Difusión Fraccionaria y la Integral de Convolución an Análisis de ...
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<strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> en pruebas <strong>de</strong> pozo <strong>Análisis</strong> Numerico para núcleos <strong>de</strong>crecientes a cero Ecuación <strong>de</strong> flujo monofásico e<br />
<strong>Difusión</strong> <strong>Fraccionaria</strong> y <strong>la</strong> <strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong><br />
<strong>an</strong> <strong>Análisis</strong> <strong>de</strong> Pruebas <strong>de</strong> Pozo<br />
Miguel Ángel Moreles Vázquez CIMAT<br />
Miguel Ángel Moreles Vázquez<br />
CIMAT<br />
<strong>Difusión</strong> <strong>Fraccionaria</strong> y <strong>la</strong> <strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> <strong>an</strong> <strong>Análisis</strong> <strong>de</strong> Pruebas <strong>de</strong> Pozo
<strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> en pruebas <strong>de</strong> pozo <strong>Análisis</strong> Numerico para núcleos <strong>de</strong>crecientes a cero Ecuación <strong>de</strong> flujo monofásico e<br />
CONTENIDO<br />
1 <strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> en pruebas <strong>de</strong> pozo<br />
2 <strong>Análisis</strong> Numérico para núcleos <strong>de</strong>crecientes a cero.<br />
3 Ecuación <strong>de</strong> flujo monofásico en <strong>de</strong>rivadas fraccionarias.<br />
4 Cálculo Fraccional<br />
Miguel Ángel Moreles Vázquez CIMAT<br />
<strong>Difusión</strong> <strong>Fraccionaria</strong> y <strong>la</strong> <strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> <strong>an</strong> <strong>Análisis</strong> <strong>de</strong> Pruebas <strong>de</strong> Pozo
<strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> en pruebas <strong>de</strong> pozo <strong>Análisis</strong> Numerico para núcleos <strong>de</strong>crecientes a cero Ecuación <strong>de</strong> flujo monofásico e<br />
Algoritmos <strong>de</strong> <strong>de</strong>convolución:<br />
1 von Schroeter et al. (2002, 2004)<br />
2 Levit<strong>an</strong> (2005)<br />
3 Ilk et al. (2005, 2006)<br />
Miguel Ángel Moreles Vázquez CIMAT<br />
<strong>Difusión</strong> <strong>Fraccionaria</strong> y <strong>la</strong> <strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> <strong>an</strong> <strong>Análisis</strong> <strong>de</strong> Pruebas <strong>de</strong> Pozo
<strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> en pruebas <strong>de</strong> pozo <strong>Análisis</strong> Numerico para núcleos <strong>de</strong>crecientes a cero Ecuación <strong>de</strong> flujo monofásico e<br />
⎧<br />
⎪⎩<br />
405,23 − 736,79 exp (−t/5)<br />
+368,39 exp (−t/20)<br />
⎪⎨<br />
0
<strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> en pruebas <strong>de</strong> pozo <strong>Análisis</strong> Numerico para núcleos <strong>de</strong>crecientes a cero Ecuación <strong>de</strong> flujo monofásico e<br />
Resultados Numéricos<br />
Consi<strong>de</strong>raremos datos <strong>de</strong> entrada p(ti) contaminados <strong>de</strong> ruido <strong>de</strong>l 5<br />
por ciento.<br />
Compararemos con los datos el método <strong>de</strong> regu<strong>la</strong>rización <strong>de</strong><br />
Tikhonov con elección <strong>de</strong> parámetro <strong>de</strong> regu<strong>la</strong>rización por el<br />
método <strong>de</strong> discrep<strong>an</strong>cia <strong>de</strong> Morosov.<br />
Miguel Ángel Moreles Vázquez CIMAT<br />
<strong>Difusión</strong> <strong>Fraccionaria</strong> y <strong>la</strong> <strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> <strong>an</strong> <strong>Análisis</strong> <strong>de</strong> Pruebas <strong>de</strong> Pozo
<strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> en pruebas <strong>de</strong> pozo <strong>Análisis</strong> Numerico para núcleos <strong>de</strong>crecientes a cero Ecuación <strong>de</strong> flujo monofásico e<br />
Resultados Numéricos<br />
Miguel Ángel Moreles Vázquez CIMAT<br />
Figura: 1. Aproximación a <strong>la</strong> función Lineal.<br />
<strong>Difusión</strong> <strong>Fraccionaria</strong> y <strong>la</strong> <strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> <strong>an</strong> <strong>Análisis</strong> <strong>de</strong> Pruebas <strong>de</strong> Pozo
<strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> en pruebas <strong>de</strong> pozo <strong>Análisis</strong> Numerico para núcleos <strong>de</strong>crecientes a cero Ecuación <strong>de</strong> flujo monofásico e<br />
Resultados Numéricos<br />
Miguel Ángel Moreles Vázquez CIMAT<br />
Figura: 2. Aproximación a <strong>la</strong> función Cuadrática.<br />
<strong>Difusión</strong> <strong>Fraccionaria</strong> y <strong>la</strong> <strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> <strong>an</strong> <strong>Análisis</strong> <strong>de</strong> Pruebas <strong>de</strong> Pozo
<strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> en pruebas <strong>de</strong> pozo <strong>Análisis</strong> Numerico para núcleos <strong>de</strong>crecientes a cero Ecuación <strong>de</strong> flujo monofásico e<br />
Resultados Numéricos<br />
Miguel Ángel Moreles Vázquez CIMAT<br />
Figura: 3. Aproximación a <strong>la</strong> función Cúbica.<br />
<strong>Difusión</strong> <strong>Fraccionaria</strong> y <strong>la</strong> <strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> <strong>an</strong> <strong>Análisis</strong> <strong>de</strong> Pruebas <strong>de</strong> Pozo
<strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> en pruebas <strong>de</strong> pozo <strong>Análisis</strong> Numerico para núcleos <strong>de</strong>crecientes a cero Ecuación <strong>de</strong> flujo monofásico e<br />
Resultados Numéricos<br />
Miguel Ángel Moreles Vázquez CIMAT<br />
Figura: 4. Aproximación a <strong>la</strong> función Periódica.<br />
<strong>Difusión</strong> <strong>Fraccionaria</strong> y <strong>la</strong> <strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> <strong>an</strong> <strong>Análisis</strong> <strong>de</strong> Pruebas <strong>de</strong> Pozo
<strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> en pruebas <strong>de</strong> pozo <strong>Análisis</strong> Numerico para núcleos <strong>de</strong>crecientes a cero Ecuación <strong>de</strong> flujo monofásico e<br />
<strong>Difusión</strong> radial<br />
A.F. V<strong>an</strong> Everdingen, W. Hurst:.The application of the Lap<strong>la</strong>ce<br />
tr<strong>an</strong>sform to flow problems in reservoirs; AIME Annual Meeting in<br />
S<strong>an</strong> Fr<strong>an</strong>cisco. (1949)<br />
El mo<strong>de</strong>lo fundamental es <strong>la</strong> ecuación <strong>de</strong> difusión en geometría<br />
radial<br />
Miguel Ángel Moreles Vázquez CIMAT<br />
∂2p 1 ∂p<br />
+<br />
∂r2 r ∂r<br />
= φµct<br />
k<br />
∂p<br />
∂t<br />
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<strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> en pruebas <strong>de</strong> pozo <strong>Análisis</strong> Numerico para núcleos <strong>de</strong>crecientes a cero Ecuación <strong>de</strong> flujo monofásico e<br />
<strong>Difusión</strong> radial<br />
El medio esta contenido entre el radio <strong>de</strong>l pozo, rw, yelradio<strong>de</strong>l<br />
yacimiento, re, el cual pue<strong>de</strong> ser infinito.<br />
En variables adimensionales:<br />
rd = r<br />
rw<br />
Pd(rd,td) = Pi − p(r, t)<br />
Pi − Pwf<br />
, td = kt<br />
φµctr 2 w<br />
q(t)µ<br />
qd(td) =<br />
2πkh(Pi − Pwf)<br />
Don<strong>de</strong> Pwf es <strong>la</strong> presión en <strong>la</strong> base <strong>de</strong>l pozo (flowing bottomhole<br />
pressure).<br />
Miguel Ángel Moreles Vázquez CIMAT<br />
<strong>Difusión</strong> <strong>Fraccionaria</strong> y <strong>la</strong> <strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> <strong>an</strong> <strong>Análisis</strong> <strong>de</strong> Pruebas <strong>de</strong> Pozo
<strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> en pruebas <strong>de</strong> pozo <strong>Análisis</strong> Numerico para núcleos <strong>de</strong>crecientes a cero Ecuación <strong>de</strong> flujo monofásico e<br />
<strong>Difusión</strong> radial<br />
En lo que sigue removemos los subíndices <strong>de</strong> P, t, r<br />
Si Q(t) es el gasto total en entonces se sigue en el dominio <strong>de</strong><br />
Lap<strong>la</strong>ce:<br />
Miguel Ángel Moreles Vázquez CIMAT<br />
¯P ¯ Q = 1<br />
s 3<br />
<strong>Difusión</strong> <strong>Fraccionaria</strong> y <strong>la</strong> <strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> <strong>an</strong> <strong>Análisis</strong> <strong>de</strong> Pruebas <strong>de</strong> Pozo
<strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> en pruebas <strong>de</strong> pozo <strong>Análisis</strong> Numerico para núcleos <strong>de</strong>crecientes a cero Ecuación <strong>de</strong> flujo monofásico e<br />
Subdifusión<br />
Miguel Ángel Moreles Vázquez CIMAT<br />
<strong>Difusión</strong> <strong>Fraccionaria</strong> y <strong>la</strong> <strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> <strong>an</strong> <strong>Análisis</strong> <strong>de</strong> Pruebas <strong>de</strong> Pozo<br />
!
<strong>Integral</strong> <strong>de</strong> <strong>Convolución</strong> en pruebas <strong>de</strong> pozo <strong>Análisis</strong> Numerico para núcleos <strong>de</strong>crecientes a cero Ecuación <strong>de</strong> flujo monofásico e<br />
Derivadas <strong>Fraccionaria</strong>s<br />
La <strong>de</strong>rivada fraccional <strong>de</strong> Riem<strong>an</strong>n-Liouville D ν RL<br />
D ν RLf(x) =D n+1 I1−αf(x).<br />
La <strong>de</strong>rivada fraccional <strong>de</strong> C<strong>an</strong>avati D ν c<br />
D ν c f(x) =DI1−αD n f(x).<br />
El caso 0