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er PrivateEvaluación de Formaciones

Programa de Entrenamiento Acelerado para Supervisores

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ObjetivosEvaluación de Formaciones

• Listar los registros convencionales de pozo en agujero descubierto y describir la información que puede ser obtenida de cada uno de ellos.

• Listar los registros convencionales de pozo en agujeros revestidos y describir la información que puede ser obtenida de cada uno de ellos.

• Describir la información que puede ser obtenida de un registro del lodo y de tres tipos de muestras de núcleo.

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Evaluación de Formaciones - Contenido

• Núcleos • Registros durante la perforación (LWD)• Registros con cable en agujeros descubiertos• Registros con cable en agujeros revestidos

• Registros de Producción

• Registros del Lodo

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Introducción

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La vida de un yacimiento

Debido a que los reservorios de petróleo se encuentran, por lo general, localizados a muchos miles de pies por debajo de la superficie, es necesario utilizar herramientas sofisticadas, tales como los registros eléctricos, para reunir información importante sobre los reservorios. Esta información es entonces interpretada por profesionales de la industria, altamente entrenados, utilizando varios modelos matemáticos y empíricos, para determinar las propiedades fundamentales de un reservorio, tales como porosidad y permeabilidad.

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Se reune toda la información disponible

Compañía Operadora

Registros Sísmica del Agujero

Sísmica de Superficie en 2D/3D

Información RegionalInformación

Geológica

Información de Núcleo

Información de

Pozos Cercanos

Es importante que una compañía operadora reúna la mayor cantidad de información posible sobre el reservorio, según lo permita la parte económica del proyecto.

En adición a los registros sísmicos y eléctricos, la información de núcleo, la información geológica, la información regional y la información de pozos cercanos, puede ser extremadamente valioso para tomar decisioneseconómicas.

La obtención de esta información, requiere de profesionales entrenados de ambos, la compañía operadora y las compañías de servicio, tales como Schlumberger, trabajando juntos para obtener la mejor interpretación posible.

A través de los años, las compañías operadoras se han dado cuenta que las compañías de servicio pueden ofrecer muchos de los procesos, una vez realizados “en casa”, a un precio menor y de alta calidad.

Por ejemplo, un experto de REW-Schlumberger, podría tener experiencia en grandes rangos de reservorios, en oposición a un ingeniero de una compañía operadora, quien lidia con únicamente con un numero limitado de reservorios. Por supuesto, el ingeniero de la compañía operadora, tendrá mucha mas información detallada sobre su propio reservorio, de forma que es necesario que trabajen de forma conjunta y cercana.

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Interpretación de RegistrosLa interpretación es definida como la acción de explicar el sentido de algo.

La interpretación de registros es la explicación de registros ρb, GR, Resistividad, etc. en términos de pozo y parámetros del yacimiento, zonas, porosidad, saturación de aceite, etc.

La interpretación de registros puede proveer respuestas a preguntas sobre:

En una evaluación de pozo, las preguntas que se realizan, son simples, donde esta el petróleo y cuanto hay. Efectivamente hablando, la pregunta es, en donde vamos a perforar y cuando va a producir.

Las respuestas están disponibles (usualmente) a través de la evaluación de registros.

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Detalles del yacimiento

Los reservorios están representados de maneras distintas, por los geólogos con rocas y los ingenieros de reservorio, con los fluidos.

El reservorio es visto de dos maneras:

La sección cruzada

La columna geológica

La sección cruzada muestra la estructura y los fluidos

La columna geológica muestra únicamente las rocas que conforman el reservorio y la profundidad de cada capa.

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Núcleos

• Permite medición directa de las propiedades del yacimiento.

• Usados para correlacionar mediciones indirectas, como por ejemplo

registros eléctricos / registros de LWD.

• Usados para probar la compatibilidad de fluidos de inyección.

• Usados para predecir la estabilidad del agujero.

• Usados para estimar la probabilidad de falla de formación y producción

de arena.

Los núcleos del reservorio permiten mediciones directas de propiedades importantes del reservorio. Es importante recoger núcleos de una parte representativa del reservorio; las propiedades de reservorio varían de forma horizontal y vertical. Si se sabe que el reservorio es altamente heterogéneo, se requerirán muchas muestras de núcleo, para describir al reservorio, de forma exacta.

