Factibilidad técnico-económica de implementación de un sensor virtual de producción en pozos de un campo del Valle Medio del Magdalena colombiano

Giovanny Vizcaya-Cedeño, F. Calvete-González, Giovanni Morales-Medina
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Abstract

En la consecución de las metas corporativas, los profesionales de producción requieren datos actualizados de los desempeños de los pozos petroleros, identificando aquellos que demandan mantenimientos correctivos. Sin embargo, los costos de implementación de sensores físicos restringen el acceso a la información en tiempo real. Alternativamente, los sensores virtuales (SV) se presentan como una opción de bajo costo, que pueden predecir datos de producción, con base en los procedimientos inmersos en una red neuronal artificial (RNA). El presente documento desarrolla un análisis de viabilidad técnico-económico de la implementación de un SV de producción en pozos con sistema de levantamiento por Cavidades Progresivas (PCP) de un campo del Valle Medio del Magdalena colombiano (VMM). Para esto, datos históricos con 15 variables fueron utilizados en el entrenamiento y la validación de diferentes arquitecturas de RNA, por medio de los códigos de la librería Neuralnet del programa de uso libre R. Posteriormente, el documento desarrolla una evaluación del impacto económico que tendría la implementación del SV de flujo en pozos del campo del VMM. Según los resultados, la RNA con capa interna de 23 neuronas y función de activación logística sigmoidal reportó los mejores desempeños de predicción, con errores de predicción de ± 9,6 al 95 % de confianza. Por otra parte, la aplicación de un SV basado en la RNA para los pozos con PCP para el campo del VMM, conllevaría a un beneficio económico favorable, con un valor presente neto de $ 25,6 MMusd, para un flujo de caja de 10 años.
在哥伦比亚中马格达莱纳河谷一个油田的油井中安装虚拟生产传感器的技术和经济可行性。
为了实现企业目标,生产专业人员需要油井性能的最新数据,以确定哪些油井需要纠正维护。然而,部署物理传感器的成本限制了实时信息的获取。另外,虚拟传感器(VS)是一种低成本的选择,可以根据嵌入人工神经网络(ANN)的程序预测生产数据。本文对在哥伦比亚中马格达莱纳河谷(VMM)的一个油田中采用渐进空腔生产(PCP)技术的油井中实施生产 SV 的技术经济可行性进行了分析。为此,通过使用开源软件 R 的 Neuralnet 库代码,使用包含 15 个变量的历史数据对不同的 ANN 架构进行了训练和验证。结果显示,具有 23 个神经元内层和 sigmoidal logistic 激活函数的 ANN 预测效果最佳,在 95% 置信度下的预测误差为 ± 9.6。此外,对 VMM 油田的 PCP 井应用基于方差网络的 SV 将带来有利的经济效益,10 年现金流的净现值为 2560 万美元。
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