Recrean con simulador virtual yacimientos para extracción de crudo

Por medio de estrategias numéricas y cómputo de alto desempeño, el Centro de Investigación en Matemáticas (Cimat) colabora en el desarrollo de un laboratorio virtual como herramienta de decisión para la producción de petróleo en yacimientos del Golfo de México.

Este trabajo que se lleva a cabo de manera conjunta con el Instituto Mexicano del Petróleo (IMP) y el Instituto de Geofísica de la Universidad Nacional Autónoma de México, es una herramienta que pretende simular la recuperación mejorada de petróleo.

Los doctores Miguel Ángel Moreles Vázquez y Salvador Botello Rionda son los responsables del proyecto de investigación en el Cimat. Al respecto, el primero indicó que la recuperación mejorada es ya una práctica generalizada, por ejemplo, la inyección alternada de  agua y gas en el yacimiento.

Dijo que para llegar a la simulación virtual, hay que proponer los modelos matemáticos y métodos computacionales de solución. En este caso el fenómeno de estudio es el flujo multifásico en medios porosos. El modelo se lleva a cabo por medio de ecuaciones diferenciales parciales; y los métodos computacionales utilizan diversas técnicas del análisis numérico.

Este trabajo se realiza para  resolver un problema que enfrenta Pemex con respecto a la extracción del hidrocarburo, por lo que en la primera convocatoria Conacyt-Sener-Hidrocarburos se planteó como proyecto el desarrollo de simuladores numéricos a escala de zona de yacimiento bajo condiciones geofísicas y petrofísicas determinadas, y la propuesta sometida por  el IMP, el Cimat y el Instituto de Geofísica de la UNAM fue aprobada.

Cabe señalar que existen simuladores comerciales de carácter general y su aplicabilidad a las propiedades de los yacimientos mexicanos es limitada, ya que éstos son naturalmente fracturados carbonatados y vugulares, características que precisan  técnicas más especificas.

El doctor Botello Rionda explicó que los modelos computacionales en desarrollo darán lugar a un sistema que permitirá estudiar el desempeño de la recuperación mejorada en los yacimientos en tiempo real.

“Con estos modelos identificamos las mejores condiciones para la extracción de petróleo en el país, con el fin de obtener el máximo beneficio”, explicó el doctor Salvador Botello.

El problema computacional es de gran escala y se requiere de cómputo en paralelo, el cual se refiere a unir varias computadoras para resolver un problema; por ejemplo -indicó el doctor Botello Rionda-, una “fracción” del problema  se introduce en cada máquina, y éstas trabajan al mismo tiempo, por lo que no es necesario esperar a solucionar una fracción y después programarle otra operación.

De hecho –detalló-, en el Cimat crearon un clúster con 200 unidades de procesamientos; “partimos los problemas en trozos, cada máquina resuelve una parte y nos manda la solución para ser procesada en el nodo principal. Los modelos numéricos  que se utilizan para la simulación de la extracción mejorada de petróleo están concebidos para que puedan adaptarse a sistemas de cómputo paralelo”, explicó.

Los especialistas indicaron que bajo estos sistemas podrán ver y determinar cuáles serán los beneficios de la extracción secundaria en yacimientos mexicanos, si es posible ampliar la producción del hidrocarburo, además  de conocer si el costo de la extracción es viable.

Al término de tres años, este proyecto generará un prototipo que podrá ser utilizado por Pemex para la generación de escenarios de extracción de petróleo en yacimientos mexicanos. Por parte del Cimat, ha sido importante mostrar qué líneas de investigación que se cultivan en el centro, métodos numéricos y cómputo paralelo, son de gran aplicación en el desarrollo tecnológico.

Luego de diversos estudios, los especialistas del Cimat coinciden en que el petróleo  por  terminarse es el de fácil extracción, el ligero; mientras el que se extrae con recuperación mejorada es todavía un porcentaje significativo de las reservas.

Sin embargo, la inversión  es  mayor en todo sentido. La simulación virtual deberá ser parte del proceso con el fin de coadyuvar en la toma de decisiones, mejor informadas y con sustento científico.