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Información de los Núcleos

• Porosidad• Permeabilidad horizontal

al aire• Densidad de Grano

• Permeabilidad vertical al aire• Permeabilidad relativa• Presión capilar• Exponente de cementación (m)

y exponente de saturación (n)

Análisis Estándar Análisis Especial de Núcleo

Definiciones:

Porosidad: Fracción o porcentaje de una formación que es espacio poroso

Permeabilidad horizontal al aire : Una medida de la facilidad con la cual el aire fluye a través de un tapón de núcleo en una dirección horizontal.

Densidad de Grano : La densidad de los granos que comprenden laroca matriz.

Permeabilidad vertical al aire : Una medida de la facilidad con la cual el aire fluye a través de un tapón de núcleo en una dirección vertical.

Permeabilidad relativa: Permeabilidad de una fase en la presencia de una o mas fases dividido entre la permeabilidad del núcleo, cuando esta completamente saturado con una sola fase.

Presión capilar: Diferencia de presión a través de una interfase que separa dos fases distintas. Causa incremento capilar del agua en la formación, muy por encima de un contacto agua-aceite o agua-gas.

Exponente de cementación (m): Una constante empírica usada en laLey de Archie, nos permitirá determinar la saturación del agua a partir de mediciones de registros.

Exponente de Saturación (n): Una constante empírica usada en la Ley de Archie.

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Cortadores PDC

Ventilador de

Fluidos

Conexiónpara lastra barrena

(Drill Collars)

Barril Interno

Barril Externo

Rodamiento de Empuje

Anillo Retenedor de Núcleo

Barrena de Núcleos

Ensamble de Toma de Núcleo y Barrena de Núcleos

A diferencia de una barrena normal, la cual aplasta la roca en pequeños pedazos, una barrena de núcleo puede ser visualizada como un cilindro hueco con cortadores en su exterior. El cilindro de roca que es cortado por las barrenas, es retenido dentro del barril de muestreo por medio de un arreglo de dedos o cuñas de acero. Los diámetros de núcleo son típicamente de tres a siete pulgadas y usualmente tienen una longitud de 90 pies.

Una vez que el núcleo es extraído del pozo, es común realizar una descripción litológica en la locasión del pozo. Adicionalmente, y para evitar que el núcleo se seque, es algunas veces sellado en una cobertura de cera caliente y aluminio.

En el laboratorio, el núcleo es fotografiado bajo luz normal y bajo luz ultravioleta. (La luz UV revelara la presencia de hidrocarburo). Entonces se realizara el análisis rutinario y especial del núcleo.

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(Fotografía de Núcleo Completo, Arenisca Misoa, Venezuela)

Núcleo Completo

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Pistola para Muestreo de Pared Lateral

Cargas de Núcleo

Muestra de Núcleo

Roca de Formación

La herramienta de pistola de muestreo de pared lateral (sidewall sampling gun tool), puede ser utilizada para obtener pequeños tapones de la formación.

La herramienta es corrida en una linea de acero, después de que el agujero ha sido perforado. Unas 20 o 30 cargas son disparadas de cada pistola, a diferentes profundidades. La carga hueca penetrara la formación y las muestra de roca quedara atrapada dentro del cilindro de acero., Cuando la herramienta es halada hacia arriba, los cables conectados a la pistola, halaran la carga y la muestra de la pared del agujero.

Los núcleos de pared lateral son útiles para identificar las zonas contenedoras de hidrocarburos, cuando son vistas bajo luz UV. Lainspección cualitativa de porosidad es posible; sin embargo los núcleos podrían haber sido aplastados durante el proceso de recolección, de modo que el muestreo cuantitativo de porosidad, es cuestionable.

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Herramienta de Toma de Núcleo en Pared Lateral

Barrena de Toma de Núcleos

Muestras

Una herramienta mas nueva de linea de acero, perfora un tapón de la pared del agujero, evitando de esta manera el aplastamiento de las muestras. Hasta 20 muestras pueden ser individualmente cortadas y almacenadas dentro de la herramienta.

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Registro de PozoSP Resistividad

Evaluación de Registro en Agujero

Esta figura representa el montaje básico del proceso de registro. Un camión de linea de acero con un carrete de cable de registro es colocado de manera que la sonda (equipo de medición) pueda ser bajada dentro del agujero. Las herramientas de registro miden diferentes propiedades, tales como potencial espontáneo y resistividad de la formación, a medida que la sonda es llevada a superficie. La información es procesada por una computadora en un vehiculo de registro, y es interpretada por un ingeniero o geólogo.

