curso petrofisica 1
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Consideraciones Generales
Las mediciones de Registros de Pozos, a cualquier profundidad
en el hoyo, corresponden a las propiedades de las rocas, fluidos o gas, y
espacio poral. Las respuestas de los registros estn tambin en funcinde las caractersticas de los facies de las rocas. Los parmetros
petrofsicos especficos tienden a ocurrir en ambientes especficos y en
variaciones de facies particulares. La mayor ventaja de los registros con
guaya es la caracterizacin de un registro continuo en superficie de toda
la unidad estratigrfica penetrada. Las mediciones de profundidad,espesor, y comparaciones cualitativas de capas permeables e
impermeables son rpidamente identificadas.
Interpretacin de Registros a Hoyo Abierto
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Consideraciones Generales
Pocos de los parmetros petrofisicos pueden ser medidos
directamente. En lugar de esto, ellos pueden ser derivados o inferidos de
las mediciones de otros parmetros petrofsicos de la formacin. Estos
incluyen, entre otros, la Resistividad, la Densidad, el Tiempo de Trnsito, elPotencial Espontneo, la Radioactividad Natural y el contenido de
Hidrgeno de la roca.
La interpretacin es el proceso por el cual estos parmetros
medidos son traducidos a parmetros petrofsicos necesarios para evaluar
un yacimiento: Porosidad, Saturacin de Hidrocarburo, Permeabilidad,Espesor, Litologa, Arcillosidad, etc.
Interpretacin de Registros a Hoyo Abierto
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Consideraciones Generales
Fuente: Log Interpretation Principles/Aplications. Schlumberger.
Interpretacin de Registros a Hoyo Abierto
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Modelos
ModeloGeolgicoPropiedadesFsicas de las
Rocas
ModeloAmbiental
Invasin
Tipo de Lodo
Modelo deHerramientasMediciones de:
Litologa,Resistividad y
Porosidad
Modelo
MatemticoArcillosidadPorosidad
Saturacin deAgua
Resultados dela Evaluacin
Calidad de laRoca
Petrleo en Sitio
Interpretacin de Registros a Hoyo Abierto
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Estas rocas provienen de la consolidacin de sedimentos
formados sobre la superficie de la tierra o ambientes marinos,
originados por descomposicin mecnica de fragmentos de rocas
existentes por efecto de meteorizacin, erosin y transporte, tambin
por precipitaciones qumicas de soluciones o por secrecin de
organismos vivientes. Frecuentemente, fueron depositados en capas o
estratos. Esta familia de rocas est dividida en diversos grupos basados
en el origen del sedimento.
Clasificacin de Rocas Sedimentarias
Interpretacin de Registros a Hoyo Abierto
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Estn formadas de restos provenientes de la alteracin ydescomposicin de rocas pre-existentes que pueden ser transportadas,frecuentemente a distancias considerables, por el viento, agua o hielodesde el sitio de erosin hasta el sitio de depositacin. Estos sedimentos,los cuales se asientan bajo la accin de la gravedad a distancias desde susorgenes son denominados Exgenos. Las partculas estn usualmenteunidas por un cemento de origen qumico o bioqumico formandoposteriormente la despositacin. La cual ocupa parte del espacio poral.
Este grupo est dividido en diferentes subgrupos:
Rocas Clsticas
Clasificacin de Rocas Sedimentarias
Interpretacin de Registros a Hoyo Abierto
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Estas estn formadas por acumulaciones de precipitaciones, los
cuales son resultados de cambios de presin, temperatura o concentracin(evaporitas), o en respuesta a los cambios qumicos dentro del agua,debido a la actividad de organismos tales como el plancton, algas obacterias (carbonatos). Tales rocas son denominadas Endgenasporque el sitio de depositacin es usualmente el mismo sitio de formacin.
Frecuentemente incluidas en este grupo estn las rocas
bioqumicas, las cuales resultan de la accin de organismos tales comoarrecifes de coral, o de una acumulacin de organismos que tienen conchascalcreas, o de organismos silicios, o de la transformacin de restosvegetales bajo la accin de bacterias anaerbicas.
Rocas Qumicas o Bioqumicas
Clasificacin de Rocas Sedimentarias
Interpretacin de Registros a Hoyo Abierto
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Clasificacin de Rocas Sedimentarias
AreniscasConglomerados
Lutita
CalizasLutitas Diatomeas
FosforitasDolomitas
Evaporitas(Algunas Calizas)
Precipitaciones
Restos Biolgicos y
Precipitaciones
Carbn Orgnico
Restos Organicos Minerales Pre existentesSoluciones
DescomposicinMecnica
DescomposicinQumica
Roca Fuente
Fuente: Introduction to Wireline log analysis W.A.
Interpretacin de Registros a Hoyo Abierto
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Rocas Productoras
En su mayora todo el petrleo producido en el mundo proviene derocas sedimentarias. Para localizar los yacimientos que contienen petrleo,se requiere del conocimiento de la naturaleza de los sedimentos.
Las rocas sedimentarias se originan de procesos de desgaste
mecnico y qumico o efectos de erosin en la superficie de la tierra.
Los sedimentos son transportados por el viento y las aguas odisueltos en un fluido, resultado de depositacin mecnica o precipitacinmecnica y biolgica.
Las rocas sedimentarias, estn en su mayora formadas porminerales que permanecen estables sometidos a condiciones normales deesfuerzos y temperatura derivados de procesos y pueden ser divididas endos grandes grupos mecnicos y qumicos.
