Evolución futura de la ingeniería de yacimientos petrolíferos

Autor: Eduardo Gabriel Loreto Mendoza
Ingeniero Petrolero

Fecha: 1986-05

1. $,

zf. 2C
ACADEMIA MEXICANA DE INGENIERIA
EVOLUCION FUTURA DE LA INGENIERIA DE YACIMIENTOS PETROLIFEROS
TRABAJO PRESENTADO POR EL ING. EDUARDO G. LORETO MENDOZA
CON MOTIVO DE SU INGRESO COMO ACADEMICO DE NUMERO
MAYO, 1986

2. EVOLUCION FUTURA DE LA INGENIEPIA DE YACIMIENTOS PETROLIFEROS
I. INTRODUCCION
La vida es energía.- En cualquiera de sus formas la vida im
pilca energía; necesita de la energía para manifestarse y puesto que
todo ser viviente consume energía, el hombre no iba a ser una excep-
ción, sino al contrario; es el ser que ms la consume e inclusive la
desperdicia.
Hace 10 años el porcentaje aproximado que se les atribuyó
al petróleo y sus derivados como fuente de energía a nivel mundial,
era del 74% con respecto a un consumo total; al presente se trata de
un 66% y para el año 2000 se estima de 58%.- En nuestro País, el 90%
de la energía que se consume proviene de los hidrocarburos y mientras
no se incremente en forma sustancial el empleo de otras fuentes alter
nas de energía, seguirán siendo el petróleo y sus derivados, definiti
vos como energéticos para el bienestar del hombre y de ello se pone
de manifiesto la relevancia que tiene asegurar su abastecimiento futu
ro.
Y si todavía se agrega al concepto anterior, la creciente
importancia que tiene el empleo de algunos componentes del petróleo
crudo y del gas, ya no como energéticos sino como materias primas pa-
ra la industria petroquímica, originando valores agregados a los hi-
drocarburos que emplea, con este panorama se magnifica la importan-
cia que implica garantizar su disponibilidad.
En consecuencia, la responsabilidad que tiene en la Indus-
tria Petrolera todo el personal que interviene en asegurar la produc-
ción de los hidrocarburos es muy grande y dentro de las ramas de la
Ingeniería que la comparten, que están involucradas definitivamente
1

3. 2
en esa participación, se encuentra la Ingeniería de Yacimientos Petro
líferos.- La responsabilidad de esta rama de la Ingeniería, con res-
pecto a la disponibilidad de los hidrocarburos, estriba básicamente
en la realización de los estudios necesarios para analizar y proponer
planes u opciones de explotación de los yacimientos, que bajo determi
nadas circunstancias dadas, permitan recuperar los mayores volúmenes
de hidrocarburos de la manera rns conveniente y económica, vigilando
el comportamiento de los mismos y recomendando las medidas de control
que permitan alcanzar las metas preestablecidas.
Se puede considerar a la Ingeniería de Yacimientos Petrolí-
feros como la aplicación de los principios científicos a la predicción
del comportamiento de los yacimientos sujetos a diferentes condiciones
de explotación, incluyendo su etapa del desarrollo, así como a los pro
blemas rlacionados con el drene de los mismos.
La Ingeniería de Yacimientos Petrolíferos propiamente empie-
za a surgir en Norteamérica durante la dócada de los años treintas; pe
ro su gestación se originó en los veintes, cuando se concluyó con cer
teza que las acumulaciones de los hidrocarburos en el subsuelo esta-
ban contenidas en rocas porosas y permeables y no en depósitos forma-
dos en cavernas; de este antiguo concepto se derivó en el inglés la
denominación de "pool" (alberca) antes que "reservoir" (yacimiento)
Sin embargo, el origen de los principios técnicos fundamen-
tales ms importantes nos trasladarían a Europa, continente en el que
nació la Mecánica de los Fluidos en Medios Porosos, a principios del
siglo XIX, donde en los depósitos naturales de arena acumulados a los
márgenes de algunos ríos, se empezó a captar el agua que era así fil-
trada, para el abastecimiento de varias ciudades (Tolosa, Marsella,

4. 3
Glasgow, Hull, Londres) . Se tiene noticia en Francia de que la prime-
ra ciudad que utilizó el agua filtrada en esta forma fue Tolosa, ha-
ciéndose allí alrededor de 1825, los primeros estudios de los gastos
que se podrían obtener, en trincheras excavadas en las cercanías del
Rio Garona, en bancos de aluvión, paralelos al cauce del río.- Los pri
meros resultados cuantitativos se tuvieron en 1844, en Grenell y J.
Dupuit, de los Servicios Municipales de París, asentó los primeros
principios teóricos, haciendo alusión al "perímetro mojado". DArcy
realizó en París sus conocidos experimentos con arenas empacadas.
En vista de las necesidades de la industria petrolera, des-
de los años veintes se continuaron los trabajos sobre el flujo de
fluidos en medios porosos (Schriever) en los E.U.- Fancher, Lewis y
Barnes, proponen la unidad de permeabilidad en el Primer Congreso Mun
dial del Petróleo en 1933
y en el mismo año: Wyckoff, Botset y Muskat
propusieron darle el nombre de Darcy.
Puede apreciarse que la mecánica de los fluidos en medios
porosos y permeables es fundamental para el surgimiento de la Ingenie
ría de Yacimientos Petrolíferos, con sus fundamentos teóricos. Fue es
ta disciplina la que en su mayor parte le sirvió de base, correspon-
diendo a otras ramas de las ciencias completar su apoyo, entre las
que destacan: las Matemáticas y la Física en sus diversas ramas tales
como la Termodinámica, Hidráulica, Hidrodinámica, Electriciad y Elec-
trónica; Química, Fisicoquímica; la Geología y sus ciencias afines.
Actualmente tiene interrelación con nuevas disciplinas y especialida-
des que han surgido en los últimos años tales como la Informática, In
vestigación de Operaciones, Geoestadística, Geomatemtica, etc.

