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     Análisis de Registro Sónico

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    ANALISIS DE REGISTRO SÓNICO PARA ESTUDIO DE PRESIONES

    IVÁN FELIPE REINA 2135626DANIELA DUARTE SERRANO 2132460

    JAVIER ROBAYO VARGAS 2144103PABLO DAVID CAPACHO SÁNCHEZ 2132437ELIZABETH PILAR PINEDA CIFUENTES 2124662JORGE ANDERSON ARBOLEDA LAMUS 2135628

    MSc. EMILIANO ARIZA

    UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERFACULTA DE INGENIERÍAS FÍSICOQUÍMICASESCUELA DE INGENIERÍA DE PETRÓLEOS

    PERFORACIÓN DE POZOSBUCARAMANGA

    2016-I

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     Análisis de Registro Sónico

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    TABLA DE CONTENIDO

    ContenidoINTRODUCCIÓN .................................................................................................... 3

    OBJETIVOS ............................................................................................................ 4

    OBJETIVO GENERAL: .................................................................................. 4

    OBJETIVOS ESPECÍFICOS: ........................................................................ 4

    REGISTRO SÓNICO .............................................................................................. 5

    GRADIENTE Y PRESIÓN DE SOBRECARGA. ............................................ 8

    GRADIENTE, PRESIÓN DE FORMACIÓN Y DENSIDAD EQUIVALENTE EL

    LODO. ................................................................................................................ 10

    GRADIENTE, PRESION DE FRACTURA Y DENSIDAD EQUIVALENTE DELLODO PARA LA FRACTURA ............................................................................ 13

    LA “VENTANA DE LODO” ........................................................................... 18

     Análisis de grafica .................................................................................... 19

    CONCLUSIONES .................................................................................................. 20

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    INTRODUCCIÓN

    Distintas herramientas son utilizadas en un análisis de presiones a lo largo de la

    perforación. El tener a disponibilidad una cantidad considerable de datos por medio de

    registros de pozos previamente perforados, con parámetros o características

    petrofísicas similares, además de la cercanía a la zona donde se pretende perforar,

    permite al ingeniero de perforación tener una mayor idea y confiabilidad respecto a las

    decisiones que debe tomar si se presentan variaciones de presiones que puedan alterar

    el curso del procedimiento.

    En el siguiente informe, se estudia y se interpreta un registro sónico, a partir del cual se

    realiza un estudio detallado de presiones y gradientes por los diversos métodos vistos

    en los horarios de clase de Perforación de Pozos.

    Se brinda datos de Profundidad vs Tiempo de viaje que permite observar, el

    comportamiento del registro sónico y algunas anomalías presentadas a distintas

    profundidades.

    Mediante diferentes modelos matemáticos, y una previa explicación de Analisis dePresiones, se quiere determinar una herramienta primordial para la establecer la

    confiabilidad del proceso de perforación, la cual es denominada “Ventana de Lodo”; la

    cual nos permite establecer un valor cuantitativo al fluido de perforación que debe ser

    usado, para no alterar la estabilidad de la formación

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    OBJETIVOS

    OBJETIVOS

      OBJETIVO GENERAL

      Analizar los datos del registro sónico y determinar las recomendacionesoperacionales con las cuáles se caracteriza el lodo con el que se puede realizarla perforación sin generar ningún problema.

      OBJETIVOS ESPECÍFICOS

      Calcular la presión de sobrecarga utilizando datos escogidos aleatoriamenteque se encuentran en los rangos normales.

      Determinar la presión de formación utilizando la correlación para registrossónicos de Eaton.

      Hallar la presión de fractura empleando el método de Eaton, además de la

    densidad equivalente del lodo para la fractura.

      Construir una gráfica del comportamiento de la presión de formación yfractura, junto con las densidades del lodo recomendado, “ventana de lodo” .

