UNIDAD AZCAPOTZALCO AGENTE DE INTERFAZ PARA UN SIMULADOR GEOMECÁNICO. Moraila López Eva Consuelo

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1 UNIDAD AZCAPOTZALCO DIVISIÓN DE CIENCIAS BASICAS E INGENIERIA MAESTRIA EN CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN AGENTE DE INTERFAZ PARA UN SIMULADOR GEOMECÁNICO Tesis para obtener el grado de Maestra en Ciencias de la Computación PRESENTA Moraila López Eva Consuelo ASESORES Dra.Ana Lilia Laureano Cruces Departamento de Sistemas Universidad Autónoma Metropolitana. Dr. Fernando Gamboa Rodríguez CCADET Universidad Nacional Autónoma de México MÉXICO D.F., Octubre del 2007

2 Agradecimientos A Dios que gracias a el estoy aquí y puedo disfrutar este momento. A mi esposo que con su ayuda, paciencia y empuje puede realizar este sueño, gracias por ser un buen padre, esposo y amigo, gracias por tu ejemplo y tus ganas de superación. Por eso recuérdalo siempre sin ti no lo hubiera logrado. Te dedico este gran logro que es tuyo también, muchas gracias. A mis hijas Eva Maria y Reina por se el motor de mi existir, por no poderles dar el tiempo y paciencia necesaria que quisiera, pero gracias por esta conmigo y aguantar mis enojos. A mi familia en especial a mis hermanos que siempre han estado cerca de mí y gracias a ellos luche para lograr ser alguien en la vida. A los amigos que encontré en este camino, por compartiros horas de estudio conocimientos y gratos momentos a Iris por apoyarme y ayudarme en todo, a Víctor por su apoyo incondicional que me brindo con sus conocimientos y amistad, Armando por compartir momentos difíciles en la maestría y por una amistad desinteresada, a ellos que siempre me decían solo faltas tu. A mis amigos de toda la vida Alba y Eleazar (mis compadres), Fidel (el mas fiel de todos), Lidia (que espero vernos pronto), Francisco (chico), que auque estén lejos forman parte de mi vida, además quiero agradecerles por brindarme su apoyo y consejos en los tropiezos de esta vida. A todos lo que se fueron y hoy no están presentes, pero que siempre los recuerdos y les digo algún día nos volveremos a encontrar. ii

3 Reconocimientos A mi asesor de tesis la Dra. Ana Lilia que con su paciencia, compresión y apoyo he podido lograr terminar mi tesis, gracias por confiar en mi, gracias por sus conocimientos y ayuda que siempre me otorgo. A mi querido profesor José Alfredo que si su apoyo y ayuda desinteresada no lo hubiera logrado. Gracias por ser mi profesor y amigo. Gracias por habernos conocido. Al Dr. Fernando Gamboa por que obtuve los conocimientos necesarios para sacar adelante este trabajo, además de otorgarme ayuda siempre que la necesite, por contestarme el correo y dudas que tuve, gracias por apoyarme y ser mi asesor. Al físico Joaquín Hernández que con su ayuda y paciencia puede lograr este objetivo y gracias por ser uno más de mis asesores. Agradezco al IMP en particular a la línea de exploración y producción por haber permitido realizar mi tesis. A la UAM y al excelente profesorado a quien debo y obtuve mi formación profesional, para forjar mi futuro para servir a mi país iii

