Introduccion a La Simulacion

Simulacin de Yacimientos

Repblica Bolivariana de Venezuela

La Universidad del Zulia Facultad de Ingeniera

Escuela de Petrleo

INTRODUCCION A LA SIMULACION DE YACIMIENTOS

PROF. DICKSON TOYO

Maracaibo, 2009.

Yacimientos II Prof. Dickson Toyo


ndice Introduccin Planteamiento del Problema 1. Objetivos 2. Conceptos bsicos

Simulacin De Yacimientos Modelaje De Yacimientos

3. Aplicaciones de la simulacin de yacimientos. Planificacin de escenarios de desarrollo: Esquemas de produccin y estimacin de reservas: Seguimiento de yacimiento: Distribucin de produccin:

4. Etapas de la Simulacin de yacimientos Adquisicin, revisin, validacin de la data. Diseo del modelo Inicializacin Cotejo del modelo. Prediccin

5. Representacin Geomtrica del Yacimiento Modelos Cero Dimensiones. Modelos De Una Dimensin. Modelos De Dos Dimensiones. Modelos De Tres Dimensiones:

6. Decisin del Modelo a utilizar 7. Tipos de Modelos

Balance de Materiales Simulacin Numrica

o Descripcin del yacimiento. o Propiedades de los fluidos del yacimiento. o Relaciones de interaccin de fuerzas entre rocas y fluidos. o Datos de pozo.

8. Tipos de mallas Mallas regulares Mallas irregulares Block center Corner point Asignacin de los valores de las propiedades de la roca a la malla de simulacin Orientacin de la malla

9. Valor de la Simulacin. 10. Costo de la Simulacin. Conclusiones



Introduccin La ingeniera de yacimientos tiene como objetivos fundamentales la estimacin de

los hidrocarburos originales en los yacimientos, la determinacin de las reservas y la prediccin de las tasas de recuperacin de los yacimientos. Para estimar las reservas, primero es necesario estimar los volmenes de fluidos in situ, lo cual puede lograrse mediante el uso de informacin geolgica, anlisis de ncleos, registros elctricos, etc. Tambin las reservas se pueden estimar estudiando el comportamiento de las presiones y de los volmenes de fluidos en el yacimiento, usando varias tcnicas de simulacin. Estas tcnicas permitan establecer los mecanismos de produccin y su cuantificacin con lo cual se estima el factor de recobro aplicable al yacimiento para obtener, finalmente, las reservas. Para estimar las tasas de recuperacin, de nuevo se utilizan tcnicas adecuadas para extrapolar el comportamiento futuro del campo bajo diferentes condiciones de operaciones de produccin. De esta manera tenemos que la primera tarea del ingeniero de yacimientos es seleccionar una tcnica para simular el futuro comportamiento que se considera de exactitud aceptable. La simulacin de yacimientos, es el proceso de inferir el comportamiento real a partir del comportamiento de un modelo. Los modelos pueden ser fsicos, tales como modelos a escala de laboratorio, o matemticos.

Un modelo matemtico de un sistema fsico es un conjunto de ecuaciones de conservacin de masa y/o energa que se cree describen adecuadamente los procesos que tienen lugar en los sistemas bajo estudio (pozo, yacimiento, campo, etc.).

Los procesos que ocurren yacimientos de petrleo son, bsicamente: Flujo de fluidos y transferencia de masa y energa en medios porosos

gobernados por sus respectivas leyes fsicas (Darcy, Fick, Fourier, etc.) y modificadas con el concepto de permeabilidad relativa.

As, han estado disponibles varias tcnicas de simulacin en la industria por

varios aos. Ellas difieren en el grado de sofisticacin y complicacin dependiendo de las diferentes aplicaciones.

Las curvas de declinacin son grficos de tasa de produccin vs. tiempo o

produccin acumulada en una variedad de escala de coordenadas. Usualmente se traza una lnea recta a travs de estas observaciones y se extrapola para dar el ultimo recobro y la tasa de recuperacin. Las curvas de declinacin solamente usan esta informacin y prestan relativamente poca importancia a otros datos de yacimientos como presin, geologa o petrofsica.