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Rayos Gamma

Resistividad Porosidad

Incremento de radioactividad

Incremento deresistividad

Incremento deporosidad

Lutita

Arena Aceitifera

Lutita

Esquema de Registro

Un ingeniero o geólogo puede interpretar las lecturas de los registros para llegar a ciertas conclusiones sobre la formación. Por ejemplo, una disminución en la radioactividad, información proveniente de un registro de rayos gamma, podría indicar la presencia de formación de arenisca. Un incremento en un registro de porosidad, podría indicar que la formación tiene porosidad y es impermeable.

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Esta es una técnica rápida de “mirada rápida” para reconocer las zonas contenedoras de hidrocarburos. En una zona de agua, la porosidad y resistividad se perseguirán una a la otra, si la porosidad disminuye habrá menos agua y por lo tanto la resistividad se incrementara, y viceversa. En lutitas, la resistividad usualmente sale con lecturas bajas y la porosidad con lecturas altas. En hidrocarburo, la resistividad se incrementa, mientras que la porosidad queda igual o se incrementa.

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Procedimiento de Interpretación

La técnica mas simple de evaluación, consiste en reconocer la zona de hidrocarburos usando las curvas de porosidad y resistividad.

Resistividad PorosidadRayos Gamma

Agua

Agua

Lutita

Hidrocarburo

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Registros de Pozo en Agujero Descubierto

•Mediciones pasivas• Rayos Gamma: Indica la litología• Potencial espontáneo: Indica la

litología• Calibrador: Condición del agujero

• Mediciones activas• Resistividad: Saturación de fluido, hc

o agua• Porosidad: Propiedades de la roca,

cantidades de Densidad: Propiedades de la roca, respuesta sísmica

• Registro Sónico: Propiedades de la roca, respuesta sísmica

Roca Impermeable

Roca de Reservorio

Roca de la Fuente

Oil

Como ya fue mencionado con anterioridad, los registros de pozo son utilizados para estimar importantes propiedades de reservorio. Tales como porosidad, saturación de agua y permeabilidad. Los registros pueden ser convenientemente agrupados en categorías de Pasivos y Activos.

Los registros pasivos simplemente miden una fuerza existente o una corriente eléctrica. Por ejemplo, el registro SP, mide una corriente eléctrica natural, producida cuando un pozo lleno de fluidos conductivos es perforado a través de una formación.

Por otro lado, los registros activos, deben iniciar una respuesta desde la formación. Por ejemplo, la herramienta de neutrones bombardea laformación con neutrones, lo cual produce una respuesta que puede ser medida. El registro sónico produce una señal de audio; el tiempo de viaje de esta señal es medido y las propiedades del reservorio, pueden ser inferidas.

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Interpretación de Registro de Pozo

Los registros proveen información esencial detallada sobre pozos y reservorios.

Pozo

Profundidad

•Tipo de Roca• Porosidad• Permeabilidad• Tipo de Fluido• Volumen de Fluido• Topes de Formación• Fracturas

Granito

Arenisca

Caliza

Lutita

Arcilla

La interpretación de registros de pozo, puede ser bastante sencilla, como es el caso de arenisca gruesa y limpia, o puede ser muy complicado, como en el caso de una formación contenedora de diferentes litologías y minerales varios, o cuando los limites de los estratos están muy juntos.

Usualmente, los registros de pozo, son analizados por un programa de computadora, el cual ha sido diseñado para corregir la información cruda para el agujero, limite de estratos y efectos de fluido. Los registros complejos de pozo, requieren de la atención de un experto, para poder ser interpretados apropiadamente.

Muchas veces, los registros son usados en combinación, para lograr una interpretación. Por ejemplo, un “ploteo-cruzado” de un densidad-neutrón, dará como resultado mucha mas información, que la que puede ser obtenida de cada uno de los registros, de forma individual.

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Tipos Comunes de Registros

• Gamma (RG)• Potencial Espontáneo (SP)• Sónico (BHC)• Densidad de Masa (RHOB)• Porosidad de Neutrones (TNPH)• Resistividad (LLD, LLS, MSFL)

Los registros listados anteriormente, son rutinariamente encontrados en cuartos modernos de registros. En las laminas a continuación, discutiremos brevemente, cada uno de los registros.

