TAREA 1
PGP-310
ING. JHON ALEX LEON S. TEMA 1
1. QUE ES LA SIMULACION NUMERICA Se genera el modelo numérico del yacimiento y ensayan diversas opciones técnico-económicas para su desarrollo y explotación. Estas opciones son evaluadas y guían la toma de decisiones respecto de la opción que mejor cumpla con los objetivos de la Administración de Yacimientos Solución de las EDP’s, altamente no lineales, que d escriben los diversos procesos de transporte tr ansporte que ocurren en un yacimiento petrolero
2. INVESTIGUE CUALES SON LOS DE SIMULADORES QUE EXISTEN Y DETERMINAN EL VOLUMEN DE HIDROCARBUROS SIMULADORES APLICADAS EN LA INGENIERIA DEL PETROLEO ECLIPSE
La Simulación diferencial finita de yacimientos es una de las herramientas mas usadas para apoyar las decisiones de la Gerencia de yacimientos, desde la determinación de las reservas, a t ravés de una planificación inicial de la etapa de producción y el diseño de las instalaciones de superficie, así como el diagnóstico de problemas. El simulador de yacimientos ECLIPSE es un software que permite a los ingenieros predecir y manejar eficientemente el flujo de fluidos creando modelos de una manera más certera. ECLIPSE permite plantearse cuestionamientos sobre la viabilidad económica de la explotación de un yacimiento, como por ejemplo: - Cuan cierto es la estimación de reservas? Puedo minimizar la incertidumbre? - Como es la distribución de los hidrocarburos en la formación? - Que tan difícil puede ser la recuperación de los hidrocarburos y que técnicas de producción y tasas son las mejores? - Donde debo localizar las próximos pozos para maximizar el recobro y recuperar la inversión?, etc. Modelos de Simulación
ECLIPSE ofrece tres modelos de simulación, blackoil, composicional y termal. El modelo Blackoil se utiliza para situaciones donde necesito conocer el efecto de una de las fases en las reservas y el recobro. Este modelo asume que los fluidos del yacimiento consisten de tres “componentes” (agua, petróleo y gas) donde las composiciones de petróleo y gas son constantes
en el tiempo y a cada paso de presión. La solución blackoil permite modelar extensivamente el control de pozos, soportar eficientemente la planificación de las operaciones del yacimiento, incluyendo la inyección de gas, debido a que proporciona una simulación de las tres fases en 3D.
Al simular yacimientos altamente fracturados se requiere un apoyo para la inhibición gravitacional y el drenaje, difusión molecular y el desplazamiento de los fluidos viscosos a través de la matriz de la roca. La solución blackoil ofrece amplias opciones duales para la porosidad y permeabilidad. PETREL
El software desarrollado en 1996 permite una integración desde la sísmica hasta la simulación mediante el trabajo creciente de geocientificos. El resultado es tener un flujo de trabajo que permite a las compañías petroleras realizar un modelaje del yacimiento. Petrel es un software completo para diversas aplicaciones: · Visualización 3D · Mapas 3D · Interpretación sísmica en 2D y 3D · Correlación de pozos · Diseño de la malla 3D para la simulación de yacimiento y geológica · Conversión de profundidad · Modelaje de yacimiento 3D · Diseño de pozos en 3D · Escalamiento · Calculo de volumen · Simulación de las líneas de flujo · Y permite integrarlo con el software ECLIPSE Petrel permite construir un modelo de 3D que contiene fallas, horizontes y propiedades. Este modelo será usado para cálculos de volumen, diseñará la planificación de los pozos, entre otros. SIMULADOR GEOMECÁNICO VISAGE
La extracción de hidrocarburos o la inyección de fluidos o gas en un yacimiento modifica los esfuerzos de la roca y el entorno geomecánico. Un modelado geomecánico adecuado permite prevenir problemas. El centro de excelencia en geomecánica de yacimientos de Schlumberger emplea un enfoque innovador y tecnología en el desarrollo de técnicas de modelado del subsuelo para reducir los costos y mejorar la recuperación de petróleo.