Un cambio en el modo de operacin del campo podra cambiar la pendiente de declinacin de la curva y esto constituye uno de los puntos dbiles de esta tcnica. En estudios de balance de materiales, el comportamiento de presin volumen supone una permeabilidad finita para todo el yacimiento. Suponiendo un volumen de peroles originalmente en sitio a partir de clculos volumtricos, se permite que la presin decline siguiendo la tasa de vaciamiento del yacimiento. Esta declinacin se ajusta en funcin del comportamiento de la presin observado y, si es necesario, la cifra del POES se modifica hasta lograr el ajuste. En presencia de un empuje por agua, se incluyen variables adicionales que permiten el influjo de agua por relaciones matemticas conocidas tal como la tcnica de Hurst y Van Everdingen. Se han empleado otros modelos o tcnicas con el propsito de estudiar los desplazamientos de fluidos tales como la de Buckley Leverett que permite variacin de movilidad debido a cambios de saturacin y efectos de permeabilidad relativa o como los modelos de Stiles y Dikstra Parsons aplicables en yacimientos estratificados. Finalmente tenemos los modelos numricos de simulacin, como un conjunto de programas de computacin que usan mtodos numricos para obtener una solucin aproximada del modelo matemtico. En estos casos el yacimiento es visualizado como un conjunto de regiones o bloques que representan volmenes discretos de una malla en que se ha subdividido el yacimiento. Estos mtodos numricos son necesarios debido a que las ecuaciones en derivadas parciales del modelo matemtico representan:

1. Heterogeneidad del yacimiento (permeabilidad y porosidad variables y geometra irregular).

2. Sin linealidades de permeabilidades relativas y presin capilar con relacin a saturaciones.

3. sin linealidades en las propiedades PVT de fluidos como funcin de presin, composicin y temperatura. Dada la gran cantidad de clculo asociado con la solucin, el uso de computadoras es imprescindible.

Los mtodos numricos son extremadamente generales en su aplicacin y han

probado ser altamente satisfactorios para obtener soluciones bajo condiciones complejas de yacimiento. Esto hace de los modelos numricos de simulacin la tcnica ms compleja y flexible disponible para el ingeniero de yacimientos.



Planteamiento del Problema Corresponde a un anlisis preliminar del yacimiento objeto de la simulacin que

incluye identificar los mecanismos de produccin, las fuerzas bsicas que dominan su comportamiento, as como los fenmenos bsicos como conificacin, gravedad, heterogeneidad, otras, que permitan establecer los objetivos en trminos de los empujes del yacimiento. 1. Objetivos:

Predecir el comportamiento de los yacimientos sometidos a diferentes esquemas de produccin, lo cual es de gran ayuda en la seleccin de las condiciones ptimas de explotacin.

Pronsticar dnde y cuando perforar los pozos.

Observar el comportamiento de produccin de futuras recoplentaciones.

Determinar cual es el mejor esquema de recuperacin adicional para el yacimiento,

nmero de pozos inyectores, inyeccin por arreglos, tasas de inyeccin y produccin.

Determinar cul es el mejor esquema de completacin de pozos en un yacimiento (selectivo/doble).

Conocer qu tan sellantes son las fallas y las barreras de permeabilidad observadas.

2. Conceptos bsicos:

SIMULACION DE YACIMIENTOS Es construir un modelo, que permita reproducir el comportamiento de presin y

produccin de los fluidos presentes en el yacimiento, con la finalidad de poder analizar los diferentes esquemas de explotacin, permitiendo el desarrollo ptimo de las reservas.

La simulacin comprende principalmente de los fundamentos matemticos como

las ecuaciones de flujo de fluidos a travs del medio poroso, las cuales son Ley de la Conservacin de la Masa y la Ley de Darcy.

Generalmente estas ecuaciones son no lineales y la solucin numrica es la nica

posible, lo cual implica el uso de computadores.

MODELAJE DE YACIMIENTOS



Se refiere a la construccin y operacin de un modelo que incorpore toda la informacin disponible, producto de la ejecucin de estudios integrados de yacimientos.

Representar los mecanismos de produccin activos en los yacimientos, as como las principales caractersticas geolgicas que permitan reproducir adecuadamente el movimiento de los fluidos en el yacimiento.

Obteniendo un modelo de prediccin confiable que considere los aportes de las diferentes disciplinas involucradas (yacimientos, geologa, petrofsica, geofsica y sedimentologa).

Producto de la continua interaccin multidisciplinaria durante la ejecucin del estudio.

