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AUTOMATIZACION OCCIDENTEAUTOMATIZACION OCCIDENTE

Exploración y Producción

PDVSA TESISTESIS

Desarrollo de un modelo en Lógica

Difusa para el control de pozos con

inyección continua de vapor

(Proceso SAGD)



PDVSA OBJETIVO GENERALOBJETIVO GENERAL

Desarrollar un modelo en lógica difusa que

permita el control de las tasas de producción e

inyección de vapor y en los pozos SAGD de la

unidad de explotación Tierra Este Pesado,

utilizando para ello software o herramientas de

control de procesos que la implementen.



PDVSA CONCEPTO SAGDCONCEPTO SAGD

El método SAGD para la producción de crudos

pesados tiene como principio fundamental el

levantamiento de los fluidos del subsuelo a la

superficie por la transmisión de energía al

yacimiento gracias a la inyección continua de

vapor seco.



PDVSA VISUALIZACION GENERALVISUALIZACION GENERAL



PDVSA FASE INICIALFASE INICIAL

El proceso SAGD se inicia con una etapa de

precalentamiento que consiste en la inyección de

vapor conjuntamente por el pozo Inyector y el

pozo Productor, acción que permite el

establecimiento de intercambio calórico entre

ambos pozos. Una vez culminado el

precalentamiento se continua con la inyección de

vapor a presión constante solamente en el pozo

inyector, según la etapa de vida útil del pozo

SAGD.



PDVSA VISUALIZACION DE LA CAMARA DE VAPOREN YACIMIENTO HOMEGENEO

VISUALIZACION DE LA CAMARA DE VAPOREN YACIMIENTO HOMEGENEO



PDVSA PRINCIPIO DE OPERACIÓNPRINCIPIO DE OPERACIÓN

El calentamiento del petróleo por medio del

vapor causa la reducción de la viscosidad

cinemática facilitándose de esta forma que el

crudo fluya por la interfase hacia el pozo

productor (Drenaje Gravitacional), donde los

fluidos drenados son llevados a la superficie por

efecto de la alta presión existente en la cámara

de vapor.



PDVSA ANALOGIA DE OPERACIÓNANALOGIA DE OPERACIÓN



PDVSA CRECIMIENTO DE LA CAMARA DE VAPOREN YACIMIENTO HOMOGENEO

CRECIMIENTO DE LA CAMARA DE VAPOREN YACIMIENTO HOMOGENEO



PDVSA HETROGENEIDADES DEL YACIMIENTOMAPA DE PERMEABILIDAD

HETROGENEIDADES DEL YACIMIENTOMAPA DE PERMEABILIDAD



PDVSA HETROGENEIDADES DEL YACIMIENTOMAPA DE ARCILLOSIDAD

HETROGENEIDADES DEL YACIMIENTOMAPA DE ARCILLOSIDAD



PDVSA HETROGENEIDADES DEL YACIMIENTOMAPA DE SATURACION DE AGUA

HETROGENEIDADES DEL YACIMIENTOMAPA DE SATURACION DE AGUA



PDVSA HETROGENEIDADES DEL YACIMIENTOMAPA DE POROSIDAD

HETROGENEIDADES DEL YACIMIENTOMAPA DE POROSIDAD



PDVSA HETROGENEIDADES DEL YACIMIENTOIMAGEN SISMICA

HETROGENEIDADES DEL YACIMIENTOIMAGEN SISMICA



PDVSA PRODUCCION REAL vs IDEALPRODUCCION REAL vs IDEAL



PDVSA VENTAJAS DEL PROCESO SAGDVENTAJAS DEL PROCESO SAGD

• Logra incrementar de 60% a 70% el recobro de

petróleo pesado y extra pesado original en sitio

(POES).

• Alta producción de crudo relativo al numero de

pozos empleados.

• Altos volúmenes de crudo producido en función

del volumen de vapor inyectado.

• Producción reducida de arena y sedimentos.

• Minimización de la interferencia entre pozos.

• Alta concentración de calor en la interfase de la

cámara de vapor.



PDVSA DESVENTAJAS DEL PROCESO SAGDDESVENTAJAS DEL PROCESO SAGD

• Alta sensibilidad a la cantidad de lutitas y arcillas

en yacimiento.

• Alta dependencia del valor de viscosidad dinámica

a la temperatura del yacimiento.

• Alta dependencia de la permeabilidad vertical del

yacimiento

• La longitud del pozo productor no puede exceder

de 500 mts.

• Solamente se puede aplicar en yacimientos

someros o de mediana profundidad.



