Simulacin de Yacimientos

Simulacin de Yacimientos

Asignacin de Propiedades en Celdas

1. ASIGNACION DE PROPIEDADES EN CELDAS 2. ABSTRACLa simulacin de yacimientos constituye la nica manera viable de expresar cuantitativamente el flujo de mltiples fases a travs del yacimiento. Partiendo de modelos matemticos, que representan de forma numrica el fenmeno fsico correspondiente al movimiento de fluidos dentro del medio poroso del reservorio.

Por medio de su aplicacin es posible modelar el flujo de fluidos a travs del espacio poroso del reservorio y hasta los pozos mediante mtodos numricos, que permitan obtener un comportamiento ms realista del yacimiento, en comparacin al que se pudiera obtener mediante mtodos analticos, como balance de materiales, curvas de declinacin y dems.

No obstante, la simulacin de yacimientos involucra una gran cantidad de variables y complejidades, tanto de ingeniera como de matemtica, que afectan la precisin de sus resultados.

Modelar el yacimiento puede ser una herramienta muy poderosa si es usada de manera correcta. No obstante, su adecuado uso pasa por que se posean conocimientos no slo de los procesos que afectan la explotacin de hidrocarburos, sino tambin de los factores matemticos que estn inmersos en la formulacin y resolucin de las ecuaciones que conforman el simulador.

En Simulacin de Yacimientos de Petrleo es usual encontrar problemas complejos que involucran una gran cantidad de variables y propiedades: flujo de varias fases (flujo multifsico), direccin de flujo en varias direcciones, caractersticas del medio poroso (yacimiento) heterogneas, etc.

Para realizar correctamente una simulacin de yacimiento se debe evaluar la cantidad de informacin y conceptos necesarios para completar el modelo mnimo para la simulacin.

Esta evaluacin depender de una correcta formulacin de objetivos. Se debe estar atentos a cuellos de botella, antes y durante el proceso, para predecir o evitar problemas insalvables que pueden estropear o dificultar la simulacin.

Este trabajo est enfocado en la asignacin propiedades petrofsicas en las celdas para poder realizar una buena simulacin.3. RECURSOSTipos de Simuladores en funcin del nmero de Dimensiones

Simulador de cero dimensiones

A este modelo se le conoce tambin como modelo tanque o de balance de materia. Se dice que es cero dimensiones debido a que las propiedades petrofsicas, las propiedades de los fluidos y los valores de presin no varan de punto a punto; a lo largo de todo el yacimiento.

Se le llama tambin balance de materia debido a que al realizar los clculos lo que se hace es precisamente esto, un balance entre los fluidos que entran y los fluidos que salen del yacimiento

Simulador de una dimensin

Este modelo ya no es de cero dimensiones como el anterior, debido a que las propiedades aunque son promedio para cada bloque, varan de aun celda con respecto a la otra, en cambio es un modelo de una dimensin, debido a que consiste de ms de una celda en una direccin y de solo una celda en las otras dos direcciones. El modelo en una dimensin puede ser horizontal, vertical, inclinado o radical. En una simulacin de yacimientos dicho modelo se puede aplicar si se tiene un yacimiento en el que el flujo en una direccin es predominante.

Simulador de dos dimensionesEl modelo de dos dimensiones consiste en una celda en dos dimensiones y de solo una celda en la tercera dimensin.

Simulador Areal

El modelo areal es el que se utiliza con mayor frecuencia. En l se tienen variaciones de las propiedades en dos direcciones (x, y), pudindose considerar adems los efectos gravitacionales al asignar diferentes profundidades a las celdas del modelo, el cual puede ser representado por una. Este tipo de simulador se aplica en yacimientos donde generalmente los espesores son pequeos con respecto a su rea y no existe efecto muy marcado de estratificacin o se ha generado un conjunto adecuado de seudo permeabilidades relativas. Algunas de las aplicaciones que se le dan son las siguientes:

Simular los efectos de barrido al inyectar gas o agua.

