Guia de Cotejo III-2014

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Universidad de oriente Núcleo de Monagas Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas Departamento de Ingeniería de Petróleo Simulación de Yacimientos Profa. Aibel Ydrogo El Cotejo Histórico Los datos originales introducidos en los modelos de simulación raramente representan las condiciones exactas del yacimiento, debido a que la distribución de información no es continua, por falta de información fidedigna, por baja resolución de los datos o por problemas de escala. Esto significa que es necesario realizar una serie de ajustes en parámetros claves hasta que se logre reproducir con el simulador el comportamiento histórico de presión y producción con un grado mínimo aceptable. El Cotejo Histórico es el proceso mediante el cual se ajustan los datos claves del modelo para reproducir el comportamiento del yacimiento; y es una de las etapas de la simulación que requiere más tiempo y esfuerzo para ser completada, ya que depende básicamente del número de pozos existentes, de los años de historia de producción y de la complejidad del modelo. El cotejo histórico se puede dividir en cuatro etapas: a) Inicialización: etapa donde se coteja que el POES calculado por el modelo de simulación con el calculado manualmente y de manera volumétrica y se establece que el modelo se encuentra inicialmente en Equilibrio Hidrostático. b) Cotejo de Presiones: es la etapa en la que se le suministra al modelo de simulación las tasas de producción de petróleo y las tasas de inyección, las cuales serán reproducidas por el modelo; y se coteja el comportamiento de presión del yacimiento. c) Cotejo de Saturaciones: consiste en ajustar la distribución de saturaciones de las distintas fases en toda la extensión del yacimiento, la cual se establece mediante los comportamientos de RGP y corte de agua de los pozos productores. En esta etapa es importante mantener el cotejo de presiones alcanzado en la fase anterior. d) Ajuste de la Productividad de los pozos : en esta etapa se ajustan los valores reales de productividad de los pozos existentes en el modelo de simulación antes de entrar a la fase de predicciones. INICIALIZACION Una vez que se introduce la data no recurrente (aquella que no cambia con el tiempo) se hace necesario inicializar el modelo de simulación para buscar posibles inconsistencias en las propiedades del modelo. Este proceso resulta necesario como consecuencia de la necesidad de establecer las condiciones iniciales de la acumulación, es decir al tiempo t=0. Después de corregir los datos que pueden impedir la ejecución de la corrida, se comparan los cálculos realizados por el computador en relación al volumen de petróleo, gas y agua en relación a los cálculos volumétricos hechos a mano. Estos valores deben converger dentro de cierto margen de error debido a la diferencia de resolución utilizada en ambos métodos. Una diferencia de +/- 5 % del valor calculado a mano se considera aceptable. Para diferencias mayores es necesario revisar y corregir las desviaciones encontradas en cualquiera de los siguientes parámetros: Los parámetros de porosidad, saturaciones de fluidos, espesores y dimensiones de los bloques (área) y las propiedades PVT están relacionados directamente con la formulación volumétrica para el cálculo del POES: Porosidad Espesores netos de los bloques Saturación de Fluidos Profundidad de los CGP y CAP Presiones Capilares Propiedades PVT (Bo, Rs, Co, etc) Dimensiones de los bloques Bloques fuera de la estructura

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simulaciòn de yacimiento

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  • Universidad de oriente

    Ncleo de Monagas

    Escuela de Ingeniera y Ciencias Aplicadas

    Departamento de Ingeniera de Petrleo

    Simulacin de Yacimientos

    Profa. Aibel Ydrogo

    El Cotejo Histrico

    Los datos originales introducidos en los modelos

    de simulacin raramente representan las

    condiciones exactas del yacimiento, debido a que

    la distribucin de informacin no es continua, por

    falta de informacin fidedigna, por baja resolucin

    de los datos o por problemas de escala. Esto

    significa que es necesario realizar una serie de

    ajustes en parmetros claves hasta que se logre

    reproducir con el simulador el comportamiento

    histrico de presin y produccin con un grado

    mnimo aceptable. El Cotejo Histrico es el

    proceso mediante el cual se ajustan los datos

    claves del modelo para reproducir el

    comportamiento del yacimiento; y es una de las

    etapas de la simulacin que requiere ms tiempo y

    esfuerzo para ser completada, ya que depende

    bsicamente del nmero de pozos existentes, de

    los aos de historia de produccin y de la

    complejidad del modelo. El cotejo histrico se

    puede dividir en cuatro etapas:

    a) Inicializacin: etapa donde se coteja que el

    POES calculado por el modelo de simulacin con

    el calculado manualmente y de manera

    volumtrica y se establece que el modelo se

    encuentra inicialmente en Equilibrio

    Hidrosttico.

