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AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA TESISTESIS
Desarrollo de un modelo en Lógica
Difusa para el control de pozos con
inyección continua de vapor
(Proceso SAGD)
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA OBJETIVO GENERALOBJETIVO GENERAL
Desarrollar un modelo en lógica difusa que
permita el control de las tasas de producción e
inyección de vapor y en los pozos SAGD de la
unidad de explotación Tierra Este Pesado,
utilizando para ello software o herramientas de
control de procesos que la implementen.
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA CONCEPTO SAGDCONCEPTO SAGD
El método SAGD para la producción de crudos
pesados tiene como principio fundamental el
levantamiento de los fluidos del subsuelo a la
superficie por la transmisión de energía al
yacimiento gracias a la inyección continua de
vapor seco.
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA VISUALIZACION GENERALVISUALIZACION GENERAL
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA FASE INICIALFASE INICIAL
El proceso SAGD se inicia con una etapa de
precalentamiento que consiste en la inyección de
vapor conjuntamente por el pozo Inyector y el
pozo Productor, acción que permite el
establecimiento de intercambio calórico entre
ambos pozos. Una vez culminado el
precalentamiento se continua con la inyección de
vapor a presión constante solamente en el pozo
inyector, según la etapa de vida útil del pozo
SAGD.
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA VISUALIZACION DE LA CAMARA DE VAPOREN YACIMIENTO HOMEGENEO
VISUALIZACION DE LA CAMARA DE VAPOREN YACIMIENTO HOMEGENEO
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA PRINCIPIO DE OPERACIÓNPRINCIPIO DE OPERACIÓN
El calentamiento del petróleo por medio del
vapor causa la reducción de la viscosidad
cinemática facilitándose de esta forma que el
crudo fluya por la interfase hacia el pozo
productor (Drenaje Gravitacional), donde los
fluidos drenados son llevados a la superficie por
efecto de la alta presión existente en la cámara
de vapor.
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA ANALOGIA DE OPERACIÓNANALOGIA DE OPERACIÓN
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA CRECIMIENTO DE LA CAMARA DE VAPOREN YACIMIENTO HOMOGENEO
CRECIMIENTO DE LA CAMARA DE VAPOREN YACIMIENTO HOMOGENEO
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA HETROGENEIDADES DEL YACIMIENTOMAPA DE PERMEABILIDAD
HETROGENEIDADES DEL YACIMIENTOMAPA DE PERMEABILIDAD
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA HETROGENEIDADES DEL YACIMIENTOMAPA DE ARCILLOSIDAD
HETROGENEIDADES DEL YACIMIENTOMAPA DE ARCILLOSIDAD
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA HETROGENEIDADES DEL YACIMIENTOMAPA DE SATURACION DE AGUA
HETROGENEIDADES DEL YACIMIENTOMAPA DE SATURACION DE AGUA
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA HETROGENEIDADES DEL YACIMIENTOMAPA DE POROSIDAD
HETROGENEIDADES DEL YACIMIENTOMAPA DE POROSIDAD
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA HETROGENEIDADES DEL YACIMIENTOIMAGEN SISMICA
HETROGENEIDADES DEL YACIMIENTOIMAGEN SISMICA
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA PRODUCCION REAL vs IDEALPRODUCCION REAL vs IDEAL
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA VENTAJAS DEL PROCESO SAGDVENTAJAS DEL PROCESO SAGD
• Logra incrementar de 60% a 70% el recobro de
petróleo pesado y extra pesado original en sitio
(POES).
• Alta producción de crudo relativo al numero de
pozos empleados.
• Altos volúmenes de crudo producido en función
del volumen de vapor inyectado.
• Producción reducida de arena y sedimentos.
• Minimización de la interferencia entre pozos.
• Alta concentración de calor en la interfase de la
cámara de vapor.
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA DESVENTAJAS DEL PROCESO SAGDDESVENTAJAS DEL PROCESO SAGD
• Alta sensibilidad a la cantidad de lutitas y arcillas
en yacimiento.
• Alta dependencia del valor de viscosidad dinámica
a la temperatura del yacimiento.
• Alta dependencia de la permeabilidad vertical del
yacimiento
• La longitud del pozo productor no puede exceder
de 500 mts.
• Solamente se puede aplicar en yacimientos
someros o de mediana profundidad.
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA INSTRUMENTACIONINSTRUMENTACION
Motivado a que el éxito del proyecto depende en
gran medida del correcto establecimiento y control
de la cámara de vapor se hace imprescindible la
utilización de instrumentación de superficie como
de subsuelo (Sección horizontal de los pozos) que
permitan el seguimiento del comportamiento del
pozo ha objeto de mantener las condiciones
dinámicas de la cámara de vapor.