3. Aplicaciones de la simulacin de yacimientos. La aplicacin valida de la simulacin de yacimientos generalmente toma en cuenta los siguientes aspectos:

Planificacin de escenarios de desarrollo: La planificacin de escenarios incluye los pasos que se deben ejecutar para

obtener las reservas del yacimiento. Los estudios de simulacin de yacimientos se pueden conducir desde una etapa muy temprana del desarrollo, como una continuacin de las aplicaciones de las tcnicas clsicas sencillas. En la medida en que la planificacin del desarrollo progresa, se van utilizando o construyendo modelos mas complicados. La incorporacin de nueva informacin conduce a tomar mejores decisiones para determinar y cuantificar la incertidumbre de los parmetros claves de los yacimientos. Estos modelos sern extremadamente tiles al modificar los esquemas de desarrollo si as lo demandan las nuevas condiciones.

Esquemas de produccin y estimacin de reservas: Entre las tareas mas importantes del ingeniero de yacimientos estn las de estimar

los futuros perfiles de produccin y las reservas. Estas cifras se requieren con mucha frecuencia para los anlisis econmicos, las evaluaciones de campo y tambin para atender las disposiciones legales y reguladoras. Es necesario tener disponible un rango de esquemas de produccin para cubrir el rango de las incertidumbres en los parmetros crticos y en las alternativas de desarrollo. Un modelo de simulacin de yacimientos es ideal para generar tales esquemas.

Seguimiento de yacimiento:



Los modelos de simulacin estn reconocidos como la herramienta ms

importante para la evaluacin de los esquemas de explotacin. En esta rea se incluyen perforacin, estrategias de produccin e inyeccin, justificacin de reparaciones, estimulaciones, perforacin horizontal y recuperacin adicional. Un modelo de simulacin detallado se puede usar para obtener y evaluar rpidamente 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.

Distribucin de produccin:

Muchos campos que contienen sus yacimientos agrupados verticalmente presentan, por lo general, problemas de distribucin de produccin, al tener los pozos completados en algunos de ellos. Esta poltica de explotacin de campo pudiera contra venir el esquema de explotacin de un yacimiento en particular al no disponer de los pozos necesarios para su explotacin optima. Estos problemas de competencia de produccin de yacimientos que comparten los mismos pozos pueden ser adecuadamente tratados con modelos de simulacin conceptualizados para tales fines. 4. Etapas de la Simulacin de yacimientos

Adquisicin, Revisin, Validacin de la data

Diseo del modelo

Inicializacin

Cotejo del modelo

Prediccin

SI

NO

Adquisicin, revisin, validacin de la data. DATA ESTTICA:



9 Anlisis de Ncleos convencionales y especiales 9 Registros de pozos y interpretacin ssmica 9 Evaluacin petrofsica 9 Anlisis PVT

DATA DINMICA:

9 Informacin de produccin e inyeccin de los pozos 9 Informacin de presin.

DATA DE POZOS DEL YACIMIENTO:

9 Fecha de completaciones. 9 Apertura y cierre de pozos. 9 Cambio de zonas. 9 Espesor del Caoneo.

Diseo del modelo

El diseo del modelo requiere considerar los siguientes elementos:

9 Malla y nmero de dimensiones

Tipos de modelos: se pueden clasificar en orden de costos y complejidad como sigue: o Modelo Tanque ( cero dimisiones) o Modelo 1D o Modelo 2D ( x-y, radiales) o Modelo 3D (x-y-z , radiales)

9 Fluidos presentes y nmero de fases o Simuladores de petrleo negro (Black Oil): Pueden modelar el flujo

de agua, petrleo y gas, tomando en cuenta variaciones de la solubilidad del gas en el petrleo en funcin de la Presin.

o Simuladores del tipo composicional: Caracterizan al crudo como una

mezcla de n componentes con las propiedades del gas.

o Simuladores Trmicos: Pueden modelar recuperacin por inyeccin de fluidos calientes por ejemplo: Inyeccin de Vapor.

o Simuladores Qumicos: Permiten modelar procesos de inyeccin de

surfactantes y polmeros

9 Heterogeneidad del yacimiento: Es importante porque si tenemos variaciones de las propiedades de las rocas, porosidad, K. de esto depender el nmero de celdas o bloques del modelo (tamao de la malla).

9 Pozos. o Son especificados estableciendo su tasa de produccin o presin de

fondo (igualmente para los inyectores).



o Establecer tamaos de bloques que incluyan solo un pozo por bloque.

