manual

GUIA PARA EL USUARIO

STARS

SIMULADOR DE PROCESOS AVANZADOS Y APLICACIONES

TERMICAS PARA YACIMIENTOS Versin 2010

por Computer Modelling Group Ltd.

La presente obra y la aplicacin que en ella se describe se extienden bajo licencia exclusiva al licenciatario para uso interno solamente, estando stas sujetas a un acuerdo de confidencialidad. Las mismas slo se pueden utilizar en conformidad con los trminos y condiciones de dicho acuerdo. Todos los derechos reservados. Prohibida la reproduccin parcial o total de esta obra y la transmisin por cualquier medio o mtodo, ya sea electrnico, mecnico u otro, incluyendo los sistemas de fotocopia, registro o tratamiento informtico, a cualquier parte que no sea el licenciatario, sin autorizacin por escrito de Computer Modelling Group. Si bien la informacin contenida en la presente obra se considera exacta en todo sentido, Computer Modelling Group no extiende ninguna garanta con respecto a la exactitud o la idoneidad de sta y no se hace responsable de ninguna consecuencia que resulte de la utilizacin de la misma. La informacin que contiene la presente est sujeta a modificacin sin previo aviso

Derecho de autor 1987-2010 Computer Modelling Group Ltd. Derechos reservados.

La parte del presente programa que corresponde a la gestin de licencia est basada en:

Reprise License Manager (RLM) Copyright (C) 2006-2010, Reprise Software, Inc

STARS utiliza Intel(R) Compilers.

STARS, CMG y Computer Modelling Group son marcas registradas de Computer Modelling Group. Todas las dems marcas son de propiedad de sus respectivos propietarios.

Computer Modelling Group Ltd. Office #150, 3553 - 31 Street N.W. Calgary, Alberta Canad T2L 2K7

Tel: (403) 531-1300 Fax: (403) 289-8502 Correo electrnico: [email protected]

PROLOGO

STARS constituye la nueva generacin de simuladores de procesos avanzados para yacimientos de CMG, la cual incluye opciones tales como la inyeccin de agentes qumicos/polmeros, aplicaciones trmicas, inyeccin de vapor, pozos horizontales, doble porosidad/permeabilidad, enmallados flexibles, combustin in situ, entre muchas otras. STARS fue desarrollado con el fin de simular la inyeccin de vapor, la reinyeccin de vapor, vapor con aditivos, la combustin en seco y en hmedo, adems de numerosos tipos de procesos con aditivos qumicos, empleando una gama amplia de modelos de enmallado y porosidad tanto a escala de campo como de laboratorio. La presente Gua para el Usuario detalla la entrada de datos para simular los procesos mencionados anteriormente. Se requiere cierto conocimiento bsico de ingeniera de yacimientos al igual que una experiencia rudimentaria con la simulacin de yacimientos. Esta Gua para el Usuario provee un procedimiento paso a paso para la preparacin de datos de entrada para este programa, con una seccin de tutora y un conjunto de anexos. Al elaborar la presente Gua del Usuario, se hizo todo esfuerzo para proveer al usuario todos los detalles necesarios. Si surgen consultas, srvase contactar al:

Computer Modelling Group Ltd. #150, 3553 31 Street N.W.

Calgary, Canad T2L 2K7

Telfono: (403) 531-1300 Fax: (403) 289-8502 Correo electrnico: [email protected]

Confidencialidad: Todos los componentes de la tecnologa de CMG, incluido el software y la documentacin conexa, estn protegidos por derechos de autor, marca registrada y por secreto. La tecnologa de CMG puede ser utilizada solamente en la manera autorizada en la licencia obtenida de CMG, mediante la cual, el usuario conviene en mantener toda tecnologa de CMG confidencial, sin divulgarla a terceros. Todos los derechos reservados. Prohibida la reproduccin parcial o total de esta obra y la transmisin por cualquier medio o mtodo, ya sea electrnico, mecnico u otro, incluyendo los sistemas de fotocopia, registro o tratamiento informtico, a cualquier parte que no sea el licenciatario, sin la autorizacin por escrito de Computer Modelling Group. Enmiendas/errores: CMG PROCURA PRODUCIR TECNOLOGIA DE LA MAS ALTA CALIDAD. SIN EMBARGO LOS ERRORES O DEFICIENCIAS EN TAL TECNOLOGIA SON INEVITABLES. SI SE DESCUBRE UN ERROR O DEFICIENCIA SE RUEGA PROVEER DETALLES AL RESPECTO A CMG, ADEMAS DE UNA CANTIDAD SUFICIENTE DE CONJUNTOS DE DATOS ILUSTRATIVOS, COMO PARA PERMITIR QUE CMG REPRODUZCA EL ERROR O LA DEFICIENCIA. CMG PROCURARA REMEDIAR UNA DEFICIENCIA DE MANERA OPORTUNA Y LE INFORMARA PERIODICAMENTE LOS PASOS QUE SE ESTAN TOMANDO PARA REMEDIAR LA DEFICIENCIA. EL TIEMPO DE RESPUESTA A UNA DEFICIENCIA DEBERA SER PRIORIZADO PARA SU APLICACION GENERAL A LOS MIEMBROS DE CMG Y SEGUN SI ESTOS FORMAN PARTE DE UN PROGRAMA DE CMG. CMG NO GARANTIZA QUE LAS DEFICIENCIAS SERAN REMEDIADAS.

Responsabilidad limitada: CMG no garantiza ni la exactitud ni la utilidad de la tecnologa Refirase a su licencia.

GUIA PARA EL USUARIO STARS INDICE i

INDICE

INTRODUCCION 1 Resea general ..............................................................................................................1 Cambios importantes entre la versin 2010.10 y la versin 2009.10 de STARS............ 2 Incompatibilidad de los datos con versiones anteriores de STARS..............................3 Nuevas palabras claves agregadas a la versin 2010.10 de STARS.............................4 Perfeccionamiento de las palabras claves existentes ....................................................6 Nuevos conjuntos de datos en plantillas .......................................................................7 Introduccin a STARS..................................................................................................8

TUTORIA 11 Introduccin ................................................................................................................11 Grupos de datos en el sistema de entrada de palabras claves .....................................12 Cmo leer la sintaxis de las palabras claves ...............................................................13 Cmo documentar un conjunto de datos.....................................................................15 Cmo realizar un reinicio............................................................................................16 Control del contenido del archivo de salida a impresin ............................................18 Control del contenido del archivo de resultados de simulacin..................................19 Descripcin del sistema de enmallado........................................................................20 Especificacin de bloques nulos .................................................................................21 Descripcin de un enmallado refinado .......................................................................22 Utilizacin de doble porosidad/doble permeabilidad..................................................23 Problemas con intervalos de tiempo pequeos o tiempos de ejecucin largos...........24 Definicin de pozos ....................................................................................................26 Definicin de tipos de pozo ........................................................................................27 Cmo cerrar un pozo y reabrirlo.................................................................................28 Lmites de operacin y de monitoreo..........................................................................29 Especificacin de los ndices de pozo.........................................................................31 Pozos horizontales ......................................................................................................33 Detencin de una ejecucin de simulacin.................................................................34 Directrices para la preparacin de datos de pozo........................................................35 Cmo ejecutar una simulacin....................................................................................36 Cmo mejorar el funcionamiento numrico ...............................................................38 Optimizacin de los requisitos de memoria................................................................42 Administracin de pozos y control de grupos.............................................................45 Procesamiento en paralelo ..........................................................................................51

ii INDICE GUIA PARA EL USUARIO STARS

SISTEMA DE ENTRADA DE DATOS DE PALABRAS CLAVES 57 Introduccin al sistema de palabras claves................................................................. 57 Comentarios (Opcional) ............................................................................................. 62 Lneas en blanco (Opcional)....................................................................................... 63 Verificacin de rangos de datos (Opcional) ............................................................... 64 Archivos INCLUDE (Opcional)................................................................................. 65 Control del listado de archivos de datos (Opcional)................................................... 67 Modificacin del indicador de comentarios (Opcional) ............................................. 68 Modificacin de palabras claves mediante uso de reglas de traslacin (Opcional) ..........69 Direcciones de bloques del usuario ............................................................................ 71 Entrada de arreglos de propiedades del enmallado .................................................... 74 Entrada de propiedades del enmallado de la matriz ................................................... 77 Entrada de propiedades del enmallado de la fractura ................................................. 78 Entrada de propiedades del enmallado refinado......................................................... 79 Entrada de propiedades del enmallado del agujero .................................................... 80 Asignacin de propiedades del enmallado a todos los elementos .............................. 81 Arreglos de valores constantes ................................................................................... 82 Entrada de arreglos en notacin IJK........................................................................... 83 Entrada de arreglos de valores que varan en direccin ............................................. 85 Entrada de arreglos de valores que varan en direccin J........................................... 86 Entrada de arreglos de valores que varan en direccin K ......................................... 87 Valores que varan en la mayora o en todos los bloques del enmallado ................... 88 Valores almacenados en formato binario ................................................................... 89 Datos en direccin J y K provenientes de la direccin I ............................................ 92 Modificacin de los datos de arreglos (Condicional)................................................. 93 Interpolacin de los datos de tabla (Opcional) ........................................................... 96

