Tecnología de Simulación en Yacimientos de Arabia Saudita
Arabia Saudita se ha comprometido en abastecer ininterrumpidamente para ayudar a cumplir con las necesidades energéticas del mundo actual. Sus reservas de petróleo son una cuarta parte de todo el mundo en 263 millones de barriles, mientras que las reservas de gas son el cuarto más grande en más de 204 billones de pies cúbicos.
Reconociendo su papel internacional, la Saudi Arabian Oil Company (Saudi Aramco) impone una orientación estratégica hacia el manejo eficiente de sus recursos de hidrocarburos.
La Simulación de Yacimientos es una de las muchas tecnologías avanzadas utilizadas en la Saudi Aramco para el desarrollo y la producción de los yacimientos de gas y petróleo. Se utiliza para evaluar los diferentes mecanismos de recuperación, y proporcionar una base para el análisis económico de los posibles escenarios de desarrollo. Un dedicado equipo de investigación fue creado en 1993 para desarrollar la próxima generación de simuladores de yacimientos de Saudi Aramco.
Reconociendo su papel internacional, la Saudi Arabian Oil Company (Saudi Aramco) impone una orientación estratégica hacia el manejo eficiente de sus recursos de hidrocarburos.
La Simulación de Yacimientos es una de las muchas tecnologías avanzadas utilizadas en la Saudi Aramco para el desarrollo y la producción de los yacimientos de gas y petróleo. Se utiliza para evaluar los diferentes mecanismos de recuperación, y proporcionar una base para el análisis económico de los posibles escenarios de desarrollo. Un dedicado equipo de investigación fue creado en 1993 para desarrollar la próxima generación de simuladores de yacimientos de Saudi Aramco.
Hoy POWERS es el primer simulador de Saudi Aramco construido totalmente con una tecnología de computación llamada MPP (procesamiento paralelo masivo).
En Saudi Aramco, la Simulación de Yacimientos se ha convertido en una herramienta de rutina que proporciona soluciones óptimas para el manejo de los yacimientos. Su aplicación va desde los modelos operacionales hasta los modelos estratégicos. Ejemplos de modelos operacionales incluyen preguntas específicas acerca de la perforación, ubicación del pozo, y las restricciones de tasa. Modelos estratégicos se utilizan para evaluar las diversas estrategias de producción y desarrollo, y estimar las futuras necesidades de perforación.
En Saudi Aramco, la Simulación de Yacimientos se ha convertido en una herramienta de rutina que proporciona soluciones óptimas para el manejo de los yacimientos. Su aplicación va desde los modelos operacionales hasta los modelos estratégicos. Ejemplos de modelos operacionales incluyen preguntas específicas acerca de la perforación, ubicación del pozo, y las restricciones de tasa. Modelos estratégicos se utilizan para evaluar las diversas estrategias de producción y desarrollo, y estimar las futuras necesidades de perforación.
El número y el tamaño medio de los modelos de simulación han aumentado de un promedio de 9 modelos 10000 celdas en 1984 a 80 modelos con un tamaño promedio de 112000 celdas en 1997.
La exactitud de las predicciones depende en gran medida de la resolución del modelo. Debido a las limitaciones de los supercomputadores, los muy refinados multimillonarios red de bloques de modelos geológicos se promedian hasta unos pocos cientos de miles de bloques. Estas limitaciones han sido bastante flexibles con el advenimiento de la tecnología de computadoras MPP.
MPP
Procesamiento Paralelo Masivo emplea cientos o miles de CPU's interconectados a través de una red rápida para resolver un único problema complejo al mismo tiempo. Esto, a diferencia de los supercomputadores convencionales en donde uno o algunos CPU’s colaboran para resolver el mismo problema. La tecnología MPP está contribuyendo al florecimiento de la simulación de yacimientos en cuanto al rendimiento de los precios.
La exactitud de las predicciones depende en gran medida de la resolución del modelo. Debido a las limitaciones de los supercomputadores, los muy refinados multimillonarios red de bloques de modelos geológicos se promedian hasta unos pocos cientos de miles de bloques. Estas limitaciones han sido bastante flexibles con el advenimiento de la tecnología de computadoras MPP.
MPP
Procesamiento Paralelo Masivo emplea cientos o miles de CPU's interconectados a través de una red rápida para resolver un único problema complejo al mismo tiempo. Esto, a diferencia de los supercomputadores convencionales en donde uno o algunos CPU’s colaboran para resolver el mismo problema. La tecnología MPP está contribuyendo al florecimiento de la simulación de yacimientos en cuanto al rendimiento de los precios.
Una notable característica de la MPP es su escalabilidad. Si el número de los procesadores se duplica, el tiempo de ejecución es de aproximadamente la mitad.
Hoy, con el advenimiento de esta poderosa tecnología, la noción de MPP se ha modificado para incluir grupos de terminales conectados por una potente red de comunicación como los canales de fibra.
Simuladores de yacimientos avanzados
Estos tratan de:
Estos tratan de:
- Habilitar alta resolución, la simulación a fina escala de yacimientos de petróleo y gas.
- Habilitar una exacta predicción del rendimiento de los campos y los gastos de capital.
- Mejorar la eficiencia en el cumplimiento de los objetivos de simulación.
- Garantizar ventajas en cuanto a costos sobre otras tecnologías de simulación.
La alta resolución reduce o elimina la utilización de modelos geológicos. Características geológicas que en algunos casos deben ser definidas detalladamente, ya que las mismas comúnmente cambian a pocos pies de diferencia.
POWERS se utilizó para construir un modelo de 1,2 millones de celdas de un complejo de crudo ligero de un yacimiento carbonático. La simulación de la producción resultante reveló detalles sobre los frentes de fluidos nunca antes visto con los simuladores convencionales. Es evidente que el adedamiento de agua a través de vetas de alta permeabilidad tiende a dejar atrapado al petróleo, que puede llegar a ser irrecuperable. En Saudi Aramco el mega modelo interactivo de visualización permite al ingeniero de simulación seguir los adedamientos a medida que se desarrollan y, ver la evolución de los patrones de flujo, para así formular estrategias para evitar o reducir al mínimo la pérdida de reservas.
POWERS se utilizó para construir un modelo de 1,2 millones de celdas de un complejo de crudo ligero de un yacimiento carbonático. La simulación de la producción resultante reveló detalles sobre los frentes de fluidos nunca antes visto con los simuladores convencionales. Es evidente que el adedamiento de agua a través de vetas de alta permeabilidad tiende a dejar atrapado al petróleo, que puede llegar a ser irrecuperable. En Saudi Aramco el mega modelo interactivo de visualización permite al ingeniero de simulación seguir los adedamientos a medida que se desarrollan y, ver la evolución de los patrones de flujo, para así formular estrategias para evitar o reducir al mínimo la pérdida de reservas.
Cabe señalar que el history matching de este campo se logra fácilmente después de sólo unas pocas corridas, mientras que con los simuladores convencionales generalmente toma cincuenta o más corridas de simulación, que es sin duda muy costoso.
Otro ejemplo es el Ghawar, el mayor en tierra de campos petroleros en el mundo. Este campo es demasiado grande para ser representado en un modelo de simulación, y que habitualmente es dividida en varios subcampos. Condiciones de frontera entre los subconjuntos, se aproximan utilizando estimaciones de la migración de petróleo y agua entre los subconjuntos. Un modelo adecuado requiere que todo el campo sea tratado simultáneamente en el mismo modelo. Esto se hace posible con la simulación MPP.
Por último, los modelos geoestadísticos de la distribución de la permeabilidad, que intentan dar cuenta de las variaciones de la permeabilidad en pequeña escala, puede dar lugar a la necesidad de un gran número de corridas de simulación para proporcionar los probables escenarios de producción. Esto puede ser particularmente útil en las primeras etapas de la vida de un yacimiento. La gran capacidad computacional que se requiere puede ser suministrada por MPP.
Conclusiones
Ésta avanzada tecnología está desempeñando un papel fundamental no sólo en la reducción de costos operativos y la mejora de los conocimientos y experiencia, sino también en la creación de nuevas oportunidades.
Saudi Aramco espera con anticipación a otras tecnologías aún imprevistas, con más innovación en la tecnología de computadoras y que mejorarán las representaciones matemáticas de la física de flujo de fluidos.
Referencias Bibliográficas
Otro ejemplo es el Ghawar, el mayor en tierra de campos petroleros en el mundo. Este campo es demasiado grande para ser representado en un modelo de simulación, y que habitualmente es dividida en varios subcampos. Condiciones de frontera entre los subconjuntos, se aproximan utilizando estimaciones de la migración de petróleo y agua entre los subconjuntos. Un modelo adecuado requiere que todo el campo sea tratado simultáneamente en el mismo modelo. Esto se hace posible con la simulación MPP.
Por último, los modelos geoestadísticos de la distribución de la permeabilidad, que intentan dar cuenta de las variaciones de la permeabilidad en pequeña escala, puede dar lugar a la necesidad de un gran número de corridas de simulación para proporcionar los probables escenarios de producción. Esto puede ser particularmente útil en las primeras etapas de la vida de un yacimiento. La gran capacidad computacional que se requiere puede ser suministrada por MPP.
Conclusiones
Ésta avanzada tecnología está desempeñando un papel fundamental no sólo en la reducción de costos operativos y la mejora de los conocimientos y experiencia, sino también en la creación de nuevas oportunidades.
Saudi Aramco espera con anticipación a otras tecnologías aún imprevistas, con más innovación en la tecnología de computadoras y que mejorarán las representaciones matemáticas de la física de flujo de fluidos.
Referencias Bibliográficas
Pág web de la World Energy Counsil
http://awlbiz.com/3dim_w9798_POWERS.pdf