Inicializacin

9 Verificar el POES/GOES

9 Verificar datos PVT

9 Verificar tamao de la capa de gas

9 Verificar tamao del acufero

9 Verificar la presiones iniciales

9 Verificar profundidades de CAP, CGP

Cotejo del modelo. Variables ms frecuentes para cotejar (Yacimiento/pozo):

9 Cotejo de presin promedio. 9 Cotejo de la RGP y del %AyS. 9 Variables a Ajustar:

o Distribucin del volumen poroso. o Tamao y permeabilidad del acufero. o Compresibilidades de los fluidos y de la roca. o Existencia de fallas sellantes. o Permeabilidades relativas. o Viscosidad de los fluidos. o Trasmisibilidades en los bloques

Prediccin 9 Caso base (esquema actual)

9 Sensibilidades al caso base (RGP, perforacin adicional)

9 Existe Recuperacin secundaria?

(Evaluar factibilidad de inyectar agua o gas, AGA, Efectuar sensibilidades

inyeccin/produccin, perforacin adicional, interespaciada, tasa inyeccin Optima)

9 Documentar aplicacin y resultados del proceso

9 Preparar Plan Operacional



6. Representacin geomtrica del yacimiento.

La descripcin geomtrica del yacimiento puede ser de cero, una, dos o tres dimensiones, en coordenadas radiales o rectangulares. El nmero de dimensiones y bloques en una simulacin dependern de:

1. Los niveles de detalles y exactitud deseados en el comportamiento del yacimiento.

2. Las fuerzas del yacimiento que sern aproximadas por el modelo. 3. Los recursos disponibles para realizar el estudio (tiempo, fuerza hombre,

equipos). En la medida en que aumenta el nmero de dimensiones, bloques y pozos, de

igual manera aumentaran los problemas, siendo el caso mas difcil y sotisficado la simulacin multibloque, 3-D de un yacimiento complejo. Cunado se usa menos de 3-D, se esta suponiendo que las propiedades de la roca y los fluidos son uniformes o que las variaciones pueden ser modeladas de forma que se puedan usar curvas promedios de permeabilidades relativas.

MODELOS CERO DIMENSIONES. El modelo mas simple es el de cero dimensiones o de una celda que es bsicamente un balance de materiales. El balance de materiales se usa normalmente para estimar fluidos inicialmente en sitio o la presin del yacimiento. Este tipo de modelo supone que todas las condiciones del yacimiento tienen un valor nico para una presin promedia y que el sistema completo esta en condiciones de equilibrio. Este modelo es muy til al comienzo del estudio para realizar revisiones rpidas de consistencias de datos como PVT, restricciones de pozos, etc.

Modelo Cero Dimensional (Una celda o bloque)



MODELOS DE UNA DIMENSIN. En los modelos de una dimensin la orientacin de los bloques puede ser horizontal, vertical o con cierto ngulo de inclinacin. Estos modelos dan una buena representacin del movimiento de fluidos globalmente, y tambin la distribucin promedia de las presiones. Los efectos de cadas de presin del pozo sobre el comportamiento global del yacimiento no pueden ser simulados, generalmente, con estos modelos, debido a que la menos unidad del yacimiento (un bloque) es muy grande comparado con el volumen del yacimiento que esta afectado por la presin en el pozo. Sin embargo, estos efectos pueden ser simulados por un modelo 1-D radial. Los modelos 1-D son tiles cuando el espesor del yacimiento, h, es pequeo en comparacin con su longitud. El petrleo se drena por un sistema de pozos casi equidistantemente espaciados o sea formando filas paralelas al contacto agua-petrleo y los efectos de conificacin se desprecia. En muchos casos, los modelos 1-D son representaciones pobres.

Modelos de Una Dimensin (1-D)

MODELOS DE DOS DIMENSIONES. Para modelar la eficiencia de barrido de un fluido desplazante es necesario utilizar modelos 2-D. este puede ser un modelo radial, un modelo transversal para simular conificacin y segregacin gravitacional, o un modelo reas para similar efectos de barrido. El modelo 2-D radial es til para determinar la tasa critica de produccin a la cual ocurrir conificacin, para predecir el comportamiento futuro de un pozo conificado y para evaluar los efectos de barreras de lutitas o permeabilidad vertical baja.



Otro uso de los modelos 2-D radiales es en el anlisis de pruebas de presiones. Probablemente, el uso mas extensivo de los modelos 2-D areales es para determinar los patrones ptimos de inyeccin de agua o gas.