La geomecánica y el compor¬tamiento del yacimiento están relacionados: las presiones en el yacimiento y la producción e inyección afectan los esfuerzos y desplazamientos en el reservorio y las rocas adyacentes. Esto a su vez altera las propiedades de la roca que afectan el rendimiento del yacimiento y de los pozos. El simulador geomecánico VISAGE resuelve complejas ecuaciones de esfuerzo y relaciona los esfuerzos de las rocas con las propiedades del reservorio. El software VISAGE integra los esfuerzos de las rocas con los simuladores de reservorios, como el simulador ECLIPSE, para obtener datos actualizados sobre la permeabilidad y porosidad en los cálculos de flujo de fluido. El modelo resultante puede ser usado como fuente de cono¬cimientos de datos de esfuerzos para distintos etapas claves como: • Planificación de pozos • Terminación de pozos • Estimulación de formaciones • Gestión de yacimientos • Integridad de pozos PIPESIM
El programa PIPESIM constituye una herramienta eficiente que permite determinar las condiciones óptimas para lograr incrementar la producción y conocer el potencial del yacimiento. Aplicaciones: • Modela el flujo multifásico desde el yacimiento hasta el cabezal del pozo. • Proveer un análisis nodal del sistema de producción mediante análi sis de sensibilidad sobre
cualquier variable del sistema y se representa gráficamente el flujo de entrada y salida en cualquier nodo del sistema. • Diseñar pozos nuevos. • Generación de tablas de desempeño para los simuladores de yacimientos y perfiles de presión y
temperatura. • Permite determinar el método de levantamiento artificial más adecuado y con el objetivo de
optimizar la producción. • Incluye el espaciamiento de mandriles y diseño de selección de válvulas para ayudarle a
determinar la mejor profundidad donde instalar las válvulas en el caso de levantamiento artificial por gas. • Planeación de campos petroleros. • Determina las tasas de flujo óptimas del g as de inyección de varios pozos productores.
PIPESIM ofrece la posibilidad de elegir entre correlaciones de modelos Black Oil o par a modelos composicionales de acuerdo al tipo de yacimiento. PIPESIM incorpora todas las correlaciones de flujo multifásico actuales, tanto empíricas como mecanísticas. Una vez construida el sistema de producción luego se puede evaluar en el tiempo para analizar el impacto del comportamiento del yacimiento sobre la estrategia de desarrollo de campos petroleros.
Este programa es muy eficiente y de gran ayuda para estudios, estrategias y toma de decisiones futuras que sean óptimas en la industria petrolera, tanto en la etapa inicial de un campo como en yacimientos maduros. Y posee diversas aplicaciones de gran utilidad. WELLFLO
Para ingenieros petroleros que diseñen completaciones, pronostiquen desempeños, diagnostiquen problemas de pozo u optimicen producciones desde instalaciones existentes, la versión 3 de WellFlo brinda un nuevo nivel de sofisticación, velocidad y precisión. Al mismo tiempo, el programa permanece suficientemente simple de usar, asegurando un aprendizaje rápido y un alto nivel de productividad – un factor importante en la altamente exigente industrial del petróleo y gas de hoy. Una vez que los modelos de pozo han sido construidos y adecuados respecto a la data medida en WellFlo, los mismos pueden ser combinados en modelos de campos en FieldFlo. Las condiciones operativas son optimizadas para todo el campo, incluyendo la red de líneas de flujo en superficie. El ingeniero petrolero encontrará fácil reconfigurar un sistema de campo usando la interfaz gráfica de usuario – los pozos pueden ser movidos de un tren separador o tubería a otro haciendo clic y arrastrando los iconos de pozos. Muchos diferentes escenarios pueden ser revisados para asegurar el logro de una producción óptima de campo. Modelado y Realización de Pozos Horizontales Modelado preciso de pozos horizontales Opciones de influjo de estado semi-permanente o permanente Modelado de pérdida de presión a lo largo de la sección horizontal