Determinar la localizacin de pozos en yacimientos donde se tengan variaciones de las propiedades de la roca y de esta manera, lograr la recuperacin mxima.

Determinar la entrada de agua en problemas de yacimientos que no tengan solucin analtica.

4. RESOLUCIONConstruccin de la malla

Una vez que se tienen establecidos los objetivos y el alcance del estudio, el primer paso para realizar la simulacin del yacimiento consiste en obtener la mejor descripcin posible del yacimiento a partir de los datos disponibles. En tal sentido, la seleccin del mallado es una decisin fundamental y que determinar la complejidad de la simulacin. Esta seleccin incluye el tamao de las celdas y la orientacin del mismo.

Los mallados para representar la estructura y propiedades del yacimiento en el programa de simulacin, pueden ser construidos en 1, 2 3 dimensiones, bien sea mediante coordenadas cartesianas o cilndricas.

La decisin sobre el nmero de dimensiones en el espacio a utilizar es muy importante para el transcurso de la simulacin. En muchas ocasiones es posible representar el comportamiento del yacimiento con un modelo sencillo, es decir, no necesariamente, la utilizacin de la tercera dimensin va a brindar una mejor descripcin del yacimiento.

Luego de la seleccin de la dimensin espacial para construir el mallado, el siguiente paso es establecer el tamao de las celdas que lo componen, as como su orientacin.

Para establecer el tamao de las celdas, es necesario identificar las zonas del yacimiento en las cuales las presiones y saturaciones son conocidas y las zonas en las cuales debe existir una definicin ms precisa de tales variables dentro del modelo de simulacin.

Preparacin de los datos

Al estar construido el mallado, el siguiente paso dentro del estudio de simulacin, consiste en asignar las propiedades de roca y fluidos a cada celda del yacimiento. La asignacin de las propiedades debe garantizar que las condiciones iniciales de saturacin estn representadas de manera adecuada por el modelo, adems de que, el subsecuente movimiento de los fluidos, a travs del medio poroso, pueda ser razonablemente simulado.

Se debe entonces, recolectar y analizar la informacin necesaria para llevar a cabo el estudio. La informacin requerida depender de la naturaleza y complejidad del estudio. Esta incluye propiedades de la roca y los fluidos del yacimiento, as como tambin, informacin de la historia de produccin de los pozos la cual ser posteriormente usada durante el cotejo histrico. Por lo general, alguna de esta informacin se encuentra disponible en reportes, as que estos deben ser revisados y considerados de acuerdo a los objetivos del estudio. En ocasiones puede ser necesario llevar a cabo nuevas pruebas y estudios para obtener informacin del yacimiento.

Particularmente, la informacin sobre las propiedades de la roca y los fluidos puede ser limitada, por lo que, datos adicionales pueden ser obtenidos de pruebas de laboratorio.

Diversas fuentes de informacin pueden ser tiles, algunas de las cuales son presentadas en la Tabla. Todas ellas junto con adecuados juicios de gelogos e ingenieros permiten generar la informacin necesaria para la construccin del modelo de simulacin. La finalidad es obtener un conjunto de mapas de permeabilidades, porosidades, espesores y topes de arenas, entre otros, adems de tablas de propiedades de los fluidos y de la roca, que puedan ser incorporadas en la simulacin y permitan representar de manera adecuada el comportamiento del yacimiento.

Entre la informacin que se obtiene de las pruebas PVT, estn: viscosidad, densidad y factor de volumen de formacin, tanto para el petrleo, como para el agua y gas, adems de solubilidad del gas, tanto en el petrleo como en el agua. Todas estas cantidades son dadas al simulador, por lo general, en tablas como funcin de la presin. Es importante incorporar dentro del simulador valores de PVT representativos a los fluidos presentes en el yacimiento. Marcadas diferencias en las caractersticas de los fluidos entre una regin y otra dentro del yacimiento, deben ser incorporadas al simulador a travs de distintos conjuntos de tablas PVT.En lo que respecta a las propiedades de la roca, debido a que por lo general, la porosidad presenta cambios graduales a travs del yacimiento, su asignacin al mallado no es tarea complicada. As pues, mapas de distribucin de porosidad pueden ser digitalizados y superpuestos al mallado del yacimiento, por supuesto, incorporando adecuada interpretacin geolgica para disminuir la incertidumbre en la asignacin de la porosidad a cada una de las celdas.

