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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 />

<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 />

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

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