CONTROL DE ENTRADA/SALIDA 97 Resumen del control de Entrada/Salida...................................................................... 97 Argumentos de la lnea de rdenes (Opcional) ........................................................ 102 Nombres de archivos de Entrada/Salida (Opcional)................................................. 106 Anulacin de dimensiones (Opcional) ..................................................................... 111 Modalidad de barrido para la verificacin de errores (Opcional)............................. 114 Identificacin de proyectos y de casos (Opcional)................................................... 115 Unidades de datos de Entrada/Salida (Opcional) ..................................................... 116 Indicador de la base de masa (Opcional).................................................................. 119 Nmero mximo de mensajes de errores (Opcional) ............................................... 121 Inicio de un intervalo de tiempo o tiempo................................................................ 122 Escritura de registros de reinicio (Opcional)............................................................ 124 Frecuencia de salida a impresin (Opcional) ........................................................... 127 Elementos en el archivo de salida a impresin (Opcional) ...................................... 130 Frecuencia de salida del SR2 (Opcional) ................................................................. 137 Elementos en el archivo de resultados de simulacin (Opcional) ............................ 140

GUIA PARA EL USUARIO STARS INDICE iii

Orientacin de la copia impresa del enmallado (Opcional) ......................................160 Copia impresa del solucionador de matriz (Opcional)..............................................162 Trampa control-C de interrupcin (Opcional) ..........................................................163 Control por eco detallado de datos (Opcional) .........................................................165 Como convertir velocidades a tasas de cizallamiento (Opcional) ............................166

DESCRIPCIN DEL YACIMIENTO 167 Resumen de datos de descripcin del yacimiento.....................................................167 Tipos de enmallado...................................................................................................171 Conversin de enmallados cartesianos a enmallados de tipo puntos de esquina (Opcional) .................................................................................................................176 Discretizacin espacial de nueve puntos (Opcional) ................................................177 Dimensiones de bloques en direccin I (Requerido) ................................................180 Dimensiones de bloques en direccin J (Requerido) ................................................181 Dimensiones de bloques en direccin K (Requerido)...............................................183 Profundidad (Condicional)........................................................................................184 Profundidad hasta la parte superior de los bloques del enmallado (Condicional)...........186 Profundidades al centro de la zona productiva (Condicional) ..................................189 Profundidades hasta la parte superior del bloque (Condicional) ..............................191 ngulos de inclinacin de los enmallados (Condicional).........................................193 Profundidades de puntos de esquina para enmallados tipo puntos de esquina (Condicional) ............................................................................................................196 Ubicaciones de puntos de esquina laterales para enmallados tipo puntos de esquina (Condicional) ..........................................................................................198 Ubicaciones de puntos de esquina en base lineal para enmallados tipo puntos de esquina (Condicional) .....................................................................................200 Ubicaciones completas de puntos de esquina para enmallados tipo puntos de esquina (Condicional) ..........................................................................................202 Tolerancia de puntos de esquina (Opcional).............................................................205 Enmallado refinado local (Condicional) ...................................................................207 Modificadores de la geometra de bloques (Opcional) .............................................217 Indicador de bloques nulos (Opcional) .....................................................................225 Doble porosidad (Opcional)......................................................................................226 Doble permeabilidad (Opcional)...............................................................................228 Mtodo de subdominios de doble porosidad (Opcional) ..........................................229 Multiplicador de transmisibilidad SUBDOMAIN-DK (Opcional)...........................232 Mtodo de doble porosidad MINC (Opcional) .........................................................234 Clculo de los factores de forma (Condicional)........................................................236 Espaciamiento de fracturas (Condicional) ................................................................239 Definicin de fracturas (Condicional) ......................................................................241 Agujero discretizado (Condicional) ..............................................................................243 Porosidad (Requerido) ..............................................................................................255 Permeabilidades (Requerido)....................................................................................257 Modificadores del volumen en masa (Opcional) ......................................................259

iv INDICE GUIA PARA EL USUARIO STARS

Zona productiva neta (Opcional).............................................................................. 261 Neto a grueso (Opcional) ......................................................................................... 263 Multiplicadores de transmisibilidad (Opcional) ....................................................... 264 Multiplicadores de transmisibilidad para caras de bloques con ndices inferiores (Opcional) ........................................................................................... 268 Multiplicador de transmisibilidad para flujos de matriz-fractura (Opcional)........... 270 Arreglo de bloques acuados (Opcional) ................................................................. 271 Tolerancia de acuamiento (Opcional) .................................................................... 274 Fallas (Opcional) ...................................................................................................... 276 Arreglo de fallas (Opcional)..................................................................................... 278 Conexiones especiales (Opcional) ........................................................................... 280 Transmisibilidades de fallas (Opcional) ................................................................... 282 Modelo de acufero................................................................................................... 284 Funcin de influencia de la presin (Condicional)................................................... 293 Umbral (valor crtico) de corte del volumen de poro (Opcional)............................. 295 Sectores (Opcional) .................................................................................................. 296 Arreglo de sectores (Opcional)................................................................................. 298 Nombres de sectores y ubicaciones (Opcional)........................................................ 299

OTRAS PROPIEDADES DEL YACIMIENTO 301 Resumen de las otras propiedades del yacimiento ................................................... 301 Indicar fin de definicin del enmallado (Requerido)................................................ 305 Tipos de roca ............................................................................................................ 306 Compresibilidad de la formacin (Opcional) ........................................................... 308 Dilatacin y recompactacin del volumen poral del yacimiento (Opcional) .............. 314 Compactacin y rebote del volumen poral del yacimiento (Opcional) .................... 319 Compactacin y rebote con una cp y cT variable (Opcional) .................................. 323 Permeabilidad variable (Opcional)........................................................................... 327 Capacidad trmica de la roca (Opcional) ................................................................. 331 Conductividades trmicas (Opcional) ...................................................................... 334 Multiplicador de conduccin trmica de SUBDOMAIN-DK (Opcional)................ 341 Prdida de calor de la sobrecarga (Opcional)........................................................... 343 Multiplicadores de transmisibilidad diagonales (Opcional) .................................... 346 Conjuntos de calentamiento elctrico (Opcional) .................................................... 348 Propiedades de calentamiento elctrico (Opcional) ................................................. 352 Conductividad elctrica de la fase agua (Opcional) ................................................. 356

PROPIEDADES DE COMPONENTES 359 Tipos y nombres de los componentes (Requerido) .................................................. 359 Correlaciones de los valores K................................................................................. 363 Tablas de valores K .................................................................................................. 366 Peso molecular (Requerido) ..................................................................................... 371 Propiedades crticas (Requerido).............................................................................. 372

GUIA PARA EL USUARIO STARS INDICE v

Condiciones de referencia.........................................................................................373 Entalpas de los fluidos..................................................................................................377 Propiedades de la fase slida (Requerido) ................................................................384 Designacin de la fase lquida ..................................................................................387 Densidades lquidas (Requerido) ..............................................................................390 Mezcla no lineal de la densidad de lquidos .............................................................395 Densidad de la fase gas (Opcional)..........................................................................398 Tipo de viscosidad (Opcional) ..................................................................................399 Viscosidades de la fase gas .......................................................................................401 Viscosidades de los lquidos (Requerido).................................................................403 Mezcla no lineal de las viscosidades de lquidos......................................................407 Ley de potencia de los efectos de cizalla ..................................................................409 Tabla de los efectos de cizalla ..................................................................................414 Bloqueo no equilibrado.............................................................................................415 Datos de reaccin qumica ........................................................................................417 Datos de reacciones qumicas trmicas.....................................................................421 Datos de reaccin qumica no-trmica......................................................................426 Reacciones generalizadas..........................................................................................431 Reacciones parcialmente equilibradas ......................................................................434 Modelado de hielo (Opcional) ..................................................................................438