5. 4
II. EVOLUCION DE LA INGENIERIA DE YACIMIENTOS PETROLIFEROS DESDE SUS
ORIGENES HASTA EL PRESENTE
Ha quedado establecido que la Ingeniería de Yacimientos Pe-
trolíferos a la que en lo sucesivo se denominará Ingeniería de Yaci-
mientos, surgió como una rama de la Ingeniería Petrolera en la déca-
da de los treintas. Su nacimiento acontece en medio del empirismo
que todavía existía en la mayor parte de la industria y fueron sor -
prendentes para el medio las publicaciones que empezaron a editarse
con tan sólidos fundamentos teóricos.
La Ingeniería de Yacimientos tuvo en sus comienzos una mar-
cha impresionante con las aportaciones que hicieron sus grandes figu
ras, como lo fueron: Muskat, cuya obra hoy día todavía es fuente de
inspiración para los investigadores; Wyckoff, Botset, Hurst, Buckley
y Schilthuis, con sus trabajos fundamentales de la tecnología. Estos
brillantes inicios se vieron obstaculizados por la sombra de la Se-
gunda Guerra Mundial. No se trató de que la conflagración no hubie-
se propiciado adelantos técnicos, ya que es de los contados aspectos
positivos que tienen las guerras, sino que se interrumpieron la comu
nicación y el intercambio tecnológicos y no fue sino hasta su térmi-
no, que continuó su marcha la creatividad teórico-práctica en la In-
geniería de Yacimientos.
Aparece así en 1949 el trabajo de van Everdingen y W. Hurst
sobre el flujo en régimen transitorio explicando el principio de la
superposición, de aplicación coman actualmente. En forma similar son
editados en los finales de la década de los cuarentas otros trabajos
que han dado origen a su vez a otros mss.

6. 5
Antes de continuar describiendo el desarrollo del conocimien
to en la Ingeniería de Yacimientos, es conveniente hacer ver desde
cuando se inicia esta rama de la Ingeniería en el arte de la simula-
ción, para que se comprenda cuál es la importancia que ahora tiene en
los avances de la Ingeniería contemporánea en general y en lo particu
lar, en la de Yacimientos, en lo concerniente a la investigación y al
desarrollo de sus tecnologías y en su aplicación a la práctica.
Los modelos físicos o son reducciones a escala (pilotos) o
son modelos construidos para duplicar un proceso en forma similar al
que se quiere representar pero basado en principios físicos diferen-
tes. Los modelos matemáticos son sistemas de ecuaciones que pueden
describir el comportamiento físico del proceso sujeto a investiga-
ción. En la Ingeniería de Yacimientos esas ecuaciones son ecuaciones
diferenciales parciales, bastante complicadas y debido a su compleji-
dad se requiere del empleo de computadoras para poder resolver los
sistemas de ecuaciones que constituyen los modelos.
En un sentido ms amplio, la simulación matemática de un ya-
cimiento es simplemente el empleo de cálculos para predecir su compor
tamiento, presuponer su recuperación y optativamente comparar las al-
ternativas económicas de las diversas condiciones de explotación.
Terwilliger en 1951 apoyado en un trabajo de Cardwell y
Parsons, presenta un artículo sobre el drene por gravedad en yacimien
tos inclinados, con base en un modelo.- En el mismo año Beil y
Shepard por medio de estudios realizados con pozos exploratorios y
Rumble aplicando un analizador R-C analógico, determinaron las inter-
ferencias que se pueden tener en yacimientos cuando están produciendo

7. [1
y les corresponde un acuífero comLn.
En la década de los años cincuentas, después de que la teo-
ría del desplazamiento de aceite, por agua o gas de Buckley y
Leverett había sido publicada, surgen por parte de Welge en 1952 y
de Dietz en 1953, respectivamente, un método simplificado para prede
cir la recuperación del aceite y un nuevo concepto del desplazamien-
to cuando la movilidad del fluido desplazante, entre otras circuns-
tancias, es mayor que la del aceite.
Bruce que está considerado como el introductor de la simula
ción matemética y entre los grandes en la Ingeniería de Yacimientos,
en 1953 presentó un trabajo sobre el flujo transitorio en medios po-
rosos, tanto lineal como radial. Sobre este mismo tema, pero ya pa-
ra sistemas gas-aceite, aunque ignorando efectos capilares y de se-
gregación, West en 1954 presentó un trabajo muy adelantado a su épo-
ca en cuanto a métodos de solución.
En 1955 Stuart publica un artículo acerca de un campo en el
que se aplicó mantenimiento de presión (Elk Basin Field), en el cual
se inyectó gas inerte, resultando notable por su concepción y porque
se iniciaba el tiempo en el que ya no era considerado costeable in-
yectar el gas natural a los yacimientos por su valor como combusti-
ble; se estimó en ese entonces que era una buena opción emplear gas
de combustión como sustituto, sin tener aún valorados los pros y los
contras del método, ni dominada la tecnología de su generación y ma-
nejo.
En el mismo año surge Craig con sus trabajos, uno sobre la
recuperación del aceite con la inyección de agua para diferentes