4 Índice Índice de figuras Índice de tablas Resumen Abstract Introducción vi vii viii ix x Capitulo I Metodología I.1 Antecedentes 1 I.2 Motivación 3 I.3 Objetivos 3 I.4 La metodología de la investigación 4 Capitulo II: Simulador geomecánico II.1 Generalidades 6 II.2 La importancia de la geomecánica 6 II.3 La simulación 6 II.4 El propósito del simulador 7 II.5 Descripción del simulador 7 II.6 Diagrama de flujo de la secuencia de ejecución del simulador 11 Capitulo III: Elementos para el desarrollo de interfaces gráficas III.1 Evolución e importancia 13 III.2 Disciplinas para el diseño de interfaces 13 III.3 Elementos párale diseño de interfaces 15 III.3.1 El factor humano 15 III.3.2 Ciclo de interacción 17 III.3.3Técnicas y herramientas para el uso del color 18 III.3.4 Modelado del dialogo 19 III.3.5 Evaluación de interfaces 19 III Evaluación de interfaces sin usuarios 19 III Criterios ergonómicos 19 III Organización y estructura visual 20 III Evaluación del sistema con usuarios 23 Capitulo IV: Análisis y diseño la conducta del agente IV.1 Agentes 25 IV.2 Análisis del agente de interfaz 25 IV.2.1 Análisis cognitivo de la tarea 26 iv

5 IV.2.2 Análisis del agente en le simulador geomecánico 26 IV El dominio del simulador geomecánico 27 IV Modelación cognitiva 27 IV Modelo mental 27 IV.2.3 Aplicación del ACT 28 IV Análisis de intervenciones del agente IV Márgenes de errores IV.3 Tipos de intervención del agente 30 IV.3.1. Intervenciones operativas 30 IV.3.2 Intervenciones debido a excepciones 31 IV.4 El diseño del agente 32 IV.4.1. Implementación de agente de interfaz 32 IV Herramientas para la implementación del agente 32 Capitulo V: Análisis y diseño de interfaz grafica de un sistema basado en la tarea de usuario V.1 Análisis del simulador 34 V.2 Entrevistas con usuarios 35 V.3 El formalismo MAD* 37 V.4 Descripción de casos de uso 39 V.6 Prototipo en T diseño del sistema 41 Conclusiones 47 Referencias 49 Anexos 52 Anexo A: Árbol MAD y fichas de tareas Anexo B: Diagramas de caso de uso y descripción Anexo C: Formatos para evaluación del sistema con usuarios Anexo D: Programas v

6 Índice de figuras Figura II.1 Flujo del simulador 8 Figura II.2 Archivo de datos.txt 9 Figura II.3 Archivo de datos resultante 10 Figura II.4 Graficas generadas en Excel 10 Figura III.1 Disciplinas para el diseño de interfaces 14 Figura III.2 Actividades cognitivas del usuario 15 Figura III.3 Características del usuario como ente biológico 16 Figura III.4 Niveles de abstracción de las interfaces 17 Figura III.5 Ejemplo de diseño de proximidad y continuidad 22 Figura III.6 Ejemplo de diseño de proximidad y similitud 22 Figura IV.1 Modelo mental Figura V.1 Estructura de árbol de tareas 37 Figura V.2 Ejemplo de ficha de tareas 38 Figura V.3 Diagrama de casos de uso 40 Figura V.4 Diagrama de objetos 40 Figura V.5 Pantalla inicio 41 Figura V.6 Pantalla clave 42 Figura V.7 Pantalla principal 42 Figura V.8 Pantalla archivo 43 Figura V.9 Pantalla mostrar 43 Figura V.10 Pantalla geometría 44 Figura V.11 Pantalla petrofisicos 44 Figura V.12 Pantalla temporales 45 Figura V.13 Pantalla condiciones 45 vi

7 Índice de tablas Tabla IV.1 Representación del ACT 28 Tabla IV.2 Tipos de datos 29 Tabla IV.3 Intervenciones del agente 31 Tabla IV.4 Interacción del agente 31 Tabla IV.5 Animación del agente 33 vii

