Inicios de la simulación de yacimientos
En 1949, Morris Muskat dio a conocer que estaba trabajando en una simulación por computadora para dar el espaciamiento óptimo entre los pozos, los primeros simuladores de yacimientos simples se dieron en la década de 1950, como soluciones de ecuaciones diferenciales para el flujo de fluidos en un material homogéneo con geometría sencilla.Más tarde se programaron las computadoras para modelar los flujos a través de bloques del subsuelo. Durante la década de 1960 el avance en los algoritmos de cálculo permitió resolver las ecuaciones en forma más rápida y precisa. Los modelos se hicieron más grandes y más complejos con el aumento de la velocidad y memoria de las computadoras, y con mayor sofisticación de los algoritmos. Se agregaron más elementos físicos, extendiendo las soluciones del flujo monofásico hasta el flujo de tres fases, gas, petróleo y agua; que permitió entonces tomar en cuenta los cambios en la composición del gas y del petróleo debido a la presión y la temperatura. Los métodos para solucionar las geometrías irregulares eliminaron la necesidad de moldear bloques de yacimientos con retículas (mallas, cuadriculas) rectangulares.
Hasta hace poco, los simuladores resolvían el yacimiento en bloques de cientos de metros; significativamente más grande que el equivalente a la resolución de la información sísmica y de registros de pozos utilizada en el modelado geológico. En la actualidad, los simuladores de yacimientos pueden manejar muchos más bloques y modelar una geología más compleja, permitiendo una mayor consistencia con los modelos geológicos.
La incorporación de datos geológicos complejos permite tener un modelo de yacimiento más realista, se puede utilizar para comprara sus soluciones con datos históricos de producción, a fin de confirmar o mejorar el modelo geológico.
El programa de computación de simulación también ha cambiado con los avance en la tecnología de perforación. Los pozos multilaterales y de alcance extendido ofrecen más opciones para el drenaje de los yacimientos. Un pozo multilateral se bifurca en el suelo para drenar varios horizontes o proporcionar varias entradas a la misma formación para mejorar su alcance espacial y su recuperación. Los ingenieros deben decidir el emplazamiento óptimos de estos pozos ramificados, por ello la capacidad de modelar estos yacimientos antes de la perforación resulta extremadamente importante. Debido a que los hidrocarburos pueden provenir de diferentes zonas con propiedades de fluidos muy diferentes, los modelos también deben considerar las dificultades.
La capacidad actual de solucionar modelos complejos se debe en gran parte a la increíble superación de la velocidad de procesamiento de las computadoras. Un tiempo de ejecución máximo deseado para una simulación de un gran yacimiento es “de una noche”, de modo que la velocidad mayor de las computadoras normalmente se traduce a modelos más grandes o cada vez más complejos, o ambos, en la medida en que el resultado esté listo a la mañana siguiente. Recientes avances en el procesamiento en paralelo han aumentado la velocidad de los simuladores: sin embargo, por ciertos factores, por lo general, el tiempo de ejecución no se reduce a la mitad duplicando la cantidad de procesadores.
Al principio de la era de la simulación de yacimientos, este era un tema solo para los especialistas que diseñaban los programas de computadoras y ejecutaban los simuladores, y el desarrollo de los programas de computación se efectuaban principalmente en las grandes compañías petroleras. El simulador normalmente se reprogramaba para cada nueva simulación para representar las diferencias en los yacimientos. Las mejoras en un modelo tendían a estar relacionadas paralelamente con las estrategias de desarrollo de activos de la empresa: por ejemplo, los modelos de doble porosidad se desarrollan solo para los yacimientos grandes y fracturados. A medida que mejoro la tecnología, también lo hizo el equipo de especialistas, distinguiéndose finalmente los que desarrollaban el código del programa de aquellos que ejecutaban los modelos. Generalmente las dos disciplinas mantenían estrechas relaciones, y normalmente ambas se centralizaban en un grupo de soporte técnico.
Con el tiempo la demanda de la simulación de yacimientos aumento y las compañías comenzaron a instalar copias de los simuladores fuera de las estaciones centralizadas. Con los programas y usuarios lejos de los equipos de desarrollo, la documentación y la facilidad de uso de programas de computación adquirieron una importancia mucho mayor. Dado que los equipos de desarrollo de simuladores de yacimiento de las grandes compañías petroleras no tenían los conocimientos necesarios para producir interfaces de usuario, nació la era de los paquetes de programas de computación para la simulación de yacimientos suministrados por proveedores externos. Si bien aún existen programas de modelado de yacimientos desarrollados en forma interna, la tendencia ha variado, de los simuladores propios y mantenidos por las diferentes compañías petroleras a los simuladores adquiridos a proveedores de programas de computación externos. En la actualidad, el objetivo es simplificar el uso del programa, con generación automática de retículas, importación fácil de datos geológicos, de fluidos y de formaciones, y representación gráfica de los resultados que los usuarios requieren.