Múltiples puntos de influjo Modelado de múltiples huecos de drenaje Diseño y Optimización Combinada para ESP Base de datos completa de bombas Diseña y optimiza el desempeño de bombas Modelado detallado de fluido y temperatura Modelado de selección y pérdida de cable Optimización para máxima eficiencia, frecuencia o número de etapas Diseño y Optimización Completa de Gas Lift Modelado preciso de instalaciones existentes Modelado preciso de desempeño de válvula Espaciado y dimensionado de válvulas Optimización de desempeño de gas-lift Válvulas controladas para fluido y revestimiento WellFlo es una Suite de Programas Que Modelan y Optimizan Pozos de Crudo y Gas y Redes de
PanSystem Software de análisis de pruebas de Pozo Las pruebas de pozo son una función técnica clave en la industria petrolera y del gas. Los resultados del análisis de la data de pruebas de pozo son usados para tomar decisiones de inversiones multimillonarias. A menudo se usa una prueba de pozo como la tecnología principal para monitorear el desempeño de tales inversiones o para diagnosticas comportamientos no esperados de pozo o reservorio. PanSystem es el programa líder en análisis de pruebas de pozo en la industria. Es usado como estándar corporativo por la mayoría de las compañías petroleras multinacionales así como por
muchas empresas nacionales. A continuación se describe la tecnología usada en PanSystem y cómo es aplicada al análisis de pruebas de pozo. Objetivos de PanSystem El objetivo de PanSystem es proveer un sistema que permita al usuario ejecutar eficientemente todas las tareas asociadas con el diseño, análisis y simulación de la data de pruebas de pozo. Este proceso puede ser descrito mediante el diagrama de flujo a continuación: 3. CUALES SON LOS TIPOS DE MALLAS O BLOQUES QUE SE UTILIZAN EN UNA SIMULACION DE RESERVORIOS MALLAS REGULARES Tienen espaciamiento uniforme en la dirección x, y MALLAS IRREGULARES tiene espaciamiento no uniforme en la dirección x, y BLOCK CENTER La geometría bcre quiere para cada celda un tope y el tamaño en dirección x, y, z. los parámetros son calculados en el centro de la celda o bloque. CORNER POINT La geometría cp esta basada en líneas de coordenadas y las profundidades a la que estén las esquinas de la malla. Las coordenadas x, y, z de un punto arriba y un punto debajo de la malla define una línea coordenada, las celdas son definidas por la unión de las esquinas de las mismas y la elevación es de finida con respecto a las líneas coordenadas. 4. CUALES SON LAS APLICACIONES DE LA SIMULACION DE YACIMIENTOS 1. Monitoreo de yacimientos es posible saber lo que realmente esta pasando lo que paso en un momento dado. 2. Análisis económicos de proyectos y toma de decisiones. 3. Es posible generar escenarios de producción y optimizar políticas de explotación 4. Toma en cuenta las variaciones espaciales y temporales lo que le da objetividad y credibilidad. Limitaciones: Los simuladores de yacimientos presentan también ciertas limitaciones entre ellas. 1. Producen soluciones aproximadas y estas dependen de lo que le suministre el operador del simulador, es decir, el ingeniero de yacimientos. 2. El ajuste de la historia no es garantía de una predicción precisa en el futuro, por otra parte los datos que permiten el ajuste histórico siempre presentan un alto grado de incertidumbre 5. INVESTIGUE CUALES SON LAS CARACTERISTICAS DE LOS SIMULADORES DE PETROLEO NEGRO EN EL DISEÑO DE UN MODELO Petróleo negro. Se usan tres ecuaciones para expresar la conservación de masa de los tres componentes (agua, petróleo y gas en cada bloque), no se considera la solubilidad del gas y petróleo en el agua, ni existencia de petróleo en la fase aseosa. La solubilidad del gas en el petróleo es función de presión, no se considera la existencia de agua en la fase de gas o petróleo. Son útiles en simulaciones de procesos de inyección de agua o gas inmiscible donde no se esperan cambios en la composición de fluidos. Pueden modelar el flujo de agua, petróleo y gas, tomando en cuenta variaciones de la