    b) Cotejo de Presiones: es la etapa en la que se le

    suministra al modelo de simulacin las tasas de

    produccin de petrleo y las tasas de inyeccin,

    las cuales sern reproducidas por el modelo; y se

    coteja el comportamiento de presin del

    yacimiento.

    c) Cotejo de Saturaciones: consiste en ajustar la

    distribucin de saturaciones de las distintas fases

    en toda la extensin del yacimiento, la cual se

    establece mediante los comportamientos de RGP y

    corte de agua de los pozos productores. En esta

    etapa es importante mantener el cotejo de

    presiones alcanzado en la fase anterior.

    d) Ajuste de la Productividad de los pozos: en

    esta etapa se ajustan los valores reales de

    productividad de los pozos existentes en el modelo

    de simulacin antes de entrar a la fase de predicciones.

    INICIALIZACION

    Una vez que se introduce la data no recurrente

    (aquella que no cambia con el tiempo) se hace

    necesario inicializar el modelo de simulacin para

    buscar posibles inconsistencias en las propiedades

    del modelo. Este proceso resulta necesario como

    consecuencia de la necesidad de establecer las

    condiciones iniciales de la acumulacin, es decir

    al tiempo t=0.

    Despus de corregir los datos que pueden impedir

    la ejecucin de la corrida, se comparan los

    clculos realizados por el computador en relacin

    al volumen de petrleo, gas y agua en relacin a

    los clculos volumtricos hechos a mano. Estos

    valores deben converger dentro de cierto margen

    de error debido a la diferencia de resolucin

    utilizada en ambos mtodos. Una diferencia de

    +/- 5 % del valor calculado a mano se considera

    aceptable. Para diferencias mayores es necesario

    revisar y corregir las desviaciones encontradas en

    cualquiera de los siguientes parmetros:

    Los parmetros de porosidad, saturaciones de

    fluidos, espesores y dimensiones de los bloques

    (rea) y las propiedades PVT estn relacionados

    directamente con la formulacin volumtrica para

    el clculo del POES:

    Porosidad Espesores netos de los

    bloques

    Saturacin de Fluidos Profundidad de los

    CGP y CAP

    Presiones Capilares Propiedades PVT (Bo,

    Rs, Co, etc)

    Dimensiones de los bloques Bloques fuera de la

    estructura

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    Las Presiones Capilares pueden influenciar el clculo del POES

    al incrementar o disminuir la Swi como resultado

    de cambiar la extensin de la zona de transicin

    entre el yacimiento y el nivel de agua libre. De

    igual manera ocurre con la posicin de los

    contactos de fluidos, los cuales tendrn un

    impacto significativo sobre el clculo del POES.

    La sensibilidad del modelo de simulacin con

    respecto a este valor depender de la extensin del

    modelo en la direccin paralela a la ubicacin de

    dicho contacto. Tambin es importante revisar la

    cantidad de bloques que se encuentran

    parcialmente fuera de los lmites del yacimiento.

    Una vez establecido y corregido la causa del error

    al calcular el POES, se procede a establecer si el

    modelo de simulacin se encuentra inicialmente

    en condiciones de equilibrio. El yacimiento se

    debe encontrar en condiciones de equilibrio

    hidrulico antes de ser drenado por los pozos y

    esas condiciones deben ser representadas en el

    modelo. Esta condicin es esencial y debe ser

    verificada antes de ejecutar el modelo asignando

    tasa a los pozos, esto con la finalidad de evitar

    cambios de presin en el modelo causados por

    drenaje y que pudiesen enmascarar problemas de

    desequilibrio inicial. Las posibles causas de

    condiciones iniciales de desequilibrio son:

    a) Regiones en contacto y definidas con regmenes

    de presin diferentes

    b) Regiones en comunicacin con diferentes

    propiedades PVT o Presiones Capilares

    c) Uso de la tcnica de enumeracin para definir

    las propiedades individuales de los bloques

    Es necesario destacar que la tcnica de

    enumeracin es usada para simular un yacimiento

    en condiciones iniciales de desequilibrio. Esta

    tcnica puede aplicarse para eliminar o reducir el

    periodo de Cotejo Histrico de un yacimiento

    dado.

    COTEJO DE PRESIONES

    Durante este proceso se busca cotejar las presiones

    promedio tanto a nivel del yacimiento, como de

    reas y pozos. Debido a que este proceso es un

    proceso bsicamente de Balance de Materiales es

    necesario cotejar la produccin e inyeccin total

    del yacimiento, con el objeto de tomar en cuenta

    el vaciamiento al cual ste ha sido sometido.