8 Resumen Hoy en día, es posible tener formas de interaccionar con la computadora a través de la inteligencia artificial, utilizando algunas técnicas como representación del conocimiento, redes neuronales, sistemas expertos, búsquedas heurísticas y la teoría de agentes. La teoría de agentes permite abordar de una manera mas apropiada la construcción de sistemas inteligentes, además hacen que las computadoras sean útiles para personas que no están motivadas por la tecnología. Además con la proliferación de la computadora personal y debido a la necesidad de uso en las empresas, se ha generalizado la interacción por manipulación directa, utilizando interfaces gráficas, donde manipulamos objetos visuales y los modificamos utilizando representaciones gráficas de estos objetos, en vez de teclear texto. Las interfaces graficas surgen de la necesidad de hacer que las computadoras sean más accesibles para uso de los usuarios. De lo anterior se desprende la motivación de este trabajo, donde se realiza un sistema de agente de interfaz para un simulador geomecánico desarrollado en el Instituto Mexicano del Petróleo (IMP), enfocando al análisis de las tareas de usuario con el fin de que al usar el sistema el usuario consuma menos tiempo en realizar su tarea, cometa menos errores y que se facilite el manejo de dicho simulador. viii

9 Abstact Today, it is possible to have ways to interact with the computer through the artificial intelligence, using techniques such as knowledge representation, neural networks, expert systems, heuristic searches and the theory of actors. The theory allows agents in a manner more appropriate to build intelligent systems, also make computers will be useful for people who are not motivated by technology. In addition to the proliferation of the personal computer, and because of the need to use in business, has been widespread manipulation by direct interaction using graphical interfaces, where manipulate and modify visual objects using graphical representations of these objects, instead of typing text. The graphic interfaces arise from the need to make computers more accessible for use by users. It follows the motivation of this work, which makes a system agent interface to a simulator geomechanical developed in the Mexican Institute of Petroleum (IMP), focusing on the analysis of user tasks with a view to using the system user consumes less time to accomplish its task, commits fewer errors and to facilitate the handling of this simulator. ix

10 Introducción Desde sus inicios los seres vivos actúan con base en comportamientos inteligentes donde tenemos involucrados a la percepción, el razonamiento, aprendizaje, comunicación y la adaptación a su ambiente, a través de distintas, estrategias, técnicas, herramientas. Tenemos que la emoción es la herramienta de la percepción. A través de la emoción el ser humano consigue aprehender las vivencias, interiorizarlas e integrarlas en su mente. Por medio de ella entendemos y vivimos todos los acontecimientos de la vida en nuestro interior, adecuándolo para que nuestra mente elabore su pensamiento. Sin la emoción no podría existir la mente, ni, por tanto, el pensamiento. En definitiva, sería el enlace que nos relaciona con todo lo que nos rodea. La Inteligencia Artificial modela el comportamiento inteligente, esto se puede realizar a base del análisis cognitivo de la tarea (ACT) basadas en agentes, donde al igual que el ser humano debe aprender de la vivencia. Además en los ultimo años el concepto de centrado en usuario ha cobrado cada vez mayor importancia en le desarrollo del software; sin embargo poco trabajos explican el significado que tiene y que implicaciones conlleva. Lo anterior representa una motivación para el desarrollo de este trabajo ya que su principal objetivo es basarse en el comportamiento del usuario y así poder diseñar e implementar un agente que sirva como guía dentro de una interfaz grafica que pueda facilitar el uso de un sistema de simulación geomecánica. Se detalla el análisis, diseño e implementación de un prototipo de interfaz del SSG (sistema del simulador geomecánico). A continuación se presenta de manera general el concernido de este trabajo En el primer capitulo trata de nuestra propuesta y justifica le desarrollo del proyecto. Se describen antecedentes, los objetivos del trabajo y la descripción del sistema. En el segundo capitulo se describe el dominio del aplicación, el simulador, su funcionamiento e importancia, el concepto de simulación y la importancia de la geomecánica en la industria petrolera. Además se describe el desarrollo del simulador, su descripción y estructura En el tercer capitulo se describe el análisis y diseño de los elementos utilizados en el desarrollo de interfaces graficas. Donde encontramos las disciplinas y los elementos fundamentales para el diseño de las interfaces. En el cuarto capitulo se detalla el análisis, diseño e implementación del agente, describiendo los tipos de agente y sus características, realizando el análisis cognitivo de la tarea (ACT). x