DATOS DE ROCA-FLUIDOS 443 Resumen de los datos de roca-fluidos.......................................................................443 Conjuntos mltiples de datos de roca-fluidos ...........................................................446 Interpolacin de permeabilidad relativa y presin capilar ........................................448 Saturaciones crticas y connatas, factores de puesta a escala y normalizacin.........451 Modelos de tres fases ................................................................................................458 Opciones de humectabilidad .....................................................................................460 Identificador de las propiedades de roca-fluidos (Requerido) ..................................462 Nmero del tipo de roca para los datos de roca-fluidos............................................463 Datos de tipo de roca en contracorriente...................................................................466 Componente de interpolacin ...................................................................................468 Tensin interfacial ....................................................................................................469 Parmetros bsicos de interpolacin de espuma .......................................................471 Nmero y parmetros del conjunto de interpolacin ................................................475 Tabla de permeabilidad relativa petrleo-agua.........................................................479 Tabla de permeabilidad relativa lquido-gas.............................................................482 Parmetros de histresis (Opcional)..........................................................................485 Puntos extremos de la permeabilidad relativa...........................................................507 Dependencia de la temperatura de la permeabilidad relativa....................................510 Puesta a escala de roca-fluidos por cada bloque .......................................................512 Correccin de la tercera fase de la presin capilar (Opcional) .................................516 Reinfiltracin del Subdominio (Opcional)................................................................525

vi INDICE GUIA PARA EL USUARIO STARS

Coeficientes de difusin molecular efectiva............................................................. 527 Dependencia de temperatura y viscosidad de la difusin molecular........................ 530 Dispersividad mecnica............................................................................................ 532 Coeficientes de dispersin total................................................................................ 535 Funciones de los componentes de adsorcin............................................................ 538 Datos de adsorcin dependiente de la roca............................................................... 541

CONDICIONES INICIALES 545 Identificador de condiciones (Requerido) ................................................................ 545 Regiones de inicializacin (Opcional)...................................................................... 546 Equilibrio vertical (Opcional)................................................................................... 548 Presin y temperatura iniciales del yacimiento ........................................................ 555 Saturaciones iniciales ............................................................................................... 556 Fracciones moleculares iniciales de las fases ........................................................... 559 Concentracin inicial de slidos............................................................................... 565 Especificacin de la profundidad de referencia (Opcional) ..................................... 566 Condiciones iniciales a partir del reinicio ............................................................... 569

CONTROL POR METODOS NUMERICOS 573 Resumen del control por mtodos numricos .......................................................... 573 Identificador del control por mtodos numricos (Opcional) .................................. 575 Nmero de intervalo de tiempo mximo (Opcional)................................................ 576 Tamao mximo de intervalo de tiempo (Opcional)................................................ 577 Formulacin de modelo (Opcional).......................................................................... 578 Conjunto numrico ................................................................................................... 579 Variacin normal de las variables por intervalo de tiempo (Opcional).................... 581 Tolerancias de convergencia (Opcional) .................................................................. 583 Mximo de ciclos newtonianos (Opcional) .............................................................. 590 Opcin de baja relajacin (Opcional)....................................................................... 591 Opcin de clculo corriente arriba (Opcional) ......................................................... 592 Pozo discretizado Opcin de clculo corriente-arriba del yacimiento (Opcional) .......594 Opcin de tasas menores (Opcional) ........................................................................ 596 Precisin de convergencia para el solucionador lineal (Opcional)........................... 597 Ortogonalizacin (Opcional) .................................................................................... 598 Ordenamiento de las ecuaciones del solucionador (Opcional)................................. 599 Grado de factorizacin del solucionador (Opcional)................................................ 600 Estabilizacin de pivote (Opcional) ......................................................................... 601 Iteraciones mximas (Opcional)............................................................................... 602 Bandera adaptiva implcita (Opcional)..................................................................... 603 Lmites de presin y temperatura (Opcional) ........................................................... 605 Mximo nmero de conmutaciones de fase por intervalo de tiempo (Opcional)........ 607 Control de la preeliminacin de un pozo (Opcional) ............................................... 608 Mximo de cortes permitido (Opcional) .................................................................. 609

GUIA PARA EL USUARIO STARS INDICE vii

Nmero de hilos de procesamiento en paralelo (Opcional) ......................................610 Conmutacin de AIMSOL y PARASOL (Opcional) ...............................................612 Nmero de clases de PARASOL para GMRES (Opcional) .....................................613 Verificacin de la ordenacin de bloques rojos-negros de Parasol (Opcional) ........... 614 Grado de factorizacin dentro de las clases de PARASOL (Opcional)....................615 Grado de factorizacin entre las clases de PARASOL (Opcional)...........................616 Patrn de la particin de clases de PARASOL (Opcional).......................................617 Planos de construccin jacobiana en paralelo por dominio (Opcional) ....................622 Nmeros de dominio de construccin jacobiana en paralelo (Opcional) .................624

MODELO GEOMECANICO 625 Resumen del modelo geomecnico...........................................................................625 Identificador del modelo geomecnico (Opcional)...................................................635 Elemento finito en 3D...............................................................................................636 Enmallado de geomecnica independiente ...............................................................637 Grficos independientes de geomecnica .................................................................645 Opcin de deformacin de planos.............................................................................648 Tipo de roca de deformacin ....................................................................................649 Propiedades de la formacin del modelo plstico.................................................................650 Propiedades dependientes de la temperatura ....................................................... 653 Propiedades dependientes de la porosidad ...................................................................655 Propiedades de componentes slidos........................................................................657 Criterio de fluencia ...................................................................................................662 Modelo tope ..............................................................................................................664 Modelo tope 1 ...........................................................................................................665 Modelo constitutivo no lineal ...................................................................................669 Modelo 1 constitutivo elstico no lineal ...................................................................670 Modelo 2 constitutivo elstico no lineal ...................................................................672 Modelo de deformacin paulatina de materiales (creep) ..........................................679 Modelo de deformacin paulatina de materiales 1, 2 ...............................................681 Modelo de seudo dilatacin ......................................................................................686 Modelo de plasticidad generalizada..........................................................................689 Modelo de Fallas en Superficie nica ......................................................................693 Coeficiente de expansin trmica .............................................................................700 Opcin de permeabilidad de la matriz ......................................................................701 Modelo de permeabilidad de la fractura de Barton-Bandis ......................................704 Direccin de la fractura.............................................................................................708 Permeabilidades relativas de la dilatacin ................................................................710 Otras propiedades de dilatacin ................................................................................712 Radio de pozo ...........................................................................................................714 Opcin de clculo de la matriz de rigidez.................................................................715 Control de la solucin de deformacin ............................................................................ 716 Control de AIMSOL para las ecuaciones de geomecnica.......................................719

viii INDICE GUIA PARA EL USUARIO STARS

Anulacin y reemplazo de dimensiones (Opcional)................................................. 722 Distribucin del esfuerzo inicial (2D) ...................................................................... 723 Distribucin del esfuerzo inicial (en 3D) ................................................................. 726 Bloque de referencia geomecnico........................................................................... 732 Condiciones de lmites prescritas (2D)..................................................................... 733 Condiciones de lmites prescritas (en 3D)................................................................ 739 Cargas de puntos (2D).............................................................................................. 744 Cargas de puntos (en 3D) ......................................................................................... 748 Cargas distribuidas a los bordes (2D)....................................................................... 750 Cargas superficiales distribuidas (en 3D)................................................................. 755 Cargas de gravedad (2D).......................................................................................... 761 Cargas gravitacionales (en 3D) ................................................................................ 763 Bloque nulo fijo........................................................................................................ 765 Roca de cubierta fija................................................................................................. 767 Dominio de geomecnica ......................................................................................... 768 Lmite de presin entre dominios....................................................................... 770 Opciones de acoplamiento........................................................................................ 773 Factor de acoplamiento geomecnico ...................................................................... 777 Multiplicador de tolerancia de presin ..................................................................... 778 Tiempos de actualizacin de acoplamiento.............................................................. 779 Calibracin de la porosidad...................................................................................... 782 Acoplamiento iterativo al flujo de fluido ................................................................. 784 Descarga del esfuerzo en el lmite............................................................................ 786

