MODELOS COMPUTARIZADOS DE POZOS

Son Sistemas de software innovadores utilizados en conjunto con los sistemas de levantamiento

artificial. Empezaremos con una breve descripción acerca de estos mecanismos de empuje del petróleo a

la superficie que pueden ser naturales o artificiales.

Se sabe que el petróleo puede ser extraído como consecuencia del empuje por la presión natural

interna existente en el yacimiento (métodos naturales) o por métodos artificiales que requieren de la

implementación de herramientas cada vez más sofisticadas y por supuesto del ingenio y conocimiento del

recurso humano.

¿Cómo construir una simulación numérica de un Yacimiento?

Para un ingeniero de yacimientos es muy importante conocer toda la información posible sobre su

yacimiento, desde estudios geológicos hasta historiales de producción luego de que es perforado. Toda

esta información regada solo nos sirve si sabemos organizarla adecuadamente porque sino lo hacemos

no sabemos explicarle a la mesa de trabajo con la cual interactuamos lo que puede ocurrir en el futuro

con el pozo o el yacimiento con el cual estamos trabajando.

Una de las maneras de organiza toda esa información es haciendo simulaciones numéricas con

los datos obtenidos y así crear predicciones de lo que pudiera ocurrir. Gracias a esto se pueden tomar

decisiones más certeras sobre posibles métodos de recuperación, predicciones de producción del pozo,

cambios en las presiones del yacimiento, entre otras.

EL SIMULADOR PAPADOPULOS-COOPER

Uno de los métodos mas utilizados para analizar pruebas de bombeo en pozos de gran diámetros

es EL PAPADOPULOS-COOPER en esta metodología se realiza una prueba de bombeo o caudal constante

en un pozo de gran diámetro, llevando un registro del tiempo desde el inicio de bombeo y cada una de los

abatimiento ocurridos en cada tiempo.

Método de Papadopulos

Consiste en graficar en papel doblemente logarítmico, el bombeo en el eje vertical, contra el

tiempo en que ocurre cada abatimiento, en el eje horizontal. La escala a utilizara de ser la misma en que

se encuentran graficadas las familias de curvas patrón de Papadopulos (fig-1) posteriormente se

sobrepone la grafica de los abatimientos obtenidos de la prueba de bombeo, sobre las curvas patrón,

haciendo coincidir la curva de los abatimientos con alguna de ellas.

Conociendo las curvas de la familia Papadopulos que sigue el mismo patrón de los abatimientos

obtenidos en la prueba de bombeo y aplicando formula sencilla, determinan los parámetros hidrológicos

de transmisibilidad y coeficiente de almacenamiento.

VENTAJAS

Con este método se puede determinar el abatimiento de un pozo co almacenamiento de agua dentro del

agujero.

Determina sí:

El acuífero es de extensión infinita.

El acuífero es homogéneo, isotrópico y de transmisibilidad uniforme sobre el área influenciada por

el bombeo.

El bombeo en el pozo se realiza aun caudal constante.

En pozo es completamente penetrante en el acuífero.

No existe recarga en el acuífero en la zona influenciada por el bombeo.

Las perdidas por resistencia de la entrada de agua al pozo son despreciable.

DESVENTAJAS

En pruebas de bombeos cortas, es muy difícil hacer coincidir los abatimientos con un solo patrón

de las curvas de la familia de Papadopulos, debido a que ellas difieren levemente su forma (fig.

1 ) moviéndose de una curva patrón a otra, los resultados del coeficiente de almacenamiento

pueden variar en mas de un orden de magnitud, lo que hace dudoso la selección del coeficiente

de almacenamiento en pruebas cortas de bombeo. En caso de la transmisibilidad esta es menos

sensible a la selección de curva patrón.

LA GAMA DE SIMULADORES CONVENCIONALES DRILLSIM

Desarrollados y fabricados por Drilling Sistems es una solución para entrenamiento avanzada que

cumple con los requerimientos de los operadores, contratistas de perforación, compañías de servicio y

universidades de ingeniería petrolera para ambos ambientes operacionales mar y tierra.

