8/18/2019 conceptos Generales de Simulasion de Un Yacimiento

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CONCEPTOS GENERALES DESIMULASION DE UN

 YACIMIENTO

Simulaciónde

Yacimientos

Nombre: Cristhian Alvear

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Abstract

La simulación de yacimientos es la manera de poder predecir cómo se

comportara un yacimiento antes y después de haber sido perforado.Una ve obtenida la data proveniente de in!enieros !eof"sicos#!eólo!os# petroleros# etc. $sta ser% suministrada a un simulador deyacimientos el cual se encar!ara de la tarea m%s pesada# &ue es la decalcular y simular. Un Simulador de Yacimientos es a&uel &uemediante al!oritmos matem%ticos# soluciona numéricamente lasdistintas ecuaciones del modelo matem%tico &ue representan elyacimiento y obtiene soluciones apro'imadas de tales ecuaciones.(ara efecto de esto los simuladores deber%n hacer uso de la ecuaciónde )arcy# ecuación de la ener!"a y de la ecuación de balance demateriales# las cuales les permitir%n representar con mayor e'actitudlas caracter"sticas propias de cada yacimiento. $n !eneral el balancede materiales es similar a la simulación ya &ue el primero considera atodo el yacimiento como un blo&ue *nico con propiedades uniformes#mientras &ue el simulador apoyado por los avances computacionalesconsidera al yacimiento como un con+unto de blo&uesinterconectados &ue interact*an entre si cada uno con diferentespropiedades.

,ay diferentes tipos de simuladores en el mercado pero entre los m%susados en el mundo destaca el simulador de $CL-(S$# creado por laempresa Schlumber!er# y también el simulador -me'# de la empresaComputer odellin! /roup 0C/1.

La importancia de simular un yacimiento radica en &ue se determinade manera apro'imada las reservas recuperables# se determinatambién el método de perforación m%s económico# as" como el tipo ydise2o del poo# el n*mero de poos a perforar# las tasas deinyección# instalaciones m%s adecuadas. (or otra parte# también tiene

sus limitaciones ya &ue las soluciones no son e'actas debido a &uelos datos in!resados no son precisos y no se puede con3arplenamente en el a+uste histórico.

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RECURSOS

La simulación numérica de yacimientos ha sido una pr%ctica &ue seori!ina desde la aparición de la in!enier"a de petróleo# pero eltérmino simulación como tal comiena a formaliarse es a partir delos a2os 45 dónde se desarrollaban métodos de predicción paraevaluar condiciones de yacimientos petrol"feros con dos o tres fases.Anteriormente se entend"a como métodos de simulación deyacimientos a&uellos en donde se realiaban soluciones anal"ticas a

través de balances de masa y el método de 6uc7ley8Leverettconocidos como simulador de cero y una dimensión respectivamente.

)urante los a2os 95 es cuando ocurre un desarrollo m%s importanteen lo &ue se re3ere a las soluciones numéricas de las ecuaciones deu+o# y todo esto fue posible por la r%pida evolución de lascomputadoras y la aplicación de métodos numéricos capaces deresolver !randes sistemas de ecuaciones. (ara lue!o hacia los a2os45 los criterios de simulación de yacimientos se diri!"an a tratar deresolver problemas con dos fases 0!aseosa y l"&uida1 e inclusive en ;

fases< sin embar!o estos métodos de simulación se encaminaban atratar de resolver o modelar problemas relacionados con producciónprimaria y recobro secundario.

 Ya en la actualidad# debido al !rado de avance tecnoló!ico en lo &uese re3ere a computadores 0capacidad de memoria# velocidad deprocesamiento1 y descripción del comportamiento f"sico ytermodin%mico de los uidos# es posible hacer simulaciones cada vem%s precisos y solucionar los sistemas de ecuaciones de manera m%s

e3cientes# por lo &ue es posible modelar m%s tipos de l"&uidos y !asesa través de mecanismos composicionales y analiar diversasestrate!ias de e'plotación para obtener el m%'imo recobro delreservorio.

(ara efecto de la predicción del comportamiento de los uidos en losyacimientos diferentes empresas se dedicaron a desarrollar una seriede pro!ramas computacionales# es decir# simuladores tales como$CL-(S$# creado por Schlumber!er y de la misma manera el simulador-$= desarrollado por C/.

