Manejo del yacimiento virtual
El modelado de yacimientos no es una ciencia exacta. Aun con la mejor interpretación geológica y años de datos de producción como referencia, hay muchos escenarios virtuales posibles que podrían describir el yacimiento. Hasta hace poco, los ingenieros de yacimientos que operaban un modelo tenían que tener conocimientos especiales, incluidos el diseño de las retículas y el escalamiento (la conversión de un modelo geológico de alta resolución a un modelo de yacimiento con bloques más grandes, de menor resolución), el poblado de los bloques con los datos apropiados, la modificación de los parámetros para ajustar la historia de producción, la programación de la perforación de pozos dentro del modelo, y el diseño de esquemas de agotamiento.
La necesidad de capacitación especializada restringió el modelado a yacimientos económicamente importantes, dejando que muchos yacimientos más pequeños se manejaran con métodos de ingeniería menos sofisticados. En los últimos años, se han desarrollado nuevas herramientas para colocar los conocimientos de estos expertos en manos de usuarios de menor experiencia, incluso novatos. Nuevas herramientas de programas de computación amplían la base de usuarios de simulación de yacimientos, incluyendo geocientíficos, ingenieros de terminaciones e ingenieros de perforación.
El programa de computación ECLIPSE Office ofrece una interfaz simple para las herramientas que ayudan al usuario a diseñar y ejecutar una simulación de yacimiento. Los botones en la parte superior de la pantalla del Administrador de Casos activan los subprogramas que ayudan a establecer un modelo de yacimiento.
Los módulos de programas, que se activan por los botones de la izquierda de la pantalla, guían a los usuarios a través del proceso de simulación.
El módulo Administrador de Datos de la gama de productos ECLIPSE Office permite el acceso a una serie de pantallas organizadas en torno a grupos de datos lógicamente relacionados. El programa de computación de modelado geológico y de diseño de retículas de simulación GRID y el módulo FloGrid pueden ingresar datos de la geometría del modelo, o bien el usuario puede crearlos en forma interactiva. El módulo FIoGrid tiene además la capacidad de generar una retícula del yacimiento de menor resolución que mantiene las características importantes del modelo geológico, tales como las fallas, las capas o los canales.
Un bloque de la retícula del simulador de yacimientos puede contener varios bloques de la retícula del modelo geológico que proporcionan datos del yacimiento, como la porosidad y la permeabilidad. Aunque promediar los valores de porosidad es una forma razonable de escalamiento, promediar los valores de permeabilidad puede traer consigo una complejidad geológica, como una dirección de flujo preferencial. El módulo FIoGrid puede simular el flujo a través de los bloques del modelo geológico que componen un bloque del simulador de yacimientos para determinar un tensor de permeabilidades escaladas.
Las propiedades de las rocas y de los fluidos para poblar los bloques del modelo se pueden generar a partir de datos de laboratorio mediante el uso de programas de computación especiales de manejo de análisis de núcleos SCAL, y el programa de computación de análisis de presión, volumen y temperatura PVTi, respectivamente. En forma alternativa, se pueden obtener correlaciones de las propiedades de las rocas y de los fluidos a través de los paneles correspondientes del módulo Administrador de Datos.
Por lo general, el simulador debe reproducir los datos de producción en condiciones de superficie, y no los datos en las condiciones del yacimiento. La conversión de la presión de fondo a la presión de boca de pozo de la tubería de producción depende de las condiciones de flujo en los pozos, las cuales pueden variar. El levantamiento artificial por gas, las bombas de fondo del pozo, la compresión de gas y los estranguladores (orificios, reguladores) de superficie afectan el flujo, al igual que las secciones de pozos ondulatorias y no verticales.
Algunas restricciones del flujo provienen de las instalaciones de superficie, de modo que el simulador debe saber la forma en que tales pozos están conectados a dichas instalaciones y respetar tales restricciones. El programa de comportamiento de flujo vertical (VFPi) simula el flujo desde el yacimiento hasta la boca de la tubería de producción. El programa de computación de transformación de datos del pozo Schedule puede importar y manipular la historia de flujos y presión y definir agrupaciones de pozos.
