Simuladores

Los simuladores son objetos de aprendizaje que mediante un programa de software, intentan modelar parte de una réplica de los fenómenos de la realidad y su propósito es que el usuario construya conocimiento a partir del trabajo exploratorio, la inferencia y el aprendizaje por descubrimiento. Los simuladores se desarrollan en un entorno interactivo, que permite al usuario modificar parámetros y ver cómo reacciona el sistema ante el cambio producido.

Un simulador es un aparato que permite la simulación de un sistema, reproduciendo su comportamiento. Los simuladores reproducen sensaciones que en realidad no están sucediendo.

La simulación de sistemas implica la construcción de modelos. El objetivo es averiguar qué pasaría en el sistema si acontecieran determinadas hipótesis. Desde muy antiguo la humanidad ha intentado adivinar el futuro. Ha querido conocer qué va a pasar cuando suceda un determinado hecho histórico. La simulación ofrece, sobre bases ciertas, esa predicción del futuro, condicionada a supuestos previos. Para ello se construyen los modelos, normalmente una simplificación de la realidad. Surgen de un análisis de todas las variables intervinientes en el sistema y de las relaciones que se descubren existen entre ellas.

Un simulador de yacimiento no es más que un conjunto de programas de computación que resuelve los modelos matemáticos que representan al yacimiento. En los últimos años, la simulación numérica de yacimientos ha ganado gran aceptación en la industria petrolera, ya que actualmente los simuladores permiten modelar de una manera más realista la amplia variedad de yacimientos existentes en el mundo.

Un simulador de yacimientos consta de tres etapas fundamentales: la primera etapa, es la de inicialización, que no es más que la descripción estática del yacimiento, lo que se busca es la estimación del POES a través de las propiedades de roca y fluido. La segunda etapa, es el ajuste histórico, en el que se le suministra los datos históricos de los pozos, en ésta etapa se obtienen los cálculos del simulador en el tiempo, a través de las condiciones de producción e instalaciones. La tercera etapa, es la referida a las predicciones, a través de la predicción de la tasa de recobro, se puede realizar un análisis económico y la estimación de reservas recuperables.

Las funciones principales de un simulador, es calcular las presiones y saturaciones a lo largo del tiempo; luego, con dichos datos y con ecuaciones paralelas, calcula el comportamiento de los pozos. Sin embargo, para poder tener dichas predicciones, es necesario suministrarle las saturaciones y presiones iniciales del mismo.

Simulador PERFORM ®

PERFORM® es el estándar de la industria en el análisis del rendimiento, así, proporcionar nueva optimización muy rentable y transformar pozos ineficientes en ejecutantes máximos. PERFORM es de confianza por los ingenieros de todo el mundo con una interfaz en Inglés, ruso y español.PERFORM® ha llegado a ser el estándar en el mundo para realizar estudios en pozos con el análisis nodal. Es usado con confianza en más de 45 países. Un ingeniero de producción típico administra docenas, y a veces cientos de pozos, cada uno de los cuales representa un ingreso importante. Teniendo en cuenta la magnitud económica de tales apuestas, los ingenieros deben optimizar ambos extremos de la ecuación financiera, incrementando la producción y reduciendo los costos, al mismo tiempo.PERFORM le permite simular pozos y líneas de flujo para prácticamente cualquier situación. El usuario puede modelar redes de fondo (múltiples capas) y pozos de inyección, verticales, desviados, con flujo natural o levantamiento artificial. O, realizar un análisis de gradiente, cálculos con tubería enrollada, diseño y optimización de gas lift, y predicción de hidratos y escamas. El usuario puede incluso simular estrangulaciones, bombas ESP (Electric Submersible Pump) y PCP( progressing Cavity Pump) ,y perdidas de calor en el sistema.

PERFORM tiene una interfase verdaderamente simple y fácil de utilizar. Esto asegura que su inversión en software es utilizada por sus ingenieros.

A pesar de su simplicidad, PERFORM permite modelar redes de subsuelo, esto es, pozos de múltiples capas (hasta 10capas) y multilaterales con nueve configuraciones diferentes. Otras capacidades incluyen:

Análisis composicional (con PVTLIB). Análisis de elevadores (risers), incluyendo nodo al final del elevador. Importa datos de desviación en pozos y líneas de flujo, modela tuberías delgadas

(sartas de velocidad) y la inyección de N2 a través de tubería enrollada.

Los beneficios de utilizar PERFORM son:

Evaluar el desempeño de la producción (tierra y mar). Diseñar y optimizar las terminaciones. Predecir resultados futuros. Pozos Modelo con ascensores artificiales (Gas lift y ESP). Capacidad total de bodega Pronóstico.