    Con la finalidad de lograr reproducir las tasas de

    petrleo de los pozos, es probable que sea

    necesario incrementar el ndice de productividad

    de los mismos, sin embargo si el factor necesario

    para lograr este efecto es muy grande resulta ms

    aconsejable aumentar la transmisibilidad de los

    bloques incrementando la permeabilidad o incluso

    los espesores de los bloques. Por otra parte, ser

    necesario vigilar que las producciones de gas y

    agua tengan un comportamiento similar al real

    para simular razonablemente el vaciamiento del

    yacimiento. Algunos simuladores permiten cotejar

    la tasa total del pozo (qo+qg+qw) con este mismo

    propsito. Los principales parmetros que pueden

    influenciar el comportamiento de presiones en un

    modelo de simulacin son los siguientes:

    a) Tamao y permeabilidad del acufero

    b) Transmisibilidad a travs de las fallas

    c) Tamao de la acumulacin petrolfera

    d) Compresibilidad de la roca y los fluidos

    e) Ajustes del NTG (net to gross)

    COTEJO DE SATURACIONES

    Para realizar este proceso se debe establecer en el

    modelo de simulacin una distribucin de la

    saturacin de petrleo, gas y agua similares a la

    distribucin real en el yacimiento. Slo con una

    representacin apropiada de esta distribucin con

    una descripcin adecuada de la movilidad relativa

    de cada fase (permeabilidades relativas) y en el

    caso de gas con las propiedades PVT, ser posible

    cotejar con un grado aceptable el comportamiento

    de la RGP y el corte de agua.

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    Primeramente, se debe buscar cotejar el comportamiento de RGP y el % de AyS para todo

    el yacimiento, modificando fundamentalmente la

    movilidad de los fluidos a travs de las curvas de

    permeabilidad relativa. El comportamiento inicial

    de la RGP debe ser cotejado con valores de Rs

    obtenidos del anlisis PVT. Luego es necesario

    aumentar el detalle del cotejo llevndolo a nivel

    de regiones y pozos, para o cual probablemente

    ser necesario definir criterios de permeabilidad

    preferencial. Una vez que este proceso ha sido

    concluido satisfactoriamente, es necesario

    asegurarse que no se ha perdido el cotejo de

    presin, en cuyo caso ser indispensable repetir

    este paso previo. Los parmetros que influencian

    en mayor grado este proceso son:

    a) Curvas de permeabilidad relativa

    b) Permeabilidades preferenciales (en cada

    direccin)

    c) Curvas de Presin Capilar

    AJUSTE DE PRODUCTIVIDAD DE LOS

    POZOS

    En esta fase se ejecutan corridas del modelo de

    simulacin para ajustar los parmetros de influjo

    de fluidos a las caractersticas reales de los pozos.

    Para que este proceso tenga validez es necesario

    calcular las presiones de fondo fluyente del pozo,

    parmetro este que depender de las dimensiones

    de la tubera, de la tasa de produccin, RGL total

    y del %AyS.

    Previamente durante los procesos estudiados

    anteriormente solo se debe suministrar un valor

    constante de Pwf. La productividad de cada pozo

    deber ser ajustada dentro de los lmites

    razonables hasta reproducir las tasas actuales de

    produccin de los pozos activos. Los pozos

    cerrados o las localizaciones a perforar sern

    estimados dependiendo de su cercana a los pozos

    activos.

    METODOLOGIA GENERAL PARA

    SIMULACION DE YACIMIENTOS

    PROCESO PARA INICIALIZACION DEL

    MODELO DE SIMULACION Despus de seleccionar la malla y completar la

    preparacin de los datos del yacimiento, y antes de

    comenzar el proceso de cotejamiento, es necesario

    inicializar el modelo mediante el clculo de los

    volmenes de fluidos originales en sitio. La

    inicializacin del modelo consiste en establecer la

    distribucin inicial de saturacin y presin

    existentes en el yacimiento. El cotejo de las

    condiciones iniciales es realizado ajustando los

    datos a travs de un procedimiento de ensayo y error cambiando principalmente los parmetros

    que presentan mayor incertidumbre y que definen

    las condiciones iniciales del yacimiento. El

    flujograma de la Figura 1 ilustra el procedimiento

    de inicializacin para el caso general hipottico de un yacimiento de petrleo con capa de gas y

    zona de agua. A continuacin se discuten los

    detalles de las diferentes etapas involucradas.

