Simulación de Yacimientos Naturalmente Fracturados Simulación ...
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Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong><br />
<strong>Fracturados</strong><br />
Diciembre <strong>de</strong>l 2006<br />
Seminario <strong>de</strong> Mo<strong>de</strong>lación Matemática y Computacional<br />
Instituto <strong>de</strong> Geofísica-UNAM<br />
1
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Contenido<br />
1. Introducción<br />
2. I<strong>de</strong>alización <strong>de</strong> YNF<br />
3. Procesos Dinámicos en YNF<br />
4. Mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> Doble Porosidad<br />
5. Mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> Triple Porosidad<br />
6. Mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> n -Porosidad<br />
7. Conclusiones<br />
2
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Introducción<br />
Que es una Fractura ?<br />
Es un plano <strong>de</strong> discontinuidad macroscópica en una<br />
roca <strong>de</strong>bido a <strong>de</strong>formación por esfuerzos o diagenesis.<br />
Que es un <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> Fracturado ?<br />
Es un medio poroso conteniendo planos discontinuos<br />
(fracturas) naturales y que afectan el flujo <strong>de</strong> fluidos.<br />
3
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Afloramientos <strong>Fracturados</strong><br />
4
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Importancia <strong>de</strong> los YNF<br />
5
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Importancia <strong>de</strong> los YNF<br />
El 70 % <strong>de</strong> las reservas<br />
en México se<br />
encuentran en YNF<br />
6
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Tipos <strong>de</strong> Poro en YNF<br />
7
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Distribución <strong>de</strong> tamaño <strong>de</strong> poro en Carbonatos<br />
8
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Correlación Porosidad vs. Permeabilidad<br />
1 mD = 10 -12 mm<br />
9
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Conceptualización <strong>de</strong> YNF<br />
Existen varis mo<strong>de</strong>los para representar a un medio poroso<br />
fracturado:<br />
• Fracturas Discretas<br />
• Red <strong>de</strong> Fracturas Discretas<br />
• Medio Continuo Equivalente<br />
• Medio Continuo<br />
10
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Fracturas Discretas<br />
Tomada <strong>de</strong> Yu-Shu, 2004<br />
11
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Red <strong>de</strong> Fracturas Discretas<br />
12
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Medio Continuo Equivalente<br />
13
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Medio Continuo (Barenblatt, 1959)<br />
