Análisis Nodal Probabilístico

Análisis Nodal Probabilístico

En la Ingeniería de Producción, un Análisis Nodal Probabilístico es una tendencia innovadora para el cálculo de productividad de pozos activos y nuevas localizaciones exploratorias y de desarrollo de una manera realmente robusta.

Como sabemos, el Análisis Nodal Convencional (determinístico) se define como un cálculo de tipo analítico que permite realizar un pronóstico del comportamiento de todo el sistema de producción de un campo petrolero (tasas de producción y caídas de presión de todo el sistema o sólo parte del mismo). 

Con este tipo de análisis convencional, se puede detectar posibles problemas, restricciones o “cuellos de botella” dentro del sistema de producción, así como también cualquier mecanismo de mejoramiento de la eficiencia del mismo.

Cuando no se cuenta con un modelo de simulación numérica para representar el comportamiento de producción inicial en las propuestas de perforación de pozos, el ingeniero de yacimiento se apoya a través del análisis nodal para realizar estudios de productividad.

Esto es, en pocas palabras, cotejar la condición de influjo o aporte que puede dar el yacimiento (inflow) y la curva de levantamiento de fluidos (VLP) apropiada para el sistema.

Con los paquetes de programas que se encuentran en el mercado, solamente permiten establecer un resultado determinístico y, seguramente unas pocas sensibilidades para jugar con el parámetro de mayor incertidumbre asociado al análisis. Pero a pesar de las sensibilidades, el resultado seguirá siendo determinístico.

Es por ello que, realizar un estimado de productividad bajo este esquema de evaluación, sabiendo que los yacimientos no son un sistema isotrópico (pueden presentar variabilidad espacial en parámetros petrofísicos, tipos de fluidos y energía), puede resultar poco precisos y conllevando a resultados alejados de la realidad. 

Para fortalecer este tipo de análisis, el ingeniero debe auxiliarse a través de la técnica de Análisis Nodal Probabilístico, ya que permiten evaluar un amplio rango de datos y obtener varios escenarios (pesimista, más probable y optimista) al momento de evaluar la productividad de un pozo. En los siguientes secciones, se explicará las bondades de esta técnica.

Ventajas de un Análisis Nodal Probabilístico

Con este artículo no se quiere establecer alguna preferencia por algún software en particular, pero se hace referencia a Prosper.

Este software de Análisis Nodal permite conectar mediante un plugin de VBA con el software Crystal Ball, para realizar Análisis Nodal Probabilístico, a través de la simulación Monte Carlo. 

Las bondades de esta combinación de programas, es que podemos preguntarnos cosas como: 

  • ¿Qué probabilidad tenemos de obtener un pozo de “n” cantidad de barriles/día?
  • ¿Cuánto es el P10, P50 y P90 de caudal de petróleo, gas y/o cualquier otro parámetro de análisis?
  • ¿Qué variables me están impactando más en los resultados?
  • ¿Cuál es la probabilidad de tener un pozo seco? 

En la Figura 1, se puede observar la interface de la plugin de VBA en Microsoft Excel, para la conectar Prosper y Crystal Ball.

Fig. 1. Plugin de conexión entre Prosper y Crystal Ball para Análisis Nodal Probabilísticos.

Es importante que, para la construcción de un Análisis Nodal Probabilístico, es necesario tener claro una serie de conceptos de estadística básica y de teoría de probabilidades.

Para empezar, en modelos de análisis nodal probabilístico se deben tomar como parámetros probabilísticos aquellos que presentan mayor incertidumbre, ya que sensibilizar una gran cantidad de parámetros puede ocasionar que la corrida del software se ralentice.