Alcance de los simuladores DrillSIM

La gama de simuladores convencionales DrillSIM emplean el mismo modela matemático, por lo

tanto el alcance de simulación es igual para cada simulador. Se pueden migrar los ejercicios del

simulador, de un simulador a otro, asegurando verdadera portabilidad y flexibilidad.

Es aplicable para entrenamiento de ingenieros de nivel básico o avanzado, DrillSIM se puede

utilizar para capacitación individual o cuadrillas completas, además se cuenta con la certificación de

control de pozo reconocida mundialmente.

Viene equipado con varias consolas simuladas, equipos que son muy parecidos a los que se encuentran

en un real de perforación.

Típicamente las consolas están fabricadas utilizando los mismos controles e instrumentación que las

consolas que se usan en el campo.

VENTAJAS

Es ideal para el entrenamiento de personal en operación del equipo, perforación avanzada y

técnicas de ingeniería de control de pozo.

Simulación Numérica De Pozos Multisegmento

Un modelo de pozos multisegmento se puede considerar como un conjunto de segmentos

arreglados en una forma topológica de árbol.

El modelo de pozos multisegmento debe ser capaz de determinar las condiciones de flujo en la

tubería a lo largo del pozo y a su vez considerar la pérdida de presión a lo largo de la tubería y a

través de controles de flujo.

Simulación Numérica De Pozos Multilaterales

Un modelo de pozo multisegmento es aplicable para generar pozos de nueva tecnología. Éste

puede determinar las tasas de fluidos y las caídas de presión a través del pozo.

El modelo de pozos multisegmento debe ser capaz de determinar las condiciones de flujo en la

tubería a lo largo del pozo y a su vez considerar la pérdida de presión a lo largo de la tubería y a través

de controles de flujo.

Los pozos multisegmento requieren más iteraciones para que la solución de las ecuaciones

converja en el cálculo de las tasa de flujo y de caídas de presión que un pozo convencional.

La densidad es un parámetro secundario que no afecta mayormente la caída de presión por

fricción en la tubería de producción.

Cuando se tienen tuberías de producción de diámetro pequeño es necesario tomar en cuenta las

caídas de presión que ocurren en la misma, para obtener los valores correctos de las tasas de producción

y presión de fondo fluyente.

En el caso con acuífero activo, se presentaron caídas de presión mayores en los segmentos que

se encuentren en la sección vertical del pozo. En dicho caso se pudo obtener un mantenimiento de la

presión, una producción de petróleo mayor y una relación gas petróleo menor, que en el caso base.

En la sensibilidad con respecto al número de segmentos, un refinamiento no proporciona más

ventajas en los casos estudiados.

VENTAJAS

Reducen los costos de perforación de pozos.

En campos que no son viables con perforación convencional, pueden ser viables usando

tecnología multilateral.

Reducen costo de capital, el número de localizaciones en superficie.

Incrementan la exposición del yacimiento para estrategias de producción e inyección.

Incrementan la conectividad areal entre las capas de yacimientos aislados y zonas fracturadas

dentro de la formación del yacimiento.

Mejoran el área de drenaje para reducir efectos de conificación, reducir el arenamiento,

incrementar la eficiencia vertical y horizontal.

Ofrecen más eficiencia en la explotación de yacimientos con características geológicas complejas.

Mejoran la producción de yacimientos en zonas de petróleo delgadas.

DESVENTAJAS

Incrementan el costo en comparación con un pozo convencional.

Exigen mayor esfuerzo de planificación con respecto a pozos convencionales.

Corren mayor riesgos en la instalación de las juntas multilaterales.

Pueden tener problemas durante la fase de producción de los pozos.

Son susceptibles a los riesgos de pérdida parcial o total del pozo.

Entre las diversas herramientas de software empleadas actualmente en conjunto con los

sistemas de levantamiento artificial tenemos:

El programa diagnóstico XDIAG: presenta una tecnología bastante avanzada que trabaja con

la ecuación de onda y es ideal para sistemas con bombeo mecánico. Permite, entre otras cosas;

analizar centenares de pozos en períodos de 24 horas, calcular un estimado bastante bueno de la

producción tomando los datos de la curva de IPR y además es compatible para trabajar con toda

clase de bombas . Su principal ventaja es que maximiza la vida útil de la bomba.