PDVSA INSTRUMENTACIONINSTRUMENTACION

Motivado a que el éxito del proyecto depende en

gran medida del correcto establecimiento y control

de la cámara de vapor se hace imprescindible la

utilización de instrumentación de superficie como

de subsuelo (Sección horizontal de los pozos) que

permitan el seguimiento del comportamiento del

pozo ha objeto de mantener las condiciones

dinámicas de la cámara de vapor.



PDVSA DIAGRAMA DE TUBERIAS E INSTRUMENTACION DE SUPERFICIE

DIAGRAMA DE TUBERIAS E INSTRUMENTACION DE SUPERFICIE



PDVSA INSTRUMENTACION DE SUBSUELOINSTRUMENTACION DE SUBSUELO



PDVSA DESARROLLO EN CAMPODESARROLLO EN CAMPO

En campo Tía Juana, proyecto C7 se

encuentran dos parejas de pozos SAGD que

esperan por el sistema de control para

manipular la válvulas electrohidráulicas.

Estas parejas son:

LSE5088 (Inyector) / LSE5085 (Productor).

LSE5092 (Inyector) / LSE5091 (Productor).



PDVSA POZO INYECTORPOZO INYECTOR



PDVSA POZO PRODUCTORPOZO PRODUCTOR



PDVSA INSTRUMENTACION DE SUPERFICIEINSTRUMENTACION DE SUPERFICIE



PDVSA INSTRUMENTACION DE SUBSUELOINSTRUMENTACION DE SUBSUELO



PDVSA TRANSMISORES DE SEÑALTRANSMISORES DE SEÑAL



PDVSA VALVULA DE CONTROL PARA INYECCION DE VAPORVALVULA DE CONTROL PARA INYECCION DE VAPOR



PDVSA VALVULA DE CONTROL PARA PRODUCCIONVALVULA DE CONTROL PARA PRODUCCION



PDVSA SISTEMA DE CONTROL ELECTROIDRAULICOSISTEMA DE CONTROL ELECTROIDRAULICO



PDVSA CIRCUITO DE CONTROL ELECTROHIDRAULICOCIRCUITO DE CONTROL ELECTROHIDRAULICO



PDVSA CONCENTRADORES DE SEÑAL A SCADACONCENTRADORES DE SEÑAL A SCADA



PDVSA VISUALIZACION DE SEÑALES EN SCADAVISUALIZACION DE SEÑALES EN SCADA



PDVSA DESARROLLO EN SOFTWAREDESARROLLO EN SOFTWARE

Simulador de pozo SAGD.

Para desarrollar el controlador difuso se hace necesario:

• Crear un Simulador Simplificado de pozo SAGD que describa

el comportamiento del proceso de drenaje de crudo en función

de las características del yacimiento

• Crear a partir del simulador simplificado un Simulador

Dinámico que permita observar el efecto general de la

desviación de una o mas variables del yacimiento en la curva

general de drenaje.

• Crear a partir del simulador simplificado un Simulador

Puntual que permita observar el efecto de la desviación de una

o mas variables del yacimiento en la curva de drenaje mientras

dure esta desviación.



PDVSA SIMULADOR SIMPLIFICADOSIMULADOR SIMPLIFICADO

Parámetros del Yacimiento

• Altura total en Pies : 62

• Altura efectiva en Pies : 52

• Ancho efectivo en Pies : 328

• Porosidad : 0.38

• Permeabilidad en Darcys : 3.7

• Factor de Permeabilidad por condensación : 0.4

• Conductividad térmica del yacimiento en Btu/(ft Dia °F) : 22.4

• Calor especifico de la roca del yacimiento en Btu/(Lb °F) : 0.252

• Densidad de la roca del yacimiento en Lb/ft^3 : 105

• Temperatura en °F : 110

• Viscosidad Dinámica en centiPoise : 15000

• °API de crudo : 10.8

• Saturación de crudo : 0.85

• % de Extracción o Recobro Previo: 10 (I.A.V.)




Parámetros de la cámara de vapor

• Presión en PSI : 225

• Saturación residual de crudo : 0.1

• Longitud del pozo productor en Pies : 1390




Resultados

• El volumen total de crudo en yacimiento es de 1 405 000 Barriles.

• El volumen de crudo en yacimiento sujeto a barrido es de 1 390 000 Barriles.

• El volumen recuperable de crudo en yacimiento (Recobro=60%) es de 624 000

Barriles.

• Temperatura de la cámara de vapor: 201°C (394°F).

• La viscosidad cinemática a 43.3°C (110°F) es de 12 810 centiStokes.

• La viscosidad cinemática a 201°C (394°F) es de 22 centiStokes.

• El factor adimensional "m" tiene un valor de 2.94.

