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Simulación Matemática de Yacimientos

{ Modelo Estático

o Propiedades del Fluido y la Roca

o Unidades de Flujo

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1.- Modelo Estático

1.1 Introducción

1.2 Definición

1.3 Incertidumbres del Modelo Estático

1.4Modelo Estático

1.4.1 Etapas

1.5 Unidades de Flujo

1.6Consideraciones de la obtención de información

2.- Conclusiones

3.- Fuentes de Consulta

Índice

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Para llevar a cabo una Simulación de un Modelo Estático se requiere la información siguiente:

El objetivo primordial al hacer uso de la simulación numérica es predecir el comportamiento de un yacimiento en cuestión y encontrar la manera de optimizar ciertas condiciones para aumentar la recuperación.

Introducción

Modelo Estático

Propiedades

Petrofísicas

Porosidad

Permeabilidad

Saturaciones

Presión capilar

Permeabilidades relativas

Propiedades

PVT

Factores de volumen

Relación de solubilidad

Viscosidades

Compresibilidades

Límites del yac

Estudios de

Laboratorio

Propiedades petrofísicas

Propiedades

PVT

Los Registros eléctricos (complementan y

corrigen)

Muestras del

yacimiento

Muestras y estudios geológicos.

Registros Geofísicos

Límites del

yacimiento

Características del

Acuífero

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1.- Modelo Estático

1.1 Introducción

1.2 Definición

1.3 Incertidumbres del Modelo Estático

1.4Modelo Estático

1.4.1 Etapas

1.5 Unidades de Flujo

1.6 Consideraciones de la obtención de información

2.- Conclusiones

3.- Fuentes de Consulta

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El modelo estático de yacimiento es aquel que

representa las propiedades de un yacimiento que no varían en función del tiempo:

• Permeabilidad • Porosidad • Espesor • Límites • Fallas • Ambiente de sedimentación • Litología • Límites de la roca Que unidos a pruebas de yacimientos (datos de presión, producción, pruebas de presión), permiten definir con mayor claridad el yacimiento.

Un modelo matemático de simulación de yacimientos, consiste en un número determinado de ecuaciones diferenciales parciales, que expresan el principio de conservación de masa acopladas con ecuaciones representativas de flujo de fluidos, y la concentración de dichos fluidos a través de medios porosos.

Definición

Las ecuaciones resultantes son ecuaciones diferenciales parciales “no lineales”. Su solución es posible de una manera

discreta: Un número de puntos preseleccionados en

tiempo y espacio.

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1.- Modelo Estático

1.1 Introducción

1.2 Definición

1.3 Incertidumbres del Modelo Estático

1.4Modelo Estático

1.4.1 Etapas

1.5 Unidades de Flujo

1.6 Consideraciones de la obtención de información

2.- Conclusiones

3.- Fuentes de Consulta

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Datos del

yacimiento

Generalmente obtenidos

indirectamente

Datos directos: mediciones en muestras

de rocas y fluidos tomadas de pozos.

(información limitada a puntos específicos)

Datos directos

limitados inicialmente

Aumentan conforme se desarrolla y

produce el yacimiento

En el Modelo Estático de un Yacimiento siempre se tendrá un grado de incertidumbre, el cual refiere a los datos que se obtengan del yacimiento.

Incertidumbre del Modelo

Por ende, la incertidumbre el modelo disminuye con el tiempo: • Se tienen más datos • Se tiene un modelo mejor calibrado y

representativo del yacimiento

{

1.- Modelo Estático

1.1 Introducción

1.2 Definición

1.3 Incertidumbres del Modelo Estático

1.4Modelo Estático

1.4.1 Etapas

1.5 Unidades de Flujo

1.6 Consideraciones de la obtención de información

2.- Conclusiones

3.- Fuentes de Consulta

{ Representar las propiedades del medio poroso del yacimiento

a partir de datos extraídos de pruebas realizadas en diferentes puntos del mismo.

La construcción del modelo estático está basado en métodos geoestadísticos que integran datos cualitativos (geológicos) y cuantitativos (geofísicos y de laboratorio).