La permeabilidad, por su parte, representa uno de los datos crticos en la descripcin del yacimiento.Otro de los parmetros crticos para la descripcin del yacimiento en el modelo de simulacin lo representan las curvas de permeabilidad relativa y presin capilar. Si bien stas son generadas de pruebas de laboratorios, en la mayora de los casos, los ncleos examinados no poseen las mismas caractersticas de mojabilidad presentes en el yacimiento.Datos de permeabilidad relativa y presin capilar son dados al simulador por medio de funciones o tablas. Tal como ocurre con las propiedades de los fluidos, diferencias significativas entre las rocas del yacimiento deben ser representadas en el simulador por medio de distintas regiones de roca las cuales contienen sus respectivos conjuntos de datos caractersticos. Mapas de distribucin de roca pueden ser usados para asignar valores de permeabilidad relativa y presin capilar a las distintas regiones de roca.

Hasta este punto, la informacin suministrada al simulador permitir obtener una descripcin esttica del yacimiento, es decir, al realizarse la inicializacin, se pueden conocer caractersticas del yacimiento, tales como: la distribucin de los fluidos y gradientes de presin a travs del yacimiento, antes de comenzar el proceso de produccin. No obstante, como uno de los objetivos de la simulacin es reproducir el comportamiento del yacimiento bajo los procesos de produccin a los cuales est sometido, informacin de los pozos debe ser incorporada en el modelo. Esta informacin obtenida de reportes de campo, incluye: las historias de produccin e inyeccin, ndices de productividad y condiciones de operacin de los pozos, entre otros datos, que permitirn ajustar y validar el modelo de simulacin en el cotejo histrico.5. NOMENCLATURA

Pruebas PVT: Pruebas de Presion, Volumen y Temperatura k: permeabilidad

Permeabilidad relativa

1, 2,3 D: Nmero de Dimensiones 6. CONCLUSIONES

Uno de los parmetros crticos para la descripcin del yacimiento en el modelo de simulacin lo representan las curvas de permeabilidad relativa y presin capilar. Los modelos que se originan con el planteamiento de las ecuaciones lineales tienen gran importancia por que rigen el movimiento de fluidos durante la simulacin de yacimientos, que se realizan a fin de estimar propiedades del pozo o del reservorio en su conjunto.

Entre la informacin que se obtiene de las pruebas PVT, estn: viscosidad, densidad y factor de volumen de formacin, tanto para el petrleo, como para el agua y gas, adems de solubilidad del gas, tanto en el petrleo como en el agua Para establecer el tamao de las celdas, es necesario identificar las zonas del yacimiento en las cuales las presiones y saturaciones son conocidas y las zonas en las cuales debe existir una definicin ms precisa de tales variables dentro del modelo de simulacin7. BIBLIOGRAFIA

Useche Franklin. (2004). SIMULADOR DE YACIMIENTOS WinB4D UNA PROPUESTA PARA MEJORAR SU APLICABILIDAD. Universidad Central de Venezuela. Para optar al Ttulo de Ingeniero de Petrleo. Caracas. Venezuela. FREDDY HUMBERTO ESCOBAR MACUALO, Ph.D. SIMULACION DE YACIMIENTOS: Principios, Conceptos y Construccin de Mallas. (2003)

Dr. Victor Hugo Arana Ortiz. Ing. David Trujillo Escalona. Ing. Juventino Snchez Vela. (2004)APUNTES DE SIMULACIN NUMRICA DE YACIMIENTOS. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMA DE MXICO. FACULTAD DE INGENIERA3-7-2015

Giovanny Vsconez Pgina 5