¿Qué es un Modelo Dinámico?
Define los tipos y condiciones de los fluidos en el yacimiento, su distribución y la forma como se mueven. Comienza con el análisis de los datos dinámicos: datos P.V.T, composición de los fluidos, permeabilidad relativa, presiones capilares, historias de producción, inyección y presión. La interpretación de esta información permite definir las condiciones y distribución inicial de los fluidos, los mecanismos de producción, eficiencia de extracción y las reservas totales. Una vez establecidas las condiciones dinámicas de los fluidos y su relación con la roca, se procede al uso de balance de materiales para determinar los volúmenes de hidrocarburos originales en sitio (P.O.E.S./G.O.E.S.)
Modelo de Fluidos
Modelo de Presiones
Planificación de un Estudio de Simulación
Objetivos del Estudio
¿Qué preguntas se quieren contestar?
Tiempo Disponible
¿De cuánto tiempo se dispone para contestar dichas preguntas?
Recursos Disponibles
- Fuerza hombre: ¿Está disponible? ¿Calidad/cantidad?
- Entrenamiento/Adiestramiento/Apoyo interno
- Facilidades de Superficie: Disponibilidad de equipos y espacio
- Costos: ¿Cuánto hay disponible?
Etapas de la Simulación Numérica
- Inicialización del modelo
- Realización del cotejo histórico
- Predicciones
- Análisis técnicos-económicos
- Reporte de resultados
Representación Geométrica del Yacimiento
Tipos de Mallado
- Los niveles de detalle y exactitud deseados en el comportamiento del yacimiento.
- Las fuerzas del yacimiento que serán aproximadas por el modelo.
- Los recursos disponibles para realizar el estudio (tiempo, fuerzas, hombres, equipos).
Modelo 0D o Adimensional
Es el modelo más simple, es decir, una celda que es básicamente un balance de materiales. Se supone que todas las condiciones de yacimientos tiene un valor único para una presión promedio y que el sistema completo está en condiciones de equilibrio. Es un modelo muy útil al comienzo del estudio para realizar revisiones rápidas de consistencia de datos como PVT, restricciones.
Modelo 2D
Para modelar la eficiencia de barrido de un fluido desplazante es necesario utilizar modelos 2D. Este puede ser un modelo radial, un modelo transversal para simular conificación y segregación gravitacional, o un modelo areal para simular los efectos de barrido. Con el modelo 2D se puede determinar: tasa crítica de producción a la cual ocurrirá conificación, predecir el comportamiento futuro de un pozo conificado y para evaluar los efectos de barreras de lutitas o permeabilidad vertical baja. Otro uso de los modelos 2D radiales es en el análisis de pruebas de presión y probablemente, el uso más extensivo de los modelos 2D areales es para determinar los patrones óptimos de inyección de agua o gas.
Modelo 3D
Estos modelos pueden tomar en cuenta casi todas las fuerzas presentes en el yacimiento. Consideran los efectos de barridos areales y gravitacionales. Sin embargo, pueden ser muy difíciles para modelar fenómenos locales (tales como conificación) donde se requieren bloques muy pequeños para una representación adecuada.
Ley de la Conservación de la Masa
Si se considera un elemento de volumen pequeño en un sistema de coordenadas tridimensionales, referido como dv, y un incremento pequeño de tiempo dt, se puede escribir que durante dt, el flujo total de masa a través de las caras de dv es igual a la variación en masa de dv.
Cantidad de masa que entra – Cantidad de masa que sale = Variación de masa en dv o masa que se acumula
Ley de Darcy
La ley de Darcy es una ley experimental que da la relación, para cada lado de dv, entre las tasas de flujo y los gradientes de potencial y controla el flujo de masa entre las caras. La tasa de flujo a través de un elemento es directamente proporcional a la permeabilidad, el área transversal a la dirección del flujo y al gradiente de presión e inversamente proporcional a la viscosidad del fluido.
Consideraciones
- A condiciones iniciales de P y T del yacimiento, la fase de agua es líquida; mientras que la composición de la mezcla de hidrocarburos es diferente de un tipo de yacimiento a otro.
- Los yacimientos se desarrollan por diversos procesos de producción.
- En un yacimiento pueden existir una fase (líquida o gaseosa) o dos fases (líquida y gaseosa).
- Las composiciones de las fases líquidas y gaseosas de los hidrocarburos puede cambiar con el tiempo.
- Dependiendo del proceso de recuperación aplicado pueden aparecer fases adicionales (fase de vapor, fase CO2, etc.)
- Las anteriores consideraciones permiten inferir que la ley de la conservación de la masa no puede aplicarse a la fase cuyo composición interna está cambiando.
Seudocomponentes
La seudocomposición es la reducción del número de componentes de una mezcla para describir la composición de los fluidos del yacimiento. Es un proceso de combinación de componentes puros de una mezcla de hidrocarburos, en la cual cada seudocomponente es un subconjunto de los n componentes originales, y ninguno de los miembros del subconjunto está presente en alguno de los otros seudocomponentes.
Ecuaciones de Flujo
Si se considera un elemento de volumen tal como se muestra en la figura; y se considera el flujo a través de cada cara de un elemento infinitesimal de dimensiones Dx, Dy, Dz y tomando en cuenta la siguiente notación: