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Aplicaciones de la Matemática Computacional a la Industria del Petróleo

El próximo 10 de septiembre, a las 11:30 am en la sede de IMDEA Matemáticas se celebrará el seminario: “Simulaciones Numéricas en la industria del petróleo utilizando elementos finitos hp”.  Será impartido por el profesor David Pardo de la Universidad de Texas en Austin, EEUU. Con el objeto del mismo, el profesor David Pardo ha elaborado el siguiente post:

El petróleo tiene gran influencia en nuestra vida cotidiana, ya que es utilizado entre otras cosas para el funcionamiento de coches, barcos y aviones, para generar electricidad, para la manufacturación de ciertos plásticos, fibras sintéticas, detergentes, medicinas, etc.  Debido a su alto coste, condiciona la vida política de muchos países. En los últimos años, el precio del petróleo se ha incrementado considerablemente, en gran parte, debido a su escasez y a la dificultad para extraer petróleo del subsuelo.

Para poder extraer petróleo, primero es necesario localizar e identificar las zonas del subsuelo ricas en hidrocarburos (petróleo y gas). Para ello, se utilizan herramientas de prospección con un valor aproximado de entre 75.000 y 500.000 euros cada una. Estas herramientas se introducen (en pozos perforados, estando el coste medio de la perforación en alrededor de 10-15 millones de euros. En muchas ocasiones el resultado de estas prospecciones es negativo, y la inversión económica realizada durante la perforación e inspección del pozo no se recupera.  

Para abaratar estos costos, así como para mejorar la identificación de hidrocarburos en el subsuelo, se utilizan simulaciones numéricas avanzadas que permiten estimar con mayor certeza la cantidad y ubicación de hidrocarburos. Además, estas simulaciones numéricas se utilizan tanto para mejorar el diseño de las herramientas de prospección, como para interpretar correctamente los resultados obtenidos con dichas herramientas.

En la Universidad de Texas en Austin, hemos desarrollado simuladores avanzados de herramientas de prospección, tanto de tipo electromagnético como sónico. Estos simuladores son utilizados en la actualidad por diversas compañías petrolíferas, incluyendo SHELL y Baker-Hughes. Dichos simuladores incorporan métodos numéricos matemáticos de diversa índole, tanto de integración, como de aproximación numérica, así como de aproximación de ecuaciones en derivadas parciales. Específicamente, nuestros simuladores para yacimientos petrolíferos  utilizan un método de refinamientos automáticos basado en el método de los elementos finitos (MEF) que produce un mallado óptimo simultáneamente en h y en p, donde h indica el tamaño del elemento finito, mientras que p indica el orden de aproximación polinomial. Basado en esta estrategia de refinamientos automáticos, el objetivo final de nuestros simuladores multidimensionales (1, 2, y 3 dimensiones) es resolver problemas multi-físicos de inversión en ordenadores con cientos (o miles) de procesadores. En estos problemas, tenemos múltiples mediciones correspondientes a distintas físicas, y queremos obtener una estimación de las propiedades de los materiales que componen el yacimiento. En particular, estamos interesados en utilizar las mediciones sónicas, electromagnéticas, nucleares y de dinámica de fluidos, entre otras, obtenidas con herramientas de prospección para estimar la cantidad y localización de hidrocarburos (petróleo y gas) existentes en un yacimiento petrolífero.

En la actualidad, estamos mejorando las técnicas utilizadas por nuestros simuladores, y estamos extendiendo su campo de aplicabilidad. Asimismo, estamos desarrollando nuevos simuladores basados en dinámica de fluidos, con el objetivo de poder monitorear el estado del yacimiento a la vez que extraemos hidrocarburos del subsuelo. También estamos estudiando la posibilidad de incorporar un simulador adicional que estime la presión mecánica a la que están sometidas las herramientas de prospección y extracción de hidrocarburos para evitar la rotura de las mismas, lo que genera grandes gastos económicos.

En definitiva, el uso de métodos numéricos avanzados para simular yacimientos petrolíferos abarata los costos y mejora la productividad del yacimiento.

David Pardo Zubiaur
Petroleum & Geosystems Engineering
Universidad de Texas, EEUU
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David Pardo Zubiaur impartirá un seminario sobre su trabajo el día 10 de septiembre de 2007 a las 11.30 hrs en la Fundación Imdea Matemáticas.

Fundación Imdea Matemáticas
Módulo C-IX 3ª planta
Facultad de Ciencias
Universidad Autónoma
28049 Madrid

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Comentarios

me gustaria contar con material suficiente para enseñarles a mis alumnos este tipo de practica.

me gustaria contar con ustedes para ver si me pudieran facilitar material. gracias

me gustaria saber mas sobre la aplicacin de las derivads en la indusria de la construccion ….todo lo que puedan…gracias.

Agradecería enviar información de la aplicación de las derivadas en el área de la construcción

quisiera conocer un poco mas sobre la aplicabilidad de las matematicas sobre los temas de perforacion en el manejo del petroleo

tengo un trabajo ungente y no encuentro mucho me gustaria saber mas sobre la aplicacin de las derivads en la indusria de la construccion ….todo lo que puedan…gracias.

me gustaria saber mas de las matematicas en la industria metalmecanica gracias

kiero saber las aplicaciones de fuerza,estatica,trabajo,dianamica,cinematica,energia o potencia xfa lo necesito hasta antes del miercoles…..gracias

Soy profesor investigador en la Seccion de Estudios de Posgrado e Investigacion de la Escuela superior de Ingenieria Mecanica y Electrica del Instituto Politecnica nacional,Y sustento las catefras del metodo del Elemento Finito y del Elemento Frontera con aplicaciones a la solucion de los problemas de Ingenieria.Por esta razon estoy interesado en el campo de las matematicas computacionales en la industria del petroleo.Mi pagina es la siguiente:www.grupoimcnet.com que puede ser consultada en la RED de Google.Sin mas por el momento espero su contestacion con el deseo de poder establecer un voinculo con su grupo de investigacion.Atentamente Dr.Jose Angel ortega.

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