8. 7
arreglos de pozos y el otro, relacionado con la predicción de la re-
cuperación del aceite después de la surgencia. Dos precursores de
la simulación matemática integral a los yacimientos, Peaceman y
Rachford, publican sus fundamentos para esa tecnología también en
1955, haciendo verdaderamente una escuela que seguirían Douglas y
otros.
En el mismo año 1955, Croes y Schwarz con un trabajo teóri-
co-experimental con modelos físicos a escala, de arena empacada, corn
prueban la teoría de Dietz sobre la formación de frentes irregulares
del fluido desplazante, experimentando con aceites de diversa visco-
sidad. Podría decirse que los años cincuentas se caracterizaron
principalmente porque surgieron en ellos muchos trabajos como mode-
los físicos a escala; los llamados Hele-Shaw de grandes dimensiones,
entre otros, que fueron disminuyendo en aplicación para dejar el pa-
so a los modelos matemáticos, que permiten simular con mayor ampli-
tud las condiciones de explotación de los yacimientos y ocupan menos
espacio.
Matheus y Lefkovitz en 1956 mostraron la utilidad que tie-
nen los modelos matemáticos sencillos para resolver algunos proble-
mas especiales de flujo, habiendo estudiado el descenso del aceite
al segregarse del gas en casos de formaciones de gran espesor y per-
meabilidad, sirviendo de base a trabajos posteriores.
Douglas y coautores presentaron entre 1958 y 1959 dos traba
jos fundamentales, sobre todo el segundo con Peaceman y Rachford en
el que se muestra un salto en lo que se refiere a la capacidad de la
simulación de los yacimientos, estableciendo lo que puede considerar

9. [SI
L!I
se el inicio de la simulación moderna, presentando un método para el
caso de dos fases y dos dimensiones, aplicado a yacimientos de muchos
pozos con arreglo arbitrario; ya incluían los efectos de permeabili-
dades relativas, densidades, segregación gravitacional y presiones ca
pilares, siendo capaz el modelo de calcular tanto el barrido como la
eficiencia del desplazamiento en el mismo.- El primer trabajo que pre
sentaron en 1958, fue el que les permitidó a Douglas y sus otros coau
tores recibir la Medalla "Cedrik K. Fergurson" (de la AIME) y fue
acerca del comportamiento lineal de la inyección de agua incluyendo
efectos de presión capilar, para fluidos incompresibles, pero sin la
segregación.
Con relación a los enfoques relevantes de aplicación de méto
dos clásicos de la Ingeniería de Yacimientos, destaca el realizado
por Havlena y Odeh, quiénes emplearon la ecuación de Balance de Mate-
ria bajo el concepto de la ecuación de una 1nea recta, en un trabajo
que presentaron en dos partes, en 1963 y 1964; en su obra muestran cÓ
mo por medio de cálculos con Balances de Materia hechos desde el ini-
cio de la explotación y en forma frecuente durante la vida del yaci-
miento, pueden correlacionarse y mejorar las evaluaciones del aceite
y el gas contenidos en los yacimientos en sus condiciones originales.
Warren y Root presentaron en 1963 a la comunidad científica
un trabajo apoyado por un modelo matemático sobre el comportamiento
de los yacimientos "naturalmente fracturados", en el que se predicen
las variaciones de la presión en los pozos de esos yacimientos con
fracturas naturales en la roca matriz, en la cual la mayor parte de
los hidrocarburos se encuentran almacenados, pero en los que la
mayor capacidad de flujo esta ubicada en el sistema de fracturas

10. intercomunicadas.
En 1964 Garder presenta un trabajo sobre el desplazamiento
entre fluidos bajo condiciones de micibilidad, por el método de las
características y aplicable a modelos de yacimientos con geometrías
sencillas; fue bien aceptado en el medio especializado, porque elimi-
na problemas de dispersión numérica.
Un buen número de autores han contribuido a la solución de
problemas relacionados con la recuperación térmica, tanto de laborato
rio como teóricos. Así, desde 1965 Gottfried ya describe un modelo
matemático para procesos de combustión in-situ y Spillette en 1968 un
método para 2 dimensiones a fin de predecir el comportamiento de la
recuperación de aceite por barrido con agua caliente; Shutier publicó
en 1969 un trabajo sobre un modelo de simulación de 3 fases, para el
proceso lineal del barrido por vapor, y al año siguiente otro para 2
dimensiones.
Coats y Richardson presentaron en 1967 un trabajo sobre el
cálculo en 2 dimensiones para el desplazamiento del agua por gas en
un acuífero, para formar un yacimiento que almacene gas; el trabajo
es considerado como precursor al conceptuar dentro de la Ingeniería
de Yacimientos a este género de aplicaciones.
El año 1968 y los tres siguientes se caracterizaron por la
aportación de diversos desarrollos de modelos y de técnicas del tipo
matemático, aplicables a la simulación de los yacimientos. En el año
citado se organizó el Primer Congreso de Simulación Numérica del Com-
portamiento de Yacimientos, que contribuyó a intensificar aún ms es-
tas actividades. A este evento le han seguido otros similares en di-

11. lo
versos años, habiendo participado con trabajos en algunos de ellos,
investigadores del Instituto Mexicano del Petróleo y de Petróleos Me
xicanos.
Breitenbach y Stone en 1968; Blair-Weinaug en 1969, respec-
tivamente, aportaron trabajos sobre: Métodos de Solución sobre un Si
mulador para 3 fases 3 dimensiones; un nuevo método matemético itera
tivo para una convergencia més efectiva en la simulación de yacimien
tos muy heterogéneos; un procedimiento para prevenir que en el anli
sis de los problemas de la conificación se eviten las inestabilida-
des, utilizando las permeabilidades relativas implícitas. Watts,
Weinstein; Peery y Herron; Blair y Weinaug; Settari y Aziz; Leikeman
y Ridings, MacDonald y Coats, así como Nolen y Berry, han contribui-
do a la mejoría de la simulación a fines de los sesentas y principio
de los setentas, dejando plasmada prácticamente la simulación que en
contramos hasta el inicio de los ochentas.
La evolución de la ingeniería de yacimientos en México.
Se ha presentado un esbozo de la evolución de la Ingeniería
de Yacimientos en el mundo y se considera indispensable describir
cual ha sido el desarrollo que ha tenido esa disciplina en México.-
Es necesario efectuar la descripción indicada, porque resulta obliga
do exponer en un foro de la Academia Mexicana de Ingeniería, lo rela
cionado con México.
Ya se han hecho comentarios en este foro acerca de la pujan
za, la entrega sin límites, y de la enorme responsabilidad que gravi
tó con la Expropiación Petrolera en 1938, en el puñado de Ingenieros
que recibieron las tareas de mantener operando una industria que, pa

