Modelos de Simulación y Laboratorio
Etapas de un Estudio de Simulación de Yacimientos
Ing . Nels Nels on C abrera Maráz, Maráz, Ms c
[email protected] EMI – SCZ N@Pl N@Plus us 2018 2018
INTRODUCCION
Una vez que los objetivos y el alcance del estudios están claros, claros, se se debe realizar la planificación de un estudio de simulación de yacimientos. Es importante considerar que el diseño de un modelo de simulación de Reservorios Reservorios es influenciado por los siguientes sig uientes factores: factores: Tipo y complejidad del problema para completar el estudio estu dio - Tiempo disponible para - Costo del Estudio - Calidad de los datos disponibles hardware existente - Capacidad del simulador y hardware -
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Etapas de la Simulación de yacimientos
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Actividades mas significativas significativas durante un estudio de simulación: Definición del Problema Problema Adquisición y Revisión de datos Descripción del yacimiento y Diseño del modelo Ajuste de historia (Cotejo Histórico) Predicci Pr edicción ón - Perf erformanc ormance e Edición y análisis de los resultados - Ela Elabor boraci ación ón del Info Informe rme .
Definición del Problema
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El primer aspecto a tratar cuando se lleva a cabo un estudio de simulación es definir los problemas problemas del comportamiento del yacimiento y problemas operativos asociados. Para efectuar esto se debe reunir la información suficiente acerca del yacimiento y su forma de operación para identificar las alternativas necesarias en lo que respecta a pronósticos. Se debe definir en forma clara y concisa el objetivo práctico del estudio. Asimismo son necesarias evaluaciones rápidas a fin de identificar el mecanismo principal principal de depletación depletación y reconocer que factores dominarán el comportamiento del yacimiento (gravedad, heterogeneidad, conificación, etc.). Si es posible, determinar el nivel de complejidad del modelo de yacimiento, yacimiento, para iniciar el diseño del mismo e identificar los datos necesarios para su construcción..
Adquisición y Revisión de los datos Los datos deben ser revisados y reorganizados después que estos hayan sido coleccionados, debido a que estos han sido obtenidos para diferentes razones y normalmente no han sido organizados de tal forma que tengan un uso inmediato. La revisión debe efectuarse cuidadosamente y se debe consumir todo el tiempo necesario a fin de evitar trabajo inútil. 8 1 0 2 s u
Adquisición y Revisión de los datos …
- Análisis de núcleos convencionales y especiales - Registros de pozos e interpretación sísmica - Evaluación petrofísica - Análisis PVT - Información de producción e inyección de pozos - Información de presiones e historias de eventos
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- Fecha de completaciones, apertura y cierre de pozos, Cambio de zonas, Espesor del cañoneo.
Adquisición y Revisión de los datos … Los datos requeridos para construir un modelo de yacimiento: Geometría del Yacimiento : Describe el tamaño, borde interno y externo de yacimiento, para lo que se debe elaborar los mapas estructurales e isópacos. Se debe realizar un estudio geológico que proporcione un conocimiento estratigráfico, estructural y petrográfico, que permita realizar una caracterización al yacimiento. Estos datos son: Limite de yacimiento, Característica de la formación productora, Característica del acuífero y datos de las fallas.
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Adquisición y Revisión de los datos … Propiedades de la Roca y los fluidos : Estas afectan la dinámica del flujo de fluidos en el medio poroso. En la simulación los datos básicos son:
Porosidad,
Permeabilidad,
Presión capilar,
Permeabilidades relativas al agua, al petróleo y al gas
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Compresibilidad de la formación, del agua, del petróleo y del gas
Factores volumétricos del agua, del petróleo y del gas
Relación Gas-Petróleo en solución,
Viscosidad del agua, del petróleo y del agua y
La presión de saturación.
Adquisición y Revisión de los datos …
Mecanismo de Producción y Datos del pozo : Describe la localización del pozo, intervalos de perforación, índice de productividad del pozo, factor de daño, tasas de flujo y los trabajos realizados a lo largo de la vida productiva del mismo. Se debe tener en cuenta los mecanismos de desplazamiento para la recuperación de los hidrocarburos del yacimiento.
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Descripción del yacimiento y Diseño del modelo
El diseño de un modelo de simulación estará influenciado por el tipo de proceso a ser modelado, problemas relacionados con la mecánica de fluidos, los objetivos del estudio, la calidad de los datos del yacimiento y su descripción, restricciones de tiempo y el nivel de credibilidad necesario para asegurar que los resultados del estudio sean aceptados. El diseño del modelo requiere considerar los siguientes elementos: - Malla y numero de dimensiones
- Fluidos presentes y numero de fases - Heterogeneidad del yacimiento 8 1 0 2 s u
- Pozos
Descripción del yacimiento y Diseño del modelo
Un modelo eficiente de yacimiento es el que satisface los objetivos del estudio al mas bajo costo. El modelo sin embargo, debe ser capaz de representar la geometría del yacimiento y las posiciones de las fallas y pozos, y capaz de mostrar los patrones de migración de los fluidos.
