La simulacin numrica de yacimientos nos ayuda a inferir el comportamiento real del yacimiento a partir de modelos matemticos.Un simulador de yacimiento no es ms que un conjunto de programas de computacin que resuelve los modelos matemticos que representan al yacimiento. En los ltimos aos, la simulacin numrica de yacimientos ha ganado gran aceptacin en la industria petrolera, ya que actualmente los simuladores permiten modelar de una manera ms realista la amplia variedad de yacimientos existentes en el mundo.ETAPAS FUNDAMENTALES.Un simulador de yacimientos consta de tres etapas fundamentales: la primera etapa, es la deinicializacin,que no es ms que la descripcin esttica del yacimiento, lo que se busca es la estimacin del POES a travs de las propiedades de roca y fluido. La segunda etapa, es elajuste histrico,en el que se le suministra los datos histrico de los pozos, en sta etapa se obtienen los clculos del simulador en el tiempo, a travs de las condiciones de produccin e instalaciones. La tercera etapa, es la referida a laspredicciones,a travs de la prediccin de la tasa de recobro, se puede realizar un anlisis econmico y la estimacin de reservas recuperables.Las funciones principales de un simulador, es calcular las presiones y saturaciones a lo largo del tiempo; luego, con dichos datos y con ecuaciones paralelas, calcula el comportamiento de los pozos. Sin embargo, para poder tener dichas predicciones, es necesario suministrarle las saturaciones y presiones iniciales del mismo.Losfundamentos bsicos de la simulacin,se basan en dividir el yacimiento en un nmero finito de celdas, se le proporcionarn datos bsicos a cada celda, siendo las mismas propiedades para toda la celda; el tamao de la celda influenciar en el resultado; mientras ms pequea sea el tamao de la celda, el resultado ser ms eficiente. Si al realizar un modelo con un cierto tamao de celda, y luego al cambiarle el tamao de la celda, los resultados varan, significa que el tamao de la celda est influenciando en el comportamiento; y sta variacin la debemos tener presente al momento de realizar nuestro modelo de simulacin. En ese caso, la celda tendr ese nuevo tamao (que ser mucho ms pequeo que con el que se estaba trabajando con anterioridad), y as continuar sucesivamente.Otros de los fundamentos bsicos, es que la produccin de los pozos se suministra en funcin del tiempo y las ecuaciones sern resueltas para calcular las presiones y saturaciones de cada celda.Entre los datos ms importante que se le debe suministrar al simulador, se encuentran: las propiedades de las rocas y de los fluidos. Entre las propiedades de las rocas, encontramos: la porosidad, permeabilidad, compresibilidad, profundidad, espesor, permeabilidad relativa, presin capilar y saturacin. Entre las propiedades de los fluidos a suministrar, tenemos: densidad, compresibilidad, factor volumtrico de formacin, viscosidad, solubilidad y presin de saturacin.APLICABILIDAD DE LA SIMULACIN DE YACIMIENTOS.La simulacin de yacimientos toma en cuenta las variaciones temporales y espaciales en presin, rocas, fluidos, geometra, pozos, entre otros. A travs de la simulacin, se puede realizar un anlisis econmico de proyecto, ya que nos ofrecen credibilidad y objetividad en lo que se est simulando, permitiendo de sta manera la toma de decisiones. Otra de las ventajas de la simulacin de yacimientos, es que nos permite el monitoreo de yacimientos bien sea por reas o por zonas, por pozo productor, por pozo inyector, por concesin, por migracin de fluidos, entre otros; pudiendo de sta manera generar escenarios de produccin y optimizar las polticas de explotacin.LIMITACIONES DE LOS SIMULADORES DE YACIMIENTOS.Aunque los simuladores presentan grandes ventajas y son una herramienta til en la industria petrolera, los mismos presentan ciertas limitaciones, ya que lo que estos nos brindan es una solucin aproximada y no una solucin exacta del estudio que se realiza. Va a existir un error asociado, porque el modelo va a parar de acuerdo a mi patrn de convergencia. Adems, los resultados dependern de los datos suministrados, es decir, si los datos son errneos, los resultados arrojados tambin lo sern. El ajuste de la historia no nos garantiza que la prediccin futura sea precisa, ya que por lo general los datos histricos suelen tener alto grado de incertidumbre.ETAPAS DE UN MODELO DE SIMULACIN.Todo modelo de simulacin, al igual que cualquir proyecto que se realice, debe estar acondicionado a una serie de etapas, entre las que destacan:Definicin del problema.Revisin de los datos.Adquisicin de los datos adicionales.Seleccin del enfoque.Descripcin del yacimiento y diseo del modelo.Ajuste histrico.Predicciones.Edicin y anlisisElaboracin del informe.