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA DIAGRAMA DE TUBERIAS E INSTRUMENTACION DE SUPERFICIE
DIAGRAMA DE TUBERIAS E INSTRUMENTACION DE SUPERFICIE
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA DIAGRAMA DE TUBERIAS E INSTRUMENTACION DE SUPERFICIE
DIAGRAMA DE TUBERIAS E INSTRUMENTACION DE SUPERFICIE
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA INSTRUMENTACION DE SUBSUELOINSTRUMENTACION DE SUBSUELO
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA DESARROLLO EN CAMPODESARROLLO EN CAMPO
En campo Tía Juana, proyecto C7 se
encuentran dos parejas de pozos SAGD que
esperan por el sistema de control para
manipular la válvulas electrohidráulicas.
Estas parejas son:
LSE5088 (Inyector) / LSE5085 (Productor).
LSE5092 (Inyector) / LSE5091 (Productor).
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA POZO INYECTORPOZO INYECTOR
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA POZO PRODUCTORPOZO PRODUCTOR
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA INSTRUMENTACION DE SUPERFICIEINSTRUMENTACION DE SUPERFICIE
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA INSTRUMENTACION DE SUPERFICIEINSTRUMENTACION DE SUPERFICIE
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA INSTRUMENTACION DE SUBSUELOINSTRUMENTACION DE SUBSUELO
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA TRANSMISORES DE SEÑALTRANSMISORES DE SEÑAL
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA VALVULA DE CONTROL PARA INYECCION DE VAPORVALVULA DE CONTROL PARA INYECCION DE VAPOR
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA VALVULA DE CONTROL PARA PRODUCCIONVALVULA DE CONTROL PARA PRODUCCION
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA SISTEMA DE CONTROL ELECTROIDRAULICOSISTEMA DE CONTROL ELECTROIDRAULICO
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA CIRCUITO DE CONTROL ELECTROHIDRAULICOCIRCUITO DE CONTROL ELECTROHIDRAULICO
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA CONCENTRADORES DE SEÑAL A SCADACONCENTRADORES DE SEÑAL A SCADA
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA VISUALIZACION DE SEÑALES EN SCADAVISUALIZACION DE SEÑALES EN SCADA
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA DESARROLLO EN SOFTWAREDESARROLLO EN SOFTWARE
Simulador de pozo SAGD.
Para desarrollar el controlador difuso se hace necesario:
• Crear un Simulador Simplificado de pozo SAGD que describa
el comportamiento del proceso de drenaje de crudo en función
de las características del yacimiento
• Crear a partir del simulador simplificado un Simulador
Dinámico que permita observar el efecto general de la
desviación de una o mas variables del yacimiento en la curva
general de drenaje.
• Crear a partir del simulador simplificado un Simulador
Puntual que permita observar el efecto de la desviación de una
o mas variables del yacimiento en la curva de drenaje mientras
dure esta desviación.
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA SIMULADOR SIMPLIFICADOSIMULADOR SIMPLIFICADO
Parámetros del Yacimiento
• Altura total en Pies : 62
• Altura efectiva en Pies : 52
• Ancho efectivo en Pies : 328
• Porosidad : 0.38
• Permeabilidad en Darcys : 3.7
• Factor de Permeabilidad por condensación : 0.4
• Conductividad térmica del yacimiento en Btu/(ft Dia °F) : 22.4
• Calor especifico de la roca del yacimiento en Btu/(Lb °F) : 0.252
• Densidad de la roca del yacimiento en Lb/ft^3 : 105
• Temperatura en °F : 110
• Viscosidad Dinámica en centiPoise : 15000
• °API de crudo : 10.8
• Saturación de crudo : 0.85
• % de Extracción o Recobro Previo: 10 (I.A.V.)
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA SIMULADOR SIMPLIFICADOSIMULADOR SIMPLIFICADO
Parámetros de la cámara de vapor
• Presión en PSI : 225
• Saturación residual de crudo : 0.1
• Longitud del pozo productor en Pies : 1390
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA SIMULADOR SIMPLIFICADOSIMULADOR SIMPLIFICADO
Resultados
• El volumen total de crudo en yacimiento es de 1 405 000 Barriles.
• El volumen de crudo en yacimiento sujeto a barrido es de 1 390 000 Barriles.
• El volumen recuperable de crudo en yacimiento (Recobro=60%) es de 624 000
Barriles.
• Temperatura de la cámara de vapor: 201°C (394°F).
• La viscosidad cinemática a 43.3°C (110°F) es de 12 810 centiStokes.
• La viscosidad cinemática a 201°C (394°F) es de 22 centiStokes.
• El factor adimensional "m" tiene un valor de 2.94.
• El tiempo para alcanzar limite superior del yacimiento es de 396 Dias, 13.2
Meses, 1.08 Años.
• El drenaje máximo es de 484 Barriles / Dia.
• El tiempo de drenaje máximo (Estado estacionario) es de 779 Dias, 25.97
Meses, 2.13 Años.