Modelos de Dos Dimensiones (2-D) MODELOS DE TRES DIMENSIONES:

Estos modelos pueden tomar en cuenta casi todas las fuerzas presentes en el yacimiento. Consideran los efectos de barridos areales y gravitacionales. Sin embargo, pueden ser muy difciles para modelar fenmenos locales (tales como conificacin) donde se requieren bloques muy pequeos para una representacin adecuada. Los modelos 3-D radiales son una generalizacin del 2-D radial, en el cual se pueden tomar en cuenta penetracin parcial del pozo en la arena productora y caoneo parcial, as como cualquier otro parmetro que dependa de la profundidad.



Modelo de Tres Dimensiones (3-D)

7. Decisin del Modelo a utilizar. En el uso de simuladores sotisficados se deber siempre pensar cuidadosamente los pro y contra de cada tipo de modelo. Usando 2-D se puede ahorrar tiempo pero se pueden obtener resultados irreales debido a que la situacin es mucho mas compleja para ser representada por una aproximacin simplificada. Por otro lado, el uso de un modelo 3-D puede sobre representar el problema.




Modelo de Tres Dimensiones (Visin Real) Todo depende de los datos disponibles, de la complejidad del yacimiento, del patrn de pozos, de la distribucin de produccin entre pozos y otros elementos como completacin. 7. Tipos de Modelos:

Balance de materiales (analticos) Nos permite realizar el clculo del POES, el cual se basa en el principio de la

conservacin de la masa (ni se crea ni se destruye). Pero para aplicarlo se hacen ciertas suposiciones bsicas como son:

Yacimiento tipo tanque homogneo (Propiedades de la roca y fluidos se mantienen iguales a lo largo de todo el yacimiento)

Produccin e inyeccin concentradas c/u en un solo punto No hay direccin para el flujo de los fluidos

( ) ( )( )

( )[ ] pwgsiptpe

wi

fwiWti

giggi

titit

WBBRRBN

WpS

CSCNBm

BBB

NmBBBN

++=+

+++

+

11

Donde:


( )[ ]gssiot BRRBB += ( )( )[ ]( )( )[ ]

( )( )[ ]gsiptp pwegsiptp

giggi

ti

gsiptp

tit

BRRBNWBW

BRRB

BBB

NmB

BRRBNB

+=

+

+BN =

ndices de mecanismos de produccin (ndices de PIRSON)

DDI

(Gas en solucin)

NSDI = (capa de gas)

WDI (hidrulico) Informacin requerida para modelos de balance de materiales

Historia de produccin de petrleo (>10% del POES) Produccin de Agua y gas Historia de presiones Anlisis PVT Saturaciones iniciales de los fluidos

Simulacin Numrica La simulacin de yacimientos ha estado en prctica desde el mismo comienzo de la

ingeniera de petrleo. Sin embargo, el termino simulacin empez a ser comn en los aos 60 como mtodo predictivo dedicado principalmente a problemas de yacimientos de petrleo negro en dos o mas fases. Los procesos simulados estaban limitados a agotamiento natural y mantenimiento de presin. Para entonces solo fue posible desarrollar un solo simulador capaz de manejar los problemas mas comunes de los yacimientos. Durante los aos 70, el panorama cambio marcadamente. El incremento rpido en los precios del petrleo y ciertas tendencias gubernamentales hacia la liberacin de regulaciones y soportes financieros de proyectos pilotos, condujo a la proliferacin de procesos de recuperacin mejorada. Esto motivo la implantacin de simulacin de nuevos procesos que se extendieron de los mtodos convencionales de agotamiento y mantenimiento de presin a procesos miscibles, inyeccin de qumicos, inyeccin de CO2, vapor, agua caliente y combustin in situ. El relativo entendimiento del flujo inmiscible de sistemas de hidrocarburos de dos componentes (gas-petrleo) fue reemplazado por una lucha para revelar y caracterizar la fsica del desplazamiento de petrleo bajo la influencia de temperatura, agentes qumicos y comportamiento de fases de sistemas complejos multicomponentes. En adicin al simple flujo de fluidos en medios porosos, los simuladores tenan que reflejar absorcin qumica y degradacin, emulsificantes y efectos reductores de tensin interfacial, la cintica de las reacciones y otros efectos trmicos conjuntamente con el equilibrio del comportamiento complejo de las fases.



