Evolución del Modelado de Yacimientos: De Modelos Físicos a la Simulación Digital

Historia del Modelado de Yacimientos

Propósito

• Presentar una breve descripción de la historia del modelado de reservorios.
• Mostrar la evolución de la potencia de cálculo desde la década de 1950 hasta el presente.
• Discutir sobre el futuro de la simulación de yacimientos.

1. Introducción

El modelado de reservorios, utilizando modelos físicos, se inició en la década de 1930. La simulación de yacimientos usando modelos computacionales comenzó en la década de 1950. El avance de la simulación de yacimientos ha sido esencialmente paralelo al de las computadoras.

2. Modelos Físicos (1930 - 1960)

Los modelos físicos fueron utilizados para estudiar los mecanismos de flujo de fluidos para los que no existía una solución matemática obvia, tales como:

• Eficiencia de barrido para distintos patrones de pozos.
• Flujo cruzado entre capas de diferente permeabilidad.
• Conificación.

Tipos de modelos físicos incluyen:

• Modelos de medios porosos: Estos incluyen paquetes de arena.
• Modelos electrolíticos: Estos modelos aprovecharon la analogía entre el flujo de corriente eléctrica y el flujo de Darcy a través de la arena.
• Modelos térmicos: Estos modelos aprovecharon la analogía entre la conducción de calor y el flujo en medios porosos.
• Analizadores eléctricos del reservorio: Estos eran redes de resistencias eléctricas y condensadores.

3. Modelos Analíticos (1930 - Presente)

Gran parte del trabajo se ha enfocado en la solución de ecuaciones diferenciales lineales en derivadas parciales para el flujo de fluidos en medios porosos. La principal desventaja de los modelos analíticos es que solamente se pueden resolver ecuaciones diferenciales lineales, y solo para condiciones ideales, como propiedades uniformes y geometrías simples.

4. Simulación de Yacimientos (1950)

Los primeros modelos de simulación de yacimientos computarizados se desarrollaron a principios de la década de 1950. Los primeros trabajos fueron en las máquinas de contabilidad de IBM con el aporte de tarjetas perforadas de entrada y salida, que fueron programados por tableros de re-cableado.

5. Simulación de Yacimientos (1960)

A principios de la década de 1960 se observó el desarrollo continuo de modelos de simulación aún bastante simplificados en comparación con los modelos actuales. Las primeras computadoras con transistores con disco magnético de almacenamiento llegaron a estar disponibles a principios de los años 60. Los primeros modelos de simulación de yacimientos comerciales estuvieron a disposición a finales de los 60. Entre ellos están:

• Intercomp, una variedad de modelos relativamente simples, tales como:
  • 2-D, fases incompresibles
  • 3-D compresibles
  • Modelo único de pozo (conicidad)
• Software científico
• McCord
• Laboratorios de núcleos

6. Simulación de Yacimientos (1970)

Los avances en los modelos de simulación y las computadoras continuaron. Los modelos completos tridimensionales y trifásicos se convirtieron en estándar. Se desarrollaron modelos especializados como los composicionales y térmicos. Debido a la velocidad y memoria limitadas de las computadoras, se presentaron limitaciones en el tamaño y la complejidad de los modelos.

7. Simulación de Yacimientos (1980)

Un avance fundamental de este período fue la capacidad de ejecutar modelos de simulación distintos de los de las computadoras centrales. Las estaciones de trabajo llegaron a ser populares, algunas de estas eran grandes sistemas rivales en velocidad y memoria. Se desarrollaron modelos que se podrían ejecutar en PCs.

8. Simulación de Yacimientos (1990)

El presente modelo black-oil, como Eclipse, es muy flexible y puede manejar casi cualquier tipo de tarea de simulación de un reservorio black-oil. Debido a esta flexibilidad, se afecta la facilidad de aprendizaje. Sin embargo, los pre-procesadores de entrada y post-procesadores de salida son cada vez más potentes y flexibles.

9. Simulación de Yacimientos: Futuro

Los avances que veremos en la tecnología de simulación de yacimientos en los próximos años son:

Modelos de Descripción de Yacimientos Computarizados

Estos programas dividen al reservorio en una malla de celdas de 3 dimensiones (que puede ser mucho menor que un modelo de malla de reservorio). Una distribución tridimensional de las propiedades de las rocas (permeabilidad, porosidad, etc.) se calcula para las celdas basadas en:

1. Honrar los datos de pozos.
2. Una base de datos estadística incorporando información en un ambiente deposicional.
3. El conocimiento geológico del yacimiento.