Finalidad:

Generar una matriz en la cual se representen los valores de cada propiedad del yacimiento en cada celda.

La construcción de un modelo de simulación es iniciada con el desarrollo del modelo estático del yacimiento en estudio:

Modelo Estático

El yacimiento está dividido en muchas celdas que pueden ser de diferentes formas y tamaños, y que en conjunto serán la base fundamental para el planteamiento coherente de las ecuaciones de flujo en el medio poroso. En general una celda va a representar un valor de una o varias propiedades.

{ Se comprenden los siguientes modelos:

Por ende se puede decir que un Modelo Estático se desarrolla en varias etapas, donde se define la geometría del yacimiento y se describen los parámetros petrofísicos.

Finalidad: comprender en

términos físicos y geológicos el sistema de acumulación de hidrocarburos.

Etapas

Geológico Estratigráfico

Estructural Petrofísico

Geo-

Estadístico

{

Se refiere a la interpretación estructural del yacimiento y de la roca, contenida en los límites del yacimiento, sistemas de fallas (tipo y orientación).

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Provee un marco estratigráfico mediante correlación de los reflectores intra-yacimiento de los lentes que lo conforman, apoyándose en correlaciones litológicas pozo-pozo, análisis crono o bioestratigráfico y análisis de estratigrafía secuencial.

{ Se determina mediante la

sísmica y es la base para el modelo estructural, la cual es usada para:

.

•Proveer un marco estructural mediante identificación del reflector del tope del yacimiento, y de los lentes que lo conforman, donde la resolución de la Sísmica lo permita.

. •Definir orientación y geometría de los elementos estructurales.

.

• Delimitar las estructuras o cierres que confinan la acumulación. Abarca la revisión tanto del marco regional como del marco local, para determinar y generar planos de fallas, mapas estructurales y mapas de compartimentos.

{

Se refiere al análisis de las facies que permite definir ambientes e identificar unidades sedimentarias, además la geometría de los cuerpos y la calidad de los depósitos que facilitan la caracterización de unidades de flujo y delimita intervalos de producción.

Complementa y calibra: • Modelos estratigráfico y estructural. • Las propiedades de la roca para la caracterización petrofísica final.

{ Cuantifica los parámetros básicos de porosidad, saturación, permeabilidad y contenido de arcillas de los depósitos .

Es competencia del modelo petrofísico:

. Definir valores promedio por unidad de flujo. . Correlaciones de núcleos . Correlación con atributos sísmicos. . Calibración de datos de producción. . Generación de mapas de isopropiedades

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Se deben realizar mediciones de porosidad total y efectiva, permeabilidad horizontal y vertical, densidad de grano, a partir de las permeabilidades vertical y horizontal.

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1.- Modelo Estático

1.1 Introducción

1.2 Definición

1.3 Incertidumbres del Modelo Estático

1.4Modelo Estático

1.4.1 Etapas

1.5 Unidades de Flujo

1.6 Consideraciones de la obtención de información

2.- Conclusiones

3.- Fuentes de Consulta

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Las unidades de flujo son zonas del yacimiento continuas tanto vertical como horizontalmente, las cuales afectan el flujo de los fluidos, y se caracterizan porque los ambientes de depósito son semejantes.

Los yacimientos petroleros poseen propiedades y características geológicas que definen la estructura del medio poroso e influyen en el comportamiento del flujo de fluidos a través del mismo

Unidades de Flujo

{

Los aspectos geológicos que definen las unidades de flujo principalmente son los ambientes sedimentarios.

El ambiente de depósito de las rocas sedimentarias establece, en principio, las propiedades geológicas y petrofísicas de los yacimientos, distinguiendo diversas capacidades de almacenamiento y de flujo de hidrocarburos.

Estas propiedades varían de acuerdo al modo en que interactúan las propiedades y características básicas de los sedimentos (textura, granulometría, estratificaciones, estructuras primarias sedimentarias, entre otras).

Posteriormente, la diagénesis modifica en cierto grado algunas de esas propiedades.