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA SIMULADOR SIMPLIFICADOSIMULADOR SIMPLIFICADO
Resultados, Continuación
• El tiempo para alcanzar limites horizontales del yacimiento es de
1 175 Dias, 39.17 Meses, 3.22 Años.
• El tiempo de drenaje de empobrecimiento es de 1 175 Dias,
39.17 Meses, 3.22 Años.
• El tiempo total de drenaje del pozo es de 2 350 Dias, 78.33 Meses,
6.44 Años.
• La velocidad máxima de la interfase en la cámara de vapor es de
0.0232 Mts/Dia (0.0762 Pies/Dia).
• La penetración de calor a 151°C (304°F) es de 1.22 Mts (3.99 Pies)
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA SIMULADOR SIMPLIFICADOSIMULADOR SIMPLIFICADO
Gráfica de Caudal Drenado y % de Recobro
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA SIMULADOR SIMPLIFICADOSIMULADOR SIMPLIFICADO
Producción Acumulada por Dias y Años
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA SIMULADOR SIMPLIFICADOSIMULADOR SIMPLIFICADO
Características de la Interfase
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA SIMULADOR SIMPLIFICADOSIMULADOR SIMPLIFICADO
Comportamiento de la Viscosidad
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA SIMULADOR DINAMICOSIMULADOR DINAMICO
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA SIMULADOR PUNTUALSIMULADOR PUNTUAL
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA CONSIDERACIONES DE SUPERFICIE Y SUBSUELO PARA EL DISEÑO DEL CONTROLADOR DIFUSO
CONSIDERACIONES DE SUPERFICIE Y SUBSUELO PARA EL DISEÑO DEL CONTROLADOR DIFUSO
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA REGLAS DE INFERENCIA DIFUSA PARA CONTROLAR LA VALVULA DE PRODUCCION
REGLAS DE INFERENCIA DIFUSA PARA CONTROLAR LA VALVULA DE PRODUCCION
ABRIRCERRAR
INACTIVA
INDEFINIDA
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA REGLAS DE INFERENCIA DIFUSA PARA CONTROLAR LA VALVULA DE INYECCION
REGLAS DE INFERENCIA DIFUSA PARA CONTROLAR LA VALVULA DE INYECCION
ABRIRCERRAR
INACTIVA
INDEFINIDA
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA CONTROLADOR DIFUSO DEL PROCESO SAGD(MAPA DE CONTROL)
CONTROLADOR DIFUSO DEL PROCESO SAGD(MAPA DE CONTROL)
ABRIRCERRAR
INACTIVA
INDEFINIDA
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA HERRAMIENTAS PARA EL DESARROLLO DEL CONTROLADOR DIFUSO (MatLab V5.3)
HERRAMIENTAS PARA EL DESARROLLO DEL CONTROLADOR DIFUSO (MatLab V5.3)
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA EDITOR DEL SISTEMA DE INFERENCIA DIFUSAEDITOR DEL SISTEMA DE INFERENCIA DIFUSA
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA EDITOR DE LAS FUNCIONES DE PERTENENCIA DIFUSAEDITOR DE LAS FUNCIONES DE PERTENENCIA DIFUSA
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA EDITOR DE LAS FUNCIONES DE PERTENENCIA DIFUSAEDITOR DE LAS FUNCIONES DE PERTENENCIA DIFUSA
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA EDITOR DE LAS REGLAS DE INFERENCIA DIFUSAEDITOR DE LAS REGLAS DE INFERENCIA DIFUSA
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA VISOR DE REGLAS Y CORRIDA EN FRIOVISOR DE REGLAS Y CORRIDA EN FRIO
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA VISOR DE SUPERFICE DE CONTROL PARA %AVP vs VPVISOR DE SUPERFICE DE CONTROL PARA %AVP vs VP
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA VISOR DE SUPERFICE DE CONTROL PARA %AVI vs VIVISOR DE SUPERFICE DE CONTROL PARA %AVI vs VI
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA ESQUEMA DEL SISTEMA DE CONTROL REALESQUEMA DEL SISTEMA DE CONTROL REAL
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA ESQUEMA DEL SISTEMA DE CONTROL SIMULADOESQUEMA DEL SISTEMA DE CONTROL SIMULADO
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA SISTEMA INTERRELACIONADOSISTEMA INTERRELACIONADO
AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE
Exploración y Producción
PDVSA CONCLUSIONESCONCLUSIONES
• Es posible controlar el desempeño del pozo SAGD por
medio del seguimiento del diferencial de temperatura
en la sección final del pozo productor.
• La lógica difusa permite desarrollar algoritmos de
control sin la necesidad de conocer el modelo
matemático del yacimiento en el que se esta aplicando
la técnica SAGD.
• El modelo de control puede ser validado y mejorado
por un experto en el área de petróleo que no se
encuentre entrenado en el área de la teoría de control o
de la lógica difusa