Matriz<br />
Fractura<br />
14
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Medio Continuo (Warren and Root, 1964)<br />
Matriz<br />
Fractura<br />
Placas Barras Cubos con uniones<br />
horizontales<br />
impermeables<br />
Cubos<br />
15
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Medio Continuo (Warren and Root, 1964)<br />
Yacimiento Real<br />
Conceptualización<br />
vugulus<br />
matriz<br />
fractura<br />
Bloque <strong>de</strong> matriz fractura<br />
16
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Distribución <strong>de</strong> Fluidos en un YNF<br />
Drene Gravitacional<br />
(Zona <strong>de</strong> Gas)<br />
Expansión<br />
(Zona <strong>de</strong> Aceite)<br />
Imbibición<br />
(Zona <strong>de</strong> Agua)<br />
17
1) 2)<br />
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Mecanismo por gravedad<br />
Expansión + Segregación gravitacion<br />
GOLO<br />
S g > S gc<br />
4)<br />
GOL<br />
S g < S gc<br />
3)<br />
WOLO<br />
Aceite en la matriz<br />
Aceite en la fractura<br />
Gas<br />
Agua<br />
WOL<br />
Imbibición<br />
Expansión<br />
S g = 0<br />
5)<br />
Capilar Capilar Capilar +<br />
gravitacional<br />
6) 7) 8) 9)<br />
Capilar +<br />
gravitacional<br />
18
Proceso <strong>de</strong> Mo<strong>de</strong>lado<br />
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Linealización<br />
Discretización<br />
Ecuaciones<br />
Algebraicas<br />
No lineales<br />
Ecuaciones<br />
Algebraicas<br />
Lineales<br />
Convergencia<br />
Mo<strong>de</strong>lamiento<br />
Matemático<br />
Ecuaciones<br />
Diferenciales<br />
Parciales<br />
Solución <strong>de</strong>l<br />
Sistema<br />
<strong>de</strong> ecuaciones<br />
Sistema fisico<br />
a estudiar<br />
Mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong><br />
Simulación<br />
Mundo<br />
Real<br />
Estudio<br />
<strong>de</strong> Simulacion<br />
Simulación<br />
Experimentos<br />
<strong>de</strong> Simulación<br />
Análisis <strong>de</strong><br />
Resultados<br />
Conclusiones<br />
Actualización<br />
<strong>de</strong>l sistema<br />
19
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> Doble Porosidad<br />
Propuesto por Baraenblatt (1959), Warren and Root (1964)<br />
• Dos medios Matriz-Fractura<br />
• Fractura (Medio Continuo), Matriz (Medio Discontinuo)<br />
• Fractura (Alta permeabilidad), Matriz (Baja permeabilidad)<br />
• Fractura (Baja Porosidad), Matriz (Alta Porosidad)<br />
• Función <strong>de</strong> Transferencia Matriz-Fractura.<br />
20
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Mo<strong>de</strong>lo Matemático para Doble Porosidad, 1-K<br />
i-1<br />
S 1<br />
S 1<br />
S 2<br />
i i+1<br />
S 2<br />
S 1<br />
S 2<br />
Fractura<br />
Matriz<br />
21