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MotorProtector Curvo

Ajustable a Superficie

Inclinación de RPMGravedad a cara de aceite

EstabilizadorY Rodamientos

Antena deMedición

Resistividad Acimutal (profundidad de investigación

12 pulg. o menos)Detector de

Rayos Gamma

Protector Curvo de 3/4º

Transmisor de telemetría sin cables

y medición de corriente

Registro Durante la Perforación (LWD)

Todas las herramientas de LWD tienen un abastecimiento de potencia y un sistema de transmisión de información (data). La transmisión de información podría estar dentro del ensamble de fondo de los sensores hasta un dispositivo de memoria o desde los sensores a la superficie. Lo mas reciente es usualmente logrado por medio de la telemetría de pulso de lodo, un método por medio del cual la información es transmitida desde la herramienta en tiempo real, es decir, a medida que la información es obtenida. Un pulso de presión en el lodo es creado al abrir una válvula de cierre, en la sarta de perforación. Esto es usualmente logrado utilizando un dispositivo rotacional a un RPM dado. De esta manera, una corrida de información binaria es transmitida a superficie y es recibida por un traductor. La corrida de información binaria es entonces interpretada por una computadora para lecturas de registro.

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Registro Durante la Perforación (LWD)

• Provee:• Correlación en tiempo real elegir tomas de núcleo y

puntos de revestimiento.• Detección de sobrepresionamiento en pozos

exploratorios, en tiempo real.• Registros en tiempo real para minimizar secciones

“fuera de objetivo” (navegación geológica)• Evaluación de formación en tiempo real, para facilitar

las decisiones de “detener la perforación”.

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Registros del PozoRG Sigma

Evaluación de Registro en Pozo Revestido

Esta figura representa el montaje básico del proceso de registro. Un camión de linea de acero con un carrete de cable de registro es colocado de manera que la sonda (equipo de medición) pueda ser bajada dentro del agujero. Las herramientas de registro miden distintas propiedades a través de la tubería de revestimiento, tales como rayos gamma y formación sigma, a medida que la sonda es llevada a superficie. La información es procesada por una computadora en un vehiculo de registro, y es interpretada por un ingeniero o geólogo.

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Propiedades de la Formación A partir de Registros en Pozos Revestidos

• Porosidad

• Saturación

• Flujo

• Temperatura y presión

Muchas propiedades petrofísicas pueden ser medidas a través de la tubería de revestimiento. Estas propiedades incluyen el tiempo de decaimiento termal, la radioactividad natural, el contenido de hidrogeno, las cedencias (o resistencias) elementales, y, en algunos casos, el tiempo de transito del intervalo de la roca.

Debido a que las propiedades petrofísicas de la formación mas allá del pozo, son usualmente necesitadas, la herramienta de registro de pozos debe ser capaz de “ver” hacia la formación, mas allá de la tubería de revestimiento y el cemento, o las técnicas de interpretación deben ser capaces de compensar por estos efectos ambientales.

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Porque Correr Registros en Pozos Revestidos?

• Para monitorear la producción:• Detección del contacto y movimiento del fluido• Otros movimientos del agua/gas• Avance del frente de inyección• Salinidad del agua

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Registros Comunes en Agujeros Revestidos

• Registros de Rayos Gamma• Registros de Espectrometría con Rayos Gamma

Naturales• Registros de Neutrones• Registros Sónicos• Registros de Tiempo de Decaimiento Termal• Registros de Carbón-Oxigeno• Registros de Espectrometría con Rayos Gamma

Información de registros en pozos revestidos;

Registro de Rayos Gamma – igual al registro en agujero descubierto; Registro de Espectrometría con Rayos Gamma Naturales – usado para identificar tipos de arcilla y volúmenes de arcilla y es un mejor indicador de lutitas que el RG; Registros de Neutrones - igual al registro en agujero descubierto; Herramienta Sónica de Espaciamiento Largo: un espaciamiento mas largo hace que las ondas de sonido conducidas por la tubería de revestimiento se vuelvan insignificantes; Registros de Tiempo de Decaimiento Termal – similar a los registros de resistividad en agujeros; Registros de Espectrometría con Rayos Gamma – usados para calcular la litología, volumen de lutitas, porosidad, tipos de fluido en los poros y saturación.

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Otras Técnicas para Agujeros Revestidos

• Desviación de Pozo• Indicación del “Punto Libre” en tubería pegada• Pruebas de Formación en Pozos Revestidos• Corrosión Electromagnética• Registros de Adherencia del Cemento• Medición de la subsidencia del suelo