Estas herramientas del programa de computación ECLIPSE Office operan en conjunto para que los usuarios puedan crear grupos de datos, sin necesidad de conocer los aspectos específicos del formateo y organización de datos y palabras clave en los archivos de entrada de datos. La aplicación Administrador de Datos puede crear pantallas gráficas de datos en los formatos correspondientes, tales como mapas de curvas de contorno basados en las retículas o gráficas de líneas.
Si el campo ya ha producido, el ingeniero puede comparar las predicciones del simulador con la producción real, a una fecha dada, y ajustar los parámetros para optimizar el modelo. Este proceso, llamado ajuste de la historia de producción, mejora la confianza en predicciones futuras del modelo. La rutina Administrador de Ejecución permite al usuario iniciar y detener el simulador mientras monitorea los datos seleccionados. Por ejemplo, cuando se simula un piloto de inyección de agua, el corte de agua del productor debería monitorearse para asegurarse de que la irrupción del agua se produzca en el momento correcto en relación con la historia del piloto. Si se produce demasiado pronto o demasiado tarde, el usuario puede abortar la ejecución y restablecer los parámetros de entrada.
El módulo Administrador de Casos permite el registro contable visual de múltiples ejecuciones o casos. El usuario podría generar una jerarquía de casos para desarrollar un yacimiento con inyectores de agua, inyectores de gas, o ambos operando en forma conjunta. En un yacimiento complejo, el ingeniero puede tener cientos de casos que rastrear. El programa de computación Administrador de Casos altera sólo los archivos de datos que difieren entre los casos, para impedir la proliferación de archivos.
Otro módulo, el programa de computación de calibración de modelos SimOPT, puede ayudar en el proceso de ajuste de la historia de producción, al determinar los parámetros de entrada que más inciden en los resultados. Este módulo proporciona una interfaz para definir los rangos de variables de entrada, ejecuta múltiples casos basados en las variables seleccionadas por el usuario, y despliega los resultados. El programa puede buscar automáticamente la mejor solución, o puede permitir al usuario controlar las variables que evaluará. Si bien no puede encontrar la solución óptima, el programa SimOPT ayuda al usuario a determinar si es posible realizar un ajuste de la historia de producción dentro del rango de valores que el usuario considera creíbles.
Los simuladores generan predicciones de presión, saturación y otros parámetros para cada uno de los bloques del modelo dinámico, las cuales pueden visualizarse en forma bidimensional o tridimensional, utilizando la rutina Visualizador de Resultados. El usuario puede consultar los valores de cualquier bloque en cualquier momento a través de la interfaz gráfica y obtener gráficas de presentación de los datos ejecutados. Algunos datos se visualizan mejor como gráficas x-y, tales como la saturación de los bloques, o la producción de agua, petróleo y gas en un pozo en función del tiempo.
Los resultados de las simulaciones deben documentarse. Para ello, el Generador de Informes crea resúmenes simplificados y arroja advertencias y mensajes de error en lenguaje inteligible, y los usuarios pueden personalizar los informes. Los resultados de las simulaciones se pueden exportar al programa de análisis económico Peep, un paquete de manejo de activos estándar en la industria del petróleo.
La Calculadora—otra función de ECLIPSE Office—permite efectuar cálculos personalizados con los parámetros del modelo. Los usuarios pueden definir sus propias condiciones, ampliando significativamente las posibilidades de resultados ilustrativos. Un botón vincula al usuario con el programa de computación de análisis de pruebas de pozos Weltest 200, el cual utiliza el poder de simulación de ECLIPSE para resolver numéricamente las pruebas de pozos, en lugar de basarse sólo en modelos analíticos.