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Mo<strong>de</strong>lo Matemático para Doble Porosida<strong>de</strong>s<br />
Medio Continuo s = 1 (Fractura)<br />
Aceite<br />
⎡<br />
Kk<br />
⎤<br />
( p γ D) ⎡b qˆ<br />
⎤ ˆ τ φ( b S )<br />
ro<br />
∇⋅⎢ ∇<br />
o<br />
−<br />
o∇ ⎥ +<br />
o o<br />
1<br />
o21 o o 1<br />
μoB<br />
⎣ ⎦ + = ⎡ ⎤<br />
o<br />
∂t<br />
⎣ ⎦<br />
⎣<br />
⎦1<br />
Gas<br />
⎡Kk<br />
kk<br />
⎤<br />
ro<br />
rg<br />
∇⋅⎢<br />
Rs( ∇po −γo∇ D) + ( ∇pg −γ<br />
g∇D)<br />
⎥<br />
⎢⎣μoBo μgBg<br />
⎥⎦1<br />
Rbq ˆ bq ˆ [ R ˆ ] ˆ ∂<br />
+ ⎡ τ τ ⎡φ( RbS b S ) ⎤<br />
⎣<br />
⎤<br />
⎦ + ⎡<br />
⎣<br />
⎤<br />
⎦ + + ⎡<br />
⎣<br />
⎤<br />
⎦ = +<br />
∂ t ⎣ ⎦<br />
Agua<br />
⎡<br />
Kk<br />
s o o<br />
1<br />
g g<br />
1<br />
s o 21 g<br />
21<br />
s o o g g<br />
1<br />
⎤<br />
( p γ D) ⎡b qˆ<br />
⎤ [ ˆ τ ] [ φb S ]<br />
rw<br />
∇⋅⎢ ∇<br />
w<br />
−<br />
w∇ ⎥ +<br />
w w<br />
1<br />
w 21 w w 1<br />
Bwμ<br />
⎣ ⎦ + =<br />
⎣ w<br />
⎦<br />
∂t<br />
1<br />
∂<br />
∂<br />
22
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Mo<strong>de</strong>lo Matemático para Doble Porosida<strong>de</strong>s<br />
Medio Discontinuo s = 2 (Matriz)<br />
Aceite<br />
Gas<br />
− ∂<br />
[ τ ] = φ( bS )<br />
∂ t<br />
⎡ ⎣ ⎤ ⎦<br />
ˆo 21 o o 2<br />
∂<br />
−[ R ˆ τ ] − ⎡ˆ<br />
τ φ( Rb S b S )<br />
⎣<br />
⎤<br />
⎦ =<br />
∂ t<br />
⎡ ⎣<br />
+ ⎤ ⎦<br />
s o 21 g<br />
21<br />
s o o g g<br />
2<br />
Agua<br />
∂<br />
− =<br />
∂ t<br />
[ τ ] [ φbS<br />
]<br />
ˆw 21 w w 2<br />
23
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Mo<strong>de</strong>lo Matemático para Triple Porosida<strong>de</strong>s, 1-K<br />
i-1 i i+1<br />
S 1<br />
S 2<br />
S 3<br />
S 1<br />
S 2<br />
S 3<br />
S 1<br />
S 2<br />
S 3<br />
24
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Mo<strong>de</strong>lo Matemático para Triple Porosida<strong>de</strong>s<br />
Medio Continuo s = 1<br />
Aceite<br />
⎡<br />
Kk<br />
⎤<br />
( p γ D) ⎡b qˆ<br />
⎤ ˆ τ φ( b S )<br />
ro<br />
∇⋅⎢ ∇<br />
o<br />
−<br />
o∇ ⎥ +<br />
o o<br />
1<br />
o21 o o 1<br />
μoB<br />
⎣ ⎦ + = ⎡ ⎤<br />
o<br />
∂t<br />
⎣ ⎦<br />
⎣<br />
⎦1<br />
Gas<br />
⎡Kk<br />
kk<br />
⎤<br />
ro<br />
rg<br />
∇⋅⎢<br />
Rs( ∇po −γo∇ D) + ( ∇pg −γ<br />
g∇D)<br />
⎥<br />
⎢⎣μoBo μgBg<br />
⎥⎦1<br />
Rbq ˆ bq ˆ [ R ˆ ] ˆ ∂<br />
+ ⎡ τ τ ⎡φ( RbS b S ) ⎤<br />
⎣<br />
⎤<br />
⎦ + ⎡<br />
⎣<br />
⎤<br />
⎦ + + ⎡<br />
⎣<br />
⎤<br />
⎦ = +<br />
∂ t ⎣ ⎦<br />
Agua<br />
⎡<br />
Kk<br />
s o o<br />
1<br />
g g<br />
1<br />
s o 21 g<br />
21<br />
s o o g g<br />
1<br />
⎤<br />
( p γ D) ⎡b qˆ<br />
⎤ [ ˆ τ ] [ φb S ]<br />
rw<br />
∇⋅⎢ ∇<br />
w<br />
−<br />
w∇ ⎥ +<br />
w w<br />
1<br />
w 21 w w 1<br />
Bwμ<br />
⎣ ⎦ + =<br />
⎣ w<br />
⎦<br />
∂t<br />
1<br />
∂<br />
∂<br />
25