DATOS DE POZOS Y DATOS RECURRENTES 787 Resumen de datos de pozos y datos recurrentes....................................................... 787 Identificador de datos de pozo y datos recurrentes (Requerido) .............................. 798 Tiempos de referencia de la simulacin ................................................................... 799 Pausa en la simulacin ............................................................................................. 802 Tiempos de referencia de simulacin ....................................................................... 805 Identificacin de grupos (Opcional)......................................................................... 806 Identificacin de pozo (Requerido) .......................................................................... 810 Definicin del grupo de notificacin (Opcional)...................................................... 814 Mtodo de cabeza de pozo (Opcional) ..................................................................... 817 Perforaciones en bloques inactivos (Opcional) ........................................................ 820 Modelo de reflujo de pozos (Opcional).................................................................... 822 Para fijar la frecuencia de inicializacin de la presin de fondo (Opcional)............ 824 Pozos cerrados sobre la formacin (Opcional)......................................................... 827 Definicin del tipo de pozo (Requerido) .................................................................. 829 Cerrar y volver a abrir una lista de pozos (Opcional)............................................... 832 Cada de presin y prdida de calor en el pozo de perforacin (Opcional)................ 834 Atributos del flujo de inyeccin ............................................................................... 843 Composicin de las fases inyectadas........................................................................ 845

GUIA PARA EL USUARIO STARS INDICE ix

Lmites de operacin del pozo (Requerido)..............................................................848 Mximo nmero de veces para Continuar-Repetir (Opcional) .................................856 Lmites de monitoreo de pozo (Opcional) ................................................................857 Geometra de los elementos del pozo (Condicional) ................................................862 Ubicacin de las terminaciones de pozo (Condicional)............................................864 Ubicacin de las terminaciones de pozos verticales (Condicional) ........................*875 Datos geomtricos de las terminaciones de pozos desviados (Condicional) ............876 Datos geomtricos simplificados para terminaciones de pozos desviados (Condicional) ............................................................................................................880 Perforaciones de entrada limitada (Opcional)...........................................................883 Los gradientes de presin para calcular las diferencias de presin entre las terminaciones (Condicional) ................................................................................886 Profundidad de referencia especificada por el usuario para la presin de fondo (BHP) del pozo (Opcional)........................................................................889 Gradiente de presin especificada por el usuario para la profundidad de referencia de la presin de fondo, BHP, del pozo (Opcional) .............................892 Modificacin del valor lmite de operacin primaria de un pozo (Opcional)...........895 Modificacin del valor lmite de pozos (Opcional) ..................................................897 Reposicin del lmite de operacin de un pozo despus de modificar un valor (Opcional) ...................................................................................................900 Grupos de estimulacin por reinyeccin de vapor....................................................902 Conmutacin automtica entre ciclos de reinyeccin de vapor ................................903 Opcin de recuperacin de petrleo por inyeccin de gas (gas lift) .........................907 Otros atributos de pozo .............................................................................................910 Lmites de la produccin de grupos (Opcional)........................................................912 Lmites de inyeccin de grupos (Opcional) ..............................................................918 Mscara de componentes de agua reinyectada para la reinyeccin de agua del grupo (Opcional) ............................................................................................926 Composicin de agua de reemplazo para la reinyeccin del agua de grupo (Opcional)..................................................................................................927 Objetivo de reemplazo de agua para la reinyeccin de agua del grupo (Opcional) ........928 Lmites de grupos monitoreados (Opcional).............................................................930 Definicin de la produccin o inyeccin de grupo como pasando por un mltiple (Opcional)..............................................................................................934 Traduccin de los lmites de presin para mltiples (Opcional)..............................936 Especificacin de tablas hidrulicas para calcular la diferencia de presin entre el mltiple y la superficie (Opcional) ........................................................938 Profundidad de los mltiples para calcular la diferencia de presin entre los mltiples y la superficie (Opcional) ...............................................................940 Valor de la cantidad de levantamiento artificial por gas (ALQ) (Opcional)............942 Valor de la cantidad de levantamiento artificial de pozos (Opcional) ......................944 Lista de prioridades para la perforacin automtica de pozos (Opcional)................946

x INDICE GUIA PARA EL USUARIO STARS

Opciones de distribucin de grupos (Opcional) ....................................................... 948 Mtodo de reparticin para lograr los objetivos de grupo (Opcional)...................... 950 Frmulas de prelacin para la clasificacin de la reparticin (Condicional) ........... 955 Tasas gua para grupos o pozos ................................................................................ 959 Sealizador para grupos o pozos acompaantes que no se encuentran bajo el control de grupo (Opcional) ............................................................................ 962 Fraccin de tiempo de actividad de un pozo o grupo (Opcional)............................. 964 Tabla de presin hidrulica (Condicional) ............................................................... 968 Permitir que un conjunto de palabras claves sea procesado cuando se cumple una condicin especial (de activacin) (Opcional)................................. 976 Modificar un valor de lmite de pozo mediante un multiplicador (Opcional) ........ 1002 Modificacin del valor lmite de un pozo va un incremento (Opcional)............... 1006 Multiplicador de lmites de produccin de grupo (Opcional) ................................ 1010 Multiplicadores de lmites de inyeccin de grupo (Opcional) ............................... 1014 Permitir la definicin de un grupo de reinyeccin (Opcional) .............................. 1019 Cmo permitir la revisin de los datos del grupo de reinyeccin (Opcional) ........ 1032 Cmo permitir la revisin de los datos de reinyeccin del grupo (Opcional) ........ 1034 Cmo seleccionar la parte del ciclo de la reinyeccin de grupo para iniciar y terminar un control de reinyeccin de un grupo (Opcional) .......................... 1036 Modelo de transferencia de calor constante y por conveccin............................... 1038 Control de la transferencia de calor adiabtico ...................................................... 1043 Control del calentador esclavo ............................................................................... 1046 Pozo calentador ...................................................................................................... 1049 Multiplicadores de transmisibilidad de los bloques del pozo de perforacin (Opcional).......................................................................................................... 1054 Multiplicadores de transmisibilidad dependientes de la presin................................ 1055 Conmutacin automtica de roca-fluidos............................................................... 1058 Reajuste adaptivo implcito .................................................................................... 1060 Control de la amalgamacin de enmallados dinmicos (Opcional) ....................... 1061 Pozo de perforacin discretizado en los datos recurrentes (Condicional) ............... 1072 Lmites de calentamiento elctrico (Condicional)..................................................... 1074

TABLAS 1079 Table 1: Ordenamiento de los componentes ......................................................... 1079 Tabla 2: Coeficientes del valor K de determinados componentes......................... 1080 Tabla 3: Propiedades crticas para determinados componentes ............................ 1081 Tabla 4: Coeficientes de viscosidad lquida para determinados componentes...... 1082 Tabla 5: Coeficientes de la capacidad trmica de gas para determinados componentes...................................................................................................... 1083 Tabla 6: Entalpa de vaporizacin para determinados componentes..................... 1085 Tabla 7: Algunas conversiones de determinadas unidades ................................... 1086

GUIA PARA EL USUARIO STARS INDICE xi

ANEXO A: DETALLES DE LOS MODELOS DE POZO 1087 Resea general ........................................................................................................1087 A.1 Modelo de pozo de flujo de entrada radial...................................................1088 A.2 Indices de pozo ............................................................................................1090 A.3 Permeabilidad anisotrpica ..........................................................................1092 A.4 Reflujo..........................................................................................................1093 A.5 Vaporizacin instantnea superficial ...........................................................1095 A.6 Clculo del factor geomtrico CC................................................................1096 A.7 Notas sobre el uso del modelo de agujero discretizado ...............................1098

ANEXO B: CONJUNTOS DE DATOS 1105 B.1 Resumen de conjuntos de datos de bancos de prueba ..................................1105 B.2 Conjuntos de datos de muestra en plantilla ..................................................1108

ANEXO C: PROCESOS AVANZADOS 1117 Resea general ........................................................................................................1117 C.1 Proceso de inyeccin de agua caliente .........................................................1118 C.2 Proceso de inyeccin de vapor .....................................................................1119 C.3 Proceso de reinyeccin de vapor..................................................................1120 C.4 Proceso de combustin in situ......................................................................1121 C.5 Resea de los aditivos ..................................................................................1122 C.6 Trazadores de las fases gas, agua y petrleo ................................................1123 C.7 Aditivos de gas .............................................................................................1124 C.8 Interacciones qumicas agua-roca ................................................................1125 C.9 Polmeros y geles .........................................................................................1126 C.10 Surfactantes y aditivos custicos..................................................................1127 C.11 Finos y emulsiones .......................................................................................1128 C.12 Aditivos de petrleo e inversin de particin...............................................1129 C.13 Espuma.........................................................................................................1130

