Las rocas porosas que contienen petróleo y gas natural están enterradas tan profundamente dentro de la tierra que los operadores de lutitas confían en modelos complejos del ambiente subterráneo para estimar la recuperación de combustibles fósiles. Estas simulaciones son notoriamente complejas y requieren operadores altamente calificados para ejecutarlas. Estos factoresimpactar indirectamente el costo de producción de petróleo de esquisto bituminoso y, en última instancia, cuánto pagan los consumidores por su combustible.
Investigadores de la Universidad de Texas A&M han desarrollado un procedimiento analítico que se puede utilizar en hojas de cálculo para predecir la cantidad de petróleo y gas que se puede recuperar de los pozos recién perforados. Al modelar el patrón de flujo de petróleo y gas de los pozos más antiguos en el mismoLos investigadores dijeron que ahora pueden predecir con precisión la tasa de flujo de petróleo y gas para los pozos más nuevos, un marco que es más rápido y fácil de usar que las simulaciones complicadas de yacimientos.
"En la industria del petróleo y el gas, los profesionales usan sofisticados simuladores de yacimientos para tener una idea de la cantidad de hidrocarburos que se pueden recuperar de las capas debajo de la superficie de la Tierra. Estas simulaciones son muy útiles pero extremadamente largas y computacionalmente intensas", dijoEl Dr. Ruud Weijermars, profesor del Departamento de Ingeniería de Petróleo de Harold Vance. "Ahora podemos hacer el mismo tipo de predicciones que estas simulaciones en un entorno de hoja de cálculo, que es mucho más rápido, ahorrando mucho tiempo y costos para los operadores de esquisto bituminoso, sinpérdida de precisión "
Los investigadores describieron sus hallazgos en la edición de marzo de la revista Energías .
Las rocas de esquisto que contienen petróleo y gas se amontonan dentro de capas que se encuentran entre 3,000 y 14,000 pies bajo tierra. Para acceder a estos combustibles fósiles, primero se perforan agujeros verticalmente en el suelo con la ayuda de taladros de alta potencia para alcanzar las capas de roca de esquisto.La broca se mueve horizontalmente, paralela a los depósitos de esquisto. Cuando las rocas que rodean el pozo horizontal se rompen por fractura hidráulica, comienzan a liberar valiosas moléculas de petróleo y gas natural, que luego se precipitan en el pozo y se elevan hastatanques de almacenamiento en la superficie.
Antes de que comience la operación de perforación, generalmente se crea un modelo 3D del yacimiento para predecir la cantidad de petróleo que se puede recuperar de los pozos. Estos modelos consideran la permeabilidad de las rocas, la geografía subterránea y las características sísmicas, entre otros parámetros.Con estas entradas en su lugar, el modelo virtualmente coloca el depósito en pequeños bloques o celdas, y luego simula el flujo de aceite a través de estos bloques individuales en función de la diferencia de presión en las diferentes caras del bloque.
"Estas simulaciones pueden ejecutarse de horas a días o semanas, dependiendo del número de bloques dentro de una cuadrícula", dijo Weijermars. "Entonces, si el modelo de reservorio tiene mil millones de celdas, tendría que calcular cómo se comportan estos mil millones de celdase interactuar para saber cuál será el flujo de aceite resultante ".
Para eludir estos complicados cálculos matemáticos, Weijermars y su equipo centraron su atención en el flujo de petróleo dentro de una sola celda en un pozo existente. Primero, calcularon el flujo de petróleo desde el sitio de fractura hacia la celda única utilizando una base físicaecuaciones: al suponer que todas las celdas de flujo dentro de un pozo son idénticas, pudieron escalar y obtener la tasa de flujo de aceite durante un período de varios meses con un procedimiento analítico llamado análisis de curva de declive.
Luego, los investigadores compararon las predicciones hechas por su método con las de las simulaciones y encontraron que las dos coincidían muy bien. Sin embargo, a diferencia de las simulaciones complejas, los investigadores dijeron que su análisis basado en hojas de cálculo era mucho más rápido.
Una vez que los investigadores modelaron la velocidad de flujo de un pozo existente, pudieron predecir y mejorar el comportamiento de los nuevos pozos ajustando algún aspecto de las celdas de flujo, como la altura, la longitud o el espaciamiento de las fracturas hidráulicas y entre pozos. Además,Señalaron que este tipo de análisis podría hacerse antes de perforar los nuevos pozos para poder maximizar la recuperación de petróleo y gas de la región de arrendamiento.
Los investigadores también dijeron que, a diferencia de las simulaciones de yacimientos que requieren profesionales altamente capacitados para ejecutarlas, los técnicos con muy poca capacitación pueden usar sus hojas de cálculo.
"Los operadores de esquisto bituminoso deben reducir costos enormemente debido a los bajos precios mundiales del petróleo crudo. Sin embargo, también necesitan pronosticar y mejorar el rendimiento de los nuevos pozos que planean perforar", dijo Weijermars. "Hemos probado nuestra hoja de cálculo".basado en análisis de celdas de flujo contra simuladores de yacimientos sofisticados en una serie de estudios, y el modelo de celda de flujo hace un gran trabajo. Esta es una buena noticia para los operadores de esquisto: nuestra técnica los ayuda a reducir costos y también es mucho más rápido ".
Otros contribuyentes a esta investigación incluyen Kiran Nandlal, Dr. Aadi Khanal y Dr. Fatih Tugan del departamento de ingeniería petrolera.
Esta investigación fue financiada por el consorcio Crisman-Berg Hughes y fondos iniciales de la Estación Experimental de Ingeniería de Texas A&M.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Texas A&M . Original escrito por Vandana Suresh. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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