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Mo<strong>de</strong>lo Matemático para Triple Porosida<strong>de</strong>s<br />
Medio Discontinuo s = 2<br />
Aceite<br />
− ∂<br />
[ ˆ τ ] + [ ˆ τ ] = φ( bS )<br />
∂ t<br />
⎡ ⎣ ⎤ ⎦<br />
Gas<br />
o 21 o 32 o o 2<br />
∂<br />
−[ R ˆ τ ] − ⎡ˆ τ [ R ˆ τ ] ˆ τ φ( Rb S b S )<br />
⎣<br />
⎤<br />
⎦ + + ⎡<br />
⎣<br />
⎤<br />
⎦ =<br />
∂ t<br />
⎡ ⎣<br />
+ ⎤ ⎦<br />
s o 21 g<br />
21<br />
s o 32 g<br />
32<br />
s o o g g<br />
2<br />
Agua<br />
∂<br />
− + =<br />
∂ t<br />
[ ˆ τ ] [ ˆ τ ] [ φbS<br />
]<br />
w 21 w 32 w w 2<br />
26
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Mo<strong>de</strong>lo Matemático para Triple Porosida<strong>de</strong>s<br />
Medio Discontinuo s = 3<br />
Aceite<br />
Gas<br />
− ∂<br />
τ = φ( bS )<br />
∂ t<br />
⎡ ⎣ ⎤ ⎦<br />
ˆo 32 o o 3<br />
∂<br />
−[ R ˆ τ ] − ⎡ˆ<br />
τ φ( Rb S b S )<br />
⎣<br />
⎤<br />
⎦ =<br />
∂ t<br />
⎡ ⎣<br />
+ ⎤ ⎦<br />
s o 32 g<br />
3,2<br />
s o o g g<br />
3<br />
Agua<br />
∂<br />
− =<br />
∂ t<br />
[ τ ] [ φbS<br />
]<br />
ˆw 32 w w 3<br />
27
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Mo<strong>de</strong>lo Matemático para n Porosida<strong>de</strong>s<br />
i-1 i i+1<br />
S ns<br />
S 1<br />
S 2<br />
S 1<br />
S 2<br />
S 1<br />
S 2<br />
S ns<br />
S ns<br />
28
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Mo<strong>de</strong>lo Matemático para n Porosida<strong>de</strong>s<br />
Medio Continuo s = 1<br />
Aceite<br />
⎡<br />
Kk<br />
⎤<br />
( p γ D) ⎡b qˆ<br />
⎤ ˆ τ φ( b S )<br />
ro<br />
∇⋅⎢ ∇<br />
o<br />
−<br />
o∇ ⎥ +<br />
o o<br />
1<br />
o21 o o 1<br />
μoB<br />
⎣ ⎦ + = ⎡ ⎤<br />
o<br />
∂t<br />
⎣ ⎦<br />
⎣<br />
⎦1<br />
Gas<br />
⎡Kk<br />
kk<br />
⎤<br />
ro<br />
rg<br />
∇⋅⎢<br />
Rs( ∇po −γo∇ D) + ( ∇pg −γ<br />
g∇D)<br />
⎥<br />
⎢⎣μoBo μgBg<br />
⎥⎦1<br />
Rbq ˆ bq ˆ [ R ˆ ] ˆ ∂<br />
+ ⎡ τ τ ⎡φ( RbS b S ) ⎤<br />
⎣<br />
⎤<br />
⎦ + ⎡<br />
⎣<br />
⎤<br />
⎦ + + ⎡<br />
⎣<br />
⎤<br />
⎦ = +<br />
∂ t ⎣ ⎦<br />
Agua<br />
⎡<br />
Kk<br />
s o o<br />
1<br />
g g<br />
1<br />
s o 21 g<br />
21<br />
s o o g g<br />
1<br />
⎤<br />
( p γ D) ⎡b qˆ<br />
⎤ [ ˆ τ ] [ φb S ]<br />
rw<br />
∇⋅⎢ ∇<br />
w<br />
−<br />
w∇ ⎥ +<br />
w w<br />
1<br />
w 21 w w 1<br />
Bwμ<br />
⎣ ⎦ + =<br />
⎣ w<br />
⎦<br />
∂t<br />
1<br />
∂<br />
∂<br />
29
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Mo<strong>de</strong>lo Matemático para n Porosida<strong>de</strong>s<br />
Medio Discontinuo s = 2<br />
Aceite<br />
− ∂<br />
[ ˆ τ ] + [ ˆ τ ] = φ( bS )<br />
∂ t<br />
⎡ ⎣ ⎤ ⎦<br />
Gas<br />
o 21 o 32 o o 2<br />
∂<br />
−[ R ˆ τ ] − ⎡ˆ τ [ R ˆ τ ] ˆ τ φ( Rb S b S )<br />
⎣<br />
⎤<br />
⎦ + + ⎡<br />
⎣<br />
⎤<br />
⎦ =<br />
∂ t<br />
⎡ ⎣<br />
+ ⎤ ⎦<br />
s o 21 g<br />
21<br />
s o 32 g<br />
32<br />