ANEXO D: PROPIEDADES DE FLUIDOS Y ROCAS 1137 Resea general ........................................................................................................1137 D.1 Componentes y fases....................................................................................1138 D.2 Conceptos de diseo de componentes..........................................................1142 D.3 Equilibrio de la fase fluida ...........................................................................1145 D.4 Densidades de fluidos ..................................................................................1150 D.5 Viscosidad....................................................................................................1153 D.6 Propiedades de roca-fluidos .........................................................................1160 D.7 Adsorcin y bloqueo de componentes .........................................................1165 D.8 Modelo de espuma simple............................................................................1168 D.9 Entalpa de fases ..........................................................................................1172 D.10 Conductividad trmica .................................................................................1174

xii INDICE GUIA PARA EL USUARIO STARS

D.11 Prdida de calor hacia la sobrecarga............................................................ 1176 D.12 Acufero trmico.......................................................................................... 1178 D.13 Reacciones qumicas ................................................................................... 1181 D.14 Conceptos bsicos para una transferencia de masa no equilibrada ............. 1185 D.15 Conceptos de flujo de emulsin estable y de generacin in situ ................. 1186 D.16 Modelo de densidad de laminillas de espuma ............................................. 1189 D.17 Teora de la concentracin de petrleo........................................................ 1190 D.18 Conversin del PVT de petrleo negro a STARS ....................................... 1193 D.19 Otros modelos de acuferos ......................................................................... 1199 D.20 Viscosidades dependientes de la velocidad ................................................. 1212

ANEXO E: DISENO DE ENMALLADOS 1215 Resea general........................................................................................................ 1215 E.1 Propiedades de formaciones no uniformes .................................................. 1216 E.2 Resolucin de fenmenos del proceso ......................................................... 1217 E.3 Profundidad y espesor variables .................................................................. 1220 E.4 Orientacin de enmallados........................................................................... 1221 E.5 Elementos de simetra .................................................................................. 1223 E.6 Refinamiento de enmallados locales............................................................ 1225 E.7 Enmallado hbrido........................................................................................ 1226 E.8 Yacimientos fracturados naturalmente......................................................... 1229

ANEXO F: ECUACIONES 1245 Resea general........................................................................................................ 1245 F.1 Resea general ............................................................................................. 1246 F.2 Ecuaciones de conservacin......................................................................... 1247 F.3 Relaciones de equilibrio de fases ................................................................. 1252 F.4 Ecuaciones de pozo ...................................................................................... 1253 F.5 Resumen de las ecuaciones de conservacin ............................................... 1255 F.6 Solucin de las ecuaciones no lineales mtodo de Newton ...................... 1256 F.7 Solucin de ecuaciones lineales Solucionador general de poca densidad.......1259 F.8 Tratamiento de componentes slidos ........................................................... 1260 F.9 Mtodo adaptivo-implcito........................................................................... 1264 F.10 Uso de ecuaciones de lmites en la formulacin Sxy ................................... 1267

ANEXO G: CALENTAMIENTO ELECTRICO 1271 Resea general........................................................................................................ 1271 G.1 Descripcin breve de la teora ..................................................................... 1272 G.2 Modelo matemtico empleado por STARS................................................. 1275 G.3 Informes y trazados ..................................................................................... 1278 G.4 Plantillas ...................................................................................................... 1281 G.5 Datos de entrada .......................................................................................... 1283 G.6 Referencias .................................................................................................. 1284

GUIA PARA EL USUARIO STARS INDICE xiii

GLOSARIO DE STARS INGLES-ESPAOL 1285 A .............................................................................................................................1285 B..............................................................................................................................1289 C..............................................................................................................................1292 D .............................................................................................................................1301 E..............................................................................................................................1307 F ..............................................................................................................................1311 G .............................................................................................................................1316 H .............................................................................................................................1320 I ...............................................................................................................................1323 J...............................................................................................................................1328 K .............................................................................................................................1329 L..............................................................................................................................1329 M.............................................................................................................................1332 N .............................................................................................................................1338 O .............................................................................................................................1342 P ..............................................................................................................................1345 Q .............................................................................................................................1352 R..............................................................................................................................1353 S ..............................................................................................................................1359 T..............................................................................................................................1370 U .............................................................................................................................1375 V .............................................................................................................................1377 W.............................................................................................................................1379 Y .............................................................................................................................1384 Z..............................................................................................................................1384

INDICE ALFABETICO DE PALABRAS CLAVES 1385

GUIA PARA EL USUARIO STARS INTRODUCCION 1

INTRODUCCION

Resea general La presente introduccin comprende las siguientes secciones:

- Cambios importantes entre STARS 2010.10 and 2009.10 - Incompatibilidades de datos con versiones anteriores de STARS - Palabras claves nuevas agregadas a STARS 2010.10 - Ampliaciones de las palabras claves existentes - Conjuntos de datos de plantillas nuevos y modificados - Introduccin a STARS

2 INTRODUCCION GUIA PARA EL USUARIO STARS

Cambios importantes entre la versin 2010.10 y la versin 2009.10 de STARS Modelo de pozo de perforacin flexible El modelo de pozo de perforacin flexible permite al usuario simular una geometra de pozo avanzada o la configuracin de corrientes con un mtodo que es ms exacto que un pozo de fuente y sumidero y ms flexible y robusto que un pozo de perforacin discretizado. Esta versin corresponde a la primera etapa de implementacin de esta caracterstica, por lo tanto, algunas restricciones aplican. El manual de esta caracterstica se encuentra en un archivo exterior en el rea de documentos auxiliares.

Enmallado de geomecnica independiente El usuario puede especificar un enmallado de geomecnica que es independiente del enmallado de flujo de fluido anfitrin, por ejemplo, para representar la influencia de la roca originaria sobre la deformacin del yacimiento. La comunicacin entre ambos enmallados se logra mediante uso de un algoritmo de mapeo. Esta tcnica elimina gran parte de las restricciones del enmallado anfitrin (ej. los enmallados refinados locales). La nueva palabra clave *GOUTSRF permite al usuario plotear los resultados geomecnicos en el enmallado de geomecnica independiente.

Modelo SDDK Existe una variacin del modelo de fractura natural del subdominio conocida como SDDK, que permite al usuario conectar verticalmente los apilamientos de los bloques de matriz para representar la continuidad capilar. El usuario tambin puede representar la reinfiltracin de los fluidos a la matriz en la fractura horizontal al igual que el contacto parcial para la conduccin trmica.

Presiones capilares agua-gas y una tercera fase Ahora el usuario puede especificar las presiones capilares agua-gas en las tablas de roca fluidos para situaciones en que la fase intermedia (petrleo) est ausente en condiciones iniciales y durante una corrida. Esto resulta ser ms exacto que usar solamente las presiones capilares agua-petrleo y petrleo gas en el caso de agua-gas. Asimismo, el usuario puede especificar una correccin de tercera fase para la presin capilar.


Incompatibilidad de los datos con versiones anteriores de STARS Los siguientes cambios de datos son obligatorios y se debern realizar en el conjunto de datos existente de STARS para que ste funcione correctamente con la versin 2010.

1. En el caso donde se especifica una prdida de calor (*HLOSSPROP) en una direccin del enmallado que est bloqueada por celdas nulas, se arrojar un resultado diferente del resultado de la versin v2008. En la mayora de los casos, este bloqueo no fue ni detectado ni esperado, de manera que es de preferencia el resultado nuevo (prdida de calor a travs de las celdas nulas). Si se desea obtener el resultado anterior, se debe inhabilitar la prdida de calor a travs de esas celdas nulas mediante uso de las palabras claves *HLOSSPROP, *ROCKTYPE y *THTYPE. Esto sali en la versin 2009 pero no as en el manual del 2009.

2. En el caso de un enmallado radial 3D que utiliza la palabra clave *GEOMECH sin una condicin prescrita sobre el lmite radial interno, se arrojar un resultado diferente del resultado de la versin v2008. Anteriormente, el lmite interno no estaba limitado radialmente, posiblemente arrojando resultados no fsicos (por ej., el encogimiento del pozo a raz de la inyeccin). Ahora la limitacin por defecto sobre el lmite radial interno corresponde a la presin del fluido adyacente. Esto sali en la versin 2009 pero no as en el manual del 2009.

3. La opcin *SR2PREC *SINGLE (que consiste en escribir nmeros reales en los archivos binarios SR2 en modalidad de 4-byte) ya no se apoya; en su lugar se utiliza exclusivamente la opcin alternativa *SR2PREC *DOUBLE (modalidad de 8-byte). Un reinicio, escrito con la palabra clave *SINGLE para una versin anterior a la de 2009.10 puede ser ledo por las versiones 2009 y posteriores, pero la corrida filial utilizar la palabra clave *DOUBLE. Esto sali en la versin 2009 pero no as en el manual del 2009.

4. Cuando se especifican datos de arreglos del enmallado, el calificador *RG no est permitido en conjunto con la opcin de datos *EQUALSI o *MOD.

5. El nombre de va de acceso opcional de *BINARY_DATA ya no puede seguir esa palabra clave. En su lugar se debe usar *FILENAME *BINDATA-IN.

6. Ya no se apoya el argumento de la lnea de comandos -nowait. Vase el argumento de la lnea de comandos -wait.

7. Ya no se apoya la opcin *DYNSR2MODE *DYNAMIC. Ahora es obligatorio usar la accin correspondiente a *DYNSR2MODE *STATIC.

8. Ya no se apoya la palabra clave *FLUIDHEAT. En su lugar se debe usar la palabra clave *GEOGRID para modelare la geomecnica de una regin ms grande que el yacimiento de fluido/calor.


Nuevas palabras claves agregadas a la versin 2010.10 de STARS

1. El nuevo argumento de la lnea de comandos -wait permite que un trabajo presentado espere hasta 72 horas hasta que salga una licencia disponible.

2. La nueva subpalabra clave *BINDATA-IN de la palabra clave *FILENAME permite al usuario anular y reemplazar el nombre de archivo por defecto o el nombre de la va de acceso por defecto del archivo usado por la palabra clave *BINARY_DATA.

3. Hay una nueva historia especial *STRESSDIFF (esfuerzo diferencial para una UBA-direccin de bloque del usuario) disponible con la palabra clave *GEOMECH.

4. La nueva palabra clave *SCONNECT permite al usuario especificar una conexin entre dos celdas que normalmente no son consideradas vecinas. Algunas restricciones aplican.

5. La nueva subpalabra clave *SGMETHOD de la palabra clave *SUBDOMAIN permite al usuario especificar el mtodo para calcular los parmetros de geometra entre los bloques de matriz y fractura.

6. La nueva palabra clave *TRANSD permite al usuario conectar verticalmente los apilamientos de las celdas de matriz de un modelo de subdominio comnmente denominado modelo SDDK. Vase la plantilla STFRR006.

7. La nueva palabra clave *SD_HCMULT permite al usuario modificar el flujo de calor a travs de la conexin creada por la palabra clave *TRANSD. Vase la plantilla STFRR006.

8. La nueva palabra clave *GASD-MIN permite al usuario anular y reemplazar el valor por defecto del factor mnimo permitido de compresibilidad de gas.

9. La nueva subpalabra clave *ATPRES de la palabra clave *VISCTABLE permite al usuario especificar la viscosidad que vara con la presin y con la temperatura.

10. La palabra clave *KRINTRP ahora acepta las subpalabras claves de humectabilidad *WATWET, *OILWET, etc., de manera que diversos conjuntos de interpolacin pueden contar con diferente humectabilidad.

11. La nueva subpalabra clave *PCGW de la palabra clave *SWT permite al usuario especificar la presin capilar agua-gas directamente. La nueva palabra clave *PCGWEND permite al usuario modificar y poner a escala las presiones capilares agua-gas. Vase la plantilla STSMO036.

12. La nueva palabra clave *PC_3RD_PHASE permite al usuario especificar la correccin de tercera fase de la presin capilar.

13. La nueva palabra clave *SD_REINF permite al usuario especificar la reinfiltracin entre la matriz y la fractura en una conexin creada por la palabra clave *TRANSD. Vase la plantilla STFRR006.


14. La nueva palabra clave *GEOGRID permite al usuario especificar un enmallado de geomecnica que es diferente del enmallado de fluido-flujo anfitrin. Este mtodo puede representar la influencia de la roca originaria sobre la deformacin del yacimiento. Se ha aadido la seccin Enmallado Anfitrin vs. Enmallado Independiente a la introduccin de la seccin de Geomecnica. La subseccin Modelado de Geomecnica fuera del Yacimiento de Fluido Anfitrin ahora se refiere a la palabra clave *GEOGRID en lugar de la palabra clave *FLUIDHEAT.

15. La nueva palabra clave *GOUTSRF permite al usuario utilizar Results 3D para plotear las cantidades de geomecnica para el enmallado especificado por la palabra clave *GEOGRID. Esta informacin se vierte en un conjunto adicional de archivos SR2.

16. La nueva palabra clave *GRTEMTAB permite al usuario especificar las propiedades geomecnicas que varan con la temperatura. Vase la plantilla STGEO049.

17. La nueva subpalabra clave *SOR est disponible con la palabra clave *GCONI *TARGET.

18. La nueva palabra clave *MXCNRPT permite al usuario controlar el nmero de repeticiones permitidas del intervalo de tiempo causadas por cambios en las restricciones del pozo.

19. La opcin *MONITOR *AUTOWELL est disponible para la restriccin de la palabra clave *WHYSTAB. Vase la plantilla STWWM051.

20. Las subpalabras claves *TEMP y *O2CONC estn disponibles como cantidades de pozos con la palabra clave *TRIGGER.


Perfeccionamiento de las palabras claves existentes 1. La opcin geomecnica *UNLOADSTR ahora est disponible con la palabra clave

*GEOM3D. Vase la plantilla STGEO047. Esto sali en la versin 2009 pero no as en el manual del 2009.

2. El efecto de la palabra clave *RANGECHECK *OFF se cancela al final de cada una de las secciones de datos y al final de cada uno de los segmentos de datos recurrentes. Esto limita el efecto de la palabra clave *RANGECHECK *OFF cuya subpalabra clave *ON queda olvidada o daada. Se recomienda usar la palabra clave *RANGECHECK *OFF lo mnimo posible.

3. Los nombres de vas de acceso relativos ingresados mediante uso de las palabras claves *FILENAME y *INCLUDE estn en relacin con el directorio que contiene el archivo de datos principal. Anteriormente, tal nombre de va de acceso relativo estaba en relacin con el directorio de trabajo actual, el que, posiblemente, no est bien definido mientras se recorre una red..

4. Mejoramiento de la herencia de las palabras claves *FRFRAC y *FORMINFRAC. Vase la plantilla STGRO051.

4. Fue mejorada la opcin por defecto de la palabra clave *PRPOR. 5. La palabra clave *INTCOMP ya no est limitada a *RPT, la opcin de

humectabilidad *WATWET. 6. Las restricciones sobre las palabras claves *PCWEND y *PCGEND se hacen

cumplir para mayor consistencia. 7. Se ha aadido la seccin *DEPTH_AVE para un Yacimiento de Gas/Agua a la

descripcin de la palabra clave *VERTICAL. 8. Se ha mejorado la descripcin de la palabra clave *TRANZONE en referencia a la

nueva subpalabra clave *PCGW de la palabra clave *SWT. 9. Se ha mejorado la descripcin de la palabra clave *UPSTREAM. 10. Se ha mejorado la tabla en la descripcin de la palabra clave *PPATTERN. 11. Se ha aadido la seccin Porosidades de Geomecnica a la introduccin de la

seccin de Geomecnica para describir las diferentes porosidades disponibles en Results.

12. Se ha aadido la seccin Perforaciones Cerradas a la descripcin de la palabra clave *HEAD-METHOD.

13. Se ha mejorado las subsecciones OPCIN POR DEFECTO y EXPLICACIN para la palabra clave *QUAL.


Nuevos conjuntos de datos en plantillas Estos archivos se pueden encontrar en el rea de la versin de CMG /cmg/stars/2010.vv/tpl en que vv corresponde al nmero de la versin especfica.

Yacimientos Fracturados (directorio /frr) stfrr006.dat Ilustrar/verificar la opcin de SUBDOMAIN-DK: *TRANSD,

*SD_REINF, *SD_HCMULT

Geomecnica (directorio /geo) stgeo047.dat Se descarga el esfuerzo para el enmallado cilndrico en 3D con la palabra

clave *UNLOADSTR stgeo048.dat Modelo plstico generalizado *GENPLAST, ms *DLOADBC3D stgeo049.dat Probar/ilustrar *GRTEMTAB propiedades de geomateriales dependientes

de la temperatura.