Tomado de Oilfield Review de Schlumberger
La necesidad de capacitación especializada restringió el modelado a yacimientos económicamente importantes, dejando que muchos yacimientos más pequeños se manejaran con métodos de ingeniería menos sofisticados. En los últimos años, se han desarrollado nuevas herramientas para colocar los conocimientos de estos expertos en manos de usuarios de menor experiencia, incluso novatos. Nuevas herramientas de programas de computación amplían la base de usuarios de simulación de yacimientos, incluyendo geocientíficos, ingenieros de terminaciones e ingenieros de perforación.
El programa de computación ECLIPSE Office ofrece una interfaz simple para las herramientas que ayudan al usuario a diseñar y ejecutar una simulación de yacimiento. Los botones en la parte superior de la pantalla del Administrador de Casos activan los subprogramas que ayudan a establecer un modelo de yacimiento.
Fig 1. Pantalla Administrador de Casos de ECLIPSE Office. Los usuarios recurren a diversos programas para configurar una retícula, poblarla con datos, ejecutarla y analizar los resultados. Esta pantalla (arriba) muestra un caso base sin inyección. Los casos posibles incluyen sólo la inyección de gas, la inyección de agua, y la inyección de gas y agua. La gráfica de líneas (recuadro) muestra las tasas de producción de petróleo para el caso base (línea negra) y para el caso de inyección de gas y agua (línea azul). El aumento de la recuperación logrado gracias a la inyección de gas y agua obtenido a partir del módulo Calculadora se muestra como el área sombreada. A los 1800 días, la simulación de ECLIPSE cerró las zonas de alto corte de agua, forzando el agua a través de las zonas saturadas con petróleo y aumentando la producción de petróleo.
Los módulos de programas, que se activan por los botones de la izquierda de la pantalla, guían a los usuarios a través del proceso de simulación.
El módulo Administrador de Datos de la gama de productos ECLIPSE Office permite el acceso a una serie de pantallas organizadas en torno a grupos de datos lógicamente relacionados. El programa de computación de modelado geológico y de diseño de retículas de simulación GRID y el módulo FloGrid pueden ingresar datos de la geometría del modelo, o bien el usuario puede crearlos en forma interactiva. El módulo FIoGrid tiene además la capacidad de generar una retícula del yacimiento de menor resolución que mantiene las características importantes del modelo geológico, tales como las fallas, las capas o los canales.
Un bloque de la retícula del simulador de yacimientos puede contener varios bloques de la retícula del modelo geológico que proporcionan datos del yacimiento, como la porosidad y la permeabilidad. Aunque promediar los valores de porosidad es una forma razonable de escalamiento, promediar los valores de permeabilidad puede traer consigo una complejidad geológica, como una dirección de flujo preferencial. El módulo FIoGrid puede simular el flujo a través de los bloques del modelo geológico que componen un bloque del simulador de yacimientos para determinar un tensor de permeabilidades escaladas.
Las propiedades de las rocas y de los fluidos para poblar los bloques del modelo se pueden generar a partir de datos de laboratorio mediante el uso de programas de computación especiales de manejo de análisis de núcleos SCAL, y el programa de computación de análisis de presión, volumen y temperatura PVTi, respectivamente. En forma alternativa, se pueden obtener correlaciones de las propiedades de las rocas y de los fluidos a través de los paneles correspondientes del módulo Administrador de Datos.
Por lo general, el simulador debe reproducir los datos de producción en condiciones de superficie, y no los datos en las condiciones del yacimiento. La conversión de la presión de fondo a la presión de boca de pozo de la tubería de producción depende de las condiciones de flujo en los pozos, las cuales pueden variar. El levantamiento artificial por gas, las bombas de fondo del pozo, la compresión de gas y los estranguladores (orificios, reguladores) de superficie afectan el flujo, al igual que las secciones de pozos ondulatorias y no verticales.