s o o g g<br />
2<br />
Agua<br />
∂<br />
− + =<br />
∂ t<br />
[ ˆ τ ] [ ˆ τ ] [ φbS<br />
]<br />
w 21 w 32 w w 2<br />
30
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Mo<strong>de</strong>lo Matemático para n Porosida<strong>de</strong>s<br />
Medio Discontinuo s = 3…..n-1<br />
Aceite<br />
− ∂<br />
[ ˆ τ ] + [ ˆ τ ] = φ( bS )<br />
∂ t<br />
⎡ ⎣ ⎤ ⎦<br />
Gas<br />
o 32 o 43 o o 3<br />
∂<br />
−[ R ˆ τ ] − ⎡ˆ τ [ R ˆ τ ] ˆ τ φ( Rb S b S )<br />
⎣<br />
⎤<br />
⎦ + + ⎡<br />
⎣<br />
⎤<br />
⎦ =<br />
∂ t<br />
⎡ ⎣<br />
+ ⎤ ⎦<br />
s o 32 g<br />
32<br />
s o 43 g<br />
43<br />
s o o g g<br />
3<br />
Agua<br />
∂<br />
− + =<br />
∂ t<br />
[ ˆ τ ] [ ˆ τ ] [ φbS<br />
]<br />
w 32 w 43 w w 3<br />
31
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Mo<strong>de</strong>lo Matemático para n Porosida<strong>de</strong>s<br />
Medio Discontinuo s = n<br />
Aceite<br />
Gas<br />
∂<br />
− τ = ⎡φ( bS ) ⎤<br />
∂ t<br />
⎣ ⎦<br />
ˆo , nn , −1<br />
o o n<br />
∂<br />
−[ R ˆ τ ] − ⎡ˆ<br />
τ ⎤ ⎡φ( Rb S b S ) ⎤<br />
⎣ ⎦ = +<br />
∂ t ⎣ ⎦<br />
s o nn , −1 g<br />
nn , −1<br />
s o o g g<br />
n<br />
Agua<br />
∂<br />
− =<br />
∂ t<br />
[ τ ] [ φbS<br />
]<br />
ˆw nn , −1<br />
w w<br />
n<br />
32
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Sol. Numérica -Matriz Jacobiana (Or<strong>de</strong>namiento Normal)<br />
⎡a1,1 b1,1 e1,1 g1,1<br />
⎤ ⎡δ<br />
X1,1<br />
⎤ ⎡F1,1<br />
⎤<br />
⎢<br />
c2,1 a2,1 b2,1 e2,1 g<br />
⎥ ⎢<br />
2,1<br />
δ X<br />
⎥ ⎢<br />
⎢<br />
⎥<br />
2,1<br />
F<br />
⎥<br />
⎢ ⎥ ⎢<br />
2,1<br />
⎥<br />
⎢ c3,1 a3,1 b3,1 e3,1 g<br />
⎥ ⎢<br />
3,1<br />
δ X ⎥ ⎢<br />
3,1<br />
F ⎥<br />
3,1<br />
⎢<br />
⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥<br />
⎢ c4,1 a4,1 b4,1 e4,1 g4,1<br />
⎥ ⎢δ<br />
X<br />
4,1 ⎥ ⎢F4,1<br />
⎥<br />
⎢<br />
c5,1 a5,1 e5,1 g ⎥ ⎢<br />
5,1<br />
δ X ⎥ ⎢<br />
5,1<br />
F ⎥<br />
5,1<br />
⎢<br />
⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥<br />
⎢ f1,2 a1,2 b1,2 e1,2<br />
⎥ ⎢δ<br />
X1,2<br />
⎥ ⎢F1,2<br />
⎥<br />
⎢ f2,2 c2,2 a2,2 b2,2 e<br />
⎥ ⎢<br />
2,2<br />
δ X ⎥ ⎢<br />
2,2<br />
F ⎥<br />
2,2<br />
⎢<br />
⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥<br />
⎢ f3,2 c3,2 a3,2 b3,2 e3,2<br />
⎥ ⎢δ<br />
X<br />
3,2 ⎥ =−⎢F3,2<br />
⎥<br />
⎢<br />
f4,2 c4,2 a4,2 b4,2 e<br />
⎥ ⎢<br />
4,2<br />
δ X<br />
⎥ ⎢<br />
4,2<br />
F<br />
⎥<br />
⎢<br />
⎥ ⎢ ⎥ ⎢<br />
4,2⎥<br />
⎢<br />
f5,2 c5,2 a5,2 e5,2<br />
⎥ ⎢δ<br />
X<br />
5,2<br />
⎥ ⎢F5,2<br />
⎥<br />
⎢<br />
⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥<br />
⎢<br />
h1,3 f1,3 a1,3 b1,3<br />
⎥ ⎢δ<br />
X1,3<br />
⎥ ⎢<br />
F1,3<br />
⎥<br />
⎢ h2,3 f2,3 c2,3 a2,3 b ⎥ ⎢<br />
2,3<br />
δ X ⎥ ⎢<br />
2,3<br />
F ⎥<br />
2,3<br />
⎢<br />
⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥<br />