La proliferacin de mtodos de recuperacin causo un alejamiento de los conceptos simples de modelos y un enfoque hacia el desarrollo de modelos individuales para representar cada uno de estos nuevos procesos de explotacin. En los ltimos aos, la simulacin numrica de yacimientos ha ganado una amplia aceptacin en la industria petrolera, como consecuencia de tres factores principales:

Mayor poder de computacin en trminos de velocidad y memoria. Mejoramiento en los algoritmos numricos para solucionar las ecuaciones

en derivadas parciales: y Las generalidades construidas en los simuladores que permiten modelar

ms realisticamente la amplia variedad de yacimientos que existen en todo el mundo.

En simulacin de yacimientos intervienen todas las disciplinas relacionadas con la explotacin del mismo. Mediante una breve descripcin de los datos que se manejan, podemos ilustrar esta interaccin. Un simulador requiere cuatro tipos de datos de entrada, a saber: A. Descripcin del yacimiento.

1. Permeabilidad. 2. Porosidad. 3. Espesores de formacin. 4. Elevacin o profundidad. 5. Nmero y tamao de los bloques de la malla. 6. Saturaciones iniciales para cada fase. 7. Presin Inicial. 8. Comprensibilidad de la roca.

B. Propiedades de los fluidos del yacimiento.

1. Factor volumtrico del petrleo. 2. Factor volumtrico del agua. 3. Factor volumtrico del gas. 4. Viscosidad del petrleo. 5. Viscosidad del agua. 6. Viscosidad del gas. 7. solubilidad del gas en el petrleo. 8. Densidad del petrleo. 9. Densidad del agua. 10. Densidad del gas

C. Relaciones de interaccin de fuerzas entre rocas y fluidos.

1. Curvas de permeabilidad relativa para petrleo, agua y gas. 2. Curvas de presin capilar agua-petrleo. 3. Curvas de presin capilar gas-petrleo.

D. Datos de pozo.



1. localizacin de pozos y su estado. 2. Historia de completacin que incluya intervalos de produccin, ndice de

capacidad de flujo (Kh), dao de formacin, mtodo de produccin, etc. 3. Historia de produccin y sus restricciones.

Todos estos datos son necesarios, independientemente del tipo de simular que se

seleccione para realizar los estudios. Los resultados de una simulacin contienen la distribucin espacial de las presiones de fluidos y las saturaciones, las relaciones gas-petrleo y agua-petrleo de produccin y las tasas de produccin e inyeccin para cada pozo a cada intervalo de tiempo. La manipulacin interna de estos resultados da la presin promedia del yacimiento y las tasa instantneas de produccin as como los acumulados de petrleo, agua y gas por pozo y yacimiento en funcin del tiempo. Se ve que un estudio de simulacin demanda el manej y anlisis de datos que dependen de varias disciplinas geologa, petrofsica, yacimientos y produccin. La caracterizacin de yacimientos es el manejo y anlisis de los datos del yacimiento con el fin de obtener una descripcin detallada, que permita obtener sus reservas de manera rentable.

La simulacin numrica se divide en:

Petrleo negro: se usan tres ecuaciones para expresar la conservacin de masa de los tres componentes (agua, petrleo y gas en cada bloque), no se considera la solubilidad del gas y petrleo en el agua, ni existencia de petrleo en la fase gaseosa. la solubilidad del gas en el petrleo es funcin de presin, no se considera la existencia de agua en la fase de gas o petrleo. Son tiles en simulaciones de procesos de inyeccin de agua o gas inmiscible donde no se esperan cambios en la composicin de fluidos. Pueden modelar el flujo de agua, petrleo y gas, tomando en cuenta variaciones de la solubilidad del gas en el petrleo en funcin de la Presin.

Composicional: trata todos los componentes excepto el agua como si estuviesen presentes en las fases de gas y petrleo, sobre la base de las leyes termodinmica de equilibrio (el equilibrio es determinado mediante valores k, que son funcin de presin, temperatura y composicin), y consisten de nc ecuaciones en cada bloque, donde nc es el numero de componentes. Utiliza ecuaciones de estado para simular procesos donde se esperan cambios en la composicin de los fluidos, permitiendo simular los mecanismos de un proceso miscible de inyeccin de gas, vaporizacin e hinchamiento de petrleo, condensacin del gas.