    1.- Corrida preliminar de inicializacin: Correr

    el modelo en modo de inicializacin (datos no

    recurrentes), con la finalidad de revisar la sintaxis

    de los datos. Como resultado de esta corrida se

    obtienen los datos no recurrentes interpretados por

    el simulador, las distribuciones de presiones,

    saturaciones y volmenes en sitio para los

    diferentes fluidos

    2.- Verificar entrada de datos: Es comn que la

    primera corrida de inicializacin de un modelo de

    simulacin aborte, como consecuencia de errores

    en los formatos de entrada de datos del

    yacimiento, inconsistencia de los datos de

    permeabilidad relativas y/o datos PVT. En caso de

    errores se debe revisar y corregir las

    especificaciones de los formatos de entrada de

    datos y repetir la corrida hasta obtener un cdigo

    de datos limpios. Los errores en los datos de

    inicializacin generalmente son de alguno de los

    siguientes tipos: Problemas paramtricos, Tablas

    de propiedades de fluidos, Tablas de saturaciones,

    Tabla de miscelneos (condiciones de equilibrio),

    Definicin de acuferos y Generacin de arreglos.

    3.- Revisar datos que afectan el POES: Verificar

    que el POES calculado por el modelo, est en

    lnea con el estimado mediante balance de

    materiales y clculo volumtrico en base a los

    mapas de calidad de yacimientos. Si el valor

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    calculados es sumamente alto/bajo esto es normalmente debido a errores en:

    a.- Valores muy altos/bajos de porosidad (error en

    formato de entrada de datos).

    b.- Contactos de fluidos (gas-petrleo y/o agua-

    petrleo, mal ubicados). c.- Inclusin/exclusin de

    bloques que no pertenecen/pertenecan al

    yacimiento. d.- Valores bajos/altos en las curvas

    de presin capilar.

    e.- Errores en los espesores de arena neta

    4.- Revisar datos PVT: Es de primordial

    importancia en la construccin del modelo de

    Simulacin, verificar que la relacin gas-petrleo

    inicial en solucin calculada por el modelo

    reproduce satisfactoriamente al valor establecido

    en la caracterizacin del anlisis PVT. De existir

    diferencias significativas se deben revisar los

    datos de los fluidos. En caso de no existir capa de

    gas pasar a la etapa

    5.- Revisar tamao de la Capa de Gas: Revisar

    que la relacin inicial entre los volmenes de gas

    en la capa de gas y petrleo en el yacimiento est

    en lnea con el estimado volumtrico y de balance

    de materiales. En caso contrario se deben revisar

    los parmetros que afectan sus dimensiones

    (valores y distribucin de porosidad y espesor de

    arena neta en la zona de gas libre, y posicin del

    contacto gas-petrleo). Una vez realizados los

    ajustes necesarios, se repite la corrida de

    inicializacin y se verifica de nuevo el valor del

    POES. Este proceso se repite hasta lograr un buen

    cotejo del POES.

    6.- Revisar tamao del Acufero: Revisar que la

    relacin inicial entre los volmenes de agua en el

    acufero y petrleo en el yacimiento est en lnea con los balances de materiales previos al estudio

    de simulacin. Esta relacin es uno de los

    parmetros que menos afecta el nivel de energa

    en el yacimiento.

    Entre los parmetros a revisar para modificar el

    tamao del acufero tenemos, el nmero y tamao

    de los bloques que lo representan, porosidad,

    espesor de arena neta y posicin del contacto

    agua-petrleo. En vista de que lo importante en

    cuanto al acufero es su tamao y energa, su

    volumen poroso puede ser mucho mayor al de la

    zona de petrleo.Para evitar alteraciones en el

    tamao de la zona de transicin agua-petrleo y de

    la distribucin de saturaciones en la misma el tamao de los bloques para representar el acufero

    se debe aumentar gradualmente (entre 1 o 2 veces

    el tamao de los bloques en la zona de petrleo

    para la primera fila de bloques del acufero y as

    sucesivamente). Una vez realizados los ajustes

    necesarios, se repite la corrida de inicializacin y

    se verifica de nuevo el valor del POES. Este

    proceso se repite hasta lograr un buen cotejo del

    POES.

    7.- Revisar presiones iniciales de los fluidos:

    Verificar que la distribucin de la presin inicial a

    la profundidad de referencia (Datum, calculada

    por el modelo, est en lnea con el valor promedio

    reportado. En caso contrario se deben revisar los

    parmetros asignados en las tablas de equilibrio y

    propiedades de los fluidos (gravedad especfica),

    elevaciones estructurales y espesores de arena

    total. Una vez reproducidas las condiciones

    iniciales del yacimiento se procede a introducir los

    datos que pueden cambiar en funcin de tiempo

    (datos recurrentes), para comenzar el proceso de

    cotejo de la historia de produccin del yacimiento

    PROCESO PARA COTEJO DEL

    COMPORTAMIENTO HISTORICO

    En el desarrollo de un modelo de simulacin

    representativo del yacimiento, se utilizan datos

    derivados de interpretaciones geolgicas y

    mediciones de laboratorio. Los datos de

    laboratorio son normalmente representativos de

    las propiedades de los fluidos y de la interaccin

    roca-fluido, pero el modelo geolgico es ms

    sujeto a discusin, debido a que es el producto de

    la interpretacin de informacin obtenida

    indirectamente, como lo es la ssmica, registros

    elctricos, etc.

    La forma comn de reproducir el comportamiento

    histrico de un yacimiento, consiste en especificar

    las tasas de produccin de petrleo e inyeccin de

    fluidos y dejar que el modelo simule el

    comportamiento de presin, de la relacin gas-

    petrleo y del porcentaje de agua. Para lograr esto,

    generalmente es necesario hacer ajustes o cambios

    en algunos parmetros del yacimiento (geolgicos

    o de fluidos, mediante sensibilidades de los

    mismos).

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    Inicialmente el simulador calcula el comportamiento del yacimiento utilizando la

    mejor informacin disponible. Si los resultados

    calculados no corresponden al comportamiento

    histrico, los datos del modelo deben ser

    modificados hasta obtener un cotejo satisfactorio

    entre los resultados computados y el

    comportamiento observado del yacimiento. Este

    procedimiento, conocido como cotejo histrico, conlleva a una representacin matemtica del

    yacimiento, la cual permite predecir su

    comportamiento futuro sujeto a diferentes

    esquemas de explotacin.

    Despus de cotejar el comportamiento del

    yacimiento, se procede a validar el modelo del

    yacimiento para comprobar si este reproduce el

    comportamiento de los pozos. Este se realiza

    simulando los ltimos cinco aos de historia sin

    asignar valores a las tasas de produccin de

    petrleo, sino seguir las restricciones impuestas

    por el sistema de produccin. La reproduccin

    satisfactoria de las tasas de petrleo confirmar,

    que el modelo es adecuado para simular el

    comportamiento del yacimiento. El flujograma de

    la Figura 2, muestra el proceso de cotejo histrico

    para un caso general hipottico de un yacimiento

    de petrleo con capa de gas y zona de agua. A

    continuacin se discuten los detalles de las

    diferentes etapas involucradas:

    1.- Seleccionar mtodo de solucin

    Despus, de completar la inicializacin (Figura 1),

    se debe correr el modelo por un perodo de tiempo

    no mayor de un ao, usando los mtodos de

    solucin disponibles en el simulador que se

    utiliza, a fin de escoger el mtodo que proporciona

    menos tiempo de corrida y mayor estabilidad

    (menos nmero de iteracciones, mayores

    intervalos de tiempo, valores menor o cerca de

    uno en el balance de materiales y mayor tendencia

    a mejorarlo

    2.- Efectuar corrida para cotejo de presiones

    promedio.

    En general el cotejo histrico se realiza en dos

    etapas: una primera donde se trata de reproducir el

    comportamiento global y por regiones mayores

    del yacimiento (grupos de pozos con caractersticas similares), para luego pasar a la

    segunda etapa donde se realiza el cotejo a nivel de

    pozos individuales. Para lograr el cotejo histrico

    de la presin promedio global y por regiones

    mayores del yacimiento, se realiza un proceso

    interactivo que involucra cambios globales que

    afectan varios bloques (regiones, del modelo,

    antes que hacer cambios locales que afecten

    solamente pocos bloques y que son menos tiles al

    momento de cotejar el comportamiento individual

    de pozos. Las corridas para esta parte del cotejo se

    realizan cubriendo perodos de tiempo iguales a

    aproximadamente el 20% de la historia de

    produccin disponible, y asegurndose de incluir

    reinicializacin (restart, en cada una de ellas)

    a.- Revisar tasas de petrleo, intervalos de

    completacin y valores de arena neta permeable.