⎢ h3,3 f3,3 c3,3 a3,3 b3,3 ⎥ ⎢δ<br />
X3,3<br />
⎥ ⎢F3,3<br />
⎥<br />
⎢<br />
h4,3 f4,3 c4,3 a4,3 b ⎥ ⎢<br />
4,3<br />
δ X ⎥ ⎢<br />
4,3<br />
F ⎥<br />
4,3<br />
⎢<br />
⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥<br />
⎢⎣<br />
h5,3 f5,3 c5,3 a5,3⎥⎦<br />
⎢⎣ δ X5,3<br />
⎥⎦ ⎢⎣F<br />
5,3 ⎥⎦<br />
( ν )<br />
( ν+<br />
1) ( ν)<br />
33
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Formulación Numérica para n Porosida<strong>de</strong>s<br />
⎡C<br />
0 0<br />
1/1 ⎤⎡δX1<br />
⎤<br />
⎢<br />
0<br />
⎥⎢ δX<br />
⎥<br />
⎢ ⎥⎢<br />
2 ⎥<br />
⎢ ⎥⎢ ⎥<br />
⎢ ⎥⎢ ⎥<br />
⎢ ⎥⎢ ⎥<br />
⎥<br />
⎢ ⎥⎢ δXn<br />
−1<br />
⎥<br />
⎢ ⎥⎢<br />
⎣ 0 0⎦⎣δ<br />
X ⎥ ⎦<br />
n i−1, j,<br />
k<br />
+<br />
⎡A<br />
A<br />
1/1 1/2<br />
⎤⎡δX1<br />
⎤<br />
⎢ ⎥⎢<br />
A A A<br />
δX<br />
⎥<br />
⎢<br />
2/1 2/2 2/3<br />
⎥⎢<br />
2<br />
⎥<br />
⎢ <br />
⎥⎢ ⎥<br />
⎢ ⎥⎢ ⎥<br />
⎢ ⎥⎢ ⎥<br />
⎢ A A A ⎥⎢δ<br />
X ⎥<br />
n−1/ n−2 n−1/ n−1 n−1/<br />
n n−1<br />
⎢ ⎥⎢ ⎥<br />
⎢⎣ A A δX<br />
nn / −1 nn / ⎥⎢ ⎦⎣ n ⎥⎦ijk<br />
,,<br />
+<br />
⎡B<br />
0 0<br />
1/1 ⎤⎡δX1<br />
⎤<br />
⎢<br />
0<br />
⎥⎢ δX<br />
⎥<br />
⎢ ⎥⎢<br />
2 ⎥<br />
⎢ ⎥⎢ ⎥<br />
⎢ ⎥⎢ ⎥<br />
⎢ ⎥⎢ ⎥<br />
⎥<br />
⎢ ⎥⎢ δXn<br />
−1<br />
⎥<br />
⎢ ⎥⎢<br />
⎣ 0 0⎦⎣δ<br />
X ⎥ ⎦<br />
n i+<br />
1. jk<br />
⎡ R1<br />
⎤<br />
⎢<br />
R<br />
⎥<br />
⎢<br />
2<br />
⎥<br />
⎢ ⎥<br />
=−⎢ ⎥<br />
⎢ ⎥<br />
⎢R<br />
⎥<br />
n−1<br />
⎢ ⎥<br />
⎢⎣<br />
Rn<br />
⎥⎦<br />
ijk<br />
<br />
H<br />
⎡A<br />
A<br />
1/1 1/ 2<br />
⎤ ⎡A1/1 0<br />
⎤ ⎡A1/1<br />
A1/ 2<br />
⎢<br />
⎥ ⎢<br />
⎥ ⎢ <br />
A A A<br />
⎢<br />
2/1 2/2 2/3<br />
⎥ ⎢ 0 0 0 ⎥ ⎢A<br />
A A<br />
2/1 2/2 2/3<br />
⎢ <br />
⎥ ⎢ ⎥ ⎢ <br />
⎢<br />
⎥= ⎢<br />
⎥+⎢<br />
⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ <br />
<br />
⎢<br />
A A A ⎥ ⎢<br />
n−1/ n−2 n−1/ n−1 n−1/<br />
n<br />
0 0 0⎥<br />
⎢<br />
A A A<br />
⎢<br />
⎥ ⎢<br />
⎥ ⎢<br />
<br />
⎢<br />
A A ⎥ ⎢ 0 0⎥ ⎢<br />
A A<br />
n−1/ n−2 n−1/ n−1 n−1/<br />
n<br />
⎣ nn / −1 nn / ⎦ ⎣<br />
⎦ ⎣ nn / −1 nn / ⎦<br />
⎤<br />
⎥<br />
⎥<br />
⎥<br />
⎥<br />
⎥<br />
⎥<br />
⎥<br />
⎥<br />
34
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Mo<strong>de</strong>lo Matemático para n Porosida<strong>de</strong>s<br />
Complemento <strong>de</strong> Schur<br />
−<br />
−<br />
Renglón n : = ⎡− −<br />
n/ n<br />
/<br />
A δX + − −<br />
A δX =− R<br />
n/ n 1 n 1 n/<br />
n n n<br />
δ X<br />
n ⎣<br />
A R A A δ X<br />
n n<br />
1 1<br />
n n/ n−1 n−1<br />
⎤<br />
⎦<br />
Renglón n-1 : An− 1/ n−2δ Xn−2 + An− 1/ n−1δ<br />
Xn− 1<br />
+ An− 1/ nδ X<br />
n<br />
=−Rn−<br />
1<br />
A δX + A δX + ⎡<br />
⎣<br />
−A A R − A A A δX ⎤ =−R<br />
n/ n<br />
n/<br />
n ⎦<br />
−1 −1<br />
n−1/ n−2 n−2 n−1/ n−1 n−1 n−1/ n n n−1/ n n/ n−1 n−1 n−1<br />
⎡ ⎤ ⎡ ⎤<br />
A δX +<br />