Es importante identificar que cada parámetro o variable esté caracterizada con la curva de distribución probabilística correcta. A continuación se hace mención algunas de ellas en la Tabla 1:

Tipo de ProbabilidadDistribución de FrecuenciaEvidencia de MuestraParámetros y/o variablesFuente
ObjetivaNormal
Log-normal
AbundanteK, Phie, H, Sw, Presiones, Skin…Datos de Muestra
SubjetivaTriangular
Uniforme
EscasaPresiones, Bo, Bg, Ug…Criterio Experto
Tabla 1. Caracterización de parámetros de yacimiento mediante curvas de Dristribución Probabilísticas

Este análisis permite abrir un abanico de posibilidades que pueden ayudar a tomar una decisión al momento de evaluar la prospectividad de perforar un nuevo pozo (en el aspecto de productividad) o evaluar la oportunidad de intervención (estimulación, cañoneo, cambios de zona), en pozos ya existentes. Entre las variables que podemos sensibilizar con este plugin, tenemos:

  1. Presión de Yacimiento.
  2. Permeabilidad.
  3. Relación Gas-Petróleo.
  4. Espesor Útil.
  5. Factor Skin.
  6. Presión de Cabezal.

Las variables de salida obtenidas en el análisis son:

  1. Caudal de Líquido.
  2. Caudal de Gas.

Una de las principales ventajas de utilizar este tipo de plugin es que se pueden realizar cambios específicos para evaluar cualquier parámetro que se quiera sensibilizar, tanto de variables de entrada como de salida.

Caso Ejemplo

Como caso de estudio, se presentará un ejemplo de un pozo de petróleo. La principal premisa del modelo es que el yacimiento presenta una complejidad en la columna de fluidos (variación composicional con profundidad), por tanto, el pozo esta completado en la pierna de petróleo (oil leg).

Primeramente, se debe construir un caso base con toda la información disponible, es decir, nuestro Análisis Nodal Determinístico para efectos comparativos al momento de realizar un análisis de resultados completo.

Luego de realizar la construcción de supuestos probabilísticos, se realiza la corrida de simulación Monte Carlo a nuestro modelo de Análisis Nodal. Las predicciones (datos de salida) obtenidas son también curvas de distribución probabilísticas.

Para el caso ejemplo fueron el caudal de producción de petróleo y gas. En la Figura 2 que se muestra a continuación, se puede observar el resultado obtenido para el caudal de petróleo:

Fig. 2. Resultados de Análisis Nodal Probabilístico para el parámetro de salida caudal de petróleo Qo.

Requerimientos para un Análisis Nodal Probabilístico

Hardware (mínimo):

  1. Procesador Intel de doble núcleo.
  2. Al menos 4 GB RAM disponible.

Software:

  1. Prosper (cualquier versión con disponibilidad de Openserver).
  2. Crystal Ball.
  3. Microsoft Excel 2007 o superior.

Se debe tener conocimiento de manejo de los software Prosper y CrystalBall.

Dentro de Portal del Petróleo, en la sección de cursos, esta disponible el Curso de Análisis Nodal Probabilístico, donde puedes adquirir desde cero todos los conocimientos de esta poderosa herramienta de cálculo: manejo básico de Crystal Ball, construcción y montaje de Análisis Nodal Probabilístico, corrida, extracción de resultados crudos, análisis de resultados completo y una completa guía para la edición de plugin, para realizar análisis de acuerdo a las necesidades de cada ingeniero.

Puedes adquirir la última versión del plugin de conexión o el Curso de Análisis Nodal Probabilístico (que ya incluye este plugin descargable) en los siguientes enlaces:


Si te ha gustado este artículo y sientes que aporta valor, te invitamos a compartirlo en tus redes sociales preferidas, así nos ayudas a difundir información a todo a quien pueda interesar. Si tienes alguna dudacomentario o sugerencia, puedes dejarlo abajo en la sección de comentarios. ¡Nos interesa tu opinión!

Acerca de Marcelo Madrid

Ingeniero de Petróleo graduado en la Universidad de Oriente (Venezuela) en el año 2007. Cuento con 15 años de experiencia en la industria petrolera, principalmente en el área de Ingeniería de Yacimiento y Geología: Desarrollo y Estudios Integrados. Editor principal de portaldelpetroleo.com.

Ver todas las entradas de Marcelo Madrid →

2 comentarios en «Análisis Nodal Probabilístico»

  1. Hola Marcelo tengo duda que bases teoricas utilizas para las dirententes distribuciones de probabilidad. ej. para porosidad, espesores, area….. como yo puedo saber que tipo de distribucion de probabilidad utilizar.

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *