A esto me dedico... 0^0

¡Hola amigos Steemians, les deseo un grandioso día!.

Hoy les voy a contar un poco sobre lo que me ocupa durante las horas en las que estoy en la oficina, esa parte de mi vida que consume una porción importantísima de mi tiempo y a la que me he dedicado con mucha pasión.

De profesión soy Ingeniero de Petróleo, durante los ya casi 15 años de mi vida laboral, he tenido la fortuna de desarrollarme (dentro de la misma empresa) en varias áreas: Ingeniero de Yacimientos, de Reservas, de Planes de Explotación, e inclusive estuve en el equipo de Administración de Personal durante unos 2 años (por una maestría que tengo en el área de Recursos Humanos). Más, actualmente, soy Geoestadista, lo que quiere decir que me dedico a generar modelos geológicos 3D con relleno geoestadístico, y les voy a contar muy por encima de qué se trata.

Lo de muy por encima es cierto; mi meta es que se entienda la idea claramente y todos tengan noción del concepto.

Empecemos con la teoría, Matheron fue el padre de la geoestadística, en los años 60 formalizó matemáticamente las técnicas desarrolladas por Krige en los años 40, para predecir la presencia de oro en las minas de Sudáfrica. De acuerdo a Matheron (1962) la geoestadística es "la aplicación del formalismo de las funciones aleatorias al reconocimiento y estimación de fenómenos naturales".

Ups, perdón, esto sonó un poco complejo : )

Lo que me gustaría que les quedara del párrafo anterior, a manera de cultura general, es lo que está en negritas.

En palabras más sencillas, el geomodelado 3D, no es más que utilizar un conjunto de métodos matemáticos e informáticos, para modelar la topología, geometría y propiedades de los objetos geológicos de forma integrada, utilizando todo tipo de datos que estén relacionados con estos objetos. Con información como la que está a la izquierda de la imagen, se puede obtener el modelo 3D que está a la derecha.

Tranquilos, ya verán de qué se trata...

En la industria petrolera, el interés principal es encontrar hidrocarburos (petróleo o gas), así que en este caso se modelan yacimientos (trampas que acumulan hidrocarburos en el subsuelo).

Los datos relacionados, con los que se construirá el modelo, mallado o grid 3D, entonces serían:

Pozos y sus marcadores.

Lo que observan en esta imagen son los pozos que atraviesan un yacimiento de petróleo que está a unos 1500 pies de profundidad vertical. La torrecita amarilla que ven, está en la superficie del terreno donde fue perforado el pozo, es su punto de partida, la línea roja es la trayectoria del pozo y los círculos color ocre y naranja es la profundidad a la que cada uno de esos pozo encontró el tope (límite superior) y la base (límite inferior) del yacimiento en estudio.

Modelo estructural

Del modelo estructural usamos básicamente los contornos estructurales y las interpretaciones de fallas geológicas.

Los contornos estructurales son esas líneas ocre que incorporé en la figura y en ellos están representados los valores de profundidad de esa área, cada línea une puntos de igual valor. Se construyen a partir de las profundidades encontradas en pozos, y su sentido geológico viene dado por la sísmica interpretada del área (si existe), mapas de ambiente, el marco estructural regional...

En pocas palabras, la forma de esas líneas las define nuestro amigo el geólogo con una serie de datos de los que dispone para tal fin.

Las fallas geológicas son los desplazamientos de la corteza terrestre, generalmente asociados a fuerzas tectónicas. Para este caso se utilizaron las líneas centrales que representan las trazas de las fallas de esa zona. En la imagen son las trazas de color rojo. Ellas también se identifican a través de la información de pozos, sísmica y marco estructural regional.

Modelo petrofísico

A partir de una serie de curvas provenientes de registros eléctricos corridos en el hoyo, mayormente durante la perforación, y en algunos casos de información de núcleos, que son cortes de roca extraídas del subsuelo, a la profundidad y región de interés; el petrofísico logra describir la litología del yacimiento. Esto nos permite conocer, en cada pozo, qué fracción es arena reservorio (con capacidad de almacenar hodrocarburos), cúal es sello ( parte no contenedora de crudos). Además, también puede establecer cúales tienen las mejores propiedades para almacenar (porosidad) y dejar fluir los hidrocarburos (permeabilidad) y cúales tienen las peores.

