Determinación del número y ubicación óptimos de pozos de relleno usando una solución analítica y un optimizador robusto.
Al desarrollar un proyecto, es fundamental efectuar un análisis económico para determinar su factibilidad. Un factor importante para la toma de decisiones es la cantidad de información disponible, incluyendo la producción.
Igualmente, la simulación matemática es útil para adquirir estimados de la producción, al predecir el comportamiento de un fenómeno determinado. El objetivo de este trabajo fue determinar el número óptimo de pozos de relleno y sus coordenadas respectivas, utilizando una solución analítica; la cual modela un yacimiento rectangular, con pozos produciendo a diferentes presiones de fondo y diferentes tiempos de producción iniciales.
Esto se logró mediante la aplicación de un algoritmo capaz de determinar el valor máximo del valor presente neto (VPN). Mediante la optimización de esta función económica.
La función económica depende de los siguientes datos: el número, posiciones, daño y la presión de fondo de los pozos iniciales; el tiempo inicial de producción de los pozos de relleno, el tiempo durante el cual se evaluará el VPN; el tamaño del yacimiento, sus propiedades petrofísicas y del fluido, el precio del barril, y los gastos operativos y de infraestructura.
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A medida que incrementa el número de pozos nuevos, aumenta la cantidad de variables a determinar (número y coordenadas de pozos de relleno). Por lo tanto, se utilizó un optimizador robusto, capaz de resolver problemas con ese grado de complejidad.
Igualmente, se presenta gráficamente la variación del VPN con respecto al número de pozos nuevos, su posición y tiempo en que entran a producción. Además, se mostró la sensibilidad del VPN frente a la variación de las presiones de fondo y daños de cada pozo.
Aunque se supone un área rectangular, esta herramienta es útil para casi cualquier yacimiento en cualquier etapa de su ciclo de vida.
Asimismo, el algoritmo propuesto determinó con éxito las variables anteriormente mencionadas, consiguiendo resultados apropiados en tiempos de ejecución cortos.
Generalmente, la cantidad de recursos disponibles al implementar un proyecto petrolero es limitada. Por eso, es importante efectuar un análisis económico para analizar su factibilidad. La calidad del análisis dependerá de la certeza con la que se pronostican los flujos de efectivo; por lo tanto, es necesario emplear un modelo que se aproxime a la realidad al momento de predecirlos.
Usualmente, al inicio de la vida productiva de un yacimiento, la información disponible para realizar un análisis de esta magnitud es escasa.
El modelo del yacimiento utilizado en este proyecto permitió simular su producción, utilizando información básica para tomar decisiones con los resultados que se obtengan.
Un pozo de relleno es aquel que se perfora después de la fase inicial de desarrollo y producción de un yacimiento de gas o aceite; su función es disminuir el espacio promedio entre pozos, acelerar la producción y recuperar aceite incremental; esos pueden ser verticales u horizontales.
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En general, será factible perforar pozos de relleno cuando: 1) las reservas del yacimiento sean altas. Debido a que las dimensiones del yacimiento (𝑥 y 𝑦) sean grandes; el espesor o la porosidad del yacimiento sean elevados, lo que le permitirá contener más volumen de hidrocarburos; y el factor de volumen del aceite posea valores bajos.
Igualmente, la transmisibilidad sea baja debido a permeabilidades bajas o viscosidades altas. El aceite posea una compresibilidad elevada, lo que le permitirá expandirse más al declinar la presión. La producción será sensible al daño, la presión de fondo y el radio de los pozos, por lo que es necesario mantenerlos en óptimas condiciones para tener buenos resultados. El número óptimo de pozos también dependerá de los objetivos del inversionista, y del tiempo en que desee obtener ganancias.
Al cambiar los tiempos de análisis, habrá una variación en el número óptimo de pozos de relleno. Los tiempos iniciales de producción de los pozos de relleno no son variables que deban optimizarse; pues sus beneficios se presentan mejor cuando se implementan en etapas tempranas.
Asimismo, perforar múltiples pozos incrementará la producción, pero no necesariamente reflejará un mayor beneficio económico.
Cada uno tiene que ser capaz de costear su perforación y de generar beneficios económicos. En este trabajo se usó una solución analítica que considera un yacimiento homogéneo, isotrópico y de una sola porosidad; por lo que es probable que exista más de una solución óptima.
Cuando esto ocurre, lo ideal será tomar la decisión que implique el uso de la menor cantidad de recursos, pues los costos de transporte de material, herramientas, personal, etc.; pueden ser variables que influyan en el VPN y no son consideradas en la elaboración de este algoritmo.
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Igualmente, es posible modificar el modelo de yacimiento para predecir la producción empleado en este trabajo (p. ej. modelos de doble o triple porosidad; heterogéneos o anisotrópicos), para adaptarse a las particularidades del yacimiento con que se trabaja.
Finalmente, se desarrolló un algoritmo capaz de encontrar el número óptimo de pozos de relleno y sus respectivas coordenadas satisfactoriamente.
Los ingenieros Rodolfo Gabriel Camacho Velázquez, Susana Gómez Gómez, Juan Miguel Meza Méndez y Tomás Onofre Lucena, presentaron el trabajo en la reciente edición del Congreso Mexicano del Petróleo.