Algunas de stas etapas, requieren ms tiempo de estudio. En el caso del ajuste histrico, ste debe ser lo ms minucioso posible.TIPOS DE SIMULADORES DE YACIMIENTOS.Existen diversos tipos de simuladores de yacimientos que se ajustan a los datos o necesidades requeridas, algunos de estos simuladores son:- Petrleo negro.- Composicionales.- Trmicos.- Qumicos.- Acoplados con modelos: geomecnicos, flujo de fluidos en tuberas, instalaciones desuperficie, tec.El simulador que estudiaremos, es el black oil o petrleo negro. ste tipo de simulador, es capaz de simular sistemas donde estn presentes gas, petrleo y agua en cualquier proporcin. Este es el simulador mas comnmente usado en yacimientos de petrleo y la principal suposicin es que las composiciones del petrleo y el gas no cambian significativamente con la defleccin. En el caso de que la composicin cambie, tendramos que utilizar un simulador composicional.

La simulacin numrica de yacimientos se ha practicado desde comienzos de 1960, como un medio para la determinacin de comportamientos futuros de los yacimientos y campos petroleros; de ante mano vale decir que los clculos pertinentes a la ingeniera de yacimientos estn basados ampliamente en procedimientos analticos como el balance de materiales y teoras de desplazamiento como la de Buckley Leverett.El nacimiento de la simulacin de yacimientos, en su concepcin moderna, est estrechamente relacionado con la disponibilidad de procesadores rpidos y eficientes adems de la evolucin paralela de mtodos numricos que permitan la resolucin de grandes grupos de ecuaciones diferenciales distintas para describir flujos multifsicos en medios heterogneos tanto en dos como tres dimensiones.El potencial de aplicacin de tales tcnicas o mtodos en la ingeniera de petrleo antes pareca evidente y menos de una dcada ya la mayora de las compaas de petrleo tenan sus propios modelos numricos de simulacin aplicados en sus ms importantes campos. Treinta aos despus, la simulacin de yacimientos es una prctica comn en las compaas petroleras y es manejada por los ingenieros de yacimientos. Sus aplicaciones son variadas, desde campos de produccin convencionales manejados bajo diferentes esquemas de explotacin, hasta tareas ms especializadas como los modelos fenomenolgicos. Al mismo tiempo, nuevos desarrollos estn en curso especialmente en el dominio paralelo de hardware y el software, y la simulacin a gran escala tambin se ha vuelto muy comn.El actual uso generalizado de esta herramienta en la comunidad de ingenieros de yacimiento, es de hecho, relacionado a muchos factores, no todos estrictamente tcnicos:Aplicabilidad.La aplicabilidad de esta herramienta no tiene competencia de alguna otra tcnica. Se podra decir que no existe algn problema en la rutina diaria de un ingeniero de yacimientos que no pueda ser potencialmente abordado a travs de la simulacin numrica.Facilidad de uso.Los paquetes modernos de simulacin estn provistos de procesadores interactivos que facilitan enormemente el uso de modelos. La disponibilidad de opciones predeterminadas y diferentes niveles de experticia permiten que hasta el ms incauto de los ingenieros finalice con algn tipo de resultado el problema a la mano.Aceptacin.La administracin ha sido formada a travs de los aos, por los mismos ingenieros de yacimientos, para aceptar la simulacin como una tcnica estndar. Actualmente, en muchas compaas, el alto nivel de gestin requiere estudios del soporte de las herramientas.A pesar de estos factores, la simulacin de yacimientos no es una panacea y su aplicacin puede ser peligrosamente engaosa, o en muchos casos innecesaria.

