Mario Castillo•
mcastill@uniandes.edu.co

Sergio Cabrales
s-cabral@uniandes.edu.co

Álvaro Mendoza
a-mendoz@uniandes.edu.co

Cuando en la explotacion de un pozo petrolero, se analizan diferentes tipos de trabajos de pozo tales como fracturamiento, recañoneo, estimulación química, entre otros, se requiere estimar mediante un análisis probabilístico el Incremnetal Oil Rate (IOR) y el costo asociado a dicho trabajo para poder establecer un ranking de los trabajos de acuerdo con su eficiencia en costo. En este documento se presenta una metodología diseñada con base en un enfoque probabilístico para estimar y analizar el comportamiento del costo de los diferentes tipos de wellworks y se describe la herramienta computacional elaborada para la aplicación de la metodología.

Keywords: Análisis Probabilístico, Simulación de MonteCarlo, Wellworks, Petróleo.

1. INTRODUCCION

En BP Colombia actualmente se realizan, en promedio, entre 170 y 180 wellworks anualmente con un costo anual estimado de US $19 millones. El costo de cada uno de ellos depende de las actividades o tareas que se realicen y de la duración de cada actividad. Adicionalmente, existen costos indirectos tales como la utilización de cada maquinaria o los salarios, los cuales deben ser distribuidos proporcionalmente entre todos los trabajos.
Inicialmente se presenta la metodología general diseñada para la estimación y el análisis probabilístico del costo de un wellwork determinado. Seguidamente se describe la herramienta computacional elaborada para aplicar la metodología.

Este trabajo consistió en diseñar una metodología con un enfoque probabilístico para estimar y analizar el comportamiento del costo de los diferentes tipos de wellworks.

2. METODOLOGÍA GENERAL PARA LA ESTIMACIÓN DEL COSTO DE UN WELLWORK

Para la estimación del costo de un wellwork determinado, se deben tener en cuenta dos grandes aspectos:

1. La programación de las actividades para los diferentes trabajos teniendo en cuenta la utilización de los recursos disponibles.
2. El análisis probabilístico de los costos asociados al trabajo que se está analizando.

La metodología desarrollada se basa en el plan de trabajos diseñados por BP para cada mes, y tiene en cuenta los diferentes costos asociados a cada una de las actividades de los wellworks para estimar el costo total de los mismos. A continuación se describen los 7 pasos que conforman la metodología para tratar el segundo punto:

1. Identificar y tener claridad sobre el plan de trabajos del mes elaborado por BP.
2. Identificar el tipo de trabajo que se quiere evaluar.
3. Identificar las actividades o tareas correspondientes al trabajo.
4. Determinar los posibles resultados que se pueden obtener al realizar cada una de las actividades identificadas en el paso anterior, y estimar la probabilidad de que se produzca cada uno de estos resultados con base en información histórica y/o el juicio de los expertos. Con esta información se debe realizar un gráfico que ilustre la secuencia de las actividades. Para la construcción de este gráfico, se recomienda ir graficando las actividades que representan contingencias en la medida que éstas se vayan identificando como se muestra en la Figura 1.
5. Estimar, con base en información histórica y/o el juicio de los expertos, los parámetros para las variables aleatorias triangulares que representan la duración de las diferentes actividades.
6. Establecer las tarifas unitarias (por hora, por día, por barril, etc.) que se utilizarán en la estimación de los costos.
7. Por medio de simulación de MonteCarlo, y utilizando la herramienta que se describe a continuación, estimar la distribución de probabilidad del Tiempo Total del trabajo y la distribución de probabilidad del Costo Total del trabajo.

Fig. 1 Ejemplo del un grafica de secuencia de actividades

3. HERRAMIENTA PARA LA ESTIMACIÓN DEL COSTO DE UN WELLWORK

La herramienta WellWorks Risk ha sido desarrollada para estimar y analizar el comportamiento del costo de diferentes tipos de wellworks siguiendo los pasos de la metodología presentada en el numeral anterior.

3.1. Descripción General

La herramienta fue desarrollada utilizando el software Excel de Microsoft y el software de simulación Crystal Ball.
Adicionalmente a la metodología, se diseñó la herramienta WellWorks Risk, la cual utiliza el software Excel de Microsoft y el software de simulación Crystal Ball para estimar y analizar el comportamiento del costo de un wellwork luego de seguir los pasos de la metodología presentada en el numeral anterior. El menú principal de esta herramienta se muestra en la Figura 2.

