Los Modelos Físicos y la Minisimulación de Reservorios

Modelo físico de los reservorios. Aproximación estática y dinámica

En primera instancia, al inicio de la vida de un yacimiento, el Modelo Físico está definido esencialmente por la Geociencia. Esta desde la Geología y la Geofísica, y de manera interactiva, logran principalmente una Aproximación Estática a la definición del Modelo.

La Ingeniería de Reservorios debe completar y precisar esa definición del Modelo Físico del yacimiento cuando se avanza en la vida del mismo, funda mentalmente, mediante el análisis de su Comportamiento Dinámico.

Estas dos Aproximaciones a la definición del Modelo Físico no son de ninguna manera alternativas, muy por el contrario, son complementarias. La mejor definición de una de ellas promueve sinergéticamente el aporte descriptivo de la otra.

y es que el proyecto seguramente alcanzará una rentabilidad menor. De la misma manera, por ejemplo, una valoración estática de reservas comprobadas desarrollada en producción, en función del Cálculo Volumétrico del Recurso Original in situ y el Factor de Recuperación Esperado, no puede sustituir a una valoración dinámica de la misma, cualquiera que sea, sino complementarla. Usando exclusivamente la Definición Estática, podría arribarse a una valoración económica errónea, ya sea por exceso o por defecto. Es claro hoy día, que la Sísmica 3-D mejorada puede agregarle conocimiento a las operaciones de producción en proyectos maduros. Es capaz de identificar la falta de continuidad de la roca reservorio entre pozos, y así mejorar la descripción del reservorio para alcanzar la producción óptima.

Muchos autores han documentado aplicaciones de Sísmica 3-D en la definición del modelo, y por lo tanto, en el “Management” de los Reservorios. Los geofísicos están desempeñando un rol cada día más importante en la identificación de las características claves de los reservorios para un modelo de simulación. Ellos, también están participando de la validación del modelo geológico. Complementaria y sinergéticamente, un buen procesamiento e interpretación de sísmica 3-D requiere un sostén geológico más importante que la sísmica 2-D.

El modelo físico y la minisimulación numérica

En cuanto al aporte del “Comportamiento Dinámico” se refiere, cabe destacar que en varias ocasiones, la Simulación Simplificada Analítica-Estadística-Numérica aporta eficaz y eficientemente a la definición del Modelo Físico.

Según Satter y Thakurm “Los simuladores numéricos de reservorio han sido

históricamente usados para grandes yacimientos o para aquéllos bajo procesos complejos de recuperación. No resultan apropiados para otros yacimientos, porque los estudios son costosos, requieren profesionales altamente entrenados, y consumen demasiado tiempo para los esquemas habituales de las compañías operadoras. Esta situación está cambiando. La Simulación Simplificada a través de Técnicas de Minisimulación, usando computadoras personales, en muchos casos, está jugando un rol importante en el Gerenciamiento de reservorios pequeños y medianos”. Durante la década de los ‘40, los modelos analógicos jugaron un rol importante. Desde los ‘50, con el advenimiento de las ecuaciones de diferencias finitas de 2-D y 3-D, fue posible resolver problemas referidos al flujo multifásico de fluidos en medios porosos heterogéneos. Así se continuó hasta la década del los ‘80, donde la expansión de la simulación de los reservorios incluyó el área de descripción de los mismos.

El uso de la geostática describió las heterogeneidades de reservorio y se desarrolló la tecnología para modelar los reservorios naturalmente fracturados. Finalmente, en la década del ‘90, se incorpora la Minisimulación como una herramienta más simple y de gran utilidad en una amplia variedad de yacimientos.

Para lograr el Minisimulador adecuado, deben aplicarse los llamados Criterios de Relajación de modo de simular los aspectos más importantes que controlan el comportamiento del reservorio, y no incluir los secundarios. Por ejemplo, y como una primera aproximación, si los datos de producción permiten inferir una entrada de agua muy limitada en un determinado reservorio, podrá iniciarse el planteo con un Minisimulador que considere el flujo de fluidos sin entrada de agua.

En definitiva, en muchos casos, el Modelo del Comportamiento Dinámico podrá lograrse con una ordenada combinación de simples modelos físicos y analíticos-numéricos a través de la minisimulación.

Minisimulación numérica de yacimientos argentinos

En el 2° Simposio de Producción de Hidrocarburos (Mendoza, junio de 1995), se han presentado dos trabajos que constituyen buenos ejemplos de esta línea de Simulación Numérica. El primer trabajo de Kejner, Valle, Ponce y Lopez Angriman, es un Simulador Numérico para la Recuperación Secundaria (SIPRES), diseñado y aplicado en el Yacimiento Piedra Clava da de la Cuenca del Golfo San Jorge. La Simplificación, o Criterios de Relajación aplicados en este caso, se apoya, según dicen sus autores, en la teoría del flujo Segregado, aplicada a cada elemento de flujo, considerado hidrodinámicamente estanco y definido por una pareja de pozos, productor e inyector. El simulador se basó en un modelo geológico del yacimiento regional y local, considerando aspectos estructurales y estratigráficos.

El SIPRES, según los autores del trabajo citado, ha mostrado ser de gran utilidad para:

• Estudiar la factibilidad de un proyecto de perforación de pozos “infill”, y

• Optimizar de manera integral la recuperación secundaria.

En el segundo trabajo de Canel y Rosbaco, logran la Minisimulación Numérica mediante la aplicación limitada a Nivel Pozo o a Grupos Reducidos de Pozos.

Los autores comentan: “La metodología propuesta combina algunas de las ventajas de la simulación de reservorios con cierta sencillez propia de los métodos clásicos (analíticos). Dado que no necesita grandes tiempos para su puesta a punto, resulta ideal en yacimientos aún no modelados. La metodología propuesta es particularmente dúctil para los análisis de sensibilidad, convirtiéndose en la herramienta ideal para estudiar qué efectos tienen los cambios de propiedades o de políticas de explotación sobre la recuperación de hidrocarburos. Como ejemplo de aplicación de la Minisimulación Numérica se analizó en el mencionado trabajo la influencia del régimen de explotación sobre la recuperación final de un yacimiento estratificado de la Cuenca Neuquina.

Conclusiones

La interacción entre las Descripciones de las Geociencias y la Minisimulación es un camino para lograr el Modelo Físico de Reservorio y de allí el adecuado manejo del mismo (Reservoir Management). Según Satter y Thakur, estos equipos Multidisciplinarios, usando las tecnologías más recientes, pueden visualizar oportunidades de reservas no identificadas previamente. La Minisimulación es en si, el camino lógico para iniciar el proceso, pero también puede ser la herramienta fundamental, durante la vida del yacimiento, pues se ajusta a los limitados recursos que suelen disponerse para el tema, tanto desde el punto de vista de los datos básicos, como de los recursos y tiempos disponibles para la realización de la simulación.

Referencia:Mirta Galacho, de MG & Asociados.