    Una fuente de error muy comn son los valores de

    tasas de produccin y su correspondencia con los

    intervalos de completacin y los espesores de

    arena neta, de all que el primer paso en el cotejo

    sea el asegurarse de que tal informacin sea la

    correcta

    b.- Ajustar energa del modelo Si los valores de

    presin promedio calculados por el modelo se

    apartan considerablemente del comportamiento

    observado, falta o sobra energa en el modelo en

    relacin a la situacin real en el yacimiento. La

    forma de ajustar la energa en el modelo es

    revisando la magnitud y distribucin del volumen

    poroso en las zonas de petrleo y gas, as como la

    fortaleza del acufero, en caso que exista, y/o las

    compresibilidades de los fluidos y de la roca

    yacimiento. El ajuste de la fortaleza del acufero

    se realiza de la siguiente manera:

    Para acuferos representados analticamente basta

    con modificar los parmetros que intervienen en la

    funcin de influencia del acufero, volumen

    poroso y capacidad del acufero

    Para acuferos representados por bloques del

    modelo de simulacin, el ajuste consiste en

    modificar las dimensiones y/o la porosidad de los

    bloques que representan el acufero. Es posible

    que el acufero tenga la fortaleza apropiada, pero

    que la misma no se refleja adecuadamente en el

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    yacimiento debido a la baja/alta, comunicacin acufero-yacimiento. Si este es el caso se debe

    modificar la transmisibilidad en el acufero, y

    entre este y la zona del yacimiento el contacto con

    el mismo.

    c.- Ajustar flujo de fluidos entre regiones mayores

    Es posible que la tendencia de la presin global

    promedio del yacimiento calculada por el modelo

    est en lnea con la observada, pero que sin embargo al analizar tendencias por regiones,

    grupos de pozos con caractersticas estticas

    similares, se observen discrepancias considerables

    con el comportamiento observado. Esto

    generalmente ocurre con yacimientos de tamao

    relativamente grandes y/o de geologa compleja

    El cotejo de las presiones de las diferentes

    regiones, se obtiene modificando el flujo de

    fluidos entre ellas, para lo cual es necesario

    efectuar cambios apropiados en las

    transmisibilidades (permeabilidad, entre dichas

    regiones). La seleccin de las regiones debe ser

    realizada en base al anlisis del comportamiento

    de presiones observadas. Luego de estar satisfecho

    con el cotejo de la presin global promedio y por

    regiones, incrementar el periodo de tiempo en

    aproximadamente 20% de la historia disponible y

    continuar con la corrida utilizando el

    procedimiento de reinicializacin de datos

    recurrentes (restart ) Repetir esta etapa hasta

    completar el cotejo de la historia de produccin

    del yacimiento.

    Es posible que algunas de las corridas efectuadas

    en esta etapa puedan fallar, debido a que la

    presin de algunos bloques en el modelo se salga

    del rango usado en la tabla PVT. En este caso

    debe revisarse la completacin del pozo ubicado

    en el bloque problema, los valores asignados de

    porosidad y espesor de arena neta.

    3.- Cotejo del comportamiento histrico de la

    RGP y del % AyS

    Usualmente la RGP y % AyS comienzan a variar

    significativamente despus de cierto perodo de

    produccin. Es necesario tener un ajuste de

    presin durante este perodo antes de comenzar

    con el ajuste de la RGP y del % AyS (Figura 2b). Las variaciones en estos parmetros son debido al

    avance del gas y del agua en el yacimiento. El

    ajuste no se puede obtener si los frentes de agua o

    gas no son modelados adecuadamente, lo cual

    implica un buen conocimiento de los mecanismos

    de empuje de agua o gas que existan en el

    yacimiento. Este problema es particularmente

    importante en yacimientos estratificados en el que

    varias capas se comunican. Los parmetros para

    ajustar la RGP y % AyS son:

    a.- los ya mencionados para el ajuste de presin.

    b.- curvas de permeabilidades relativas para cada

    capa

    c.- distribucin vertical de permeabilidades

    absolutas

    d.- carcter o forma de las curvas de

    permeabilidades relativas

    La RGP es controlada por el grado de segregacin

    de gas permitido en el modelo. Esta se puede

    controlar modificando la permeabilidad vertical de

    las zonas donde se requiere que el gas se segrege

    menos rpido para que no sea producido, lo cual

    reduce el agotamiento del yacimiento, o en

    algunos casos modificando la pendiente de las

    curvas de permeabilidades relativas o saturacin

    de gas crtica.