11 En el quinto capitulo se representa el análisis, diseño y la evaluación del sistema de interfaz incluyendo la metodología descrita en el capitulo cuatro sobre el agente de interfaz. Se describe la metodología utilizada MAD (Method analitico oriented description of the interfaces) que abstraer la información necesaria de las tareas que realiza el usuario. Además se muestran varios escenarios sobre la propuesta del la interfaz Y por y se realiza el prototipo de interfaz Finalmente se cuenta con varios anexos. En el anexo A tenemos representadas las tareas de usuario en el árbol de tareas MAD START. En el anexo B se tiene la representación del sistema utilizando los diagramas de caso de uso y su descripción. En el anexo C se muestran los formatos y la manera de llevar a cabo la evaluación del sistema con usuarios y sin usuarios y en el anexo D se encuentran los programas del sistema. xi

12 CAPITULO I METODOLOGIA I.1 Antecedentes Actualmente en la IA ha surgido un nuevo paradigma conocido como agentes. Algunas definiciones encontradas por autores son: un agente se puede definir como un programa de computadora con cierto grado de autonomía, el cual se comunica con otros agentes y trabaja en beneficio de un usuario en particular [1]. Se define al agente como el que toma la acción y ejecuta una tarea en beneficio de una persona, ya sea en tiempo real o de manera asíncrona [2]. El objetivo de la investigación en agentes es trabajar hacia el manejo directo de las interfaces entre el humano y la computadora [5]. Los agentes son una oportunidad de integrar resultados significativos de diversas áreas de investigación y mostrar tales resultados a los usuarios [3]. Los diferentes tipos de agentes se explican a detalle en el capitulo IV. En este proyecto se propone trabajar con agentes de interfaz, estos acentúan su autonomía y el aprendizaje para realizar las tareas de los usuarios, además de servir como ayudantes personales, los cuales colaboran con el usuario en el mismo ambiente de trabajo [4]. Menciona Maes [4] que los agentes de interfaz mejoran la ayuda al usuario a través de: 1.- Observar e imitar al usuario. 2.- Con retroalimentación positiva o negativa, proveniente del usuario. 3.- Recibiendo instrucciones explícitas del usuario 4.- Pidiendo consejos a otros agentes Algunas ventajas de los agentes de interfaz son; hacen más fácil el trabajo para el usuario final, se adapta a preferencias y hábitos facilitando compartir los conocimientos técnicos entre los diversos usuarios del software. Por lo tanto, Maes [6] describe que las interfaces de usuario actualmente trabajan por manipulación directa, es decir, la computadora es pasiva y espera siempre ejecutar instrucciones especificadas por el usuario, proporciona poco o nada de ayuda para las tareas complejas, para las acciones a realizar, como búsquedas de información, que toman tiempo.