• El tiempo para alcanzar limite superior del yacimiento es de 396 Dias, 13.2

Meses, 1.08 Años.

• El drenaje máximo es de 484 Barriles / Dia.

• El tiempo de drenaje máximo (Estado estacionario) es de 779 Dias, 25.97

Meses, 2.13 Años.




Resultados, Continuación

• El tiempo para alcanzar limites horizontales del yacimiento es de

1 175 Dias, 39.17 Meses, 3.22 Años.

• El tiempo de drenaje de empobrecimiento es de 1 175 Dias,

39.17 Meses, 3.22 Años.

• El tiempo total de drenaje del pozo es de 2 350 Dias, 78.33 Meses,

6.44 Años.

• La velocidad máxima de la interfase en la cámara de vapor es de

0.0232 Mts/Dia (0.0762 Pies/Dia).

• La penetración de calor a 151°C (304°F) es de 1.22 Mts (3.99 Pies)




Gráfica de Caudal Drenado y % de Recobro




Producción Acumulada por Dias y Años




Características de la Interfase




Comportamiento de la Viscosidad



PDVSA SIMULADOR DINAMICOSIMULADOR DINAMICO



PDVSA SIMULADOR PUNTUALSIMULADOR PUNTUAL



PDVSA CONSIDERACIONES DE SUPERFICIE Y SUBSUELO PARA EL DISEÑO DEL CONTROLADOR DIFUSO

CONSIDERACIONES DE SUPERFICIE Y SUBSUELO PARA EL DISEÑO DEL CONTROLADOR DIFUSO



PDVSA REGLAS DE INFERENCIA DIFUSA PARA CONTROLAR LA VALVULA DE PRODUCCION

REGLAS DE INFERENCIA DIFUSA PARA CONTROLAR LA VALVULA DE PRODUCCION

ABRIRCERRAR

INACTIVA

INDEFINIDA



PDVSA REGLAS DE INFERENCIA DIFUSA PARA CONTROLAR LA VALVULA DE INYECCION

REGLAS DE INFERENCIA DIFUSA PARA CONTROLAR LA VALVULA DE INYECCION

ABRIRCERRAR

INACTIVA

INDEFINIDA



PDVSA CONTROLADOR DIFUSO DEL PROCESO SAGD(MAPA DE CONTROL)

CONTROLADOR DIFUSO DEL PROCESO SAGD(MAPA DE CONTROL)

ABRIRCERRAR

INACTIVA

INDEFINIDA



PDVSA HERRAMIENTAS PARA EL DESARROLLO DEL CONTROLADOR DIFUSO (MatLab V5.3)

HERRAMIENTAS PARA EL DESARROLLO DEL CONTROLADOR DIFUSO (MatLab V5.3)



PDVSA EDITOR DEL SISTEMA DE INFERENCIA DIFUSAEDITOR DEL SISTEMA DE INFERENCIA DIFUSA



PDVSA EDITOR DE LAS FUNCIONES DE PERTENENCIA DIFUSAEDITOR DE LAS FUNCIONES DE PERTENENCIA DIFUSA



PDVSA EDITOR DE LAS REGLAS DE INFERENCIA DIFUSAEDITOR DE LAS REGLAS DE INFERENCIA DIFUSA



PDVSA VISOR DE REGLAS Y CORRIDA EN FRIOVISOR DE REGLAS Y CORRIDA EN FRIO



PDVSA VISOR DE SUPERFICE DE CONTROL PARA %AVP vs VPVISOR DE SUPERFICE DE CONTROL PARA %AVP vs VP



PDVSA VISOR DE SUPERFICE DE CONTROL PARA %AVI vs VIVISOR DE SUPERFICE DE CONTROL PARA %AVI vs VI



PDVSA ESQUEMA DEL SISTEMA DE CONTROL REALESQUEMA DEL SISTEMA DE CONTROL REAL



PDVSA ESQUEMA DEL SISTEMA DE CONTROL SIMULADOESQUEMA DEL SISTEMA DE CONTROL SIMULADO



PDVSA SISTEMA INTERRELACIONADOSISTEMA INTERRELACIONADO



PDVSA CONCLUSIONESCONCLUSIONES

• Es posible controlar el desempeño del pozo SAGD por

medio del seguimiento del diferencial de temperatura

en la sección final del pozo productor.

• La lógica difusa permite desarrollar algoritmos de

control sin la necesidad de conocer el modelo

matemático del yacimiento en el que se esta aplicando

la técnica SAGD.

• El modelo de control puede ser validado y mejorado

por un experto en el área de petróleo que no se

encuentre entrenado en el área de la teoría de control o

de la lógica difusa



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