    Si la RGP es muy alta, puede indicar una relacin

    de Kg/Ko muy optimista. Para reducir este efecto,

    se debera modificar las pendientes de las curvas

    de permeabilidades relativas (la de Kro hacerla

    menos monotnica creciente y la de Kro menos

    monotnica creciente)

    Por otro lado, si es que el gas en el sistema se est

    segregando muy rpido, se debe intentar corregir

    reduciendo la permeabilidad vertical. Si por el

    contrario, la RGP es muy baja, indica que no hay

    suficiente gas en el sistema. Para incrementarla, se

    hace lo contrario al caso anterior, es decir se

    manipulan las pendientes de las curvas de

    permeabilidades relativas hasta alcanzar una

    relacin de kg/ko mayor. Esta mayor produccin

  • Universidad de oriente

    Ncleo de Monagas

    Escuela de Ingeniera y Ciencias Aplicadas

    Departamento de Ingeniera de Petrleo

    Simulacin de Yacimientos

    Profa. Aibel Ydrogo

    de gas puede crear un segundo factor que debe ser considerado y es una menor presin del

    yacimiento. En estos casos se pueden hacer ajustes

    menores en las transmisibilidades cercanas al

    acufero para corregir estas discrepancias.

    Otro problema que puede presentarse es que el

    gas comienza a fluir muy temprano en el modelo y

    sin embargo, las pendientes de las curvas de

    permeabilidades relativas lucen razonablemente

    bien. En estos casos, un aumento de la saturacin

    crtica puede retardar la

    produccin de gas. El efecto secundario puede ser

    un aumento en la presin del yacimiento, el cual

    se trata como se ha mencionado anteriormente. Lo

    contrario puede ser aplicado en caso de una

    produccin tarda de gas.

    En el caso del % AyS, la irrupcin de agua est,

    primordialmente controlada por parmetros

    sedimentolgicos. La descripcin sedimentolgica

    jugar un papel importante ya que de ello depende

    los canales preferenciales del flujo de agua. En

    algunos casos se puede incrementar la

    permeabilidad en ciertas direcciones (ejes de las

    barras litorales por ejemplos), a fin de reproducir

    la distribucin regional de la saturacin de agua

    observada en el yacimiento. Tambin es posible

    modificar las transmisibilidades en los bloques

    que representan las fallas con el fin de modificar

    el flujo en alguna direccin

    4.- Cotejo de pozos individualesDespus de tener

    un cotejo a nivel de yacimiento y regiones se

    procede a reproducir el comportamiento individual

    de cada pozo. La regla general es cotejar el mximo nmero de pozos, principalmente buenos productores o pozos con historias largas

    con los mismos parmetros y tratar por separado

    al final los pozos que no se puedan cotejar.

    Obviamente que al realizar el cotejo global y por

    regiones de las presiones, de la RGP y del %AyS,

    ya se tiene una referencia sobre el estado de

    saturaciones y presiones alrededor de cada pozo,

    por lo que tales condiciones deben ser el punto de

    partida para iniciar el cotejo del comportamiento

    de pozos individuales, el cual se realiza siguiendo

    el proceso siguiente:

    a.- Ajustar nivel de energa del pozo

    La presin del pozo depende del nivel de energa a

    su alrededor. De ser esta muy baja/alta, se deben

    considerar incrementar/reducir la permeabilidad

    areal y vertical o ambos segn sea el caso, en el

    bloque donde est ubicado el pozo y en los

    bloques vecinos de ser necesario.

    b.- Cotejar la relacin gas/petrleo

    La RGP depende en alto grado de la relacin

    Krg/Kro. Cuando el modelo no reproduce la

    relacin gas-petrleo, se pueden modificar las

    curvas de Krg y/o Kro, mediante un

    procedimiento similar al usado en el cotejo de la

    RGP del yacimiento.

    Es comn que las curvas de permeabilidad

    relativa representen el comportamiento de un pozo

    solo durante cierto lapso, observndose que la

    RGP calculada por el modelo disminuye mientras

    que la RGP en el campo todava est aumentada.

    Esto es consecuencia de que en el modelo no hay

    gas disponible en la regin cercana al pozo. Esto

    se puede corregir modificando las curvas de

    permeabilidad relativa en los rangos de

    saturaciones de gas existentes en el bloque del

    pozo en el lapso en cuestin, o tambin

    reduciendo la saturacin de gas crtica para que el

    gas se libere ms rpido, o reduciendo la

    permeabilidad vertical para que el gas se segregue

    ms lentamente y pueda ser producido, o revisar

    presin de burbujeo en la zona alrededor del pozo,

    en aquellos yacimientos donde existan variaciones

    de presin de burbujeo con profundidad.