13 Dentro de esta investigación existen los siguientes trabajos: Kozierok y Maes [7], mencionan un agente de interfaz llamado el agente calendario, que puede programar reuniones de cualquier aplicación; este, asiste a su usuario en programar reuniones, validar, rechazar, programar, negociar y cambiar los horarios de las mismas: puede aprender, en cierto plazo, las preferencias y las consolidaciones de su usuario. Sheth y Maes [8] [4] describen un agente de filtrado de las noticias llamado Newt, cuyo papel es el de ayudar a filtrar artículos selectos, la idea es hacer que el usuario genere uno o muchos agentes, por ejemplo, uno para noticias de deportes y otro para noticias financieras, y los entrene con ejemplos. Libermann [9], trabaja con un agente llamado Letizia que es un asistente en la navegación de la Web. Letizia inicia la búsqueda por niveles, visita las ligas que encuentra a partir de la página que el usuario esté revisando y selecciona aquellas similares a los intereses que ha aprendido del usuario (observando su navegación), posteriormente muestra sus recomendaciones en un canal de navegación. Letizia sirve como guía y ayuda al usuario reduciendo su comportamiento al navegar. Shardanand y Maes [10] [6], tienen a RINGO que es un sistema de recomendación personalizada para álbum de música y artistas; estos agentes trabajan por filtración social, es decir, a otros agentes de usuarios con gustos comunes, y recomiendan cualquier película que su usuario quiera ver, por lo que el funcionamiento de RINGO es similar a una recomendación de boca en boca. Maes [6] describe un sistema como un ambiente virtual llamado ALIVE que permite la interacción sin cables de todo el cuerpo entre un participante humano y el mundo virtual habitado por agentes autónomos. ALIVE demuestra como los agentes pueden formar una conexión entre personajes animados, basados en modelos de vida artificial, y la industria del entretenimiento. Rhodes y Starner [11] trabajan con el agente Remembrance que actualmente es asociado al editor Emacs, donde el agente, al momento en que el usuario compone un mensaje para correo electrónico realiza una búsqueda de palabras clave y extrae los cinco mensajes más relevantes de su directorio referentes a Remembrance es realmente acertado cuando recomienda los documentos, los mensajes o los archivos continuamente, su papel es ayudar a la memoria. Foner [12] propone el prototipo del agente Yenta; cuyo propósito, es encontrar grupos de personas con intereses similares dentro de Internet, reunirlos y formar alianzas y grupos de interés, las metas incluyen poner en contacto a compradores con vendedores de un cierto artículo, encontrando y agrupando a las personas con los mismos intereses profesionales o personales. Cada usuario en la comunidad tiene un agente Yenta. Chávez y Maes [13] describen algunas ideas preliminares en Kasbah, se desarrolló para representar un lugar de mercado (un Web site) donde los agentes de Kasbah, actúan en beneficio de sus propietarios, pueden filtrar los avisos y encontrar aquellos en los que los usuarios están interesados, y proceden a negociar, comprar y vender artículos. Se decía que los agentes de Kasbah, pueden, en futuro, hacer que los intermediarios y corredores de bolsas fueran innecesarios. Liberman [14] describe en su artículo, la programación de un agente ScriptAgent basado en scripts, registrando los procedimientos de un ejemplo que son generalizados por un agente. En el trabajo desarrollado por Velásquez [15], se revisan las técnicas del desarrollo de sistemas de enseñanza inteligentes, utilizando en el proceso de perforación de pozos petroleros, desarrollándose una interfaz llamada Híbrida donde se cuenta con un agente de interfaz. 2

14 I.2 Motivación Actualmente existen varios simuladores de yacimientos petroleros comerciales, dos de los más importantes son: STARTS y ECLIPSE de las compañías Computational Modelling Group (CMG) y Schlumberger respectivamente. Estos simuladores incluyen múltiples opciones para resolver las problemáticas que se presentan en la explotación de yacimientos. Un inconveniente de éstos, es el alto costo de las licencias, por lo que, el IMP ha estado buscando reducirlos, desarrollando sus propios simuladores que cubran sus necesidades con buena calidad y las de su cliente número uno PEMEX. El simulador geomecánico fue desarrollado en el grupo de geomecánica de yacimientos por los investigadores Joaquín Rodolfo Hernández Pérez y Santiago Alonso Plata Amarillas del departamento Exploración y Producción del IMP. Actualmente se encuentra en trámite el registro de derechos de autor, se construyó con la finalidad específica de estudiar la deformación de la roca en un yacimiento petrolero. El simulador es una herramienta importante para el ingeniero de yacimientos, ya que le permite realizar una mejor planeación en la explotación de hidrocarburos (petróleo) económicamente hablando. Además, es útil para el diseño óptimo de pozos como localización, producción e inyección desde el punto de vista de la estructura del yacimiento. I.3 Objetivos Objetivo general Diseñar e implementar una interfaz gráfica y un agente para facilitar el uso de un simulador geomecánico Objetivos específicos Realizar un análisis de tareas utilizando metodología basada en el usuario para diseño el interfaces Realizar análisis y diseño del agente en la interfaz grafica Realizar un análisis cognitivo de la tarea basado en el comportamiento del agente Diseñar e implementar un prototipo de interfaz grafica de usuario (GUI por sus siglas en ingles) Implementar un agente de interfaz que a través de un ambiente amigable, interactué con la interfaz gráfica 3