Simulador SimSci PIPEPHASE ®

PIPEPHASE es un simulador de flujo multifásico en estado estacionario y permite simular pozos, tuberías y redes de tuberías, tanto para el transporte de hidrocarburos como de agua y vapor. Este simulador cuenta con una interfaz de usuario que facilita la construcción de modelos y el análisis de resultados, además de un módulo para optimización de flujo en redes de conducción de fluidos.

PIPEPHASE es una solución de simulación de flujo de fluidos en estado de equilibrio, de múltiples fases para el modelado riguroso de las redes de recolección y sistemas de tuberías. Esta solución puede modelar aplicaciones que van desde el análisis de sensibilidad de pozo único de los parámetros clave para un estudio de planificación para varios años para un campo de producción entero. PIPELINE mejora la rentabilidad y el rendimiento de las empresas en todo el mundo mediante el uso de algoritmos de solución de probada eficacia, los métodos modernos de producción y técnicas de análisis de software para crear un diseño y planificación herramienta yacimiento de petróleo sólido y eficiente.

PIPEPHASE ofrece una capacidad de modelado riguroso e integral para flujos multifásicos de estado continuo en redes de acopio de petróleo y gas y sistemas de tuberías. Ofrece la potencia y la flexibilidad para modelar aplicaciones que van desde análisis de sensibilidad de un solo pozo de parámetros claves, a un estudio de planificación de varios años para un campo de producción completo.

PIPEPHASE usa algoritmos de solución probada, métodos modernos de producción y técnicas de análisis de software para crear una herramienta robusta de planificación y diseño de campo de petróleo. Con un banco de datos físico de propiedad extenso, PIPEPHASE cubre la gama completa de líquidos encontrados en la industria del petróleo, incluyendo petróleo negro o de fase única, como así también mezclas composicionales. El software puede además aplicarse a redes de inyección de CO2 o vapor de un único componente.

PIPEPHASE ahora ofrece las capacidades de modelado necesarias para adecuadamente administrar y modelar reservas de gas o petróleo mediante el desarrollo de una interfaz con populares simuladores de reservorios, mejorando la capacidad de PIPEPHASE de modelar los pozos bajo superficie.

Beneficios principales

Aumento de la producción general de todo el activo. Mejora el rendimiento de líneas de flujo y de pozos Mejora el diseño de las instalaciones y las tuberías. Integra el desarrollo de campo y la planificación.

Reduce los costos de capital y de operación. Aumenta la productividad de ingeniería.

Simulador SubPUMP ®

El software SubPUMP® le ofrece una fuente única, concisa para una rápida bomba eléctrica sumergible (ESP) el diseño del sistema y el análisis. Se calcula de lado a lado comparaciones de cómo diversos componentes de ESP (bomba, motor, cable, etc.) que afectan a la producción. SubPUMP® es reconocida como la fuente más popular e imparcial del mundo para evaluar el rendimiento potencial de un pozo ESP. Incluye una base de datos de 3.000 piezas de equipo + de 9 diferentes fabricantes líderes a nivel mundial ESP. También puede hacer una combinación de ESP y el estudio Gas lift si usted está considerando esa opción. Si usted tiene los datos, SubPUMP® le permite importar fácilmente su equipo en el programa.

SubPUMP® es la única aplicación independiente en la industria para diseño y análisis de bombas electrosumergibles con datos de equipamiento. Es una fuente independiente para el diseño y análisis de bombas electrosumergibles. Al diseñar la instalación de una nueva bomba electrosumergible (ESP: Electric Submersible Pump), o al evaluar una existente, su objetivo es el mismo: maximizar la eficiencia del sistema del pozo y minimizar el costo total de producción por barril. SubPUMP® de IHS le ayuda a lograr ambos objetivos.

Puesto que marcamos la tendencia en el diseño y análisis de bombas electrosumergibles, proveedores y usuarios en 45 países cuentan con la aplicación de ESP más confiable a nivel mundial.

Con sus tres modos diferentes de diseño, SubPUMP® le ofrece la flexibilidad para manejar los escenarios más comunes en los requisitos para el diseño de bombas electrosumergibles. Para obtener un diseño riguroso, acceda a un amplio conjunto de datos sobre depósitos, fluidos y pozos. Si posee información limitada acerca de su fluido o depósito, puede utilizar el método de diseño rápido. No obstante, si ya posee un pozo con bomba electrosumergible, puede analizar el desempeño de producción del pozo con mayor eficiencia y rapidez.

Características claves que diferencian a SubPUMP® son: cálculos exactos PVT y de viscosidad para fluidos y emulsiones, los cuales conducen a diseños correctos y pozos más productivos. SubPUMP® posee correlaciones PVT para manejar una gama de fluidos, desde pozos de petróleo pesado hasta pozos de petróleo gaseoso.