Algunas restricciones del flujo provienen de las instalaciones de superficie, de modo que el simulador debe saber la forma en que tales pozos están conectados a dichas instalaciones y respetar tales restricciones. El programa de comportamiento de flujo vertical (VFPi) simula el flujo desde el yacimiento hasta la boca de la tubería de producción. El programa de computación de transformación de datos del pozo Schedule puede importar y manipular la historia de flujos y presión y definir agrupaciones de pozos.
Estas herramientas del programa de computación ECLIPSE Office operan en conjunto para que los usuarios puedan crear grupos de datos, sin necesidad de conocer los aspectos específicos del formateo y organización de datos y palabras clave en los archivos de entrada de datos. La aplicación Administrador de Datos puede crear pantallas gráficas de datos en los formatos correspondientes, tales como mapas de curvas de contorno basados en las retículas o gráficas de líneas.
Si el campo ya ha producido, el ingeniero puede comparar las predicciones del simulador con la producción real, a una fecha dada, y ajustar los parámetros para optimizar el modelo. Este proceso, llamado ajuste de la historia de producción, mejora la confianza en predicciones futuras del modelo. La rutina Administrador de Ejecución permite al usuario iniciar y detener el simulador mientras monitorea los datos seleccionados. Por ejemplo, cuando se simula un piloto de inyección de agua, el corte de agua del productor debería monitorearse para asegurarse de que la irrupción del agua se produzca en el momento correcto en relación con la historia del piloto. Si se produce demasiado pronto o demasiado tarde, el usuario puede abortar la ejecución y restablecer los parámetros de entrada.
El módulo Administrador de Casos permite el registro contable visual de múltiples ejecuciones o casos. El usuario podría generar una jerarquía de casos para desarrollar un yacimiento con inyectores de agua, inyectores de gas, o ambos operando en forma conjunta. En un yacimiento complejo, el ingeniero puede tener cientos de casos que rastrear. El programa de computación Administrador de Casos altera sólo los archivos de datos que difieren entre los casos, para impedir la proliferación de archivos.
Otro módulo, el programa de computación de calibración de modelos SimOPT, puede ayudar en el proceso de ajuste de la historia de producción, al determinar los parámetros de entrada que más inciden en los resultados. Este módulo proporciona una interfaz para definir los rangos de variables de entrada, ejecuta múltiples casos basados en las variables seleccionadas por el usuario, y despliega los resultados. El programa puede buscar automáticamente la mejor solución, o puede permitir al usuario controlar las variables que evaluará. Si bien no puede encontrar la solución óptima, el programa SimOPT ayuda al usuario a determinar si es posible realizar un ajuste de la historia de producción dentro del rango de valores que el usuario considera creíbles.
Los simuladores generan predicciones de presión, saturación y otros parámetros para cada uno de los bloques del modelo dinámico, las cuales pueden visualizarse en forma bidimensional o tridimensional, utilizando la rutina Visualizador de Resultados. El usuario puede consultar los valores de cualquier bloque en cualquier momento a través de la interfaz gráfica y obtener gráficas de presentación de los datos ejecutados. Algunos datos se visualizan mejor como gráficas x-y, tales como la saturación de los bloques, o la producción de agua, petróleo y gas en un pozo en función del tiempo.
Los resultados de las simulaciones deben documentarse. Para ello, el Generador de Informes crea resúmenes simplificados y arroja advertencias y mensajes de error en lenguaje inteligible, y los usuarios pueden personalizar los informes. Los resultados de las simulaciones se pueden exportar al programa de análisis económico Peep, un paquete de manejo de activos estándar en la industria del petróleo.
La Calculadora—otra función de ECLIPSE Office—permite efectuar cálculos personalizados con los parámetros del modelo. Los usuarios pueden definir sus propias condiciones, ampliando significativamente las posibilidades de resultados ilustrativos. Un botón vincula al usuario con el programa de computación de análisis de pruebas de pozos Weltest 200, el cual utiliza el poder de simulación de ECLIPSE para resolver numéricamente las pruebas de pozos, en lugar de basarse sólo en modelos analíticos.
Tomado de Oilfield Review de Schlumberger
