Simulacion

1. INTRODUCCIÓN

La forma más Efectiva de Gerenciar adecuadamente un Activo es creando un Modelo matemático que represente adecuadamente las características del yacimiento, a objeto de poder comparar los resultados que se obtienen al someterlo a diferentes políticas alternativas de explotación.

El éxito de esta estrategia está fundamentada en la capacidad del modelo a reproducir con certeza el comportamiento del yacimiento, por lo que el énfasis debe enfocarse en la caracterización de los parámetros que gobiernan (o motivan) su comportamiento. El propósito es la creación de un modelo matemático del yacimiento que nos permita examinar su comportamiento en términos de producción y presión.

La simulación de yacimientos consiste en inferir el comportamiento real de un yacimiento mediante el uso de un modelo matemático o físico. Los modelos matemáticos están conformados por un conjunto de ecuaciones que describen un proceso físico bajo estudio.

La simulación de yacimientos consiste en dividir o discretizar el yacimiento en función del espacio y tiempo. La discretización de espacio se realiza a través de la construcción de un mallado constituido por una serie de Bloques o celdas. Este mallado debe representar el volumen total del yacimiento. La discretización del tiempo ocurre tomando una serie de pasos de tiempo (time step) que finalmente deben coincidir con el tiempo pautado por la simulación.

2. OBJETIVO GENERAL

El propósito principal de este documento es presentar la estructuración de la Metodología de trabajo para construir un modelo de Simulación Numérica de Yacimientos, que permita realizar una mejor Gerenciación de los Activos de Hidrocarburos.

3. CONCEPTOS Y DEFINICIONES BÁSICAS

Los yacimientos de hidrocarburos son reservorios naturales que poseen energía potencial considerable cuando se encuentran originalmente entrampados en el subsuelo. A medida que los mismos son producidos y los fluidos son extraídos del lecho rocoso, la energía inicial se va consumiendo y como es natural se va agotando paulatinamente.

A pesar de que el ritmo de agotamiento al que se hace referencia depende de muchos factores, tales como el tamaño de la acumulación, mecanismo de producción, tasa de extracción, etc., típicamente la declinación de la producción (merma) en una base diaria es tan pequeña, que para el operador (o para el propietario) dicha reducción es normal y hasta permisible.

Por esta razón es muy posible que no tomen acciones oportunas que ayuden a reducir la declinación de la producción y por ende al mantenerse en el tiempo incrementen las reservas del yacimiento. Esta situación se produce, dado a que el Gerente a cuyo cargo se encuentra el activo, no tiene un elemento que le permita comparar el comportamiento del reservorio y así poder definir si el mismo es mejorable o no. La Fig. 1, representa esta situación, en donde el potencial de producción declina más temprano en el caso de que no se aplique una buena metodología de Gerencia de yacimientos.

4. Metodología:

En un modelo de simulación se debe representar las propiedades de roca y fluido, las características de los pozos y su relación con el yacimiento. Debe tener la descripción geológica-estructural del mismo, en general debe tener reflejado todas las características del yacimiento que se va a estudiar.

El diseño de un modelo de simulación se ve influenciado por los siguientes factores:

• Complejidad del problema: Tales como la geometría del sistema, heterogeneidad de la roca, tipos de fluidos presentes y el tipo de mecanismo de producción a ser considerado.

• La calidad de la respuesta que se espera del simulador.

• El tiempo disponible para el desarrollo del proyecto.

• Factores económicos.

• Disponibilidad y calidad de los datos.

• Calidad del simulador a utilizar, así como la capacidad de hardwares disponibles.

Para realizar un modelo de simulación es necesario dividir el yacimiento en un gran número de bloques y asignarle los valores de las propiedades a analizar, los pozos son ubicados dentro del arreglo de bloques y las tasas de producción e inyección son especificadas en función del tiempo. Las ecuaciones que describen el proceso son resueltas para generar el comportamiento de presión y de saturaciones de las fases en cada uno de los bloques y de los pozos modelados.

Se comparan los resultados del modelo con los datos “reales” a objeto de evaluar la capacidad del modelo de reproducir la historia del yacimiento. Cuando el entonamiento del modelo es razonablemente alcanzado y dependiendo de los objetivos del estudio, se realizan las corridas de predicción, para seleccionar la más apropiada desde el punto de vista técnico y económico.

4.1. Actividades de la metodología

4.1.1. Proceso de inicialización

Antes de la construcción del modelo de situación es indispensable determinar cuál es el tamaño óptimo de los bloques que se usarán en el modelaje, el cual está impactado por el tipo de corridas de predicción que están planificándose realizar (definición del objetivo del estudio), por ejemplo, si uno de los objetivos consiste en determinar el espaciamiento entre pozos, y sobre todo si está planificado inyectar agua, es indispensable seleccionar un tamaño de celda que permita colocar el suficiente número de bloques entre los pozos, especialmente entre productores e inyectores, para lo cual es recomendable construir un modelo de 1 dimensión y ensayar varios tamaños de celdas para establecer el número mínimo de las mismas que permite reducir al mínimo la dispersión numérica, de tal forma que no afecte sustancialmente los resultados del modelo. De igual forma, es importante seleccionar el tipo de malla que mejor se adapte a los objetivos del estudio, es decir una malla cartesiana, radial o irregular, así como su orientación ideal para evitar distorsión de los resultados y descripción de las heterogeneidades del yacimiento y resolución para describir los procesos que se esperan se producirán en el yacimiento, por ejemplo la descripción del movimiento de los contactos.

Después

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