12. 11
ra estar en condiciones de apoyar al País, entre otras cosas requería
continuar con las actividades de: explorar, para descubrir nuevos ya-
cimientos; perforar pozos, para que su producción compensase la decli
nación que acusaban los campos antiguos y para construir, operar y
mantener instalaciones en la superficie a fin de producir y manejar
los hidrocarburos y transportarlos hacia los limitados centros de re-
finación que existían.
La Ingeniería de Yacimientos surge en México a finales de la
década de los cuarentas, a escasos doce años de la Expropiación, como
una necesidad imperiosa para poder realizar estudios que permitiesen
explotar de la mejor manera posible los yacimientos.
Segón se indicó antes, por los años que siguieron después de
la Segunda Guerra Mundial, grandes científicos internacionales acaba-
ban de publicar sus trabajos fundamentales para la Ingeniería de Yaci
mientos Petrolíferos. En México, gracias a la visión y la entrega de
un gigante de la Ingeniería Mexicana y a la comprensión de quiénes lo
escucharon y supieron apoyar la empresa que se proponía acometer, fue
posible que surgiera esta rama de la ingeniería en nuestro País.
Este modesto y gran hombre, cuyo nombre ya ha sido menciona-
do con cariño y respeto en otros trabajos presentados ante esta hono-
rable Academia, porque al tratarse temas relacionados con los grandes
exponentes de la Ingeniería Petrolera en México no es difícil encon-
trarse con su obra, es el Ing. Juan Hefferan Vera. Se trata de un
ilustre Ingeniero Mexicano nacido en Guanajuato, cuyo fervor, gran
preparación y amor a su patria lo impulsaron a fundar la Ingeniería
de Yacimientos en México.

13. 12
Con él al frente se inició en el año de 1950 la actividad de
la Ingeniería de Yacimientos en Petróleos Mexicanos y con miras eleva
das y una entrega que a la postre lo llevó a la muerte, inició y dio
el encauzamiento necesario en la carrera de Ingeniero Petrolero a las
cátedras relacionadas con la Ingeniería de Yacimientos en la Facultad
de Ingeniería la que, por esos años era la Escuela Nacional de Inge-
nieros de la UNAM, así como en el Instituto Politécnico Nacional.
En el año 1951 se inician en México las actividades de ex-
plotación por Recuperación Secundaria, implanténdose en el campo de
Poza Rica la inyección simultánea de agua y de gas. Esto acontecía
a escasos 13 años de la Expropiación y en el yacimiento ms importan-
te del País; era por ello urgente que la Ingeniería de Yacimientos co
brara presencia en México y así se comprencli6.
Con las enseñanzas y el ejemplo del Ing. Juan Hefferan Vera
se fue consolidando esta disciplina en la Industria Petrolera Nacio-
nal y fue así como después de haberse ido formando en las éreas de Ex
plotación de las Zonas, grupos de trabajo dedicados a la Ingeniería
de Yacimientos, en el Distrito de Poza Rica se instalaron en 1959 los
primeros laboratorios en el País, para realizar anélisis petrofísicos
a nic1eos de las rocas recuperadas durante la perforación de pozos y
para los análisis denominados PVT, de Presión-Volumen-Temperatura, pa
ra el estudio del comportamiento de fases de los hidrocarburos, simu-
lando las condiciones en que el aceite y el gas se encuentran en el
seno de los yacimientos; ambos anélisis, que con anterioridad se te-
nían que llevar a cabo en el extranjero, son necesarios para respal-
dar los estudios de comportamiento.

14. 13
Lamentablemente en el mes de abril del año 1959 fallece el
Ing. Hefferan; y aunque tuvo la visión de que para llevar a cabo en
forma más eficiente los trabajos de la Ingeniería de Yacimientos era
indispensable disponer de herramientas de cómputo que permitiesen
realizar la sistematización y el procesamiento de la información, de
una manera mucho más amplia y rápida, ya no pudo ver instalada en
xico una computadora. Es de justicia comentar que desde los años en
que sólo se disponía de máquinas electromecánicas de cálculo para
contabilidad, a base de tarjetas perforadas y de programación exter-
na por medio de tableros con interconexiones manuales, el Ing.
Hefferan ya había estado procurando que sus ingenieros buscaran el
apoyo a sus trabajos aunque fuera en ese tipo de sistemas, que era
de lo que se disponía.
Con esa mística del trabajo, cuatro años después se instaló
en 1963 por primera ocasión en Petróleos Mexicanos, en la Superinten
dencia de Ingeniería de Yacimientos dependiente de la Gerencia de Ex
plotación de la Subdirección de Producción Primaria, la primera com-
putadora electrónica de programa interno con memoria magnótica en ci
lindro. Se trataba de un equipo todavía con muchos bulbos precursor
de la llamada "primera generación" y de poco menos de 3000 palabras
de memoria interna.
Este modesto sistema de cómputo sirvió de escuela para ini-
ciar la computación electrónica en Petróleos Mexicanos, ya que acu-
dió al Area de Ingeniería de Yacimientos, a tomar cursos de programa
ción y empezar también a correr programas, tanto el personal de Ex-
plotación de las Zonas, como el de Gerencias de las otras Subdireccio
nes de la Institución. Al poco tiempo se rentó otro equipo con capaci