Fig. 2 Menú Principal de la Herramienta WellWorks Risk

3.2 Instrucciones para la Utilización de la Herramienta

Para la utilización de la herramienta se deben seguir los pasos que se describen a continuación.

PASO 1: Definir el Número de Actividades

En este paso se define el número de actividades del wellwork que se está analizando. Simultáneamente la herramienta limpiará todas las hojas de Excel (Figura 3).

Fig. 3 Boton para definir el numero de actividades del wellwork

PASO 2: Construcción de las Hojas de Cálculo

En este paso la herramienta a partir de una estructura general previamente definida construye las hojas de Excel con todas las celdas necesarias para ingresar la información teniendo en cuenta el número de actividades definidas en el paso anterior (Figura 4).

Fig. 4 Boton para construir las hojas de calculo para ingresar imformacion del wellwork

PASO 3: Definir la Información Relevante para cada Actividad

En este paso se incorpora la información correspondiente a cada actividad por ejemplo costo por día, duración mínima, máxima y mas probable, y se crean las variables aleatorias correspondientes de acuerdo con los parámetros definidos.

Fig. 5 Boton para crear variables aleatorias
Al hacer clic en este botón (Figura 5), la herramienta crea variables aleatorias con distribuciones triangulares para representar la duración de cada actividad y las otras variables diferentes al tiempo definidas por el usuario. Los parámetros asignados a estas variables son los definidos en los pasos anteriores por el usuario. Finalmente, la herramienta calcula el costo total asociado a cada actividad.

PASO 4: Definir la Secuencia de las Actividades y las Probabilidades Respectivas

En este paso se definen los posibles resultados para cada una de las actividades, así como las probabilidades asociadas a dichos resultados. Igualmente se debe definir la secuencia de actividades.

Fig. 6 Boton para crear variables aleatorias del resultado de cada actividad
Al hacer clic en este botón (Figura 6), la herramienta crea, para cada actividad, una variable aleatoria discreta que representa la actividad o actividades a las cuales ésta puede ir.

PASO 5: Definir el Número de Iteraciones e Iniciar la Simulación

En este paso se define el número de iteraciones de la simulación y se inicia el proceso de simulación.

Fig. 7 Boton para definir el numero de corridas y correr la simualción
Al hacer clic en este botón (Figura 7), la herramienta crea los forecasts de interés e inicia el proceso de simulación con el número de iteraciones definido por el usuario. En la hoja “Matriz” puede verse la manera como transcurre el proceso de simulación.

PASO 6: Crear el Reporte con los Resultados de la Simulación

En este paso se genera un reporte con los resultados relevantes para el análisis probabilístico del costo del wellwork que se está analizando.

Fig. 8 Boton para crear el reportes de estadisticas mas relevantes
Al hacer clic en este botón (Figura 8), la herramienta crea, en una nueva hoja, un reporte con los siguientes resultados para las variables Tiempo Total, Costo Total y Shut in Time del wellwork que se está analizando:

- Gráficas de frecuencia.
- Resumen de las estadísticas básicas.
- Percentiles.

4. CONCLUSIONES

La metodología y la herramienta desarrolladas, permiten realizar un análisis probabilístico del tiempo y el costo asociado un wellwork determinado, obteniendo la distribución de probabilidad, las estadísticas básicas y los percentiles asociados a estas variables. Para efecto de ilustración, en la Figura 9 se presentan los resultados que produce la metodología para un ejemplo particular. Es importante anotar que en los casos reales, un wellwork típico puede tener en entre 40 y 80 actividades.

Figura 9: Resultados de la Herramienta WellWorks Risk para un Ejemplo Particular

Previamente al desarrollo de esta metodología, al momento de estirmar la duración y el costo de cada uno de los trabajos de pozo los ingenieros de BP Colombia sólo analizaban una secuencia de actividades y no tenían en cuenta las posibles actividades contingentes, razón por la cual en muchos casos se presentaban actividades no planeadas que incrementaban el costo y la duracion de dicho wellwork. Con esta metodología y herramienta se logra estimar y cuantificar de manera más precisa el riesgo asociado a cada wellwork.

5. BIBLIOGRAFÍA

[1] Castillo, M. (2004), “Toma de Decisiones en las Empresas: Entre el Arte y la Técnica” (próximo a publicarse).

[2] Clemen, R.T. (1996), “Making Hard Decisions: An Introduction to Decision Analysis”, Duxbury Press.

[3] Evans, J. y D. Olson (1998), “Introduction to Simulation and Risk Analysis”, Prentice Hall.

[4] von Winterfeldt, D. y W. Edwards (1986), “Decision Analysis and Beha