SubPUMP® sigue siendo el único con la capacidad para manejar instalaciones de bombas electrosumergibles existentes al permitirle efectuar una verificación cruzada de diseño del

proveedor de la bomba. Al considerar el sistema del pozo en su totalidad, es decir, no sólo el equipamiento sino también la configuración del pozo y el potencial del depósito, usted obtiene el diseño más efectivo. Flexibilidad en los cálculos de diseño: Solución para presión de entrada de la bomba, magnitud de flujo o profundidad de la bomba. Asimismo, puede evaluar el desempeño de producción modificando otros parámetros tales como frecuencia variable, relación gas-petróleo (GOR), corte de agua y muchas otras.

Diagrama de flujo para un proceso de refinación.

Procesos de craqueo catalítico

El craqueo catalítico descompone los hidrocarburos complejos en moléculas más simples para aumentar la calidad y cantidad de otros productos más ligeros y valiosos para este fin y reducir la cantidad de residuos. Los hidrocarburos pesados se exponen, a alta temperatura y baja presión, a catalizadores que favorecen las reacciones químicas. Este proceso reorganiza la estructura molecular, convirtiendo las cargas de hidrocarburos pesados en fracciones más ligeras, como queroseno, gasolina, GPL, gasóleo para calefacción y cargas petroquímicas. La selección de un catalizador depende de una combinación de la mayor reactividad posible con la máxima resistencia al desgaste. Los catalizadores utilizados en las unidades de craqueo de las refinerías son normalmente materiales sólidos (zeolita, hidrosilicato de aluminio, arcilla bentonítica tratada, tierra de batán, bauxita y alúmina-sílice) en forma de polvos, cuentas, gránulos o materiales perfilados denominados pastillas extruidas.

En todo proceso de craqueo catalítico hay tres funciones básicas:

Reacción: la carga reacciona con el catalizador y se descompone en diferentes hidrocarburos.

Regeneración: el catalizador se reactiva quemando el coque. Fraccionamiento: la corriente de hidrocarburos craqueados se separa en diversos

productos.

Los procesos de craqueo catalítico son muy flexibles, por lo que los parámetros de operación se ajustan según la demanda de productos. Los tres tipos básicos de procesos de craqueo catalítico son los siguientes:

Craqueo Catalítico de Líquidos (CCL); Craqueo Catalítico de Lecho Móvil, Craqueo Catalítico Termofor (CCT).

Figura 1: Esquema del proceso de craqueo catalítico.

Craqueo Catalítico de Líquidos (CCL):

Las unidades de craqueo catalítico de lecho fluido tienen una sección de catálisis (elevador, reactor y regenerador) y una sección de fraccionamiento, las cuales trabajan conjuntamente como una unidad de proceso integrada. El CCL utiliza un catalizador finamente pulverizado, suspendido en vapor o gas de petróleo, que actúa como un líquido. El craqueo tiene lugar en la tubería de alimentación (elevador), por la que la mezcla de catalizador e hidrocarburos fluye a través del reactor. El proceso de CCL mezcla una carga de hidrocarburos precalentada con catalizador regenerado caliente al entrar aquélla en el elevador que conduce al reactor. La carga se combina con aceite reciclado dentro del elevador, se vaporiza y es calentada por el catalizador caliente hasta alcanzar la temperatura del reactor. Mientras la mezcla asciende por el reactor, la carga se craquea a baja presión. El craqueo continúa hasta que los vapores de petróleo se separan del catalizador en los ciclones del reactor. La corriente de producto resultante entra en una columna donde se separa en fracciones, volviendo parte del aceite pesado al elevador como aceite reciclado.

El catalizador agotado se regenera para separar el coque que se acumula en el catalizador durante el proceso. Para ello circula por la torre rectificadora de catalizador hacia el regenerador, donde se mezcla con el aire precalentado y quema la mayor parte de los depósitos de coque. Se añade catalizador fresco y se extrae catalizador agotado para optimizar el proceso de craqueo.

Craqueo Catalítico de Lecho Móvil:

Es similar al craqueo catalítico de líquidos, pero el catalizador está en forma de pastillas en lugar de polvo fino. Las pastillas se transfieren continuamente mediante una cinta transportadora o tubos elevadores neumáticos a una tolva de almacenamiento situada en la parte superior de la unidad, y después desciende por gravedad a través del reactor hasta un regenerador. El regenerador y la tolva están aislados del reactor por sellos de vapor. El producto craqueado se separa en gas reciclado, aceite, aceite clarificado, destilado, nafta y gas húmedo.

Craqueo Catalítico Termofor (CCT):

En el craqueo catalítico termofor, la carga precalentada circula por gravedad por el lecho del reactor catalítico. Los vapores se separan del catalizador y se envían a una torre de fraccionamiento. El catalizador agotado se regenera, enfría y recicla, y el gas de chimenea de la regeneración se envía a una caldera de monóxido de carbono para recuperar calor.