El ingeniero Héctor Erick Gallardo Ferrara, coordinador de la carrera de Ingeniería Petrolera, impartió la conferencia Aspectos Prácticos del Análisis de Pruebas de Presión, el pasado 15 de marzo en el marco de la Semana de Ingeniería Petrolera "Ing. Mario Becerra Zepeda".
Explicó los 3 problemas que pueden presentarse en los estímulos que se realizan en ese tipo de estudio. El primero, que se asocia al diseño de pruebas y la predicción del comportamiento, se conoce como problema único y se presenta cuando la respuesta trata de ser determinada a partir del conocimiento del estímulo y el sistema de yacimientos. El segundo involucra el análisis de pruebas de presión y datos de producción; el elemento que se desconoce es el sistema de yacimientos, pero se tiene la posibilidad de bajar una herramienta de medición al pozo y definir las condiciones de producción o de interés. En el tercer problema se conocen el sistema y la respuesta, lo que se trata de encontrar es el estímulo.
El ingeniero recalcó que comprender los periodos de flujo en las pruebas es importante para conocer la naturaleza de los cambios de presión de un yacimiento, y que actualmente existen herramientas que permiten un diagnóstico más eficiente, como la función derivada de la presión, el uso de curvas tipo y gráficos especializados.
Asimismo, identificó entre las áreas de oportunidad de las pruebas de presión el desarrollo de metodologías para manejar grandes volúmenes de información sin que existan pérdidas, el diseño de modelos de flujo especializados para representar sistemas complejos y el mejoramiento de los análisis de datos de producción.
Miscibilidad a múltiple contacto
En su turno, el ingeniero Eduardo Maldonado habló sobre el Análisis del Comportamiento Termodinámico del Proceso Miscible a Múltiple Contacto. Señaló que para hacer el análisis de un experimento de desplazamiento de múltiple contacto son necesarios los estudios PVT, conocer las propiedades físico- químicas de los fluidos y construir un modelo que represente el comportamiento termodinámico mediante una ecuación de estado.
Explicó que los objetivos generales de su trabajo fueron desarrollar, por un lado, los algoritmos generales que representen el comportamiento de pasos, es decir, estudios PVT mediante una ecuación de estado, y por el otro, el algoritmo de cálculo para la miscibilidad a múltiple contacto, además de determinar de la presión mínima de miscibilidad e identificar una posible correlación fundamentada en el comportamiento termodinámico de los fluidos.
La metodología de análisis para conocer si la inyección de CO2 en un aceite cualquiera es funcional consiste en realizar los cálculos para el comportamiento de fases, agrupar heptanos y componentes más pesados, simular experimentos PVT, determinar presiones mínimas de miscibilidad y realizar las técnicas de agrupamiento por ajuste a la ecuación de estado.
Propone un esquema de agrupamiento entre los componentes que se comportan igual al momento de liberarse. En su experimento, mantiene constante el gas de inyección, donde el CO2 evapora los componentes intermedios del hidrocarburo, empobreciendo el aceite. A fin de realizar el agrupamiento entre las diversas fracciones, analizó el comportamiento termodinámico para observar las tendencias de liberación.
La miscibilidad puede alcanzarse por múltiple contacto al inyectar el fluido a la presión y a la temperatura del yacimiento y conforme va contactando con el aceite original se miscibiliza hasta que ambos envolventes de fases son idénticos. Para ello propone una metodología que permite caracterizar y simular correctamente al fluido cuando es agregado CO2. Eduardo Maldonado finalizó su ponencia mostrando sus resultados en un esquema de agrupamiento basado en el comportamiento termodinámico de todos los componentes y la variación composicional.
Simulación dinámica de flujo multifásico
El ingeniero químico Víctor Martínez Ortiz, de la empresa Kongsberg, presentó la conferencia Aplicación de la Simulación Dinámica al Aseguramiento de Flujo y dio a conocer diversas áreas de desarrollo profesional fuera de las tradicionales con objeto de mostrar el quehacer de la industria en lo referente al flujo multifásico y aseguramiento de flujo.
Definió el flujo multifásico como el movimiento simultáneo de gas, crudo, agua y otras fases (arena, hidratos, ceras, emulsiones o lodos por una tubería) y resaltó su importancia en la producción de petróleo y gas porque ésta es multifásica: "Se debe tener un modelado de simulación del sistema de producción para una operación segura y confiable", afirmó. Para ello se utiliza la simulación dinámica, una técnica de modelación numérica del flujo multifásico aplicada a corrientes de tuberías, la cual describe mediante ecuaciones fundamentales el comportamiento de todas las variables involucradas en el sistema.
Mencionó que existen dificultades al momento de desarrollar una simulación: el que las fases (gas, crudo, agua) dentro de la corriente de la tubería no se mueven a la misma velocidad provocando deslizamiento, y la presencia de patrones de flujo (forma como se acumulan las fases dentro de la tubería). "Una vez que se conoce la complejidad detrás del flujo multifásico, se tienen dos caminos para la modelación: uno es empírico, es decir, se basa en datos de laboratorio, y otro mecanístico, que se asocia con cuestiones fundamentales de modelar las ecuaciones que dirigen los fenómenos dentro de las tuberías", explicó.
Luego se refirió a la simulación estacionaria, que resuelve el conjunto de ecuaciones algebraicas y así observar el comportamiento de un sistema para una condición cuando el tiempo tiende a infinito, y a la simulación dinámica que resuelve el conjunto de ecuaciones diferenciales parciales que se integran con respecto a la posición y tiempo, un factor fundamental en el flujo multifásico.
Para saber cuál simulación aplicar es necesario conocer la respuesta del sistema con respecto al tiempo; la dinámica se aplica principalmente en dimensionamiento, verificación y perfiles de producción de tuberías, slugging, paro y arranque de pozos.
El maestro concluyó que entender los fundamentos del flujo multifásico y cómo modelarlo es una habilidad básica en la industria del petróleo: "se emplea la simulación desde el diseño conceptual hasta el abandono del campo" y subrayó que la dinámica se utiliza cuando el tiempo es un factor de importancia.