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    Se determinan a cada profundidad las propiedades requeridas de acuerdo a estosdatos, asumiendo que el agua contenida en los poros de las rocas es pura:

    SG LA ROCA DESOBRE CARGA

    2,5 POROSIDAD ROCADE SOBRE CARGA

    (%)

    20 GRADIENTENORMAL (Psi/ft)

    0,465

    SGH2O DE LA ROCA DESOBRE CARGA

    1 GRADIENTE ROCADE SOBRE CARGA

    (Psi/ft)

    0,9526

    Tabla N°2. Características petrofísicas y Gradientes de Sobrecarga y Normal de la Formación

    Primero se debe realizar una gráfica de la Profundidad vs el Tiempo de viaje paradeterminar cómo es la curva de desviación de algunos datos con respecto a esta. (VerGráfica 1, línea Azul).

    La abscisa está dada en escala logarítmica, por tanto la línea de tendencia normal debeestar dada en función logarítmica, esta es:

    15931.09756  + 38416.04702 

    Dónde:

    YProfundidad

    X Tiempo de viaje

     Ahora bien, el tiempo de viaje esperado, es decir la línea de tendencia normal esgraficada despejando x de la ecuación anterior, que es el tiempo de viaje, en funciónde la profundidad, dato que es conocido. (Ver Gráfica 1, Línea Roja).

    10−.−.

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    Obteniendo los siguientes valores:

    PROFUNDIDAD (ft) TIEMPO DE VIAJE (µs/ft)TIEMPO DE VIAJE NOMAL

    (µs/ft)

    2000,000 200,000 193,129

    2500,000 190,000 179,664

    3000,000 140,000 167,138

    3500,000 150,000 155,486

    4000,000 140,000 144,646

    4500,000 140,000 134,562

    5000,000 120,000 125,1805500,000 110,000 116,453

    6000,000 110,000 108,334

    6500,000 115,000 100,781

    7000,000 100,000 93,755

    7500,000 90,000 87,219

    8000,000 80,000 81,138

    8500,000 75,000 75,481

    9000,000 70,000 70,219

    9500,000 65,000 65,323

    10000,000 95,000 60,76910500,000 115,000 56,533

    11000,000 110,000 52,591

    11500,000 120,000 48,925

    12000,000 115,000 45,514

    12500,000 115,000 42,341

    13000,000 115,000 39,389

    13500,000 113,000 36,643

    14000,000 112,000 34,088

    14500,000 110,000 31,712

    15000,000 100,000 29,501Tabla N°3. Datos de tendencia para un hipotético registro sónico sin anomalías

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    La gráfica que relaciona entonces la línea de tendencia normal con la curva dedesviación es la siguiente:

    Gráfica 1. Línea de tendencia normal y curva de desviación cuando se grafica Profundidad

    vs Tiempo de viaje.

      GRADIENTE Y PRESIÓN DE SOBRECARGAEl gradiente de sobrecarga es hallado como sigue:

    Gsc= 0,052*ɸ *ρH20 *( ɸ* ρH20/ ρH20 – (1- ɸ)* ρeRoca)

    Gsc= 0,052*0,15 *8,33 *( 0,15* 8,33 / 8,33  – (1- 0,15)* 2,5)

    0

    2000

    4000

    6000

    8000

    10000

    12000

    14000

    16000

    10 100 1000

    TIEMPO DE VIAJE

    GRADIENTE DESOBRECARGA 0,985

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    La presión de sobrecarga es hallada multiplicando cada una de las profundidades por elGradiente de sobrecarga.

    PROFUNDIDAD(ft)

    PRESION DESOBRE CARGA(PSI)

    2000 1905,22500 2381,53000 2857,83500 3334,14000 3810,44500 4286,7

    5000 47635500 5239,36000 5715,66500 6191,97000 6668,27500 7144,58000 7620,88500 8097,19000 8573,49500 9049,7

    10000 952610500 10002,311000 10478,611500 10954,912000 11431,212500 11907,513000 12383,813500 12860,114000 13336,414500 13812,7