Opciones del Enmallado (directorio /gro) stgro051.dat Probar/ilustrar la herencia parcial para las palabras claves *FRFRAC y

*FORMINFRAC

Opciones del Simulador (directorio /smo) stsmo036.dat Cambio: agregar la subpalabra clave *PCG de la palabra clave *SWT

Pozos y Gestin de Pozos (directorio /wwm) stwwm051.dat Illustrar/verificar *MONITOR *WHP *AUTOWELL


Introduccin a STARS INTRODUCCION STARS es un simulador trifsico de mltiples componentes de aplicacin trmica e inyeccin de vapor. Los sistemas de enmallado pueden ser Cartesianos, cilndricos o de profundidad variable/espesor variable. Con cualquiera de estos sistemas de enmallado son posibles las configuraciones bidimensionales y tridimensionales. A continuacin se presentan algunas de estas caractersticas novedosas de STARS:

COMPONENTE DISPERSO INCLUYENDO ESPUMA El concepto de componentes dispersos- dispersiones estabilizadas (gticas, burbujas y laminillas) de una fase en otra, que pueden ser tratadas como componentes de la fase transportadora a una escala de simulacin del yacimiento - provee un punto de vista unificador en el modelado de polmeros, geles, finos, emulsiones y espuma. Este concepto puede acoplarse a las capacidades del paquete de entrada de propiedades de componentes flexibles (incluyendo la adsorcin, el bloqueo, la viscosidad no lineal, la dispersin, y la transferencia de masa en modo no equilibrado) para permitir al usuario disear modelos apropiados de simulacin de fenmenos complejos mediante las opciones de datos de entrada solamente. En particular, hay dos enfoques generales disponibles para el modelado de flujo de espuma. El primero, un modelo mecanicista, permite la simulacin directa de la creacin y propagacin de espuma al igual que de los efectos de coalescencia de la misma, tales como pueden observarse en experimentos detallados de ncleos de laboratorio. El segundo enfoque es ms emprico y parece ser ms apropiado para los estudios de alcance de espuma y los ajustes histricos pilotos de campo. El primer enfoque puede utilizarse para justificar ciertos aspectos del modelo emprico.

YACIMIENTOS FRACTURADOS NATURALMENTE El flujo en yacimientos fracturados naturalmente puede simularse mediante uso de cuatro modelos diferentes el modelo de doble porosidad (DP), doble permeabilidad (DK), continuos de interaccin mltiple (MINC), o refinamiento vertical (VR) segn el proceso o los mecanismos a ser estudiados. El enfoque bsico idealiza el yacimiento fracturado como que estuviera compuesto de dos partes: fractura y matriz. Las fracturas tienen poca capacidad de almacenamiento, siendo los conductos primarios del flujo de fluido, mientras que las matrices de la formacin tienen poca conductividad de fluido pero mayor capacidad de almacenamiento Los diversos modelos de simulacin se diferencian en cuanto a los detalles de las descripciones de flujo matriz a matriz y de flujo matriz a fractura, los cuales se presentan en mayor detalle en el Manual Tcnico de STARS.

FORMULACION ADAPTIVA-IMPLICITA STARS se puede ejecutar en una modalidad completamente implcita y adaptiva implcita. En muchos casos solamente se necesita solucionar una pequea cantidad de bloques del enmallado de manera completamente implcita; la mayora de los bloques se pueden solucionar mediante el mtodo explcito. La opcin adaptiva implcita logra esto y resulta til para los problemas de conificacin donde ocurren tasas altas de flujo cerca del agujero o en yacimientos estratificados de capas muy delgadas.


Al utilizar la opcin adaptiva implcita, es posible ahorrar desde un tercio hasta la mitad del tiempo de ejecucin por el hecho de que los intervalos de tiempo son tan grandes como los que se obtienen utilizando el mtodo completamente implcito. STARS puede seleccionar estos bloques de manera dinmica, en base a umbrales especificados o a criterios de conmutacin de matriz.

POZOS COMPLETAMENTE IMPLICITOS Los pozos se solucionan de manera muy robusta. La presin de fondo y las variables del bloque para aquellos bloques donde el pozo es terminado se solucionan de manera completamente implcita. Si un pozo es terminado en ms de una capa, la presin de fondo de ste se soluciona de manera completamente acoplada, es decir, se rinde cuenta de todas las terminaciones. Esto elimina los problemas de convergencia para pozos con terminaciones mltiples en yacimientos altamente estratificados. Asimismo, STARS cuenta con una capacidad de control de pozo global. Se puede ingresar una lista extensa de lmites (presin de fondo o de la cabeza de pozo mxima o mnima, tasas, relacin gas-petrleo (GOR), entre otras). En medida que un lmite es violado, se puede seleccionar un lmite nuevo de acuerdo a las especificaciones del usuario.

METODO DE SOLUCION DE MATRIZ STARS utiliza un paquete de solucin AIMSOL, con los ltimos adelantos de la tcnica en base a una eliminacin de Gaus incompleta como un paso de acondicionamiento previo a la aceleracin GMRES. AIMSOL ha sido desarrollado especialmente para las matrices jacobianas implcitas. Para mayor informacin vase el Manual Tcnico de AIMSOL. En la mayora de aplicaciones los valores de control por defecto seleccionados por STARS le permitirn a AIMSOL tener un rendimiento eficiente, por lo que los usuarios de STARS no requieren tener un conocimiento detallado de los mtodos de solucin de matriz.

ENMALLADO CARTESIANO LOCAL Hay dos capacidades para el refinamiento del enmallado local. Estas opciones se pueden utilizar para estudiar los efectos en las inmediaciones de pozos en una simulacin a escala de campo. Las fracturas estticas tambin pueden ser modeladas de manera eficiente mediante uso de esta tcnica. Con cualquiera de estos mtodos, el usuario especifica una regin del yacimiento que ha de ser subdividida. STARS automticamente calcula todas las conexiones y transmisibilidades entre los bloques. Todos los trminos adicionales son manejados correctamente por la rutina de solucin de matriz.

SISTEMA DE ENMALLADO FLEXIBLE Hay varias opciones de enmallado disponibles: enmallados de coordenadas cartesianas, de coordenadas cilndricas y de espesor variable y profundidad variable. Los sistemas bidimensionales y tridimensionales son posibles con cualquiera de estas opciones.

MODELOS DE ACUIFEROS Los acuferos son modelados al agregar celdas de lmites que solamente contienen agua o mediante uso de un modelo semianaltico de acuferos.


El modelo anterior resulta til en casos donde las dimensiones y la ubicacin del acufero son bien conocidas y se puede lograr su inclusin en el yacimiento mediante una cantidad relativamente pequea de bloques adicionales. Este ltimo mtodo resulta ms til para los acuferos que varan de grande a infinitos donde se desea una estimacin aproximada de la entrada de agua al yacimiento, pero su representacin mediante la adicin de bloques de lmite de yacimiento no es factible. Cuando el fluido del yacimiento invade al acufero se requiere una combinacin de ambos mtodos.

UNIDADES DE ENTRADA/SALIDA Se pueden especificar unidades SI, de campo o de laboratorio.

GRAFICOS El sistema de grficos RESULTADOS de CMG utiliza el sistema de archivos SR2 para el procesamiento posterior de la salida de simulacin. El sistema RESULTADOS tambin se puede emplear para la preparacin de datos de entrada, incluyendo el diseo del enmallado.

AGUJERO DISCRETIZADO Con el advenimiento y la creciente aceptacin de la tecnologa de pozos horizontales han surgido numerosas preguntas nuevas que requieren ser abordadas en los modelos de simulacin de yacimientos. Las reas de particular inters seran el impacto de transientes de agujeros largos, la cada de presin viscosa y los patrones de flujo de fases mltiples en la creacin de inyectividades y productividades no uniformes a lo largo del agujero. STARS provee un mtodo eficiente y consistente para abordar estas preguntas al discretizar el flujo del agujero y solucionar el problema acoplado de flujo del agujero y del yacimiento simultneamente. Se utilizan correlaciones de flujo de fases mltiples apropiadas para ajustar los patrones de flujo del agujero de manera explcita al final de cada intervalo de tiempo. La opcin de circulacin pone a disposicin un par de flujos fluyentes de tubera/espacio anular concntrico que se encuentran estrechamente acoplados por la transferencia de calor. El agujero discretizado tambin modela la segregacin de fases entre las secciones del agujero de perforacin las cuales pueden ser muy importantes en configuraciones no horizontales. Asimismo, la conduccin de calor en un agujero de perforacin discretizado contina, aunque se haya detenido el flujo de fluido, lo cual puede ser significativo en fases de arranque y cierre de un proyecto.

MODELO GEOMECANICO Varias prcticas de produccin dependen crticamente del hecho de que la formacin de produccin responde dinmicamente a los cambios en los esfuerzos aplicados. Estas incluyen la deformacin plstica, dilatancia de cizallamiento y accionamiento por compactacin en estrategias de inyeccin/produccin cclica, fracturacin inducida por inyeccin al igual que la fallas en las formacin en las inmediaciones de pozos y coproduccin de arena. Un modelo geomecnico que comprende tres submdulos est disponible para tratar diversos aspectos de los problemas anteriores. El acoplamiento entre el modelo geomecnico y el simulador se realiza de manera modular y explcita. Esto aumenta la flexibilidad y portabilidad del modelo, disminuyendo los costos computacionales.