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Sin embar!o cada tipo de simulador tiene su punto fuerte endiferentes tipos de crudo ya sea por e+emplo crudo pesado o blac7 oil#para lo cual se recomendar"a utiliar el pro!rama $CL-(S$ comomedio de simulación.

RESOLUCIÓN

Fundamentos de a S!muac!"n Num#r!ca de Yac!m!entos

$n la Simulación de Yacimientos# el comportamiento y caracter"sticas

de los uidos son modelados por las ecuaciones de )arcy 0para elu+o de uidos1 y Continuidad 0Conservación de la materia1# para elestudio termodin%mico y volumétrico se puede obtener los datosnecesarios a través de ecuaciones de estado o an%lisis de pruebas(>?# es importante saber también &ue la combinación de lasecuaciones mencionadas con la ecuación de estado del uido nosdan como resultado la $cuación de )ifusividad# la cual describe elcomportamiento del yacimiento en su totalidad.

Ecuac!"n de Darc$

$l e&uipo utiliado por )arcy consistió en un !ran cilindro &ueconten"a un pa&uete de arena no consolidada de un metro delon!itud# el cual estaba sostenido entre dos pantallas de !asapermeable. $n cada e'tremo hab"a un manómetro conectado# loscuales med"an la presión en la entrada y la salida del 3ltro cuando sede+aba uir a!ua a través del pa&uete de arena no consolidada

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(ara flu+o horiontal 0Sen@ 51 se puede obtener la ecuación de)arcy en su forma m%s simple:

%aance de Mater!aes

)e forma !eneral estos términos corresponden al mismo conceptocon la diferencia de &ue el primero de ellos considera a todo elyacimiento como un blo&ue *nico con propiedades uniformes en lacual las ecuaciones se resuelven de manera anal"tica# mientras &ue lasimulación interpreta al yacimiento como un con+unto de blo&uesinterconectados &ue interact*an entre s".

$l balance de materiales es un método relativamente f%cil de usar ya&ue son pocos los par%metros necesarios para su aplicación# adem%sde la facilidad de los c%lculos# con este modelo una de las cosas &uese pueden observar con claridad por e+emplo son los mecanismos deempu+e &ue m%s contribuyen al producción del yacimiento 0empu+epor e'pansión de roca y uidos# !as en solución# empu+e hidr%ulico#se!re!ación !ravitacional# etc.1. ientras &ue la simulación deyacimientos nos da un resultado m%s cercano a la realidad puede

resultar dif"cil identi3car cual es el mecanismo &ue m%s aporta# sinose hacen varias corridas del simulador ba+o cada una de las diferentessituaciones.

La ecuación de balance de materiales es:

T!&os de S!muadores

B (etróleo Ne!ro 0$clipse 6lac7il1D

B Composicionales 0$clipse Compositional1D

B ?érmicos 0-$=1D

B Eu"micos

B Acoplados con modelos: /eomec%nicos# u+o de uidos en tuber"as#instalaciones de super3cie# etc.

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 $stos son al!unos de los simuladores m%s utiliados en el mundo# ycada uno de estos destaca por&ue son los especialistas en el %reaasi!nada.

La simulación de yacimientos es una manera de poder predecir cómo

se comportara un yacimiento antes y después de haber sidoperforado. Una ve obtenida la data proveniente de in!enieros!eof"sicos# !eólo!os# petroleros# etc. $sta ser% suministrada a unsimulador de yacimientos el cual se encar!ara de la tarea m%spesada# &ue es la de calcular y simular.

Estructura de un s!muador de $ac!m!entosSi!ue un patrón caracter"stico# el cual consiste de tres etapas:

$tapa F: $sta etapa se llama de -nicialiación# en la cual se toma ladata del yacimiento 0propiedades roca8uido1# para obtener unaapro'imación del ($S.

$tapa G: $sta etapa es de A+uste ,istórico# a&u" el simulador con lascondiciones de e'tracción de hidrocarburo 0n*meros deperforaciones# tiempo de e'plotación# etc.1 hace los c%lculos parapredecir el comportamiento del yacimiento.