6. INVESTIGUE CUALES SON LAS CARACTERISTICAS DE LOS SIMULADORES DE TIPO TERMICOS EN EL DISEÑO DE UN MODELO Térmico.
Es similar al composicional y usa nc+1 ecuaciones, que expresan la conservación de la masa (difusividad) para los nc componentes y una ecuación (difusión) para la conservación de la energía. Los modelos de petróleo negro y composicionales simulan flujo isotérmico y no requieren la ecuación de energía. Útil para la optimización de recobros en procesos térmicos (espaciamientos, tipos de arreglo, tasa de inyección/producción, toneladas a usar en cada ciclo de inyección alternada de vapor, etc.) y predicciones de campo o de cotejo de datos de laboratorio. 7. INVESTIGUE CUALES SON LAS CARACTERISTICAS DE LOS SIMULADORES DE TIPO QUIMICOS EN EL DISEÑO DE UN MODELO Trata todos los componentes excepto el agua como si estuviesen presentes en las fases de gas y petróleo, sobre la base de las leyes termodinámica de equilibrio (el equilibrio es determinado mediante valores k, que son función de presión, temperatura y composición), 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 composición de los fluidos, permitiendo simular los mecanismos de un proceso miscible de inyección de gas, vaporización e hinchamiento de petróleo, condensación del gas. 8. CUAL ES LA DIFERENCIA DE LOS MODELOS CERO, 1D, 2D, 3 D DE LA REPRESENTACION GEOMETRICA DE YACIMIENTO El modelo mas simple es el de cero dimensiones o de una celda que es básicamente un balance de materiales. Este tipo de modelo supone que todas las condiciones del reservorio tienen un valor único para una presión promedia y que el sistema completo esta en condiciones de equilibrio.
En los modelos de una dimensión la orientación de los bloques puede ser horizontal, vertical o con cierto ángulo de inclinación. Los modelos 1-D son útiles cuando el espesor del reservorio, h, es pequeño en comparación con su longitud. El petróleo se drena por un sistema de pozos casi equidistantemente espaciados o sea formando filas paralelas al contacto agua petróleo y los efectos de conificación se desprecia. El modelo 2-D radial es útil para determinar la tasa critica de producción a la cual ocurrirá conificación, 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 análisis de pruebas de presiones. Probablemente, el uso mas extensivo de los modelos 2-D areales es para determinar los patrones óptimos de inyección de agua o gas. Los modelos 3-D radiales son una generalización del 2-D radial, en el cual se pueden tomar en cuenta penetración parcial del pozo en la arena productora y cañoneo parcial, así como cualquier otro parámetro que dependa de la profundidad. 9. INVESTIGUE CUALES SON LOS COSTOS DE LOS DISTINTOS SIMULADORES DE RESERVORIOS
10. POR QUE DE UN TIEMPO A ESTA PARTE SE VOLVIO IMPORTANTE E INDISPENSABLE EN LA INDUSTRIA PETROLERA REALIZAR LA SIMULACION DE RESERVORIOS En el uso de simuladores sotisficados se deberá 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 situación es mucho mas compleja para ser representada por una aproximación simplificada. Por otro lado, el uso de un modelo 3-D puede sobre representar el problema. Todo depende de los datos disponibles, de la complejidad del reservorio, del patrón de pozos, de la distribución de producción entre pozos y otros elementos como completación.
UNIVERSIDAD MAYOR, PONTIFICA DE SANFRANSISCO XAVIER DE CHUQUISACA Facultad de tecnología
Carrera: Ingeniera De Petróleo y Gas Natural Materia: PGP-310 Universitario: Sánchez Villavicencio Omar Mauricio Fecha: 18/08/16 Docente: Ing. JHON ALEX LEON S.
Sucre – Bolivia