Yacimientos Inteligentes

En la actualidad la comprensión y control de los yacimientos de hidrocarburos esta a la par con la tecnología. Hoy en día existe la posibilidad de instalar dispositivos en fondo con los cuales es posible el monitoreo de pozos desde superficie, además de efectuar un control remoto del flujo que proviene de zonas especificas y se dirige al pozo y a la tubería de producción. Mientras se produce el flujo de fluidos dentro del sistema de producción, sensores ubicados en el fondo del pozo realizan mediciones en tiempo real o prácticamente en tiempo real, las cuales pueden ingresarse a un software que realice el análisis del yacimiento y de las operaciones de producción. Los datos provenientes de la medición con sensores siempre incluyen outliers (puntos solitarios alejados de la tendencia principal que presentan una forma definida que generan unos saltos que luego retoman la tendencia) y un cierto grado de ruido (dispersión de los puntos con respecto a la tendencia), por lo cual es necesario realizar una limpieza de datos a la hora de introducirlos en sistemas de computación.

Las completaciones tradicionales están ausentes de equipos de monitoreo de fondo, dando como resultado una cantidad limitada de datos del yacimiento. La tasa total de flujo, la presión de cabezal del pozo y la composición del fluido se podrían obtener a partir de mediciones realizadas en superficie, pero las condiciones reales de una zona de producción y el aporte individual de cada zona no se pueden conocer con exactitud. La única manera es que se encuentren disponibles dispositivos inteligentes de medición instalados en el fondo del pozo, los cuales dan información completa sobre la contribución de cada parte del hoyo. Otra manera es a través de registros de producción y pruebas de presión transitoria, que ofrecen datos para distintos momentos en el tiempo, en lugar de una historia continua.

Los dispositivos de las completaciones inteligentes logran una integración segura y confiable entre el aislamiento zonal, el control de flujo, el levantamiento artificial, el monitoreo permanente y el control de la producción de arena. La completación inteligente es aquella que cuenta con la capacidad de monitorear y controlar por lo menos una zona del yacimiento (ver figura 1). La adquisición y la interpretación de datos y la capacidad de optimizar la producción a través de un ajuste remoto de las válvulas subterráneas, marcan la diferencia entre las completaciones de avanzada y las tradicionales, ofreciendo la posibilidad de enfrentar una situación en forma interactiva antes de que se convirtiera en un problema.

La compañía Schlumberger por medio del grupo de Dinámica y Control de Yacimientos, diseño un experimento de laboratorio para determinar el impacto de la recolección de datos en tiempo real y del control del flujo sobre la recuperación. El equipo experimental simula un pozo desviado en un yacimiento de petróleo cercano a un contacto agua petróleo (figura 2). El yacimiento de arenisca Berea fue saturado con agua dulce para representar el petróleo en un yacimiento real. El “petróleo” fue desplazado por el agua salada, que representa el agua de formación en el yacimiento real.

El pozo tiene tres válvulas de control. Al estar las válvulas abiertas completamente, la producción de “petróleo” fue seguida por una invasión temprana de “agua” en la completación mas profunda del hoyo, ya que es la que está ubicada mas cerca del contacto, resultando un barrido inadecuado.

Se procedió a la elaboración de una estrategia óptima de producción utilizando el modelo preparado para el yacimiento de laboratorio. Se realizó un enlace de una simulación efectuada con el programa ECLIPSE, con un algoritmo de optimización que incorporaba una función objetivo de recuperación máxima y restricciones prácticas, como la presión del yacimiento en cada lugar del hoyo, una tasa total de producción fija y corte de agua máximo.

La simulación mostró que al variar la toma de fluidos en los diferentes segmentos del pozo se podía recuperar mayor cantidad de petróleo. Con el ajuste de las válvulas se recuperó mayor cantidad de “petróleo” debido a el avance constante del frente de “agua”.

Para el ajuste de flujo en cada válvula se realizo sobre la base de las observaciones del movimiento de agua utilizando barridos topográficos asistidos por computadora. Para el caso de yacimientos reales será necesario contar con una imagen del movimiento del frente de agua para diseñar una estrategia de control, la cual se está desarrollando a partir de sensores confiables para dicho propósito.

El experimento mostró una mejora en el desplazamiento obteniendo un barrido de 92% cuando se ajustaron correctamente las válvula, con respecto al 75% de barrido que se obtuvo cuando se abrieron las tres válvulas por completo.

El beneficio que se obtiene en el uso de equipos de subsuelos de control de flujo operados desde superficie, consiste en contar con los datos del yacimiento que posibilitan la toma de decisiones sobre la producción eficiente de reservas. Con respecto a las completaciones comunes, el monitoreo de yacimientos se realiza solo en momentos específicos. Las pruebas de pozo, los registros de producción y levantamientos sísmicos, proporcionan una visión instantánea del yacimiento y bien podrían no representar el comportamiento normal del yacimiento o no registrar hechos que requieran acciones correctivas. La automatización de los softwares que procesan estos datos y la integración con la data existente de yacimientos es de gran aporte para la optimización de estos yacimientos inteligentes.

Referencias: Oilfield Review Autumn. Schlumberger. 1999