agua-petróleo.
Elaboraci Elaboraci ó ó n del informe n del informe
El paso final de un estudio de simulación es
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El paso final de un estudio de simulación esplasmar los resultados y conclusiones en un
reporte claro y conciso. El reporte puede ser un
breve memorando para un pequeño estudio o un
informe completo de gran volumen para un
estudio a nivel yacimiento.
En el reporte se debe incluir los objetivos del
estudio, descripción del modelo usado ypresentar los resultados y conclusiones
referentes al estudio específico.
El reporte reflejará los resultados del proceso desimulación y permitirá la elaboración del plan
operacional para su implementación mediante las
operaciones de campo.
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Valor y Cost o de la
Simulación
Val or y Cost o de laVal or y Cost o de la
Simulaci Simulaci ó ón n
INTRODUCCION INTRODUCCION
La complejidad geológica y el alto costodel desarrollo de recursos continúan
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del desarrollo de recursos continúanimpulsando la tecnología de simulación deyacimientos.
La nueva generación de simuladoresemplea modelos de varios millones deceldas con cuadriculas no estructuradas
para manejar geologías con contrasteselevados de permeabilidad.
A través del uso de modelos mas reales,estos nuevos simuladores ayudaran aaumentar la recuperación final de camposnuevos y existentes.
INTRODUCCION INTRODUCCION
La simulaciLa simulacióón numn numéérica presenta unarica presenta unaformulaciformulacióón rigurosa del sistema fn rigurosa del sistema fíísico a sersico a ser
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formulaci formulacióón rigurosa del sistema f n rigurosa del sistema f íísico a sersico a sermodelado:modelado:
-- Propiedades variables de la rocaPropiedades variables de la roca
-- Propiedades del fluido versus la presiPropiedades del fluido versus la presióónn
-- Balance de materialesBalance de materiales
-- Ecuaciones de flujo en el medio porosoEcuaciones de flujo en el medio poroso
-- PresiPresióón capilarn capilar
Estas ecuaciones matemEstas ecuaciones matemááticas pueden serticas pueden sermanipuladas para obtener los complicadosmanipuladas para obtener los complicados fen fenóómenos del yacimiento que sermenos del yacimiento que seráánnestudiados. Algunas de estas relacionesestudiados. Algunas de estas relaciones
matemmatemááticas son noticas son no--lineales o ecuacioneslineales o ecuacionesdiferenciales parciales que pueden ser solodiferenciales parciales que pueden ser soloresueltas con un computador.resueltas con un computador.
Valor de la SIMULACION Valor de la SIMULACION
ElEl modelajemodelaje permite observar la fpermite observar la fíísicasicadel yacimiento sin estar presente ydel yacimiento sin estar presente y
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ElEl modelajemodelaje permite observar la f permite observar la f íísicasicadel yacimiento sin estar presente ydel yacimiento sin estar presente yexaminar algunos que pasarexaminar algunos que pasaríía si ?a si ?
Sin la simulaciSin la simulaci
óó
n y eln y el
modelajemodelaje
numnuméérico estamos forzados a hacerrico estamos forzados a hacermuchas suposicionesmuchas suposiciones
Mediante simulaciMediante simulacióón se puede decirn se puede deciraquaquíí es donde estamos hoy, y este eses donde estamos hoy, y este esel valor econel valor econóómico de lo que se est mico de lo que se est ááproponiendo.proponiendo.
La simulaciLa simulacióón es indispensable, es lan es indispensable, es lamejor herramienta disponiblemejor herramienta disponible
Valor de la SIMULACIONValor de la SIMULACION ……
Mientras mas maduro es elMientras mas maduro es el
yacimiento y mejor es la data resulta elyacimiento y mejor es la data resulta el
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Mientras mas maduro es elyacimiento y mejor es la data resulta elyacimiento y mejor es la data resulta eluso de la simulaciuso de la simulacióónn
Conocer la reacciConocer la reaccióón del yacimiento an del yacimiento adiferentes escenarios de explotacidiferentes escenarios de explotacióónnes critico. Se necesita validar todoses critico. Se necesita validar todosesos escenarios mediante simulaciesos escenarios mediante simulacióónn
antes de seleccionar.antes de seleccionar. El valor de la simulaciEl valor de la simulacióón aumentan aumentacuando se involucran tecnologcuando se involucran tecnologííasas
nuevas de alto riesgo, o el desarrollonuevas de alto riesgo, o el desarrollode nuevos yacimientos complejos.de nuevos yacimientos complejos.
Costo de la SIMULACION Costo de la SIMULACION
Es muy pequeEs muy peque
ññ
o comparado al numeroo comparado al numero
de barriles recuperados Sin embargode barriles recuperados Sin embargo
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Es muy pequeño comparado al numerode barriles recuperados. Sin embargode barriles recuperados. Sin embargoel proceso de organizar los datos yel proceso de organizar los datos yconstruir el modelo pudiera ser todavconstruir el modelo pudiera ser todavííaa
mas valioso que sus resultados, ya quemas valioso que sus resultados, ya quenos permite entender la naturaleza denos permite entender la naturaleza delos yacimientos.los yacimientos.
El costo de simulaciEl costo de simulacióón incluyendo lan incluyendo lamano de obra es determinado enmano de obra es determinado en
funci funcióón del tipo de simuladorn del tipo de simulador
seleccionado y en que tiposeleccionado y en que tipoinfraestructura se realizaran lasinfraestructura se realizaran lascorridas para la simulacicorridas para la simulacióón.n.
Reglas para el Desarrollo de Modelos de Simulaci Reglas para el Desarrollo de Modelos de Simulaci ó ó n Num n Num é é rica rica
1- Entienda el problema y defina los objetivos
2- Maneje la simplificidad. Empiece y termine con un
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j p p ymodelo simple.
3- Entienda la interacción entre las diferentes parte del
modelo: Yacimiento, acuífero, pozos y facilidades4- No asume que lo mas grande siempre es lo mejor. La
calidad y cantidad de datos es importante.
5- Conozca sus limitaciones y confíe en su juicio. La
simulación no es ciencia exacta.
6- Sea razonable en sus expectativas. Lo que obtendrá
es una orientación sobre los éxitos relativos
7- Cuestione los datos ajustados para el cotejo histórico8- Nunca suavice o promedie los extremos
9- Preste atención a las medidas, valores y escalas
10- No escatime en datos de laboratorio necesarios.
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