15. 14
dad algo mayor y después de un análisis se concluyó que no era conve-
niente que el único centro de procesamiento que comenzaba a dar servi
cío de cómputo a un número creciente de usuarios de las diversas de-
pendencias de Petróleos Mexicanos, estuviese instalado y fuese admi-
nistrado por una Superintendencia, en la Gerencia de una Subdirección
y se decidió integrar un centro de cómputo para la Institución, que
en alguna forma dependiese de la Dirección General, al que acudiesen
todos los usuarios. Este tipo de sistemas por otra parte era el que
se empezaba a estilar en Instituciones en el extranjero.
Así fue como la Ingeniería de Yacimientos en México se ini-
ció por el año 1963 en la etapa de la aplicación de sus tecnologías
con apoyo en la computación electrónica, misma que en lo sucesivo le
serviría de herramienta para sus trabajos, los que fue realizando ca-
si paralelamente a los del extranjero, aunque lógicamente con un des-
fasamiento, ya que no se disponía de investigación propia, sino de
una Ingeniería de Yacimientos dedicada al apoyo operativo que reque-
ría la Institución para la explotación. Con este esquema es como pue
de concebirse que se desarrolló la Ingeniería de Yacimientos en Méxi-
co durante los sesentas, quedando de manifiesto desde entonces, que
algo debería hacerse, para que dentro de las posibilidades de un País
con las características del nuestro, se tomaran medidas para iniciar
actividades de investigación aplicada que permitiese el desarrollo de
tecnologías propias, así como faciliar ms la asimilación y el apoyo
para la aplicación de las tecnologías que fuesen surgiendo en los m-
bitos internacionales.
Estas necesidades de investigación y desarrollos tecnológi-
cos, aunados a las de capacitación permanente del personal de Pemex a

16. 15
todos los niveles, lo mismo que las de prestación de servicios espe-
cializados que continuamente se tenían que encargar a firmas en el
extranjero, eran conscientizadas en Petróleos Mexicanos, principal-
mente entre las Subdirecciones operativas y esto dio lugar a que en
1965, después de una etapa de concenso y planeación previos, la Di-
rección General de Petróleos Mexicanos propusiese al Ejecutivo Fede-
ral la emisión de un Decreto para la creación del Instituto Mexicano
del Petróleo con patrimonio y personalidad jurídica propios; la sub-
sistencia de la Institución no se haría a través de sostenimiento Fe
deral, sino con base en los trabajos que realizara para Petróleos Me
xicanos fundamentalmente. Sus actividades se iniciaron al año si-
guiente, en 1966, empezéndose a dejar sentir los frutos de esta tras
cendental decisión para la Industria Petrolera Nacional, ya con toda
claridad, durante los setentas.
A partir de esa década la Ingeniería de Yacimientos en el
País también comenzó a experimentar en forma paulatina el apoyo que
le brindaba el IMP en su érea y esto acontecía en la medida en que se
le iban encomendando a dicha Institución, por parte de Petróleos Mexi
canos, diferentes proyectos de investigación y desarrollo de tecnolo-
gías y servicios especializados, y en razón directa en la que le iba
siendo permisible ir integrando su infraestructura, principalmente en
lo concerniente al recurso humano con buena preparación y experiencia.
Entre las gestiones que realizó el IMP desde su fundación,
para mejorar dicha infraestructura, que se llevaron a cabo gracias al
apoyo decidido de Pemex y a la cooperación de la UNAM, fue el propi-
ciar que en la Facultad de Ingeniería se estableciesen los estudios
de posgrado en Ingeniería Petrolera, iniciándose precísamente con la

17. 16
Maestría en Yacimientos (petrolíferos) . Estos estudios superiores
los emprendieron desde 1966, estudiantes recién egresados de la li-
cenciatura en Ingeniería Petrolera y personal ya titulado tanto del
Instituto como de Petróleos Mexicanos. Los resultados de estos pro-
pósitos consistieron en el enriquecimiento del IMP y de Pemex, con
elemento humano mejor preparado y explican en parte el buen desempe-
ño que tuvo la Ingeniería de Yacimientos durante la década de los se
tentas y parte de la presente, pudiendo abordarse de mejor manera
sus objetivos. Posteriormente se vieron reforzados estos esfuerzos
por el establecimiento de convenios que promovió entre estas Institu
ciones el Colegio de Ingenieros Petroleros de México, en pro de la
superación del Ingeniero Petrolero, fundándose los estudios del Doc-
torado en dicha especialidad en la propia Facultad. Los beneficios
de la gestión ya se han manifestado.
III. EL ESTADO ACTUAL DEL ARTE
La aplicación de los métodos y las tecnologías que fueron
surgiendo en la literatura técnica especializada durante parte de
las décadas de los cincuentas y los sesentas se empezó a realizar
con el apoyo de computadoras, en la medida en que la tecnología de
éstas también iba evolucionando. Se fue pasando de soluciones Ith o_
listas'1 que consideraban al yacimiento como un todo, manejando in-
formación con parémetros medios para todo el yacimiento, a concep-
tos de yacimientos constituidos hipotéticamente, para fines de simu-
lación, por diversas porciones o celdas con características propias,
a través de las cuales tienen que fluir los hidrocarburos que contie
nen y en un momento dado, también los fluidos desplazantes, (si fue-
se el caso de que se aplicase recuperación secundaria o mejorada) en