RODDIAG: es considerado como el mejor programa en análisis y diagnóstico para sistemas

donde se aplica bombeo mecánico. Es fácil de manejar y permite calcular y obtener una serie de

datos imprescindibles tanto de la bomba como del fluido en el sistema de empuje por bombeo

mecánico (llenado de la bomba, recorrido del fluido, carga y nivel del fluido, presión de entrada a

la bomba, etc.).

RODSTAR: es especial para pozos desviados. Este programa es ideal para tratar y optimizar el

potencial de cada pozo con levantamiento artificial en bombeo mecánico. Calcula

automáticamente velocidad de bombeo, tamaño de pistón y diseño óptimo de la sarta de varillas.

Hay dos versiones de RODSTAR: una para pozos desviados y otra para pozos desviados que

constituyen la mejor alternativa predictiva del mercado.

QROD: es el programa más usado y es gratuito. Se utiliza en el bombeo mecánico y permite un

trabajo más fácil y simplificado ya que elimina la necesidad de ingresar demasiados detalles.

XTOOLS: s un complemento para los programas RODSTAR, XDIAG y RODDIAG que permite el

cálculo de diversos parámetros.

Software PCP (PC-PUMP): Es un software que permite estudiar y evaluar pozos en los que se ha

implementado levantamiento artificial con PCP. Es considerado el mejor para modelar altas

producciones con costos mínimos.

ESP (bomba electrosumergible) SubPUMP: maximiza el sistema en el pozo y minimiza el costo

de producción por cada barril. Es el único programa independiente para diseño y análisis de sistemas

ESP y el más eficaz.

WINGLUE: Permite monitorear pozos con levantamiento artificial en Gas-Lift. Cuenta con

herramientas de diseño, análisis, optimización y simulación de pozos y entrenamiento de personal

con tecnología avanzada.

Pipesoft-2™ es un simulador de flujo y transferencia de calor ideal para pozos y líneas de tubería. El

programa optimiza la producción. Para ello se basa en las soluciones de las leyes de flujo de fluidos,

evaluando el comportamiento dentro del pozo, las líneas y los sistemas de producción e inyección.

PVTLIB™: Petróleo negro/propiedades composicionales: es un programa que trabaja con gran

precisión para determinar las propiedades físicas del gas, aceite y agua utilizando dos ecuaciones de

estado Redlich-Kwong-Soave (RKS) y Peng-Robinson (PR) que dan bastante exactitud en el cálculo de

reservas y en el cálculo de la producción cuando existe fluido multifásico en el yacimiento. Éstas

permiten obtener un análisis composicional completo del fluido. PVTLIB enlaza más de 140

correlaciones PVT para gas, condensado, aceite y agua.

Análisis de Balance de Materia: OilWat™/GasWat™: Es de fácil manejo y provee una simulación

exacta de yacimiento sin necesidad de una data extensa de entrada. Con OilWat/GasWat se puede

realizar análisis completos de balance de materia, con mayor compresión del desempeño del

yacimiento y su potencial al revisar las curvas de declinación obtenidas.

VolOil™/VolGas™: Cálculos rápidos y estimaciones de reservas y depletamiento Provee métodos

estandarizados para el cálculo de reservas y depletamientos que permiten la creación de hojas de

balance, factores de recobro, datos para cálculos volumétricos, entre otros.

Hay otras herramientas de software en el mercado pero sin duda ésta son las más reconocidas y

utilizadas en el área de yacimientos y producción de petróleo. Los simuladores permiten actualmente

modelar de una forma más real la amplia variedad de yacimientos que existen en todo el mundo. En

consecuencia la aplicación de la simulación numérica de yacimientos se ha convertido en una necesidad

de vital importancia dentro de la práctica de la ingeniería de yacimientos. La aplicación de los programas

computacionales actuales permiten entre otros aspectos la planificación de escenarios de desarrollo, el

monitoreo de yacimientos, análisis e interpretación de los perfiles de producción y estimación de reservas

y lo más importante el análisis y predicción de resultados, es decir; si las operaciones de explotación y

desarrollo del yacimiento merecen el riesgo y si son económicamente rentables.