    5.- Validar modelo Despus de cotejar el

    comportamiento del yacimiento y sus pozos, se

    debe validar el modelo retrocediendo cinco aos

    en la historia y asignando a cada pozo el valor de

    ndice de flujo

    ndice de productividad, que permita reproducir su potencial de produccin de petrleo real y

    lograr una buena representacin de las presiones

    de fondo fluyente (Figura 2c) Para ello se deben

    construir curvas de levantamiento artificial para

    simular el comportamiento del flujo vertical desde

  • Universidad de oriente

    Ncleo de Monagas

    Escuela de Ingeniera y Ciencias Aplicadas

    Departamento de Ingeniera de Petrleo

    Simulacin de Yacimientos

    Profa. Aibel Ydrogo

    el fondo del pozo hasta la superficie, tomando en cuenta los cortes de agua y las RGP mximas y

    mnimas observadas en los pozos. En el caso de

    pozos que producen por bombeo, definir

    solamente la presin mnima de fondo fluyente.

    En este caso se cotejar la tasa de produccin.

    Despus de cotejar las presiones de fondo, y las

    tasas de produccin de petrleo real de todos los

    pozos activos en el yacimiento, efectuar una

    corrida sin otras restricciones que las impuestas

    por el sistema de produccin, para validar el

    modelo mediante la reproduccin de los ltimos

    cinco aos de historia (Ver Figura 2c). En esta

    corrida el modelo solo estar restringido por la

    presin asignada al cabezal de los pozos (THP, en

    las tablas de levantamiento, en caso de pozos

    produciendo por flujo natural o por levantamiento

    artificial con gas. La validacin se verifica

    observando si existe desplazamiento de la curva

    de comportamiento de produccin de los pozos,

    bien sea hacia arriba o hacia abajo de su tendencia

    natural.

    En caso de no lograrse una validacin

    satisfactoria, se debe revisar si han ocurrido

    eventos que justifiquen cambios en los ndices de

    flujo como reparaciones, recompletaciones,

    cambios de zonas, etc. De ser as, se procede a

    ajustar los ndices de los pozos afectados y se

    repite la corrida. De no surtir efecto tampoco, se

    debera hacer nuevos ajustes a las curvas de

    permeabilidad relativa y regresar a la etapa 4.

    De lograr una validacin satisfactoria en esta

    etapa, se dispone de un modelo capaz de

    reproducir el comportamiento del yacimiento. En

    este caso slo se requiere reinicializar el modelo a

    fin de llevar a cabo las predicciones respectivas.

    6.- Documentar cotejo del comportamiento histrico del yacimiento. Esta etapa tiene como

    objetivo, resaltar todas las dificultades

    encontradas durante el proceso y como fueron

    solucionadas. Igualmente, se deben indicar las

    limitaciones o impedimentos que no permitieron

    un ajuste satisfactorio en caso de que as ocurra, y

    recomendaciones sobre datos e informacin

    adicional requerida.

    PROCESO PARA REALIZAR PREDICCIONES DE UN YACIMIENTO

    Despus de obtener un cotejo razonable del

    comportamiento histrico del yacimiento, se

    dispone de un modelo confiable para predecir su

    comportamiento futuro. Las caractersticas del

    yacimiento, el conocimiento del ingeniero sobre el

    rea en estudio, los lineamientos de produccin y

    la planificacin estratgica de explotacin,

    determinaran las opciones de explotacin que se

    podran implantar en el yacimiento. Entre las

    alternativas comnmente evaluadas, se encuentran

    las siguientes:

    1.- Determinar el comportamiento futuro de un

    yacimiento sometido a agotamiento natural,

    inyeccin de agua o gas.

    2.- Evaluar las ventajas de un proceso de

    inyeccin de agua de flanco contra un proyecto de

    inyeccin por arreglos.

    3.- Determinar el efecto de la ubicacin de los

    pozos y el espaciamiento.

    4.- Investigar qu efectos tienen las variaciones

    de las tasas de inyeccin y/o produccin, sobre el

    recobro.

    5.- Investigar qu efectos tiene la perforacin

    interespaciada sobre el recobro.

    6.- Definir polticas de completacin de pozos en

    yacimientos superpuestos.

    7.- Estudiar la factibilidad de recuperacin

    adicional mediante otros procesos de inyeccin

    menos sofisticados como polmeros, surfactantes,

    Nitrgeno, WAG, Inyeccin de gas miscible,

    CO2, otros. Las bases de los estudios de

    infraestructura de produccin e inyeccin, as

    como los anlisis de rentabilidad que permitirn

    seleccionar el esquema ptimo de explotacin, son

    establecidas en base a las predicciones de estudios

    de simulacin de yacimientos.