U1_02_Simulacion Numerica de Yacimientos

8/17/2019 U1_02_Simulacion Numerica de Yacimientos

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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



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OptimizaciOptimizacióón Integrada de Yacimientosn Integrada de Yacimientos



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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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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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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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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.

DISEDISEÑÑO DEL MODELO DE SIMULACIO DEL MODELO DE SIMULACIÓÓNN …

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:


M d l 1DM d l 1D E t ti d d l i


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P l u s 2 0 1 6

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.


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 .


Un último tipo de modelo a ser mencionado es el


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P l u s 2 0 1 6

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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N @

P l u s 2 0 1 6

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



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P l u s 2 0 1 6

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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76 / 102 N @ P l u s 2 0 1 6

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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77 / 102 N @ P l u s 2 0 1 6

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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78 / 102 N @ P l u s 2 0 1 6

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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79 / 102 N @ P l u s 2 0 1 6

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.



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80 / 102 N @ P l u s 2 0 1 6

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.


Propiedades de la Roca y los fluidos Propiedades de la Roca y los fluidos : Estas afectan


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81 / 102 N @ P l u s 2 0 1 6

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.



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82 / 102 N @ P l u s 2 0 1 6

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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83 / 102 N @ P l u s 2 0 1 6

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



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84 / 102 N @ P l u s 2 0 1 6

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.



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85 / 102 N @ P l u s 2 0 1 6

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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86 / 102 N @ P l u s 2 0 1 6

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 .



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87 / 102 N @ P l u s 2 0 1 6

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



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88 / 102 N @ P l u s 2 0 1 6

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


Cotejo de Producción


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89 / 102 N

@ P l u s 2 0 1 6

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.



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90 / 102 N

@ P l u s 2 0 1 6

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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91 / 102 N

@ P l u s 2 0 1 6

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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92 / 102 N

@ P l u s 2 0 1 6

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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93 / 102 N

@ P l u s 2 0 1 6

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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94 / 102 N

@ P l u s 2 0 1 6


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N

@ P l u s 2 0 1 6

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


La complejidad geológica y el alto costodel desarrollo de recursos continúan


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96 / 102 N

@ P l u s 2 0 1 6

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.


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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97 / 102 N

@ P l u s 2 0 1 6

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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98 / 102 N

@ P l u s 2 0 1 6

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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99 / 102 N

@ P l u s 2 0 1 6

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


100/102

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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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U1_02_Simulacion Numerica de Yacimientos

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