15 1.4 Metodología de la investigación Para lograr los objetivos señalados se llevo la siguiente metodología El simulador geomecánico Un modelo matemático de simulación de yacimiento consiste en un determinado número de ecuaciones, cuando este modelo a sido probado este representa una herramienta importante para el ingeniero de yacimientos. Con la ayuda de la simulación podemos estimar gastos de producción, calcular la cantidad de gas almacenado, definir parámetros en el yacimiento para llevar a cabo estudios económicos, determinar los efectos de localización de los pozos y su espaciamiento, hacer un programa de producción entre otras cosas. Todo esto lleva a obtener un sistema de simulación, es necesario entender los conceptos y herramientas utilizadas para su desarrollo. Desarrollo de interfaces graficas Las interfaces graficas con una herramienta indispensable en el uso de cualquier sistema de cómputo. Para obtener una interfaz de calidad se necesita estudiar los elementos que involucran al desarrollo de la interfaz, desde enfocarnos al estudio de las disciplinas que se involucran dentro del diseño como la psicología social y cognitiva, la ergonomía, la inteligencia artificial, la ingeniería del software, la programación, la sociología y el diseño. Se estudian los criterios de valuación tanto ergonómicos como de organización y estructura visual, esto para poder llevar a cabo la evaluación sobre el diseño plasmado en papel de la interfaz y poder realizar correcciones necesarias de la misma. Análisis del agente Se utiliza el análisis de la tarea del experto eso es; el análisis se lleva a cabo sobre todas las tareas que realza el usuario con el simulador, para lograr esto es necesario conocer perfectamente bien el dominio de la aplicación, para esto se requiere de una área del procesamiento de información llamada ciencia cognoscitiva que representa la manera en que la gente piensa, especialmente cuando resuelve problemas. Algunas áreas cognoscitivas se formulan teorías de competencia que especifiquen que tiene que ser calculado, cuando y como. Esto se realiza por medio de modelos mentales. Los modelos mentales son abstracciones funcionales que nos sirven de deducción para poder resolver problemas. Esta adquisición de conocimiento debe ser guiado por el experto y consulta de texto. 4

16 Análisis, diseño y evaluación del sistema basado en la tarea del usuario Este punto involucra el realizar un examen detallo de las operaciones que realiza el usuario en el de simulador. Se realizar una serie de entrevistas para dejar claro el funcionamiento del simulador, los tipos de entrevistas utilizados son de manera directa, observando al usuario, realizando preguntas, por medio de cuestionarios cuestionarios, entrevistas por teléfono, grabando al usuario cuando este usando el sistemas y por ultimo hacer este proceso hasta que queden claro todas las tareas que el usuario hace. Después de obtener los datos necesario se utiliza la metodología que servirá para diseñar en papel todo lo recabo de las entrevistas, se realizar un esquema de estructura jerárquica donde se explica en forma sintetizada cada una de las tareas que realiza el usuario, posteriormente es necesario elaborar los casos de uso, depuse de obtener lo anterior se elabora el prototipo donde se tiene el diseño previo de la interfaz que representa todas las pantallas que serán utilizadas en el desarrollo del sistema., por ultimo cuando se tiene implementado el sistema es necesario realizar la evaluación con usuarios para poder obtener el producto final. 5