GUIA PARA EL USUARIO STARS TUTORIA 11

TUTORIA

Introduccin La seccin de tutora consiste en una gua para el usuario principiante del sistema de entrada de palabras claves, si bien no reemplaza el manual de referencia para el usuario que se presenta en este documento. Esta seccin de tutora solamente abarca el uso de determinadas palabras claves y temas. El manual del usuario contiene una descripcin detallada de cada palabra clave, mientras que la seccin de tutora responde a preguntas puntuales que pueden surgir cuando se construye un conjunto de datos. STARS utiliza el conjunto de datos que el usuario crea inicialmente y de ah crea otros tres o cuatro archivos. Cada ejecucin de STARS crea un archivo de texto de salida (text output file), un archivo ndice SR2 (SR2 index file) (IRF) y un archivo principal SR2 (SR2 main file) (MRF).

DATA SET

OUTPUT FILE

INDEX-OUT

MAIN-RESULTS-OUT

STARS

Si se desea una ejecucin de reinicio, se necesitan varios archivos existentes y de ah se generan otros tres archivos, segn se indica en el siguiente diagrama:

OUTPUT FILE

INDEX-OUT

MAIN-RESULTS-OUT

STARS

DATA SET

INDEX-IN

MAIN-RESULTS-IN

Si se desea una ejecucin de reinicio, se necesitan varios archivos existentes y de ah se generan otros tres archivos, segn se indica en el siguiente diagrama:

12 TUTORIA GUIA PARA EL USUARIO STARS

Grupos de datos en el sistema de entrada de palabras claves Hay varios puntos que se deben tomar en cuenta cuando se construye un conjunto de datos con un sistema de entrada de palabras claves:

a. Hay nueve diferentes grupos de datos en el sistema de entrada de palabras claves. b. Los grupos debern ceirse a un determinado orden de entrada:

Control de E/S Descripcin del yacimiento Propiedades de los componentes Datos de roca-fluidos Condiciones iniciales Control por mtodos numricos Modelo geomecnico Datos de pozos y datos recurrentes

c. Las palabras claves que pertenecen a cada grupo no pueden aparecer en ningn otro grupo, salvo donde se escriba lo contrario especficamente. Por lo general esto sucede con datos recurrentes de otras secciones que pueden ser cambiados en la seccin de Datos de pozos.

d. Asimismo es importante ponerle atencin al orden en que se ingresan algunas palabras claves dentro de un grupo.


Cmo leer la sintaxis de las palabras claves Cada palabra clave tiene una sintaxis, es decir, caracteres, opciones y un ordenamiento exacto que el procesador de palabras claves acepta. Una vez que se sepan ciertas reglas de sintaxis, el usuario podr interpretar la forma de cada palabra clave que se utiliza en este manual. Los tems que se presentan entre parntesis son opcionales, es decir, el usuario tiene la opcin de ingresar el tem o no. El usuario no debe poner estos parntesis en sus datos. Por ejemplo, la sintaxis para la palabra clave *RANGECHECK sera

*RANGECHECK ( *ON | *OFF ) Lo que significa que las siguientes formas son aceptables:

*RANGECHECK *RANGECHECK *ON *RANGECHECK *OFF

La barra vertical significa 'o' y separa los tems de una lista de selecciones. Los corchetes redondos {} denotan cualquier nmero de tems en una lista. Por ejemplo, {well_name} indica una lista arbitraria de nombres de pozo citados. Una lista de tems entre corchetes redondos en una lnea por debajo de una palabra clave denota una tabla de longitud arbitraria. Por ejemplo, la tabla de permeabilidad relativa agua-petrleo:

*SWT { Sw krw krow (Pcow) }

significa que se puede ingresar cualquier cantidad de filas de Sw, krw y krow (y opcionalmente Pcow), sujeto a un dimensionamiento suficiente. Cualquier propiedad que se deba asignar a los bloques del enmallado se denotar con ARRAY. (ARREGLO). Para la porosidad,

ARREGLO: *POR Esto indica que la palabra clave *POR se deber utilizar con una opcin de lectura de arreglos-enmallado. Una sintaxis alternativa que podra preverse para un arreglo del enmallado sera

*POR {grid} Algunas palabras claves requieren un nmero por cada componente. Estas se indican de la siguiente manera

*KEYWORD {ncomp} *KEYWORD {numy} *KEYWORD {numx}

donde ncomp, numy y numx se especifican mediante la palabra clave *MODEL que define la lista de componentes.


Un punto y coma denotan un rango. Se utilizan con mayor frecuencia en las direcciones I-J-K de los bloques. En direccin I,

i1(:i2) denotan un nmero nico i1 o el rango i1:i2. Claro est que el rango deber ajustarse al contexto; aqu i1 y i2 debern estar ubicados en [1,ni] y i1 no deber ser mayor que i2 (ni = bloques en direccin I).


Cmo documentar un conjunto de datos La documentacin de un conjunto de datos se realiza mediante uso de las siguientes palabras claves:

a. *TITLE1, b. *TITLE2, c. *TITLE3, y d. *CASEID.

las cuales debern estar ubicadas en la seccin de Control de entrada/salida. Estas palabras claves son opcionales y pueden excluirse del conjunto de datos. Sin embargo las mismas resultan muy tiles para documentar archivos y distinguir entre conjuntos de datos similares. Para esto se debe utilizar por lo menos un ttulo, y todo ttulo, al igual que la identificacin de casos, deber estar entre comillas simples. Tanto *TITLE1 como *CASEID se utilizan en el archivo de resultados de simulacin, el cual se utiliza para crear los grficos de simulacin. La palabra clave *TITLE1 podr tener hasta 40 caracteres, mientras que las palabras claves *TITLE2 y *TITLE3 podrn tener un total de hasta 80 caracteres cada una, y la identificacin de casos solamente 8 caracteres. Tambin se podrn utilizar dos indicadores de palabra clave o bien ** para insertar comentarios a travs del conjunto de datos, pudiendo los comentarios aparecer en cualquier parte del mismo. Ejemplo:

*TITLE1 'Simulation Run #1 - 1989-01-23' *TITLE2 'Dual Porosity Problem using the MINC option' *TITLE3 'This is a 12 x 12 x 10 Cartesian grid system' *CASEID 'RUN1' ** Se podr agregar informacin adicional aqu o ** en cualquier parte si no hay suficiente ** espacio en las lneas del ttulo para ** documentar este conjunto de datos. Tambin ** se podrn emplear comentarios para describir ** los datos al ingresarlos.


Cmo realizar un reinicio QU ES UN ARCHIVO DE REINICIO? Un archivo de reinicio contiene informacin que permite a la simulacin continuar a partir de otra ejecucin.

POR QU SE NECESITARIA REALIZAR UN REINICIO? A continuacin se presentan algunos motivos por los cuales se realiza un reinicio:

a. para realizar estudios de sensibilidad o ajustes histricos, b. para cambiar las especificaciones de un pozo, c. para realizar una ejecucin de simulacin corta a fin de determinar si los resultados

son satisfactorios, previo a la ejecucin de trabajos de mayor envergadura y larga duracin, y

d. para ahorrar tiempo de ejecucin en las ejecuciones subsiguientes; por ejemplo, se acaba de completar una ejecucin de simulacin y los resultados preliminares se ven buenos y ahora se desea realizar ejecuciones de prediccin.

Por el hecho de haber creado un archivo de reinicio con la ejecucin inicial, se podr seleccionar un intervalo de tiempo tomado desde la mitad de la ejecucin y reiniciar la simulacin. El simulador no necesita volver a empezar desde el comienzo; simplemente contina la ejecucin a partir del intervalo de tiempo seleccionado.

CMO SE REALIZA UN REINICIO? Solamente se requieren registros de reinicio si el usuario tiene intenciones de efectuar una reiniciacin a partir de la ejecucin actual en que se encuentra. Para efectuar una ejecucin de reinicio:

a. En la primera ejecucin, se utiliza la palabra clave *WRST en la seccin de Control de Entrada/Salida y/o en la seccin de Datos Recurrentes. La palabra clave *WRST indica la frecuencia con que sta se escribe al registro de reinicio. Se ejecuta este primer archivo de datos. Los archivos que se generan incluyen un archivo IRF, un archivo MRF y posiblemente un archivo RRF.

b. S

manual

Documents