Caracterización dinámica de yacimientos petroleros heterogéneos mediante pruebas de trazadores

Abstract

Este trabajo propone una solución al problema inverso del flujo de trazadores en yacimientos fracturados, investigando la sensibilidad de los resultados a los parámetros principales que describen el flujo en estos sistemas. La metodología presentada es aplicable a la interpretación de pruebas de trazadores en yacimientos fracturados, permitiendo la estimación de parámetros clave de la fractura y la matriz, tales como difusividad, permeabilidad de la fractura y porosidad de la matriz. Los modelos considerados incluyen flujo radial en un modelo 2D. Para abordar este problema, se utilizó un modelo de transporte de solutos en medios heterogéneos basado en un sistema de advección-dispersión, acoplado a un modelo de flujo de doble porosidad. La solución del modelo matemático se realizó mediante esquemas numéricos de diferencias finitas, junto la implementación de algoritmos de optimización utilizando el software Matlab, destacando su accesibilidad y robustez en la aplicación de algoritmos de optimización global. A partir de la solución numérica y la definición de los parámetros del modelo, se generaron datos sintéticos de concentración de trazador, simulando una prueba de trazadores para evaluar la sensibilidad de cada parámetro respecto a la función objetivo. Posteriormente, se resolvió el problema inverso mediante algoritmos de optimización, recuperando los parámetros utilizados en los datos sintéticos, ajustando la producción histórica de trazador y obteniendo las propiedades petrofísicas del yacimiento para caracterizar dinámicamente su comportamiento en ambientes heterogéneos. La metodología propuesta ofrece una alternativa práctica para la determinación de los parámetros que controlan la dispersión y el flujo en yacimientos naturalmente fracturados.

This work proposes a solution to the inverse problem of tracer flow in fractured reservoirs, investigating the sensitivity of the results to the main parameters that describe the flow in these systems. The presented methodology is applicable to the interpretation of tracer tests in fractured reservoirs, allowing the estimation of key fracture and matrix parameters, such as diffusivity, fracture permeability and matrix porosity. The considered models include radial flow in a 2D model. To address this problem, a solute transport model in heterogeneous media based on an advection-dispersion system, coupled to a dual-porosity flow model was used. The solution of the mathematical model was performed using numerical finite difference schemes, together with the implementation of optimization algorithms using Matlab software, highlighting its accessibility and robustness in the application of global optimization algorithms. From the numerical solution and the definition of the model parameters, synthetic tracer concentration data were generated, simulating a tracer test to evaluate the sensitivity of each parameter with respect to the objective function. Subsequently, the inverse problem was solved using optimization algorithms, recovering the parameters used in the synthetic data, adjusting the historical tracer production, and obtaining the petrophysical properties of the reservoir to dynamically characterize its behavior in heterogeneous environments. The proposed methodology offers a practical alternative for determining the parameters that control dispersion and flow in naturally fractured reservoirs.