17 CAPITULO II SIMULADOR GEOMECÁNICO II.1 Generalidades La importancia de los Yacimientos Naturalmente Fracturados (YNF), en rocas carbonatadas es evidente en México, ya que el 95 % de la producción de hidrocarburos y el 65 % de reservas provienen de este tipo de yacimientos [23]. Algunos de estos yacimientos en México se encuentran en una etapa avanzada de explotación. La realización de programas optimizados de explotación se ha dificultado debido a su complejidad constitutiva de estos yacimientos y a la falta de una caracterización adecuada. II.2 La importancia de la geomecánica La geomecánica de pozos y yacimientos desempeña un papel fundamental en diversas áreas de la industria petrolera. Es crucial en problemas de derrumbe de pozos y en la producción, que se ve afectada por la compactación del yacimiento. En estas áreas los esfuerzos In-Situ 1 y las deformaciones de las rocas complementadas con el comportamiento de los fluidos y la distribución de temperaturas son los parámetros claves para el entendimiento geomecánico del yacimiento. Los resultados obtenidos de un estudio geomecánico pueden ser empleados para la identificación de las condiciones de operación óptimas, de manera que se puedan evitar por ejemplo daños a las tuberías de revestimiento por la subsidencia del terreno. Estos estudios también pueden ser empleados con fines de análisis económicos para determinar los planes y las estrategias correctas de operación de los yacimientos. Es precisamente en yacimientos deformables donde ocurren daños severos a las tuberías de revestimiento, instalaciones superficiales y aparecen esfuerzos inducidos en la matriz del yacimiento debido a la disminución de presión provocada por la producción. Este par de aspectos están directamente relacionados con la geomecánica del yacimiento. II.3 La simulación La simulación de yacimientos se ha venido empleado desde los inicios de la ingeniería petroleras, por los años 30 s. El termino de simulación se hace común a 1 In-Situ: El estado natural 6

18 principios de los anos 60 s refiriéndose a métodos de predicción desarrollados en programas de cómputo realmente sofisticados [23]. La simulación de yacimientos es un proceso mediante el cual el ingeniero con la ayuda de un modelo matemático, integra un conjunto de factores para describir con cierta precisión el comportamiento de procesos físicos que ocurren en un yacimiento. II.4 El propósito del simulador Se cuenta con un Simulador Geomecánico, el cual fue desarrollado en el Instituto Mexicano del Petróleo (IMP), realiza un estudio geomecánico de un yacimiento el cual debe de arrojar como resultado un estado de esfuerzo y deformación de la roca como función del tiempo, siendo de interés particular la subsidencia de la superficie, compactación del yacimiento y la evolución del campo de esfuerzos In-Situ, el cual varía de manera paralela con los procesos de producción/inyección y tienen un importante efecto en los procesos de re-orientación de las fracturas. Considerando la importancia de la geomecánica tenemos que se obtiene una exploración óptima y económica del comportamiento del yacimiento. Para la realización del simulador geomecánico fue necesario desarrollar un modelo. Las etapas [23] para el desarrollo del simulador son: 1.-Describir el yacimiento 2.-Determinar el tipo de mecanismo de desplazamiento 3.-Escribir el modelo físico 4.-Desarrolla el modelo matemático 5.-Desarrollar el programa de cómputo 6.-Determinar la validez del modelo 7.-Ajustar el modelo con la historia del yacimiento 8.-Predecir el comportamiento futuro II.5 Descripción del simulador El sistema primero obtiene un sistema de ecuaciones que sirve de base para el simulador geomecánico, este es descretizado en elementos finitos y programas en lenguaje FORTRAN 95. Los programas de cómputo se constituyen por un programa principal y dos módulos en donde se integran las subrutinas necesarias, los datos necesarios utilizados para el desarrollo del simulador se muestran en la tabla I.1. 7

