PROYECTO EDUCATIVO PROGRAMA INGENIERÍA DE PETRÓLEOS

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

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UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER UNIDAD ACADÉMICA

ESCUELA DE INGENIERIA DE PETRÓLEOS Nombre de la Asignatura: Simulación de Yacimientos

Código: Número de Créditos:4

Intensidad horaria semanal o horario por periodo Requisitos TAD TI

Análisis de presiones

Teóricas Prácticas 8

3 2 Talleres: Laboratorio: Teórico - Práctica:5

Justificación

El análisis de los diferentes métodos de predicción y ajuste del comportamiento de un yacimiento implica gran cantidad de cálculos y procesos iterativos, de manera que se requiere del uso de simuladores por computador para realizar estudios aplicados y facilitar la interpretación de los resultados al ingeniero. De tal forma que de la mano de la ingeniería de yacimientos, se logre determinar el mejor esquema de explotación de un yacimiento.

Para lograr esto, en esta asignatura se abordarán temas relacionados con el flujo de fluidos en medios porosos, métodos numéricos de iteración, y el uso de simuladores de la industria los cuales dan un mejor concepto sobre el entendimiento y aplicación de los conocimientos de simulación de yacimientos.

Propósito de la asignatura

Proporcionar los conocimientos básicos, los principios numéricos para comprender el funcionamiento de un simulador, el manejo de los datos cuando se requiera realizar una simulación numérica, con el fin que tener una correcta interpretación de los resultados, después de realizar un ajuste o una predicción por medio de simulación numérica.

Objetivos de aprendizaje ó competencias

Competencias Cognitivas: 1) Comprende y aplica los conceptos básicos requeridos para la realización de

simulación de yacimientos. Niveles de Logro:

• Identifica que tipos de modelos existen y cuales están involucrados directamente con la simulación de yacimientos.

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• Deduce la ecuación de difusividad que describe el flujo de fluidos en el medio poroso

• Conoce las diversas soluciones de la ecuación de difusividad y las aplica de manera adecuada

• Identifica las diferentes pruebas de presión.

2) Conoce y aplica los diferentes métodos para la realización de una simulación numérica.

Niveles de Logro: • Conoce las técnicas convencionales y modernas disponibles para realizar creación de

modelos de simulación, ajuste de datos y predicciones. • Analiza resultados de simulación numérica, observando variables como factor de

recobro, tasa de producción de líquidos, comportamiento de la presión del yacimiento, con el fin de determinar y estudiar la influencia de los fenómenos simulados.

Competencias Actitudinales: Asume la responsabilidad en el aprendizaje de los conceptos requeridos para la creación, análisis e interpretación de modelos de simulación. Niveles de Logro:

• Consulta fuentes bibliográficas. • Realiza los ejercicios propuestos en clase

Entrega oportunamente los trabajos asignados

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Contenidos

1. Antecedentes Breve historia de la simulación de yacimientos. Aspectos generales. Etapas para desarrollar un modelo. Cómo trabajar un modelo. 2. Información necesaria para utilizar un simulador Introducción. Descripción física del yacimiento. Mecanismos de desplazamientos. Propiedades petrofísicas. Propiedades PVT de los fluidos. Otros datos. Permeabilidades relativas. Introducción de los datos del simulador. 3. Clasificación de los simuladores Introducción. Tipo de yacimiento. Nivel de simulación. Simulador. Tipo de flujo en el yacimiento. Número de dimensiones. Geometría.

4. Principios básicos y ecuaciones fundamentales Introducción. Potencial de flujo. Ley de Darcy. Ecuación de continuidad. Ecuación de difusividad. Clasificación de los fluidos según su comprensibilidad. Ecuaciones de estado. Ecuación de difusividad para los diferentes tipos de fluidos. Condiciones iniciales y de frontera. 5. Modelo numérico usando diferencias finitas Proceso de discretización. Diferencias finitas. Esquemas de solución de las ecuaciones de flujo. Conceptos relacionados con el modelo numérico. Sistema de mallas. 6. Solución de sistema de ecuaciones. Métodos directos. Métodos iteractivos. Algoritmo de Thomas. 7. Modelos en diferencias finitas. Ecuación para fluidos incomprensibles en una sola fase. Ecuación para fluidos ligeramente compresibles en una sola fase. Ecuación para fluidos compresibles en una fase. Ecuaciones de flujo para dos fases. Ecuaciones de flujo para tres fases 8. Aspectos prácticos de simulación de yacimientos Fuentes de error en los resultados obtenidos de un simulador. Error por el método de balance de materia. Medida y número de celdas. Orientación de la malla. Consideraciones de cálculo. Uso de las pseudo-funciones. 9. Simulador de aceite negro Estructura del programa. Forma de introducir los datos al simulador. Información que proporciona el programa. Ejemplo de aplicación.

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Estrategias de enseñanza y aprendizaje

Para el desarrollo de cada uno de los temas correspondientes y de las competencias, se realizará el trabajo de acompañamiento directo y apoyo al trabajo independiente del estudiante, aplicando las siguientes estrategias:

• Estudio y análisis de casos. • Exposiciones de clases. • Talleres en clase y en casa • Revisiones bibliográficas. • Consultas electrónicas entre docente-estudiante y estudiante-estudiante

Sistema de evaluación

Indicadores de aprendizaje

• Desarrolla modelos de simulación de yacimientos dependiendo de los casos específicos

• Aplica los conceptos requeridos para obtener la ecuación de difusividad. • Analiza las propiedades básicas y especiales del yacimiento en un punto cualquiera a

un tiempo cualquiera. • Aplica los conocimientos de petrofísica e ingeniería de yacimientos para la

determinación de los mejores escenarios • Determina si el comportamiento de la presión y el factor de recobro es normal y

realiza ajustes de estos. • Identifica los tipos de simuladores dependiendo el proceso que se simula. • Diferencia los tipos de escalas de simulación • Analiza cualquier tipo de modelo de simulación y determina la incidencia de los

fenómenos simulados • Participa activamente con aportes y conocimiento previo hacia el grupo. • Desarrolla los talleres y trabajos, individuales y grupales, asignados. • Respeta y aprende de las intervenciones de sus compañeros con respeto y tolerancia. • Comparte y recibe aportes para el mejoramiento continuo del aprendizaje.

Estrategias de evaluación

• Talleres y trabajos • Evaluaciones escritas u orales • Intervenciones y aportes • Evaluación Participativa

Equivalencia cuantitativa Las pruebas académicas para esta asignatura se calificarán cuantitativamente. En las

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evaluaciones cuantitativas, la calificación será de cero coma cero (0,0) a cinco coma cero (5,0). La nota mínima aprobatoria, será de tres coma cero (3,0).

La calificación definitiva se obtendrá de la sumatoria de los 2 parciales, uno teórico y uno teórico-práctico, los cuales representan el 50 %, el 25% corresponde un proyecto de la materia y el 25 % restante a quices y talleres.

Bibliografía

• CRICHLOW, H.B.: “Modern Reservori Engineering- A simulation Approach”, Prentice Hall 1987

• PEACEMAN, D.W.: Fundamentals of Numerical Reservoir Simulation”, Elsevier 1987 • THOMAS, G.W.: “ Principles of Hydrocarbon Reservoir Simulation”, IRHDC 1982 • AZIZ, K. and Settari, A.: Petroelum Reservoir Simulation. Applied Science Publishers,

London 1989 • FACNHI, R.F. Principles of Applied Reservoir Simulation. Gulf Publishing Company.

Houston, 1997 • MATTAX, C.C. and R.L. Dalton: Reservoir Simulation, SPE. 1990 • WATTENBERGER, R. A. Reservoir Simulation, Course PETE 603, 1987. • 2001 • www.onepetro.org • Manuales simuladores de yacimientos