    15000 14289Tabla N°4. Gradientes de Sobrecarga

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    110,000 31,712 0,941

    100,000 29,501 0,940

    La presión de formación es hallada multiplicando el Gradiente de formación por laprofundidad Pf= Gf*h , para cada caso:

    PROFUNDIDAD (ft)GRADIENTE DE

    FORMACIÓN (PSI/ft)PRESIÓN DE FORMACIÓN

    (PSI)

    2000,000 0,465 930,000

    2500,000 0,465 1162,500

    3000,000 0,465 1395,0003500,000 0,465 1627,500

    4000,000 0,465 1860,000

    4500,000 0,465 2092,500

    5000,000 0,465 2325,000

    5500,000 0,465 2557,500

    6000,000 0,465 2790,000

    6500,000 0,465 3022,500

    7000,000 0,465 3255,000

    7500,000 0,465 3487,500

    8000,000 0,465 3720,000

    8500,000 0,465 3952,500

    9000,000 0,465 4185,000

    9500,000 0,465 4417,500

    10000,000 0,825 8249,721

    10500,000 0,895 9394,086

    11000,000 0,899 9892,435

    11500,000 0,920 10574,882

    12000,000 0,922 11068,471

    12500,000 0,928 11603,303

    13000,000 0,933 12129,097

    13500,000 0,936 12635,646

    14000,000 0,939 13143,937

    14500,000 0,941 13643,302

    15000,000 0,940 14101,218

    La densidad equivalente del lodo se calcula con la siguiente fórmula:

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      0,052 ∗ ℎ  

    Como el gradiente de formación es , basta con dividir el Gf entre 0,052:

      0,052  

    GRADIENTE DEFORMACIÓN (PSI/ft)

    DENSIDAD EQUIVALENTEDEL LODO (lb/gal)

    0,465 8,9420,465 8,942

    0,465 8,942

    0,465 8,942

    0,465 8,942

    0,465 8,942

    0,465 8,942

    0,465 8,942

    0,465 8,942

    0,465 8,942

    0,465 8,9420,465 8,942

    0,465 8,942

    0,465 8,942

    0,465 8,942

    0,465 8,942

    0,825 15,865

    0,895 17,205

    0,899 17,294

    0,920 17,684

    0,922 17,7380,928 17,851

    0,933 17,942

    0,936 17,999

    0,939 18,055

    0,941 18,095

    0,940 18,078

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      GRADIENTE, PRESION DE FRACTURA Y DENSIDAD EQUIVALENTE DELLODO PARA LA FRACTURA

    Para realizar el cálculo de la presión de fractura se hizo el uso para el cálculo de los 3métodos distintos aprendidos en clase: Método de HUBBERT Y WILLYS, método deMATTHEWS Y KELLY Y el método de EATON que fue el seleccionado debido a que seajusta de mejor manera, puesto que permiten hacer un factor de seguridad del 0,2 a ladensidad equivalente de fractura del lodo para generar el gradiente de lodo máximopermitiendo que la ventana del lodo tenga un mayor intervalo, la cual más adelante semostrara. 

    Por medio grafico se obtuvo los valores de la relación de Poisson para las distintasprofundidades:

    Continuamente se calculó el valor de K, que se obtiene por:

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      1  

    Y finalmente se halló los correspondientes valores de la presión de fractura con lasiguiente ecuación:

       +   ℎ 

    Coeficiente U GULF COASTVARIABLE OVERBURDEN

    PRESIÓN DE FRACTURA(PSI) METODO EATON

    0,340 1432,3760,350 1818,885

    0,370 2254,105

    0,380 2673,481

    0,390 3106,977

    0,400 3555,300

    0,420 4090,448

    0,430 4580,612

    0,440 5088,686

    0,450 5615,645

    0,460 6162,541

    0,461 6615,287

    0,462 7069,758

    0,463 7525,963

    0,464 7983,913

    0,467 8476,107

    0,470 9381,516

    0,471 9935,615

    0,472 10416,431

    0,474 10917,332

    0,475 11396,654

    0,476 11879,635

    0,480 12364,207

    0,481 12843,666

    0,482 13323,024

    0,483 13801,560

    0,484 14277,355

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    Ya obteniendo dichos valores, se puede hacer el cálculo del gradiente y la densidad delodo equivalente para la fractura:

      

    ℎ  

    =

    0.052 

    PROFUNDIDAD(ft)

    PRESIÓN DE FRACTURA(PSI) METODO EATON

    GRADIENTE DEFRACTURA (PSI/ft)METODO EATON

    DENSIDADEQUIVALENTE DEL

    LODO PARA FRACTURA(lb/gal) METODO

    EATON2000,000 1432,376 0,716 13,773

    2500,000 1818,885 0,728 13,991

    3000,000 2254,105 0,751 14,449

    3500,000 2673,481 0,764 14,689

    4000,000 3106,977 0,777 14,937

    4500,000 3555,300 0,790 15,194

    5000,000 4090,448 0,818 15,732

    5500,000 4580,612 0,833 16,016

    6000,000 5088,686 0,848 16,310

    6500,000 5615,645 0,864 16,614

    7000,000 6162,541 0,880 16,930

    7500,000 6615,287 0,882 16,962

    8000,000 7069,758 0,884 16,995

    8500,000 7525,963 0,885 17,027

    9000,000 7983,913 0,887 17,060

    9500,000 8476,107 0,892 17,158

    10000,000 9381,516 0,938 18,041

    10500,000 9935,615 0,946 18,197

    11000,000 10416,431 0,947 18,211

    11500,000 10917,332 0,949 18,256

    12000,000 11396,654 0,950 18,264

    12500,000 11879,635 0,950 18,276

    13000,000 12364,207 0,951 18,290

    13500,000 12843,666 0,951 18,296

    14000,000 13323,024 0,952 18,301

    14500,000 13801,560 0,952 18,304

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    15000,000 14277,355 0,952 18,304

     Ahora para graficar profundidad contra la densidad de lodo o gradiente hay que conocerla densidad del lodo máxima a trabajar sin que ocurra una fractura o en el peor de loscasos un reventón, se hace necesario calcular el gradiente máximo del lodo:

      0,052 ∗   0.5 

    DENSIDAD EQUIVALENTEDEL LODO PARA FRACTURA

    (lb/gal) METODO EATON

    DENSIDAD MAXIMA DELODO (lb/gal) METODO

    EATON

    GRADIENTE MAXIMO DELODO (lb/gal) METODO

    EATON

    13,773 13,273 0,690

    13,991 13,491 0,702

    14,449 13,949 0,725

    14,689 14,189 0,738

    14,937 14,437 0,751

    15,194 14,694 0,764

    15,732 15,232 0,792

    16,016 15,516 0,807

    16,310 15,810 0,822

    16,614 16,114 0,838

    16,930 16,430 0,854

    16,962 16,462 0,856

    16,995 16,495 0,858

    17,027 16,527 0,859

    17,060 16,560 0,861

    17,158 16,658 0,866

    18,041 17,541 0,912

    18,197 17,697 0,920

    18,211 17,711 0,921

    18,256 17,684 0,920

    18,264 17,738 0,922

    18,276 17,851 0,928

    18,290 17,942 0,933

    18,296 17,999 0,936

    18,301 18,055 0,939

    18,304 18,095 0,941

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     Análisis de Registro Sónico

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    18,304 18,078 0,940

    Es necesario establecer la densidad o gradiente de lodo mínima que se necesita paraperforar, ésta debe estar por encima de la densidad de lodo equivalente o como mínimoser igual a ésta para evitar reventones. Se utilizó un factor de seguridad de 0,5 porencima de la densidad de lodo hasta los 11000 ft, de ahí en adelante, se decidióperforar con un gradiente de lodo igual al gradiente de formación.

