Estimación de Parámetros de Yacimientos

Ene 15, 2026

Estimación de Parámetros de Yacimientos

El presente trabajo, describe las técnicas matemáticas de promedios e interpolación utilizadas principalmente en la caracterización de yacimientos de hidrocarburos.

Rolando García Lugo

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Abstracto

El presente trabajo, describe las técnicas matemáticas de promedios e interpolación utilizadas principalmente en la caracterización de yacimientos de hidrocarburos. Debido a la imposibilidad de realizar mediciones directas y exhaustivas en el subsuelo, se recurre a datos indirectos (sísmicos, registros de resistividad, densidad y núcleos) que requieren interpretación y generan incertidumbre. Se enfatiza la importancia de los métodos de promedios —aritmético, geométrico, armónico, ponderado y recortado— para estimar propiedades críticas como porosidad, permeabilidad, presión y saturación, destacando cómo la elección del promedio impacta en la representatividad de los resultados y en cálculos derivados como la tasa de producción. Asimismo, se analizan métodos de interpolación (Lineal, Polígono, Distancia Inversa Ponderada, Triangulación y Delaunay) aplicados a zonas no muestreadas, reconociendo sus limitaciones frente a la heterogeneidad y anisotropía de los yacimientos. El documento concluye que tanto los promedios como la interpolación constituyen herramientas fundamentales, aunque simplificadas, que deben complementarse con enfoques probabilísticos y geoestadísticos para reducir la propagación de errores y mejorar tanto los análisis económicos, como la estimación de reservas bajo escenarios pesimista, más probable y optimista.

Objetivo

Analizar cómo se estiman parámetros fundamentales de los yacimientos tales como porosidad, saturación, espesor, presión, temperatura y permeabilidad, mediante métodos de promedios e interpolación, destacando las aplicaciones y limitaciones de estos métodos. Examinar las técnicas fundamentales para caracterizar yacimientos de hidrocarburos, debido a que no es posible realizar mediciones masivas. Enfatizar que el desafío de la geociencia es la caracterización del subsuelo a partir de mediciones indirectas. Las propiedades críticas antes mencionadas se obtienen mediante interpretaciones de datos indirectos, como registros sísmicos, radioactivos o de resistividad, lo que introduce incertidumbres desde el inicio. Alertar que la fuente de posibles errores proviene del uso de datos dispersos porque no es viable medir cada unidad del yacimiento y por la tanto se debe usar un conjunto limitado de datos para representar toda la acumulación mediante promedios e interpolación.

Importancia de la Caracterización de Yacimientos

La caracterización de yacimientos depende de mediciones indirectas y transformaciones interpretativas. Las mediciones sísmicas, de resistividad y de densidad se transforman en propiedades básicas de roca y fluido para ser usadas en cálculos de volúmenes y predicciones de producción. Por otro lado, la estimación de propiedades enfrenta desafíos debido a la incertidumbre en el muestreo y la medición en sí misma. Esto lleva a la necesidad de utilizar métodos exhaustivos mediante promedios e interpolación para representar datos dispersos en yacimientos complejos.

Heterogeneidad y Anisotropía en Yacimientos

Los yacimientos presentan variaciones espaciales significativas en sus propiedades. La anisotropía de la permeabilidad implica que los valores cambian según la dirección de flujo. La variabilidad en propiedades de roca-fluido como presión, saturación, espesor, permeabilidad y porosidad es común en yacimientos. La porosidad y permeabilidad pueden variar lateral y verticalmente entre diferentes regiones del yacimiento. Por lo tanto, se utilizan promedios ponderados por espesor o área para caracterizar estas propiedades promedio, sin embargo, la heterogeneidad puede afectar significativamente la estimación de parámetros clave.

Se debe reconocer las incertidumbres en las mediciones de propiedades tanto en campo como en laboratorio. Las mediciones de laboratorio están sujetas a incertidumbre por contaminación de fluidos, alteración de núcleos, sesgo de muestreo, muestreos incompletos, errores humanos y variabilidad natural. En campo, puede haber muestreo inadecuado para análisis PVT, recuperación incompleta de un núcleo y modificación durante la manipulación que pueden alterar las mediciones.

Adicionalmente la variabilidad de la permeabilidad en el yacimiento es mayor que la de la porosidad, por lo tanto permeabilidad requiere un mayor número de mediciones. La permeabilidad es especialmente difícil de promediar porque es anisotrópica (varía según la dirección de la medición) y un método de promediar incorrecto puede alterar significativamente los cálculos de producción. Una variación en la permeabilidad promedio de 176 md a 419 md podría escalar la predicción de tasa de producción de 1000 a 2400 bnpd.

