Optimización del Diseño de Modelos y Selección de Métodos Numéricos en Simulación de Reservorios

Diseño de Modelos y Selección de Métodos Numéricos en Simulación de Reservorios

El diseño de un modelo de simulación de reservorios está intrínsecamente influenciado por una serie de factores críticos que determinan su complejidad, precisión y utilidad. Comprender estos elementos es fundamental para desarrollar modelos robustos y eficientes.

Factores Clave en el Diseño del Modelo

• Tipo y complejidad del problema: Esto incluye la geometría del sistema, la heterogeneidad de la roca, los tipos de fluidos presentes y el tipo de vaciamiento del reservorio.
• Calidad de la respuesta: La precisión requerida para tomar decisiones de administración del reservorio.
• Tiempo disponible: El plazo para completar el estudio de simulación.
• Factores económicos: Los recursos financieros asignados al proyecto.
• Disponibilidad y calidad de los datos: La información existente y su fiabilidad.
• Capacidad del simulador y de las computadoras: Las limitaciones técnicas del software y hardware disponibles.

Lista de Control para el Diseño del Modelo

Para asegurar un diseño de modelo efectivo, se recomienda seguir la siguiente lista de control:

• Definir los objetivos del estudio y los problemas específicos a resolver.
• Familiarizarse con todos los datos disponibles y anotar cualquier dato olvidado que sea esencial para resolver el problema.
• Seleccionar la configuración del modelo (1D, 2D o 3D) que mejor represente la dinámica de fluidos del reservorio.
• Simplificar la configuración del modelo tanto como sea práctico, determinando si la seudopermeabilidad relativa o el tratamiento de la presión capilar están justificados.
• Considerar el uso eventual del modelo y evaluar si se necesitará complejidad adicional para establecer credibilidad.
• Seleccionar las dimensiones de los bloques-malla.
• Seleccionar el modelo del fluido (PVT).
• Seleccionar el número de fases.
• Definir las condiciones iniciales.
• Definir el tratamiento de pozos, incluyendo si se necesitan funciones de pozo específicas.
• Definir las capacidades necesarias en las rutinas de administración de pozos.
• Definir si se necesita un modelo de petróleo negro, composicional, miscible o térmico.
• Seleccionar el simulador adecuado.
• Diseñar modelos auxiliares para proporcionar la entrada al modelo primario.

Modelos 3D: Razones y Consideraciones

El uso de modelos 3D puede ser necesario por diversas razones, dada su capacidad para representar la complejidad del subsuelo:

• Geometría compleja del reservorio: Cuando la geometría es demasiado compleja para reducirla a una combinación de modelos de corte transversal y areal. Esto incluye reservorios con barreras de flujo continuas sobre grandes áreas, pero con "ventanas" permeables donde hay flujo cruzado.
• Mecánica de fluidos compleja: Cuando la mecánica de fluidos del reservorio es tan compleja que una representación 2D es difícil de analizar. Los reservorios en etapas avanzadas de vaciamiento suelen caer dentro de esta categoría.
• Flujo vertical dominante: Cuando el desplazamiento está dominado por el flujo vertical cerca de los pozos, donde pueden ocurrir tanto la cuspidificación como la conificación.
• Eficiencia en ciertos casos: En situaciones donde la simulación 2D resulta más dificultosa y costosa que la 3D. El modelaje de reservorios arealmente complejos y altamente estratificados puede requerir docenas o incluso centenas de juegos de seudofunciones en 2D.
• Credibilidad y negociación: Para estudios que se usarán en negociaciones o para demostrar una administración responsable del reservorio, y para hacerlos creíbles ante una audiencia no familiarizada con estas aplicaciones.

Un problema asociado con los modelos 3D es su tamaño, que puede ser difícil de manejar. Pueden tener tantos bloques-malla que la generación de resultados se retrasa, lo que puede afectar la agilidad en la toma de decisiones.