Lo que se visualiza en la imagen que sigue es un pozo, sólo con dos de sus registros, a manera de ejemplo: el de facies y el de porosidad. El de facies es el de color amarillo (representa la arena) y verde (representa el sello), mientras que el de porosidad es la línea curva contínua de color azul, las zonas de mayor porosidad son arena, mientras que la de menor porosidad son sello. El sello NO permite que el hidrocarburo pase a través de él.

Oh oh, creo que me estoy extendiendo mucho, a resumir... aún más.

Ahora bién, ¿cúal es el problema?. Simplemente que se tiene información precisa de la zona que atraviesan los pozos y se requiere conocer, para este caso, qué se puede encontrar en toda la región que no tiene pozos. Si se fijan en la figura que sigue, la mayor parte de esa trampa (dentro del recuadro) no dispone de datos. Y dentro de un yacimiento la heterogeneidad es tal, que puedes perforar un pozo al lado de otro y uno puede estar dentro de la facie arenosa del yacimiento con muy buenas propiedades y el otro puede estar fuera de ese canal de arena y encontrarse en una zona de muy malas propiedades.

¿La solución? Bien, todos los datos disponibles se ingresan en un software (hay varios de ellos) diseñado para integrarlos, propagarlos y estadísticamente obtener un modelo con la mayor certidumbre posible. La idea es procurar minimizar el error a la hora de perforar pozos y establecer el plan de explotación de yacimientos, y su importancia, obviamente, está ligada a los costos asociados.

Flujo de trabajo básico para generar un modelo geológico 3D

En primera instancia se realiza el control de calidad de la información recopilada: Modelo Estructural (contornos estructurales y polígonos de fallas de los horizontes a modelar), Modelo Petrofísico (registros de pozos del área), Modelo Estratigráfico (marcadores estratigráficos), Modelo Sedimentológico (mapas de ambiente e isópacos), Modelo de Distribución de Fluidos (envolventes de yacimiento de la trampa a estudiar); así como de la información de las completaciones de producción.

Se trabaja entonces en la generación de las superficies de fallas 3D a partir de las líneas centrales de fallas, interpretadas para los topes de las arenas de interés. El resultado es algo como lo que se observa en la siguiente figura.

Ahora, para modelar los horizontes estructurales (caras externas, necesarias para generar la malla geocelular), se integran en el software los contornos estructurales de cada uno de los horizontes, los marcadores estratigráficos de los pozos y las superficies de las fallas 3D, logrando construir espacialmente superficies que honran los datos de entrada. En la siguiente figura está el resultado de esta etapa del proyecto.

Seguidamente se trabaja en la definición y construcción de una malla tridimensional a partir del modelo estructural 3D generado, que debe ser representativa del modelo geológico preconcebido. En este caso se usó el método de pilares, que consiste en asociar las superficies tope y base, para establecer su correcta conexión, y luego construir pilares que guiarán la distribución de las celdas.

Superficies asociadas

En la imagen que sigue los pilares son las líneas de color azul.

Superficies unidas mediante pilares

Después de esto, como por arte de magia se obtiene un hermoso grid o mallado geológico 3D.

Pero este grid aún no tiene propagadas las propiedades petrofísicas de los pozos que lo atraviesan, para esto se sigue otro flujo de trabajo, con varios métodos estadísticos a elegir, de acuerdo al tipo de datos.

Tranquilos, que la parte numérica no es material para esta publicación.

Luego de varias sensibilidades buscando el mejor ajuste, se obtienen modelos de porosidad, de permeabilidad, de saturación de agua, de tipo de roca y de cualquier otra propiedad que se desee y que los datos permitan obtener. Entonces, ya la información de los pozos que atraviesan unas muy pocas celdas, se encuentra propagada con criterio, en toda el área de interés y en este caso luce como se aprecia en la siguiente imagen.

Este insumo es luego utilizado por el Ingeniero de Simulación Numérica, para establecer el plan de explotación del yacimiento, con el propósito de que sea óptimo y económicamente rentable.

Bueno, creo que es suficiente por hoy, quizás me pasé un poquito.

Amigos, gracias por acompañarme hasta aquí en el tema de hoy, sé que no es tan sencillo, pero deseo de corazón que al menos les haya quedado la noción de lo que se trata.

Nota: Todas las imágenes son de mi autoría, y a excepción del concepto de Matheron que cito, todo el contenido de esta publicación emergió de mi cabeza.