⎢<br />
A − A A A<br />
⎥<br />
δX =−<br />
⎢<br />
R − A A R<br />
⎥<br />
A<br />
−1 −1<br />
n−1/ n−2 n−2 n−1/ n−1 n−1/ n n/ n−1 n−1 n−1 n−1/<br />
n n<br />
⎢ n/ n<br />
n/<br />
n<br />
⎥ ⎢ ⎥<br />
⎢ * *<br />
⎣ A<br />
⎥ ⎢<br />
n−1/ n−1 ⎦ ⎣ R ⎥<br />
n−1<br />
⎦<br />
*1 − * *1 −<br />
δX + A δX =− R δ X<br />
n−1 = ⎡<br />
⎣−An−1/ n−1Rn−1 − An− 1/ n−1An−1/ n−2δ<br />
X ⎤<br />
n−2<br />
⎦<br />
* *<br />
n−1/ n−2 n−2 n−1/ n−1 n−1 n−1<br />
35
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Mo<strong>de</strong>lo Matemático para 3 Porosida<strong>de</strong>s<br />
Complemento <strong>de</strong> Schur<br />
(<br />
*1 −<br />
− )<br />
A A A A δ X<br />
<br />
2/2 2/3 3/3 3/2 2<br />
A<br />
*<br />
2/2<br />
(<br />
*1 −<br />
)<br />
1/1<br />
− A<br />
A A A δ X<br />
<br />
1/2 2/2 2/1 1<br />
A<br />
*<br />
1/1<br />
ν ν+ 1 *<br />
ν + 1<br />
ν+ 1 ν ν+<br />
1 H *<br />
1/1, ikδ 1, i− 1 jk<br />
+ ⎡A1/1<br />
δ<br />
ijk<br />
1, ijk 1/1, ijkδ<br />
⎢<br />
⎣<br />
⎤<br />
⎦ +<br />
1, i+<br />
1 jk<br />
=− R1 + R1<br />
⎢<br />
R<br />
C X X B X<br />
⎡<br />
⎣<br />
1<br />
<br />
⎤<br />
⎥<br />
⎥<br />
⎦<br />
ν<br />
ijk<br />
36
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Validación <strong>de</strong> Mo<strong>de</strong>los<br />
• Soluciones análitica<br />
– Yacimiento Homogeneo<br />
– Warren & Root<br />
– Rodríguez et. al. (2004), Camacho et.al (2003)<br />
• Soluciones Numéricas (1K – n φ)<br />
– Yac. Homogéneo (NS = 1)<br />
– Yac. Doble Porosidad (NS = 2)<br />
– Yac. Triple Porosidad (NS = 3)<br />
37
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Datos:<br />
DATOS GENERALES PARA LA VALIDACIÓN DEL MODELO NUMÉRICO.<br />
Unida<strong>de</strong>s Prácticas<br />
Unida<strong>de</strong>s <strong>de</strong>l SI<br />
P i 4351.1[psi] 30.0E+06[Pa]<br />
Q o 600.0[bpd] 6.94E-03[m 3 /Seg]<br />
r w 0.3281[ft] 0.1[m]<br />
h 164.0[ft] 50.0[m]<br />
k 1000/100/1[mD] 9.87E-13/9.87E-14/9.87E-16[m 2 ]<br />
φ 0.01/0.1/0.3[Frac.] 0.01/0.1/0.3[Frac.]<br />
C t 4.0E-05/4.0E-05/4.0E-05[psi -1 ] 5.8E-09/5.8E-09/5.8E-09[Pa -1 ]<br />
α 9.29E-02/9.29E-02[ft -2 ] 1.0/1.0[m -2 ]<br />
μ ο 0.695[cp] 6.95E-04[Pa-Seg]<br />
B o 2.0[bl/bl] 2.0[m 3 /m 3 ]<br />
ω 2.44E-02/2.44E-01/7.32E-01<br />
λ 1.00E-03/1.00E-05<br />
38
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Validación <strong>de</strong>l SNYM 1 φ - 1K. (Coor<strong>de</strong>nadas Radiales)<br />
4355.0<br />
Sol. Analítica Simple Por<br />
Simulador Simple Por<br />
4345.0<br />
Pwf (psi)<br />
4335.0<br />
4325.0<br />
4315.0<br />
4305.0<br />
1.0E-07 1.0E-06 1.0E-05 1.0E-04 1.0E-03 1.0E-02 1.0E-01 1.0E+00 1.0E+01 1.0E+02 1.0E+03<br />
Tiempo (hr)<br />
39
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Validación <strong>de</strong>l SNYM 2 φ - 1K. (Coor<strong>de</strong>nadas radiales)<br />