Actualmente los dos principales simuladores comerciales son el modelo de ECLIPSE de Schlumberger GeoQuest y el simulador VIP de Landmark Grafhics. Ambos paquetes incluyen modelos para petróleo negro y composicionales, con o sin mezcla de gas y petróleo; otros simuladores son poderosos en nichos específicos: el modelo STARS de Computer Modelling Group, Ltd., simula procesos térmicos, como el desplazamiento del vapor.
Hasta hace poco, los simuladores resolvían el yacimiento en bloques de cientos de metros; significativamente más grande que el equivalente a la resolución de la información sísmica y de registros de pozos utilizada en el modelado geológico. En la actualidad, los simuladores de yacimientos pueden manejar muchos más bloques y modelar una geología más compleja, permitiendo una mayor consistencia con los modelos geológicos.
La incorporación de datos geológicos complejos permite tener un modelo de yacimiento más realista, se puede utilizar para comprara sus soluciones con datos históricos de producción, a fin de confirmar o mejorar el modelo geológico.
El programa de computación de simulación también ha cambiado con los avance en la tecnología de perforación. Los pozos multilaterales y de alcance extendido ofrecen más opciones para el drenaje de los yacimientos. Un pozo multilateral se bifurca en el suelo para drenar varios horizontes o proporcionar varias entradas a la misma formación para mejorar su alcance espacial y su recuperación. Los ingenieros deben decidir el emplazamiento óptimos de estos pozos ramificados, por ello la capacidad de modelar estos yacimientos antes de la perforación resulta extremadamente importante. Debido a que los hidrocarburos pueden provenir de diferentes zonas con propiedades de fluidos muy diferentes, los modelos también deben considerar las dificultades.
La capacidad actual de solucionar modelos complejos se debe en gran parte a la increíble superación de la velocidad de procesamiento de las computadoras. Un tiempo de ejecución máximo deseado para una simulación de un gran yacimiento es “de una noche”, de modo que la velocidad mayor de las computadoras normalmente se traduce a modelos más grandes o cada vez más complejos, o ambos, en la medida en que el resultado esté listo a la mañana siguiente. Recientes avances en el procesamiento en paralelo han aumentado la velocidad de los simuladores: sin embargo, por ciertos factores, por lo general, el tiempo de ejecución no se reduce a la mitad duplicando la cantidad de procesadores.
Al principio de la era de la simulación de yacimientos, este era un tema solo para los especialistas que diseñaban los programas de computadoras y ejecutaban los simuladores, y el desarrollo de los programas de computación se efectuaban principalmente en las grandes compañías petroleras. El simulador normalmente se reprogramaba para cada nueva simulación para representar las diferencias en los yacimientos. Las mejoras en un modelo tendían a estar relacionadas paralelamente con las estrategias de desarrollo de activos de la empresa: por ejemplo, los modelos de doble porosidad se desarrollan solo para los yacimientos grandes y fracturados. A medida que mejoro la tecnología, también lo hizo el equipo de especialistas, distinguiéndose finalmente los que desarrollaban el código del programa de aquellos que ejecutaban los modelos. Generalmente las dos disciplinas mantenían estrechas relaciones, y normalmente ambas se centralizaban en un grupo de soporte técnico.
Con el tiempo la demanda de la simulación de yacimientos aumento y las compañías comenzaron a instalar copias de los simuladores fuera de las estaciones centralizadas. Con los programas y usuarios lejos de los equipos de desarrollo, la documentación y la facilidad de uso de programas de computación adquirieron una importancia mucho mayor. Dado que los equipos de desarrollo de simuladores de yacimiento de las grandes compañías petroleras no tenían los conocimientos necesarios para producir interfaces de usuario, nació la era de los paquetes de programas de computación para la simulación de yacimientos suministrados por proveedores externos. Si bien aún existen programas de modelado de yacimientos desarrollados en forma interna, la tendencia ha variado, de los simuladores propios y mantenidos por las diferentes compañías petroleras a los simuladores adquiridos a proveedores de programas de computación externos. En la actualidad, el objetivo es simplificar el uso del programa, con generación automática de retículas, importación fácil de datos geológicos, de fluidos y de formaciones, y representación gráfica de los resultados que los usuarios requieren.
Actualmente los dos principales simuladores comerciales son el modelo de ECLIPSE de Schlumberger GeoQuest y el simulador VIP de Landmark Grafhics. Ambos paquetes incluyen modelos para petróleo negro y composicionales, con o sin mezcla de gas y petróleo; otros simuladores son poderosos en nichos específicos: el modelo STARS de Computer Modelling Group, Ltd., simula procesos térmicos, como el desplazamiento del vapor.
Articulo tomado de "oilfield Review"
