Aplicacion de tecnicas de escalamiento (upscaling) en la simulacion numerica de yacimientos

Abstract

El desarrollo de los algoritmos de descripción geoestadistica de yacimientos ha permitido construir modelos geológicos altamente detallados. Estos algoritmos rutinariamente resultan es descripciones a escala fina de la porosidad y la permeabilidad del yacimiento sobre mallas de cientos o millones de celdas. Estas mallas de descripción de yacimientos son demasiado finas para ser usadas como mallas de simulación en los simuladores de yacimientos. A pesar de los avances en los equipos de computación, la mayoría de los modelos totales de yacimientos aun usan mas o menos 100,000 celdas; un factor 100 veces por debajo de las mallas geológicas. El escalamiento se ha convertido en una herramienta altamente importante para convertir modelos geológicos muy detallados en mallas de simulación. Dada una descripción del yacimiento a escala fina y una malla de simulación, un algoritmo de escalamiento asigna valores adecuados de porosidad, permeabilidad y otras funciones de flujo a las celdas de la malla gruesa de simulación. En este proyecto se presenta la aplicación de las técnicas de escalamiento en la simulación numérica de yacimientos. Como primera etapa se describe el marco teórico de las técnicas existentes para yacimientos de aceite negro; haciendo especial énfasis en las técnicas de escalamiento para flujo multifasico, donde las más utilizadas son las permeabilidades pseudo relativas (pseudo funciones); las cuales tienen la capacidad de reproducir las distribuciones de presión y fluido, así como las características de desplazamiento del sistema de malla fina sobre una malla gruesa. Se escogió este tipo de técnica debido a su amplia aplicabilidad en una variedad de regimenes de flujo y que es relativamente fácil incorporar estos métodos en los modelos de simulación de yacimientos convencionales. Los programas de computador utilizados para el desarrollo del proyecto son ECLIPSE 100, el cual es un simulador de yacimientos; y el ECLIPSE PSEUDO, el cual permite generar las pseudo funciones de permeabilidad relativa dinámicas. Posteriormente los métodos fueron validados numéricamente simulando tres modelos presentados en la literatura; los dos modelos iniciales son sistemas gas Œ aceite; el último modelo hace parte de una pequeña sección de la secuencia BRENT. Los resultados muestran una buena concordancia entre los modelos de malla fina y malla gruesa, con ahorros substanciales en tiempo de cómputo y costos computacionales para los modelos escalados. Por último se plantea una metodología general para la aplicación de técnicas de escalamiento en modelos geológicos demasiado grandes para ser utilizados como modelos de simulación.