CUNDO CORRER UN MODELO DE SIMULACIN?El uso generalizado y la aceptacin de la simulacin de yacimientos en aplicaciones del petrleo no estn libres de peligros. Las limitaciones de la tcnica y su posible mal uso han sido desatacadas a travs de los aos, en casos por los mismos expertos quienes se consideran pioneros en la tcnica. Por lo tanto, una consideracin de elementos debe ser aplicada antes de la aplicacin de la simulacin numrica, especialmente en lo que refiere a los objetivos especficos del estudio en cuestin. En la ingeniera de petrleo, como en cualquier otra aplicacin cientfica, un problema bien planteado es el primer paso de la solucin y algunos anlisis preliminares son siempre necesitados para evaluar la necesidad real de un estudio de simulacin.Estos anlisis preliminares demostrarn la aplicabilidad de la simulacin de yacimientos, y proveern una indicacin de los resultados esperados y finalmente indicaran el grado de complejidad requerido del modelo en s mismo. En particular, los siguientes puntos deben ser considerados:Exactitud de los resultados esperados.Dejando a un lado los errores numricos (el simulador provee una solucin reproducible pero aproximada), la exactitud de los resultados esta relacionada al correcto planteamiento del problema y a la cantidad y calidad de datos de entrada disponibles. La experiencia y el conocimiento de los ingenieros implicados en el estudio representan otro importante factor.Incertidumbre inherente.Los trabajos de simulacin estn sujetos a un grado de incertidumbre, el cual deriva del incompleto conocimiento del modelo geolgico, de la representatividad de los datos de entrada y finalmente de la solucin numrica aproximada (dispersin numrica, efectos de orientacin del mallado, entre otros).No unicidad de los resultados.La fiabilidad de las predicciones del modelo depende de la calidad del ajuste. Sin embargo, como ha sido notado por muchos aos, el procedimiento de ajuste resulta en una no unificada combinacin de variables, ya que en un estudio tpico de simulacin tenemos muchos ms parmetros desconocidos que conocidos. Esto significa que diferentes descripciones del yacimiento pueden producir el mismo ajuste, y en general proveern diferentes perfiles de pronsticos. Debido a esto, los resultados de simulacin deberan mejor ser considerados en una relacin, en lugar de un sentido absoluto.Technical overkill.En muchos casos, los ingenieros de yacimiento estn enfrentados con problemas relativamente simples, los cuales pueden ser abordados seguramente con tcnicas simples y analticas. In tales casos, el uso de de herramientas complejas como la simulacin numrica puede resultar en un exceso de tecnicismo (technical overkill). Los ingenieros de yacimientos siempre deberan evaluar el grado de complejidad de los problemas y usar el grado correcto de tecnologa acorde.Recursos disponibles.La simulacin numrica es ms costosa que cualquier otra tcnica, ya que requiere la asignacin de recursos humanos y tcnicos significativos. La decisin de correr un modelo de simulacin y el relevante nivel de complejidad deberan ser comparados con los recursos disponibles.En conclusin, antes de iniciar cualquier estudio, el administrador del proyecto debe evaluar todos los aspectos involucrados en la decisin de correr un modelo de simulacin de yacimientos. La pregunta bsica es siempre: Realmente vale la pena? Para una perspectiva general, los problemas deberan siempre ser resueltos por el ms simple y econmico mtodo que provea una respuesta adecuada. En algunos casos, los anlisis preliminares pueden mostrar que tcnicas convencionales de la ingeniera de yacimientos representan una aproximacin ms simple, rpida y econmica que una simulacin de yacimientos. Por ejemplo, cuando un perfil de produccin a corto plazo va a ser evaluado, una curva de anlisis de declinacin representa una herramienta fiable y econmica, mientras que una simulacin ofrecera una lenta y costosa alternativa.En un viejo pero perenne paper sobre el uso y mal uso de la simulacin de yacimientos, Coast expone que las aplicaciones validas deberan cumplir con las siguientes tres caractersticas:-Una buena pregunta que plantee la importancia econmica. Una tpica pregunta desafiara por ejemplo la eleccin de una inyeccin de agua sobre un esquema de agotamiento natural.-Adecuada precisin de la descripcin del yacimiento y otros datos de entrada requeridos.-Fuerte dependencia de la respuesta al no-equilibrio, en funcin del tiempo de la distribucin de presiones y saturaciones de fluidos. Esta dependencia descartara tcnicas analticas tradicionales como el balance de materiales.