Modelamiento geomecánico acoplado a flujo en medio poroso en yacimientos de crudo pesado bajo producción en frio

Abstract

Los yacimientos de crudo pesado son en la actualidad uno de los objetivos más importantes para la industria del petróleo gracias a la gran cantidad de reservas de este tipo de recurso en diferentes partes del mundo; pero para la ingeniería de yacimientos estas reservas tienen unas implicaciones desafiantes a la hora de su explotación debido a sus características particulares que difieren de las convencionales trabajadas en la industria. Uno de los desafíos es conocer y predecir el comportamiento mecánico de la roca yacimiento bajo procesos de producción o recobro a los que pueda estar sometida, por esto los centros de investigación se han dado a la tarea de generar modelos de simulación de diferente grado de complejidad que incluyan el componente geomecánico y adicional que consideren el complejo comportamiento plástico que presentan las arenas poco consolidadas. En este trabajo se presenta el desarrollo matemático, numérico y computacional que acopla las ecuaciones de esfuerzo-deformación con las ecuaciones de flujo de fluidos para un fluido monofásico altamente viscoso en el medio poroso. Este modelo permite predecir el comportamiento de la roca yacimiento en procesos de producción en frío, considerando un comportamiento elasto-plástico de las arenas poco consolidadas y a partir de los resultados obtenidos definir posibles procesos de producción y manejo del pozo o del campo.

Abstract: Nowadays, heavy oil reservoirs are one of the main objectives of oil industry; it is because of its huge reserves around the world. Reservoir engineering has challenges with the exploitation of heavy oil reservoirs due its particular characteristics; these are different to conventional properties worked by the industry. One of the challenges with these reservoirs it is to know and predict the reservoir rock mechanical behavior under production process or recovery process which it will be exposed, it is the reason why some research centers have been working to generate simulation models that include different complexity degrees. These models even should include geomechanical component and also they need consider the complex plastic behavior that is present on unconsolidated sands. This work introduces the mathematical, numeric and computational development with which it is possible coupled the strain-stress equations with fluid flow equations for a monophasic fluid highly viscous in the porous media. This model allows predicting the reservoir rock behavior, during cold production process. The model considers elastoplastic behavior in unconsolidated sand. With the results obtained, it is possible to define production processes, well and field development.