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Es difícil diseñar un sistema mallado optimo para un yacimiento, ya que los valores de los parámetros para cada nodo del mallado son valores promedio para el bloque. El numero de nodos del mallado debe ser considerado en el área de interés haciendo un refinamiento de la malla.
Descripción del yacimiento y Diseño del modelo En el montaje e inicialización del modelo de simulación, se integra el modelo geológico (estático) con el modelo de fluido (dinámico) en el simulador, con la finalidad de definir parámetros fundamentales antes de iniciar las corridas de simulación, tales como:
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Volumen poros
POES/GOES
Datos PVT
Volumen de gas libre y disuelto
Tamaño del acuífero
Presiones y permeabilidades
Profundidades de CAP, CGP
Ajuste de Historia
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Después que un modelo de yacimiento ha sido construido, debe ser probado a fin de determinar si puede duplicar el comportamiento del yacimiento. Generalmente la descripción del yacimiento usada en el modelo es validado haciendo "correr" el simulador con datos de producción e inyección histórica y comparar las presiones calculadas y el movimiento de fluido con el comportamiento actual del yacimiento .
Ajuste de Historia
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Cotejo de presión promedio
Cotejo de la RGP y del % AyS
Variables a Ajustar:
Distribución del volumen poroso
Tamaño y permeabilidad del acuífero
Compresibilidades de los fluidos y de la roca
Existencia de fallas sellantes
Permeabilidades relativas
Viscosidad de los fluidos
Transmisibilidades en los bloques
Ajuste de Historia
Esta fase consiste en reproducir la historia de producción y presión del yacimiento mediante corridas de simulación, para de esta forma garantizar que el modelo reproduce el comportamiento del yacimiento adecuadamente. El cotejo histórico generalmente se divide en dos etapas:
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Cotejo de la Producción
Cotejo de Presión
Ajuste de Historia
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El parámetro de mayor importancia es la producción de petróleo, ya que esta representa el factor preponderante en el estudio de simulación. Para esto se requiere fijar la tasa de petróleo simulada a la real y obteniendo en función de esta condición las respectivas producciones de agua y gas, según las propiedades de la roca y fluidos definidos. Al tiempo que el simulador es capaz de reproducir la producción de petróleo, las producciones de agua y gas pasan a ser variables que requieran ajustarse a fin de reproducir el comportamiento del yacimiento.
Ajuste de Historia
Consiste en reproducir el comportamiento de presión del yacimiento a lo largo de la vida productiva del mismo. La presión es un parámetro importante en la fase de cotejo histórico, ya que ésta va a definir el vaciamiento en el yacimiento, garantizando un balance adecuado de los fluidos inyectados y producidos. En el caso que exista incertidumbre en las mediciones de campo de los fluidos producidos es indispensable el cotejo de presión. 8 1 0 2 s u
Predicción Una vez que se ha obtenido un ajuste de historia aceptable, el modelo puede ser usado para predecir el comportamiento futuro del yacimiento y así alcanzar los objetivos trazados por el estudio. La calidad de las predicciones dependerá de las características del modelo y la exactitud de la descripción del yacimiento.
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En síntesis, una vez que se logra el cotejo histórico se considera que el modelo es capaz de predecir el comportamiento futuro del yacimiento, es por eso que éste va a representar el punto de partida para las diferentes corridas que permiten evaluar distintos esquemas de explotación para el proyecto en estudio.
Análisis de resultados En esta fase se realizan las comparaciones de los resultados obtenidos durante la fase de predicción para así seleccionar los casos que presenten mejor aplicabilidad, posteriormente someterlos a estudios económicos y luego poder fijar el esquema de explotación adecuado para el proyecto. Para está comparación usualmente se observa las presiones, producciones acumuladas, razón gas-petróleo y razón agua-petróleo. 8 1 0 2 s u
Elaboración del informe El paso final de un estudio de simulación es plasmar los resultados y conclusiones en un reporte claro y conciso. El reporte puede ser un breve memorando para un pequeño estudio o un informe completo de gran volumen para un estudio a nivel yacimiento. En el reporte se debe incluir los objetivos del estudio, descripción del modelo usado y presentar los resultados y conclusiones referentes al estudio específico.
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El reporte reflejará los resultados del proceso de simulación y permitirá la elaboración del plan operacional para su implementación mediante las operaciones de campo.
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Simulación de Yacimientos
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Economic Modeling and Well Management
Production Forecasting Well Management
Reservoir Performance
Data Analysis
Simulation Models
Multiple Realizations
Data Management and Manipulation
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Visualization
Data Collections from Simulations and Field Measurements
Field Measurements
Reservoir Monitoring Field Implementation