Trmico: es similar al composicional y usa nc+1 ecuaciones, que expresan la conservacin de la masa (difusividad) para los nc componentes y una ecuacin (difusin) para la conservacin de la energa. Los modelos de petrleo negro y composicionales simulan flujo isotrmico y no requieren la ecuacin de energa. til para la optimizacin de recobros en procesos trmicos (espaciamientos, tipos de arreglo, tasa de inyeccin/produccin, toneladas a usar en cada ciclo de inyeccin alternada de vapor, etc.) y predicciones de campo o de cotejo de datos de laboratorio.

Fracturado: considera sistemas de doble porosidad y/o doble permeabilidad para modelar las caractersticas (caracterizar) de las fracturas y de la matriz de la roca en el yacimiento.

7. Tipos de mallas Dos tipos de mallas son generalmente usadas:

Mallas regulares: Tienen espaciamiento uniforme en la direccin x,y Mallas irregulares: Tiene espaciamiento no uniforme en la direccin x,y

BLOCK CENTER: La geometra BC requiere para cada celda un tope y el

tamao en direccin x,y,z. Los parmetros son calculados en el centro de la celda o bloque.

CORNER POINT: La geometra CP esta basada en lneas de coordenadas y

las profundidades a la que estn las esquinas de la malla. Las coordenadas X,Y,Z de un punto arriba y un punto debajo de la malla define una lnea coordenada, las celdas son definidas por la unin de las esquinas de las mismas y la elevacin es definida con respecto a las lneas coordenadas.

D

D

TOP

D

COORD

BLOCK

CORNER

Asignacin de los valores de las propiedades de la roca a la malla de

simulacin Los modelos de simulacin requieren que se le asigne a cada bloque de la malla

un valor de permeabilidad en la direccin x,y,z.

De existir ncleos o evaluacin tendremos valores en los bloques donde se encuentran los pozos. En los bloques donde no se cuenta con pozos, no se tienen valores



de K o Poro, por lo tanto, debemos recurrir a los mapas de isopropiedades o a mtodos geoestadsticos para su obtencin.

Seleccin de la malla 1. Espaciamiento mnimo entre los pozos. 2. El grado de heterogeneidad en la distribucin de propiedades. 3. La configuracin geomtrica de la estructura 4. La densidad de informacin disponible.

Normalmente, antes de escoger el tamao de los bloques a usar se recomienda

efectuar sensibilidades del efecto de cambios en el tamao de los bloques sobre las variables mas importantes envueltas en la simulacin; principalmente en desplazamientos en los cuales existen grandes diferencias entre las movilidades de las fases desplazantes y desplazadas o cuando se esperan cambios en la composicin de los fluidos existentes en el yacimiento.

Orientacin de la malla

Los resultados obtenidos a partir de simulaciones del proceso de inyeccin continua de vapor son afectados por errores numricos resultantes a partir del esquema de solucin usado en la aproximacin de las ecuaciones diferenciales en diferencias finitas. El efecto de orientacin de la malla sobre el comportamiento del proceso de inyeccin continua de vapor, el problema ocurre cuando existen grandes diferencias entre las movilidades de las fases desplazante y desplazada.

X

X

XX X

X

X

X

X X

X

X

X

X X

X

X

X

XX X

X

Esquema de 5 puntos Esquema d 9 puntos 9. Valor de la Simulacin.

El modelaje nos permite observar la fsica de los yacimientos sin estar presente y examinar algunos que pasara si?

Sin la simulacin y el modelaje numrico estamos forzados a hacer muchas suposiciones.

Mediante simulacin podemos decir aqu es donde estamos hoy, y este es el valor econmico de lo que estamos proponiendo.

La simulacin es indispensable. es la mejor herramienta disponible.



Mientras ms maduro es el yacimiento y mejor es la data, mas til resulta el uso

de la simulacin. Conocer la reaccin del yacimiento a diferentes escenarios de explotacin es

crtico. Necesitamos validar todos esos escenarios mediante simulacin antes de seleccionar.

El valor de la simulacin aumenta cuando se involucran tecnologas nuevas de alto riesgo, o el desarrollo de nuevos yacimientos complejos. 10. Costo de la simulacin.

Es muy pequeo comparado al numero de barriles recuperados. Sin embargo el

proceso de organizar los datos y construir el modelo pudiera ser todava mas valioso que sus resultados, ya que nos permite entender la naturaleza de los yacimientos.

El costo de simulacin incluyendo la mano de obra es menos de cntimo de dollar por barril.


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