$tapa ;: $sta etapa se le llama de (redicciones# una ve hecho elc%lculo para las predicciones# el simulador podr% pronosticar el Hactorde Iecobro.

,ay &ue destacar &ue los resultados de salida del simuladordependen de los datos de entrada# es decir &ue si al simulador se lesuministra data inapropiada lo resultados ser%n los m%s iló!icos eincoherentes posibles. ?ambién# como se dicho anteriormente# elsimulador no dar% una predicción e'acta de lo &ue pudiera pasar enel yacimiento# pero nos acercara en !ran medida a lo &ue suceder"aen la realidad# aconse+%ndonos y ayud%ndonos a me+orar lascondiciones de e'plotación para obtener un buen factor de recobro#dado &ue este es una de las principales metas a la &ue se &uierelle!ar.

Func!ones de un s!muador

Al!unas otras de las funciones de un simulador es la de calcularpresiones# saturaciones y comportamientos de poos a través del

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tiempo# pero la m%s importante es la de simular el u+o en elyacimiento.

NOMENCLATURA

& ?asa de u+o. 0ccJse!1K (ermeabilidad. 0darcys1A rea de la sección transversal total 0cmG1M >iscosidad del fluido. 0centipoises1(JL /radiente de presión. 0atmJcm1Np (roducción acumuladaJ(etróleo producido O6NP6o Hactor volumétrico de formación del petróleo O6y J 6HPIp Ielación !as Q petróleo acumulado O(CN J 6NPIs Ielación !as Q petróleo O(CN J 6NP6! Hactor volumétrico de formación del !as O6y J (CNPRp A!ua producida acumulada O6NP

6 Hactor volumétrico de formación del a!ua O6y J 6HP/p (roducción acumulada de !as O(CNPN (etróleo ori!inal en sitio 0($S1 O6NPm Ielación entre volumen inicial de !as en la capa de !as y elvolumen inicial de petróleo T !as disuelto en la ona de petróleo 0mes constante y adimensional1/ >olumen total inicial de !as en sitio a condiciones normalesO(CNP/r >olumen inicial de !as en la capa de !as 0!as libre1 acondiciones normales O(CNP

/s >olumen inicial de !as disuelto en el petróleo a condicionesnormales O(CNPC Compresibilidad del a!ua OFJpsiPCo Compresibilidad del petróleo OFJpsiPC! Compresibilidad del !as OFJpsiPCf Compresibilidad del volumen poroso OFJpsiPSi Saturación de a!ua connata(i (resión inicial del yacimiento OlpcP( (resión 3nal del yacimiento OlpcP(b (resión de burbu+eo OlpcPRe Acu"fero asociado al yacimiento O6NP

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Concus!ones

 

Se puede notar la !ran importancia de los simuladores en laindustria petrolera# ya &ue estos nos permiten determinar elmétodo m%s económico y se!uro de perforación

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Los métodos de simulación de yacimientos también son muy*tiles para determinar la cantidad de hidrocarburo presente enel yacimiento# as" como también nos ayudan a determinar eln*mero de poos a perforar en el yacimiento.

 

Los simuladores de yacimientos nos ayudan a ahorrar !randescantidades de dinero ya nos permiten tener una apro'imaciónde la forma y caracter"sticas del yacimiento y de esta manerase reducen los ries!os de mal mane+o &ue se pueden presentaren la perforación.

Recomendac!ones

 

Se recomienda utiliar un simulador adecuado al tipo dehidrocarburo &ue se espera obtener# esto ayudara a &ue los

datos entre!ados por el simulador sean m%s precisos ycon3ables. 

Se recomienda in!resar los datos al simulador de la maneram%s correcta posible# es decir# los datos in!resados en elsimulador deben ser con3ables# dado &ue de lo contrario elsimulador entre!ara de i!ual forma datos &ue no representen larealidad del yacimiento.

Re'erenc!as(

Arana# >ictor ,u!o< $scalona# )avid< S%nche# uventino: VApuntes de

Simulación Numérica de YacimientosW)a7e. L.: V?he (racti&ue of Ieservoir $n!ineerin!W# $d $lsevier.

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