Algoritmo evolutivo

Un Algoritmo Evolutivo para la Optimización del Método de Explotación de Petróleo con Levantamiento Artificial Por Gas.
Ing. Aldeinda Pérez, Dr. Eliezer Colina, Dr. César Bravo.

ULA - PDVSA


Resumen: En este artículo se presenta un algoritmo evolutivo de objetivos múltiples para la optimización de la producción de crudo en los campospetroleros, que operan bajo el método de levantamiento artificial por gas (LAG). El método consiste en inyectar gas de alta presión en el fondo de los pozos para aligerar la columna fluido que pasa a través de la tubería de producción. Se utilizaron redes neuronales artificiales multicapa para el modelado independiente de la superficie de rendimiento de cada uno de los pozos que conforman elsistema en estudio, posteriormente se elaboró un modelo de optimización que depende de la tasa de inyección de gas y de la tasa de producción obtenida. Aplicando algoritmos evolutivos se pretende resolver el modelo de optimización y obtener una apropiada distribución del gas disponible para inyección. El resultado obtenido es una matriz de datos, en las que se encuentranidentificados los valores adecuados de inyección de gas y sus respectivas tasas de producción para cada uno de los pozos en estudio. La eficiencia del algoritmo evolutivo propuesto es ilustrada a través de simulaciones computacionales, en las que se evidencia su buen desempeño en la solución de problemas de objetivos múltiples, lo que favorece manejo de contingencias mediante lasimulación de escenarios diversos dentro del lazo de producción.

Palabras clave: Optimización, Optimización Multi-objetivo, Levantamiento Artificial por
Gas, Tasa de Inyección de Gas, Algoritmos Evolutivos.





1. INTRODUCCIÓN

En la industria petrolera venezolana, la necesidad de optimizar complejas operaciones, como la producción de hidrocarburos, es frecuente debido ala importancia de garantizar la eficiencia y efectividad de las mismas. El Levantamiento Artificial por Gas (LAG), es uno de los métodos de producción más utilizados en la actualidad y el problema de optimar la producción de crudo asistida por este mecanismo no es un tema nuevo, a través de los años se han implementado diferentes metodologías para resolver este tipo de problemas.La optimización de sistemas de levantamiento artificial con gas, consiste en la obtención del mayor caudal de petróleo con relación al gas inyectado. En base a esta definición, en un pozo la tasa de líquido es una variable observada para controlar la tasa de inyección requerida en el proceso de levantamiento, con la restricción de
que el gas disponible para inyección es un recursolimitado.

Las fluctuaciones del gas de inyección disponible son comunes debido al mantenimiento de compresores, fugas de las líneas de gas, líquidos en las líneas, inestabilidad en las líneas de gas, y otras demandas en el gas disponible. Estas fluctuaciones en el gas de levantamiento, producen un cambio en la distribución del gas, por cuanto los pozos no producirán adecuadamente si el gas noes inyectado en la tasa precisa, esto significa que el ingeniero de producción se enfrenta constantemente con la necesidad de reajustar la tasa de gas de todos los pozos en un sistema asistido mediante LAG.

Los cálculos de estos reajustes son un problema combinatorio de distribución de recursos que depende directamente de la curva de rendimiento del pozo. Las curvas de rendimientoson modelos de los pozos que permiten estimar la tasa de
producción dada una tasa de inyección específica. La respuesta inmediata y la efectiva distribución de los recursos permiten a los ingenieros de optimización la toma de decisiones confiables y oportunas mejorando los tiempos de respuesta y evitando pérdidas en la producción.

El problema de inyección de gas a los pozos que...