      0,052 ∗  + 0,3 

    GRADIENTE DEFORMACIÓN (PSI/ft)

    DENSIDAD EQUIVALENTEDEL LODO (lb/gal)

    GRADIENTE MINIMO DEL

    LODO (lb/gal) FACTORSEGURIDAD 0,3 SOBRE

    DENSIDAD

    0,465 8,942 0,481

    0,465 8,942 0,481

    0,465 8,942 0,481

    0,465 8,942 0,481

    0,465 8,942 0,481

    0,465 8,942 0,481

    0,465 8,942 0,481

    0,465 8,942 0,481

    0,465 8,942 0,481

    0,465 8,942 0,481

    0,465 8,942 0,481

    0,465 8,942 0,481

    0,465 8,942 0,481

    0,465 8,942 0,481

    0,465 8,942 0,481

    0,465 8,942 0,481

    0,825 15,865 0,841

    0,895 17,205 0,910

    0,899 17,294 0,915

    0,920 17,684 0,920

    0,922 17,738 0,922

    0,928 17,851 0,928

    0,933 17,942 0,933

    0,936 17,999 0,936

  • 8/16/2019 Analisis de Registro Sonico 1

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     Análisis de Registro Sónico

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    0,939 18,055 0,939

    0,941 18,095 0,941

    0,940 18,078 0,940

      LA “VENTANA DE LODO” 

    Graficando todo en una misma grafica (profundidad vs gradiente de formación,gradiente mínimo del lodo, máximo gradiente del lodo y gradiente de fractura).

    1500

    3500

    5500

    7500

    9500

    11500

    13500

    15500

    0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

    GRADIENTE DE FORMACIÓN GRADIENTE MAXIMO DE LODO

    GRADIENTE DE FRACTURA GRADIENTE MINIMO DE LODO

  • 8/16/2019 Analisis de Registro Sonico 1

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     Análisis de Registro Sónico

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      Análisis de grafica

    Problemas que se presenta:

    1. Se observa que a una profundidad mayor de 9500 ft el gradiente de la formacióntiende acercarse mucho y después de los 11500 ft no se logra diferenciaralcanzando al gradiente del lodo máximo.

    2. Se obtuvo un factor de seguridad de 0,3 sobre por encima de la densidad dellodo equivalente a la formación para encontrar el gradiente de lodo mínimo peroéste solo sirve hasta los 110000 ft porque de ahí en adelante sobrepasaría algradiente de lodo máximo y el de fractura.

    Posibles soluciones

    1. Especificar que la ventana de lodo para profundidades superiores a los 11000 ftva a ser desde el gradiente de formación, como se observa en la tabla el valordel gradiente de lodo mínimo y máximo es el mismo que el gradiente deformación para profundidades mayores a los 11000 ft para que no sobrepasara.

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     Análisis de Registro Sónico

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    CONCLUSIONES

      El registro sónico que se estudió en el informe, proporcionó datos que puedenindicar problemas en el manejo y control de presiones en el avance de laperforación; puesto que las curvas de la ventana de lodo obtenida, presentan unacercamiento considerable después de los 11000 pies de profundidad, lo queproporciona dificultades para seleccionar la composición adecuada y la densidaddel fluido de perforación.

      La aleatoriedad de los datos de formación, influyen en la construcción de lascurvas de la Ventana de Lodo. Esto implica que el registro sónico pudo seraplicado a un pozo con distintas características, para lograr unos valores

    estipulados de densidad equivalente de lodo capaces de acomodarse a lasvariaciones de presión.

      La corrección para obtener la densidad equivalente para el gradiente de presión,establecido en un valor de 0,3 lpg, brinda un límite de seguridad antes de los11000 pies, considerada de buen valor. Pero luego de sobrepasar estaprofundidad es necesario aplicar un análisis más profundo, ya que al tener estefactor de corrección, sobrepasa el límite del gradiente de fractura, lo cual es unerror gravísimo en el proceso de perforación. Existe dos posibles hipótesis: 1) Latoma de datos del registro no es lo suficientemente confiable y 2) Existe un fallo

    en la correlación usada para la estimación del gradiente de fractura (En estecaso correlación de Eaton).