19 DATO VARIABLE TIPO Numero de elementos nels Integer Numero de elementos en la dirección x nxe Integer Numero de elementos en la dirección z nxz Integer Numero de nodos nn Integer Numero de puntos de integración nip Integer Ancho de elemento en la dirección x aa Real Ancho de elemento en la dirección y bb Real Ancho de elemento en la dirección z cc Real Permeabilidad en la dilección x kx Real Permeabilidad en la dirección y ky Real Permeabilidad en la dirección z kz Real Viscosidad u Real Modulo de Young e Real Modulo de Poisson v Real Porosidad phi Real Comprensibilidad del fluido cf Real Comprensibilidad de Bula cb Real Comprensibilidad del sólido cs Real Delta del tiempo dtim Real Numero de pasos en el tiempo nstep Interger Valor de teta Theta Real Esfuerzo de sobrecarga Val0 Real Numero de condiciones prescritas nr Tipo de condición para flujo Clavef Real Tipo de condición para carga Claveh Real Tabla I.1 Datos del simulador Los simuladores realizados en IMP se basan en dividir el software en tres etapas principales, donde tenemos: Preprocesador Procesador Postprocesador figura II.1 flujo del simulador 8

20 En la etapa del preprocesador tenemos los datos de entrada. Se captura la información en un archivo de entrada.txt como el que muestra en la figura II e e e E E E E e h.0 h.0 f -.25e06 h h.0 h.0 f -.25e06 h h.0 h.0 f.0 f.0 4 h.0 h.0 f.0 f.0 5 h.0 h.0 f.0 f.0 6 h.0 h.0 f.0 f.0 7 h.0 h.0 f.0 f.0 8 h.0 h.0 f.0 f.0 9 h.0 h.0 f.0 f.0 10 h.0 h.0 f.0 f.0 11 h.0 h.0 f.0 f.0 12 h.0 h.0 f.0 f.0 13 h.0 h.0 f.0 f.0 14 h.0 h.0 f.0 f.0 15 h.0 h.0 f.0 f.0 16 h.0 h.0 f.0 f.0 17 h.0 h.0 f.0 f.0 18 h.0 h.0 f.0 f.0 19 h.0 h.0 f.0 f.0 20 h.0 h.0 f.0 f.0 21 h.0 h.0 h.0 f.0 22 h.0 h.0 h.0 f.0 23 h.0 h.0 f -.25e06 h h.0 h.0 f -.25e06 h h.0 h.0 f.0 f.0 26 h.0 h.0 f.0 f.0 27 h.0 h.0 f.0 f.0 28 h.0 h.0 f.0 f.0 29 h.0 h.0 f.0 f.0 30 h.0 h.0 f.0 f.0 31 h.0 h.0 f.0 f.0 32 h.0 h.0 f.0 f.0 33 h.0 h.0 f.0 f.0 34 h.0 h.0 f.0 f.0 35 h.0 h.0 f.0 f.0 36 h.0 h.0 f.0 f.0 37 h.0 h.0 f.0 f.0 38 h.0 h.0 f.0 f.0 39 h.0 h.0 f.0 f.0 40 h.0 h.0 f.0 f.0 41 h.0 h.0 f.0 f.0 42 h.0 h.0 f.0 f.0 43 h.0 h.0 h.0 f.0 44 h.0 h.0 h.0 f.0 Figura II.2 Archivo de datos.txt 9

21 En la etapa del procesador se lleva a cabo el proceso de los datos. Se ejecuta el simulador con los datos capturados en un archivo DATOS.TXT. Terminado el proceso se genera un archivo resultante (.res) ver figura II E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E-09 Figura II.3. Archivo de datos resultantes En la etapa del postprocesador se muestran los resultados, se obtiene graficas en Excel, las graficas son interpretadas por el ingeniero de yacimientos y le ayudan a la toma de decisiones. Se muestra un ejemplo en la figura II.4 de una gráfica generada que representa la presión y profundidad que se tiene en un yacimiento. Presión vs Profundidad 7.00E E E+05 Presión (Pa) 4.00E E E E E Figura II.4. Grafica generada en Excel. El siguiente diagrama de flujo muestra la secuencia de ejecución del simulador indicando los subprogramas empleados en cada caso. 10 Profundidad (m)