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Los aspectos petrofísicos son aquellos conceptos que describen la naturaleza de un yacimiento petrolero considerando aquellos aspectos que debe poseer una roca para convertirse en almacén de hidrocarburos y sea económicamente explotable.

Los principales aspectos petrofísicos que son tomados en cuenta para realizar el modelo estático de un yacimiento petrolero son las siguientes:

• Geometría de poros • Tipo de poro • Orientación del grano y espaciamiento. • Porosidad y permeabilidad • Litología: brechas, fracturas, • Mojabilidad • Viscosidad • Densidad • Capacidad de flujo • Capacidad de almacenamiento • Presión capilar • Indicador de zonas de Flujo

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Un modelo de unidades de flujo debe incorporar toda la información geológica y petrofísica disponible del yacimiento para proporcionar una descripción de la compleja arquitectura del yacimiento así como de la variación de sus parámetros.

Existen principalmente 2 metodologías para lograr reconocer las unidades de flujo existentes en el yacimiento:

• Análisis detallado de las muestras de roca y

registros geofísicos recuperadas de los

pozo

Realizar únicamente una estimación aproximada de la ubicación y propiedades de las unidades de flujo, ya que sólo requiere de los valores de porosidad y

permeabilidad de la mayor cantidad posible de muestras de roca.

{

Describir el modelo de la geometría de los poros

Describir el modelo de los tipos de roca

Describir el modelo geológico-petrofísico de las unidades de flujo

Para lograr técnicas de estudio se requiere la descripción de 3

aspectos.

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1.- Modelo Estático

1.1 Introducción

1.2 Definición

1.3 Incertidumbres del Modelo Estático

1.4Modelo Estático

1.4.1 Etapas

1.5 Unidades de Flujo

1.6 Consideraciones de la obtención de información

2.- Conclusiones

3.- Fuentes de Consulta

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Para usar la simulación apropiadamente, se cita a continuación ciertas consideraciones fundamentales:

Dada la complejidad y sofisticación de la simulación numérica de yacimientos carece de sentido su utilización sino se trata de obtener previamente buena información, debido a que la confiabilidad de los resultados de una simulación, está en función de la información proporcionada.

Consideraciones de la obtención de información

Se debe hacer un muestreo adecuado, para asegurar que la información sea representativa del yacimiento.

Es importante tratar de reproducir en el laboratorio,

los mecanismos de desplazamiento que operaran en el yacimiento para determinar las permeabilidades relativas.

Efectuar primero estudios en secciones transversales

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Indiscutiblemente, un modelo matemático adecuadamente ajustado que ha permitido reproducir la historia de un yacimiento, es el instrumento más poderoso para predecir, con el mayor grado de confianza, el comportamiento de dicho yacimiento.

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1.- Modelo Estático

1.1 Introducción

1.2 Definición

1.3 Incertidumbres del Modelo Estático

1.4Modelo Estático

1.4.1 Etapas

1.5 Unidades de Flujo

1.6 Consideraciones de la obtención de información

2.- Conclusiones

3.- Fuentes de Consulta

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La construcción de un modelo estático es de suma importancia para que se desarrolle una adecuada construcción de un simulador, ya que el correcto uso de la información proporcionada por todos aquellos registros que nos proporcionan todas aquellas propiedades Son indispensables para conocer nuestra roca y los fluidos que existen en el yacimiento que se está simulando.

De igual manera conocer que es una unidad de flujo y la mejor manera de aprovechar dicha unidad nos ayudara a comprender cómo influirán éstas en el flujo de fluidos a través del medio poroso.

la correcta interpretación del yacimiento nos ayudará a la implementación de algún proceso que nos ayude a tener el mejor rendimiento de la producción del yacimiento en cuestión.

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“Apuntes de Simulación Matemática de Yacimientos”, Manuel A. Hernández García, Facultad de Ingeniería.

“Simulación Matemática de Yacimientos”, Facultad de Ingeniería

COATS K:H, SPE AIME “Use and Misuse of Reservoir Simulation Models”

http://tesis.luz.edu.ve/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=2276

Tesis: “Unidades de Flujo en Yacimientos Petroleros” Facultad de Ingeniería.

Fuentes de consulta