4355.0<br />
Sol. Analítica Doble Por<br />
Sol. Analítica Simple Por<br />
Simulador Doble Por<br />
Simulador Simple Por<br />
4345.0<br />
Pwf (psi)<br />
4335.0<br />
4325.0<br />
4315.0<br />
4305.0<br />
1.0E-07 1.0E-06 1.0E-05 1.0E-04 1.0E-03 1.0E-02 1.0E-01 1.0E+00 1.0E+01 1.0E+02 1.0E+03<br />
Tiempo (hr)<br />
40
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Validación <strong>de</strong>l SNYM 3 φ - 1K. (Coor<strong>de</strong>nadas Radiales)<br />
4355.0<br />
Sol. Analítica Triple Por Simulador Triple Pord Sol. Analítica Doble Por<br />
Simulador Doble Por Sol. Analítica Simple Por Simulador Simple Por<br />
4345.0<br />
Pwf (psi)<br />
4335.0<br />
4325.0<br />
4315.0<br />
4305.0<br />
1.0E-07 1.0E-06 1.0E-05 1.0E-04 1.0E-03 1.0E-02 1.0E-01 1.0E+00 1.0E+01 1.0E+02 1.0E+03<br />
Tiempo (hr)<br />
41
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Triple Porosidad o Doble Porosidad ?<br />
4355.0<br />
Sol. Analítica Triple Por<br />
Sol. Analítica Simple Por<br />
Simulador Triple Pord<br />
Simulador Simple Por<br />
4345.0<br />
Pwf (psi)<br />
4335.0<br />
4325.0<br />
4315.0<br />
4305.0<br />
1.0E-07 1.0E-06 1.0E-05 1.0E-04 1.0E-03 1.0E-02 1.0E-01 1.0E+00 1.0E+01 1.0E+02 1.0E+03<br />
Tiempo (hr)<br />
42
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Cuadruple Porosidad. (Sol. Numérica)<br />
4350<br />
4345<br />
4340<br />
Pwf (psia)<br />
4335<br />
4330<br />
4325<br />
4320<br />
1.E-07 1.E-06 1.E-05 1.E-04 1.E-03 1.E-02 1.E-01 1.E+00 1.E+01 1.E+02 1.E+03<br />
Tiempo (hr)<br />
43
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Cuadruple Porosidad<br />
4350<br />
4345<br />
4340<br />
Pwf (psia)<br />
4335<br />
4330<br />
4325<br />
4320<br />
1.E-07 1.E-06 1.E-05 1.E-04 1.E-03 1.E-02 1.E-01 1.E+00 1.E+01 1.E+02 1.E+03<br />
Tiempo (hr)<br />
44
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Cuadruple Porosidad<br />
4350<br />
4345<br />
4340<br />
Pwf (psia)<br />
4335<br />
4330<br />
4325<br />
4320<br />
1.E-07 1.E-06 1.E-05 1.E-04 1.E-03 1.E-02 1.E-01 1.E+00 1.E+01 1.E+02 1.E+03<br />
Tiempo (hr)<br />
45
Simulación <strong>de</strong> <strong>Yacimientos</strong> <strong>Naturalmente</strong> <strong>Fracturados</strong><br />
Conclusiones<br />
• Los YNF, aunque son difíciles <strong>de</strong> mo<strong>de</strong>lar, existen<br />
algoritmos simples y prácticos para obtener resultados<br />
confiables.<br />
• El mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> Warren & Root es fácilmente extendido para<br />
mo<strong>de</strong>lar YNF conteniendo heterogeneida<strong>de</strong>s bien <strong>de</strong>finidas<br />
• El ingeniero <strong>de</strong> yacimientos <strong>de</strong>be ser pragmático en la<br />
mo<strong>de</strong>lación <strong>de</strong> YNF.<br />
46