18. 17
su trayecto hacia los pozos productores.
Los trabajos experimentales de laboratorio han tratado de
llevarse en forma paralela para dar el apoyo que requieren, tanto la
simulación matemética como las pruebas piloto en campo cuando se con
sidera que éstas pueden ser representativas del yacimiento.
Lo anterior pone en evidencia que las necesidades de cómputo
han ido creciendo paralelamente a las tecnologías; que se está en
el presente en plena era de la simulación matemática de los yacimien
tos y que la Ingeniería de Yacimientos, según se reconoce actualmen-
te en los medios especializados, requiere de equipos con tanta capa-
cidad de cómputo como los sistemas de supercomputadoras que se nece-
sitan en metereología para los pronósticos del tiempo a mediano pla-
zo y en los lanzamientos y control de cohetes en vuelos estratégicos
y espaciales, en los casos de los yacimientos heterogéneos, anisotr6
picos, ms complicados, sujetos a mecanismos expulsivos y de despla-
zamiento ms complejos, donde se analicen la transferencia de masa
entre sus fases y se considere la ocurrencia de diversos fenómenos
fisicoquímicos.
Se aludió al inicio de esta exposición a que el ejercicio de
la Ingeniería de Yacimientos no le permite al Ingeniero ver ni pal-
par físicamente en su estado nativo, en su habitat, aquello que es
su materia concreta de trabajo, como lo son los sistemas roca-flui-
dos que constituyen a los yacimientos. Sólo a través de mediciones
indirectas de las manifestaciones de los fenómenos que acontecen en
los mismos durante su explotación, le es dado estar en contacto con

19. la
dichos sistemas. Esto significa que el ingeniero dedicado al estudio
de los yacimientos, aunque sea en forma indirecta, está en contacto
con la naturaleza de los mismos y con sus fuerzas a las que trata de
ponderar por medio de sus efectos y la investigación.
Efectivamente, en la Ingeniería de Yacimientos se realiza in
vestigación porque en buena parte de sus estudios y planteamientos es
tá presente la hipótesis, que es un común denominador de toda investi
gación, la cual tiene que comprobarse a través de resultados, parcia-
les o finales, y en ocasiones por la experimentación en el laborato-
rio e inferencias a través de estudios por medio de la simulación.
Entonces a pesar de que en la Ingeniería de Yacimientos se
implica la investigación, de que se dispone de las maravillosas herra
mientas de céiculo y anéiisis que son los simuladores a través de las
computadoras, y de que se generan y publican anualmente centenares de
artículos técnicos sobre la materia (al grado de que ya no le es posi
ble a un solo individuo asimilarla en su totalidad) ¿No se ha alcanza
do cierta excelencia, como ocurre con otras ramas de la Ingeniería?.
Se trata en parte del tipo y de la validez de la información de que
se dispone para resolver los problemas que se le plantean y del grado
de aproximación que se espera alcanzar en los estudios que con ella
se realizan.
Conviene reflexionar acerca de que, a excepción de la infor-
mación relacionada con los registros de los diferentes tipos de varia
ción de la presión que se toman en el fondo de los pozos y de la detec
ción de trazadores, que entre otras cosas brinda "in situ" conocimien
to de la transmisibilidad en diversas partes de los yacimientos y por
ello representan una mejor aproximación de algunas de sus caracters-

20. 19
ticas reales, el resto de la información corresponde a porciones de
los yacimientos que sólo se refieren a pequeños volrnenes de los mis-
mos, ubicados en torno a los pozos y que por lo tanto resultan muy pe
queños con respecto al total. Los valores de los parámetros atribui-
bles a las porciones intermedias entre pozos o bien entre estos y los
limites reales del yacimiento, obtenidos por extrapolaciones e inter-
polaciones, se hacen, si no se tienen criterios ms valederos (como
los geológicos y geofsicos por ejemplo) , en terrenos de lo intangi-
ble, o sea con gran dosis de incertidumbre y haciéndose necesario por
ello ensayar con valores de los parámetros atribuidos a cada celda in
termedia entre pozos, para tratar de lograr el ajuste del comporta-
miento del yacimiento desde su inicio hasta la fecha considera como
actual.
En lo que se refiere a la precisión de los estudios de la
predicción del comportamiento de los yacimientos con respecto al que
realmente tienen los mismos, como por ejemplo, en lo concerniente a
la recuperación que se obtiene de los hidrocarburos al final de una
determinada etapa o método de explotación, o a la variación de la pre
sión o de la producción del yacimiento y/o de los pozos durante un de
terminado tiempo y ritmo de explotación, se ha mejorado considerable-
mente.
No es de extrañar que para yacimientos considerados como di-
fciles, para los que antes de los sesentas se obtenían aproximacio-
nes de sólo 50 al 70% con respecto a la recuperación real, no son aho
ra raros los casos en que se logran resultados mejores que el 90%.-
Se debe reconocer sin embargo, que dentro de lo que se conceptúa como
precisión o del porcentaje de acierto, estos resultados no son nada

21. 20
notables a la simple vista, teniendo en cuenta las poderosas herra-
mientas de análisis que son la logitrónica o "software" que la Inge-
niera de Yacimientos ha desarrollado. Sin embargo, de acuerdo con
lo expuesto, se puede afirmar que el estado del arte que se ha alcan-
zado reviste un cierto grado de excelencia que puede conceptuarse ele
vado, teniendo presente la información de que se dispone.
IV.- NECESIDADES Y TENDENCIAS DE EVOLUCION DE LA INGENIERIA DE
YACIMIENTOS.
Resumiendo ideas, lo que acontece con la Ingeniería de Yaci-
mientos en su estado actual es que se desempeña bajo la filosofía de
una autoexigencia, para llegar a obtener, dentro de lo que las cir-
cunstancias lo permitan, los resultados ms precisos posibles, para
lo cual ha desarrollado tecnologías y propiciado la evolución de he-
rramientas de cómputo adecuadas; pero dicha obtención de resultados
debe hacerlo a partir de una información que en lo general, cualitati
va o cuantitativamente resulta insifuciente segiln se acaba de expli-
car y por ello constituye su principal dificultad. Aquí se cumple al-
go que es evidente y que ha llegado a ser un axioma para la simula-
ción, partiendo de que se aplique el simulador adecuado y que es: los
modelos matemáticos darán resultados buenos o malos, según sea la in-
formación que se les proporcione.
Con esto se pone de manifiesto lo que desde siempre ha cons-
tituido una verdadera necesidad en el sentido de que debe hacerse todo
el esfuerzo para que se vigile sean aplicados los mejores criterios
para: obtener, procesar, adecuar y aplicar ms eficientemente la in-
formación que se debe emplear en la simulación de los yacimientos.