Estimación de Propiedades

Para estimar propiedades de yacimiento se usan algunos métodos principales para obtener valores en yacimientos heterogéneos, como la Media Aritmética: sencilla, pero puede sobreestimar resultados en sistemas heterogéneos. La Media Geométrica: adecuada para propiedades multiplicativas como la permeabilidad. La Media Armónica: útil en tasas y velocidades, da el valor más bajo. A fin de reducir la simplificación que se hace al promediar, se utilizan opciones como la Media Recortada, como una manera de eliminar un porcentaje de valores extremos para reducir la sensibilidad a esos valores. Es decir, la Media Recortada: elimina valores extremos para reducir sesgos. La Media Ponderada: incorpora pesos (espesor, área, volumen), más representativa en sistemas complejos. En otras palabras cuando los valores no tienen el mismo peso o importancia, se usan promedios ponderados para establecer una propiedad equivalente. La media ponderada permite asignar diferentes niveles de importancia a cada valor y es útil en análisis complejos donde la importancia de los valores varía. Una permeabilidad promedio ponderada por espesor se ajusta según el espesor efectivo del medio poroso o una presión promedio ponderada por un área específica.

Para seleccionar la media adecuada se debe verificar la naturaleza de los datos y su relación, además de considerar la importancia de cada valor en el contexto del análisis. La elección de la media impacta directamente en la representatividad de los resultados.

Importancia de la selección la media adecuada

Los promedios son fundamentales para la interpretación de datos complejos en las geociencias. Los promedios simples no son adecuados cuando hay diferencias significativas entre valores o cuando se requiere calcular valores en ubicaciones sin datos. La elección del método de promedio de un parámetro, afecta el cálculo de parámetros derivados. Para compensar la estimación de propiedades por promedios simples, se requiere el uso de análisis más complejos como los probabilísticos y geoestadísticos para abordar la incertidumbre en las estimaciones.

Estimación de Propiedades en Zonas sin Datos o No Muestreadas

Existen diversos métodos básicos de interpolación que se utilizan para estimar valores en ubicaciones no muestreadas. Los métodos incluyen Interpolación Lineal, Polígono, Distancia Inversa, Cuadrado de la Distancia Inversa, Triangulación y Triangulación de Delaunay.

La interpolación lineal se utiliza para estimar valores intermedios entre dos puntos conocidos en una función, asumiendo que la relación entre ellos es lineal, es un método simple y eficiente, sin embargo, solo proporciona una buena aproximación cuando los cambios entre los puntos son verdaderamente lineales. El Método del Polígono: asigna valores a áreas delimitadas por puntos de muestreo, indica que el valor de un punto desconocido se define por el valor más cercano, La interpolación de Distancia Inversa Ponderada (IDW): estima valores según la proximidad de los datos, asigna pesos a los datos medidos basándose en la proximidad, donde los valores más cercanos tienen mayor influencia. La Triangulación genera superficies continuas a partir de datos dispersos, permite ajustar un plano a través de tres muestras cercanas, facilitando la estimación de valores regionalizados. Estos métodos permiten estimar valores en zonas no muestreadas, aunque simplifican la complejidad geológica, sin embargo, son la base para comprender métodos más complejos como la geoestadística.

Limitaciones de los Métodos de Interpolación y Desafíos

Los métodos determinísticos no capturan completamente la variabilidad geológica y una incertidumbre en la estimación de un parámetro puede impactar decisiones económicas y técnicas. Los métodos de interpolación presentan limitaciones que pueden afectar la precisión de las estimaciones. La ponderación puede ser subjetiva y la fiabilidad de las estimaciones es a menudo incierta. La aplicabilidad de los métodos varía significativamente según las características del yacimiento. Por lo tanto se requiere soporte como el análisis probabilístico y la geoestadística que mejora la precisión al modelar la autocorrelación espacial y las relaciones estadísticas entre los datos.

En resumen, los promedios y la interpolación pueden generar una propagación de incertidumbre porque los errores en los promedios iniciales o en los procesos de interpolación se trasladarán a cálculos derivados como la tasa de producción y movimiento de fluidos. Por ello debido a que no existe una respuesta única y definitiva, los análisis económicos subsecuentes contemplan generalmente tres escenarios de reservas: pesimista, más probable y optimista.

Conclusiones sobre Promedios e Interpolación

La elección del método de promedio y la interpolación son cruciales para la evaluación de yacimientos
Los promedios ayudan a simplificar y analizar datos complejos, pero son sensibles a valores atípicos
Se deben considerar enfoques probabilísticos para abordar la incertidumbre en las estimaciones
La interpolación debe basarse en métodos adecuados para garantizar la precisión en la estimación de parámetros críticos como la presión y la permeabilidad
La caracterización de yacimientos requiere comprender y aplicar métodos para obtener el promedio e interpolación, seleccionar el tipo de media más adecuada según el parámetro y la naturaleza del yacimiento, así como reconocer las limitaciones inherentes y la incertidumbre asociada
Los métodos básicos de promediar e interpolar son la base para técnicas más avanzadas de geoestadística y evaluación probabilística que derivan en estudios de yacimientos, estimación de reservas y análisis técnico-económico

Referencias