Conozca los métodos numéricos que utilizan los ingenieros de petróleo y gas para modelar el flujo de fluidos y el comportamiento de la presión de los yacimientos subterráneos.

The Finite Volume Method (FVM) is a game-changer in reservoir simulation. Its strength lies in its ability to handle complex geometries while ensuring that key properties like mass and energy remain conserved across the model. This makes FVM a top choice for tackling the challenges of multiphase flow in heterogeneous reservoirs. What I find particularly impressive about FVM is its adaptability. Whether dealing with intricate boundary conditions or irregular reservoir structures, FVM consistently delivers reliable results. It’s an essential tool for anyone serious about accurate reservoir modeling and prediction.

Last updated on 4 sept 2024

¿Qué métodos numéricos se utilizan en la simulación de yacimientos?

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La simulación de yacimientos es una poderosa herramienta para que los ingenieros de petróleo y gas modelen el flujo de fluidos y el comportamiento de la presión de los yacimientos subterráneos. Puede ayudar a optimizar las estrategias de producción, evaluar el rendimiento de los yacimientos y pronosticar escenarios futuros. Sin embargo, la simulación de yacimientos también es una tarea compleja y desafiante que requiere métodos numéricos para resolver las ecuaciones que gobiernan los procesos físicos en el yacimiento. En este artículo, exploraremos algunos de los métodos numéricos que se utilizan en la simulación de yacimientos y cómo difieren en términos de precisión, eficiencia y aplicabilidad.

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Prashanna R P

CFD & Process Utility Engineer at Novo Nordisk Engineering | Elevating Pharma Solutions

1 Método de diferencias finitas

El método de las diferencias finitas (FDM) es uno de los métodos numéricos más comunes y antiguos para la simulación de yacimientos. Consiste en dividir el depósito en una cuadrícula de celdas y aproximar las derivadas de las ecuaciones en cada centro de celda utilizando los valores de las celdas vecinas. El FDM puede manejar varios tipos de geometría de yacimientos, propiedades de fluidos y condiciones de contorno, pero también tiene algunos inconvenientes. Por ejemplo, puede introducir errores numéricos e inestabilidades, especialmente para problemas altamente no lineales o heterogéneos. También requiere una gran cantidad de celdas y recursos computacionales para lograr una alta resolución y precisión.

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Woro Offeh

Geoscientist | Research & Development of Fossil and Clean Energy Resources
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Simulation models often trade adequate approximation of one reservoir property of the other. The Reservoir Engineer may be more tilted towards better simulation of fluid properties because his interest is to answer how best to produce or flow the fluids. On the other hand, the Geoscientist may be concerned about the heterogeneity of the facies, especially facies that are flow barriers and may compartmentalise the reservoir. Overall, a balance (or base case) model has to be reached in an iterative process, and probabilistic uncertainty analysis on this base case will lead to the P10, P50 and P90 case for volume estimates.

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2 Método de elementos finitos

El método de los elementos finitos (FEM) es otro método numérico ampliamente utilizado para la simulación de yacimientos. Consiste en dividir el yacimiento en una malla de elementos y aproximar las ecuaciones mediante el uso de funciones básicas que varían dentro de cada elemento. El FEM puede ofrecer más flexibilidad y precisión que el FDM, ya que puede adaptarse a formas complejas de yacimientos, discontinuidades y fracturas. También puede manejar diferentes tipos de ecuaciones, como elípticas, parabólicas o hiperbólicas. Sin embargo, el FEM también tiene algunas limitaciones, como la dificultad de acoplar diferentes tipos de elementos, la necesidad de técnicas sofisticadas de generación y refinamiento de mallas, y el aumento del costo computacional y el requisito de memoria.

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3 Método de volumen finito

El método del volumen finito (FVM) es un método numérico relativamente nuevo para la simulación de yacimientos. Consiste en dividir el yacimiento en una red de volúmenes de control e integrar las ecuaciones sobre cada volumen de control. El FVM puede preservar las propiedades de conservación de las ecuaciones y reducir los errores numéricos y las oscilaciones. También puede manejar geometrías complejas de yacimientos, flujo multifásico y fenómenos de transporte. Sin embargo, la FVM también se enfrenta a algunos desafíos, como la elección de esquemas apropiados de aproximación de flujo, el tratamiento de las no linealidades y los términos de la fuente, y la implementación de condiciones de contorno y modelos de pozos.

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Prashanna R P

CFD & Process Utility Engineer at Novo Nordisk Engineering | Elevating Pharma Solutions
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The Finite Volume Method (FVM) is a game-changer in reservoir simulation. Its strength lies in its ability to handle complex geometries while ensuring that key properties like mass and energy remain conserved across the model. This makes FVM a top choice for tackling the challenges of multiphase flow in heterogeneous reservoirs. What I find particularly impressive about FVM is its adaptability. Whether dealing with intricate boundary conditions or irregular reservoir structures, FVM consistently delivers reliable results. It’s an essential tool for anyone serious about accurate reservoir modeling and prediction.

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4 Otros métodos

Además de los tres métodos numéricos principales discutidos anteriormente, también hay otros métodos que se utilizan en la simulación de yacimientos, ya sea como alternativas o como mejoras. Por ejemplo, algunos métodos utilizan soluciones analíticas o técnicas semianalíticas para simplificar o acelerar el proceso de simulación. Algunos métodos utilizan modelos de fractura discretos o modelos de doble porosidad para tener en cuenta los efectos de las fracturas y las interacciones de la matriz. Algunos métodos utilizan métodos multiescala o multicuadrícula para mejorar la convergencia y la eficiencia de la simulación. Algunos métodos utilizan el aprendizaje automático o la inteligencia artificial para ayudar o automatizar las tareas de simulación.

La simulación de yacimientos es un campo dinámico y en evolución que requiere una constante innovación y mejora de los métodos numéricos. Al comprender las ventajas y desventajas de los diferentes métodos numéricos, los ingenieros de petróleo y gas pueden elegir el método más adecuado para sus problemas y objetivos específicos de yacimientos.

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2 Método de elementos finitos

3 Método de volumen finito

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