22. 21
A nivel mundial, técnicamente es muy marcada la tendencia ac
tual de evolución en las actividades de la recuperación mejorada,
siendo notable como alrededor del 50% de los artículos técnicos que
se publican actualmente en las revistas especializadas están dirigi-
dos hacia esos métodos de la explotación.- La recuperación mejorada
recibió considerable impulso en el mundo con motivo del alza gradual
que hasta hace poco tuvo el precio del petróleo, ya que el empleo de
estos métodos es més costosa que la recuperación secundaria. En los
Estados Unidos en lo particular ha cobrado señalado incremento, tanto
por la razón indicada como por los incentivos que el gobierno a tra-
vés de su Department of Energy (DOE) ha dado para la investigación y
la realización de pruebas piloto de campo, motivado posiblemente por
la disminución de las actividades exploratorias dentro de su territo-
rio; esta situación prevalece an con la reciente baja de los precios
del crudo, lo cual es significativo.
En México se han realizado estudios de recuperación mejora-
da, sobre métodos térmicos, inyección de micibles por CO 2 y de gases
no hidrocarburos. Actualmente se esta valorando la aplicación de la
inyección cíclica de vapor en campos de la Zona Sur y las perspecti-
vas de que pueda ser empleada en forma generalizada en los mismos,
cuando llegue a ser indispensable acudir a estos métodos de explota-
ción, son promisorias. Asimismo, se han desarrollado para este tipo
de métodos algunos modelos matemáticos para analizar aspectos de su
aplicación y se realiza investigación dirigida hacia la recuperación
del aceite residual que permanece en los yacimientos después de ser
barridos por agua, enfatizando la acción de la difusión en la recupe-
ración adicional del aceite cuando este se encuentra entrampado en po
ros que no alcanzan a ser barridos por el agua.

23. 22
En nuestro País an no se ha considerado necesario emplear
en forma extensiva los métodos de recuperación mejorada, porque sien-
do ms costosa que la explotación primaria y la secundaria, las inver
siones en estas últimas son por ahora ms rentables y proporcionan ma
yores rendimientos y reservas, asegurándose además el desarrollo de
nuevos campos. Lo que se conceptúa necesario en la actualidad es in-
vestigar, con trabajos de laboratorio, estudios y simulación, confir-
mados con pruebas fehacientes de campo, cuales son las pósibilidades
que tienen los métodos ms viables de recuperación mejorada como ta-
les o bien como recuperación terciaria, para los distintos yacimien-
tos donde resulte recomendable su aplicación, en el tiempo en que se
juzgue conveniente.
A nivel mundial existe la tendencia a desarrollar el modelo
matemático de propósito general, capaz de simular todos o casi todos
los procesos de recuperación de ms interés, incluyendo los de recupe
ración mejorada, lo cual requiere computadoras de gran capacidad. Si
esta meta de visos comerciales no se logra o mientras se logra, con-
tinuará el desarrollo y la aplicación creciente de modelos para los
procesos de nis interés.- Se estima que para nuestro País, principal
mente por las limitaciones que en materia de cómputo se tienen, la
tendencia hacia tal simulador general puede no resultar estratégica.
Se vio con anterioridad que el
de los yacimientos de aceite volátil, y
de una simulación que implique la varia
fases con la presión y que para ello se
de gran capacidad de proceso y rapidez;
el caso de los yacimientos naturalmente
análisis del comportamiento
de gas y condensado requiere
ión de la composición de las
necesita equipo de cómputo
igual alusión se hizo para
fracturados. Como en México

24. 23
se tienen en las áreas de Chiapas y Tabasco y en la Sonda de Campeche,
yacimientos con las dos características indicadas, se acentúa la nece-
sidad de disponer de equipo de cómputo con gran capacidad de procesa-
miento a fin de poder simular su comportamiento.- Dependiendo de la he
terogeneidad, anisotropía, espesores, relieve estructural, accidentes
geológicos y de las características fisicoquímicas de los sistemas ro-
ca-fluidos de los yacimientos que se analicen, así será la adecuación
del simulador que se utilice y el sistema de cómputo que se requiera,
pudiendo en rigor ser, en algunos casos, el empleo de una supercomputa
dora, de la que actualmente no se dispone.- Se espera sin embargo que
en gran parte de los casos la necesidad de una supercomputadora se po-
drá derivar hacia algo ms accesible, como lo son actualmente las mini
computadoras de gran capacidad, con diseño para procesos aritmético y
matricial, rápidos y bajo costo respecto al de las supercomputadoras
que varían de 5 a 20 millones de dólares; pero superando a las computa
doras grandes, tradicionales ("main frame"), que sólo alcanzaron a cu-
brir la simulación de yacimientos grandes no-fracturados de aceite ne-
gro.
Lo que en forma generalizada está ocurriendo casi paralelamen-
te y tiende a extenderse, que se esta reflejando ya en nuestro País y
viene a ratificar el cambio del concepto rígido de "centros de cómpu-
to" a base de las computadoras grandes tradicionales mencionadas, es
la simulación basada en un tipo de "minicomputadoras" poderosas y com-
pactas, denominadas "de escritorio". Estas minicomputadoras de escrito
rio tienen una capacidad y rapidez de proceso similar o mayor al tipo
de las minicomputadoras "de pie" aludidas, pero con menos terminales y
con un décimo de su costo. A ellas se conectan microcomputadoras persa
nales (PC) que realizarían mucho del trabajo; pero el procesamiento ma
sivo, el numérico matricial a gran velocidad lo hará la minicomputado-

25. 24
ra de escritorio como una pequeña pero poderosa central. Cuando las
exigencias de cómputo lo recomienden, estos sistemas podrán estar co-
nectados a una "estación de proceso" con base en una de las supercom-
putadoras, cerca de 20 veces ms rápidas que las minicomputadoras po-
derosas y capacidad de memoria cientos de veces mayor, de tal modo
que únicamente lo que no pueda manejarse con las microcomputadoras o
la minicomputadora de escritorio pasaría a la supercomputadora.- Debe
comprenderse que este esquema de procesamiento para la simulación, im
plica grandes mejorías en la logitrónica o "software", cuyo detalle e
incluso su descripción salen del propósito de esta exposición; pero
se señala como una tendencia necesaria hacia el futuro.
V.- CONCLUSIONES Y COMENTARIOS
Se puede concluir que la Ingeniería de Yacimientos si ha evo-
lucionado en todos sus aspectos; que se ha superado en sus métodos de
análisis, en la investigación tanto de laboratorio, como por medio de
la simulación matemática, constituyóndose a su vez los logros en esta
última actividad, en medios que apoyan nuevas investigaciones, quedan
do establecido así un ciclo de retroalimentación.
( Se colige del análisis presentado, que para nuestro País y en
general para quienes producen tecnología en logitrónica de Ingeniería
de Yacimientos, el modelo matemático que realmente falta crear es aquel
que responda a la simulación de un yacimiento heterogéneo, anisotrópi-
co, fracturado; que requiera análisis composicional y sea diseñado pa-
ra 3 fases y 3 dimensiones. Un modelo de esta naturaleza sí constituye
una meta deseable al corto plazo.
Lo que ms afecta a la solución de algunos problemas de la In
geniería de Yacimientos reside en la incertidumbre de la información
que debe aplicarse en los estudios que se realizan. En el caso de la

26. 1
25
simulación esta realidad se acentúa para las porciones comprendidas en
tre pozos y entre estos y los límites reales de los yacimientos cuya
ubicación de por sí ya reviste probabilidad de imprecisión.
Por lo anterior resulta indispensable que para cualquier análi
sis que se realice de un yacimiento, se haga acopio de toda la informa
ción disponible, sin que falte aquella que procede de las pruebas de
incremento y decremento de presión y las de interferencia entre pozos,
ya que proporcionan criterios de la transmisibilidad in-situ y de la
distribución de otros parámetros, confirmando además varios aspectos
de la información geológica y geofísica. Se considera que el manejo de
la información debe hacerse con base de datos, en forma estadística y
tendiente al concepto sinergtico.
Con respecto a la información geológica, se ha enfatizado su
importancia y no debe soslayarse que mientras más detallada sea, ma-
yor será el conocimiento que se tendrá del yacimiento y de la distribu
ción de los fluidos en ól. Este es un principio al que consistentemen-
te se le debe dar toda la importancia que tiene.
En lo que se refiere a la información geofísica, se considera
de gran apoyo la procedente de la sismología de detalle bajo sus dife-
rentes métodos (sísmica de pozos con fuente móvil y microsismología,
etc.), que hasta ahora han tenido aplicación casi exclusiva en la ex-
ploración y aisladamente en el desarrollo de campos y no es sino muy
recientemente que empieza a ser considerada en la simulación de yaci-
mientos, principalmente en áreas como las citadas, de donde la incerti
dumbre es de mayor significado. Como pueden llegar a estimarse con es-
tas tácnicas la extensión y el espesor de los estratos así como la va-
riación relativa de la permeabilidad, es indispensable que se utilice
esta información en la simulación.

27. Consecuentemente, la simulación matemética de los yacimientos
en lo que se refiere a su integración, no debe ser labor exclusiva de
una sola persona, aunque tenga gran experiencia y conocimientos en el
modelaje. Se debe procurar un trabajo de equipo en la que intervengan
el Ingeniero de Yacimientos, el Geólogo, el Geofísico e inclusive el
Ingeniero de campo que ha tenido a su cargo el manejo del mismo y pue
de orientar la interpretación.
Es indispensable que la investigación y el desarrollo tecnoló
gico continúen en el País en forma consistente para todas las éreas
de la Ingeniería de Yacimientos, principalmente en las de recuperación
secundaria y mejorada, con la intención de que se tengan desarrollados
los estudios para los yacimientos donde puedan implantarse y las tecno
logías para cuando sea conveniente su aplicación. Para el logro de esa
finalidad se hace necesario que se continúen encauzando los recursos
adecuados hacia esas actividades, principalmente el recurso humano que
es el ms valioso y se debe formar y cultivar.
Una de las personalidades ms destacadas de la Ingeniería de
Yacimientos contemporénea citó en uno de sus trabajos de la década de
los setentas el comentario que hizo Harvey T. Kennedy acerca de que
"todos los fundamentos básicos de la Ingeniería de Yacimientos ya fue-
ron descubiertos por un puñado de gigantes maravillosos en los afios
treintas y cuarentas", sin aceptar o disentir respecto a la cita.- De
acuerdo con lo que se ha visto, se opina que si bien es cierto que fue
notable la visión de esos investigadores, el aserto resultó muy categ6
rico aún para los años en que fue hecho y no puede negarse que de en-
tonces a la fecha la Ingeniería de Yacimientos ha evolucionado y que a
futuro seguiré haciéndolo, en aspectos bésicos inclusive, sobre todo
en el universo aún no suficientemente explorado de la recuperación me-

28. 27
j orada.
Se concepttía que todo el entusiasmo y empeño que se aporte pa
ra sostener y fomentar una Ingeniería de Yacimientos de vanguardia co
mo hasta ahora, apoyada en la investigación, justificará con creces
el esfuerzo que se realice para lograrlo.