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Rocas Productoras
SIMPLE
ARCILLOSAS
COMPLEJA
ARENAS CALIZAS DOLOMITAS
LUTITA
ARENA
MICA
LUTITA
Fuente: Avanced Formation Evaluation. Schlumberger Surenco S.A.
Interpretacin de Registros a Hoyo Abierto
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Evaluacin de las Rocas Productoras
Los registros de pozos representan uno de los mtodos msimportantes de adquisicin de las medidas de las propiedades fsicas delmaterial de la roca matriz y los fluidos que ocupan los poros. Estos datostambin son obtenidos por anlisis de ncleos y anlisis de muestra de
pared.
Los datos de ncleos y registros son comparados y usados enconjunto para definir las propiedades del yacimiento.
Cuando no hay ncleo disponible, los datos de registros sonfrecuentemente usados extrapolando la informacin de anlisis de ncleo yregistros de pozos vecinos. Las medidas de registros pueden definir o almenos inferir propiedades petrofsicas tales como porosidad, volumen dearcilla, litologa, saturacin de agua, gas y petrleo, estimar permeabilidad,predecir cortes de agua, determinar zonas de sobre presin y clculos depetrleo residual.
Interpretacin de Registros a Hoyo Abierto
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Evaluacin de las Rocas Productoras
El anlisis de registro es primeramente usado para describir un
solo pozo. Sin embargo, cuando hay una serie de registros corridos envarios pozos representativos en un rea geogrfica especfica, esto puede
ser usado como una herramienta geolgica para describir estructura local,
estratigrficas, facies, ambientales de depositacin y geometra de
yacimiento.
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Informacin Obtenida a partir de Registros a Hoyo Abierto
Litologa
Espesor
Porosidad Cantidad
Tipo
Distribucin
SaturacinPermeabilidad
Productividad
Depositacin
Tipo de Fluido
Contactos de Fluido
Litologa
Tipo de Roca
Contenido de Arcilla
Tipos de Arcilla
Etc.
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Registros
P
R
O
F
U
N
DI
D
A
D
FORMACION
TOPES
LUTITA
LITOLOGIA
ARENA
LUTITA
CALIZA
FRACTURAS ?
POROSIDAD ?PERMEABILIDAD ?FLUIDOS ?
TIPO ?
POROSIDAD ?PERMEABILIDAD ?FLUIDOS ? TIPO ?CANTIDAD ?
CONTINUO AL
PROXIMOPOZO ?
Fuente: Avanced Formation Evaluation. Schlumberger Surenco S.A.
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Agua
Capa de roca
Capa de Gas
Contacto
Gas-PetrleoContacto
Petrleo-AguaPetrleo
Columna LitolgicaProblemas
Evaluacin de Yacimientos
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Porosidad
Porosidad es el volumen de poros por unidad de volumen de
formacin; es decir, la fraccin del volumen de una muestra que est
ocupada por poros o vacos. El smbolo para la porosidad es . Una
sustancia densa y uniforme, semejante a un pedazo de vidrio, tieneporosidad cero; una esponja, tiene una muy alta porosidad.
Las Porosidades de formaciones de superficie pueden ser muy
variadas. Carbonatos densos (calizas y dolomitas) y evaporitas (sal,
anhydrita, yeso, etc.) pueden mostrar prcticamente porosidades cero;
pozo con arenas consolidadas pueden tener porosidades del 10 al 25 %;
arenas no consolidadas pueden tener 25 % o ms.
Interpretacin de Registros a Hoyo Abierto
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Porosidad
Arcillas o Lutitas pueden contener por encima del 40% de
porosidad llena de agua, pero los poros individuales son usualmente tan
pequeos que la roca es impermeable al flujo de fluidos.
Las Porosidades estn clasificadas de acuerdo a la colocacin fsica
del material que rodea los poros y a la distribucin y forma de los poros.
En una arena limpia, la roca matriz est formada por granos de arena
individuales, mas o menos en forma esfrica, empacados juntos de la
misma forma en que los poros estn entre los granos.
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MATERIALCEMENTANTE
GRANO DE
ARENA
POROSIDADEFECTIVA
25%
POROSIDADNO EFECTIVA
5%
POROSIDADTOTAL 30%
Porosidad
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Permeabilidad
La Permeabilidad es una medida de la facilidad con la cual los
fluidos pueden fluir a travs de la formacin. Para una muestra de roca
dada y para cualquier fluido homogneo, la permeabilidad ser una
constante con tal y los fluidos no tengan contacto con la misma roca.
La unidad de Permeabilidad es el darcy, la cual es muy grande,
tanto que la parte de mil es generalmente utilizada: el milidarcy (md). El
smbolo para la Permeabilidad es k.
Una roca, para ser permeable, debe tener algunos poros
interconectados, capilares o fracturas. De aqu que existe una relacinaproximada entre la Porosidad y la Permeabilidad. Las Permeabilidades
ms grandes, en general, corresponden a grandes Porosidades, pero esto
esta lejos de ser una regla absoluta.
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Permeabilidad
Las Arcillas y algunas arenas tienen altas porosidades, pero los
granos son mas pequeos que el camino disponible para el movimiento del
fluido, ya que es bastante restringido y tortuoso; as que, sus
permeabilidades pueden ser muy bajas.
Otras formaciones, tales como calizas, pueden estar compuestas
de una roca densa partida, por un poco de fisuras pequeas o fracturas de
gran proporcin. La Porosidad de cada una de las formaciones puede ser
baja, pero la permeabilidad de una fractura puede ser enorme. Por lo
tanto, las calizas fracturadas pueden tener baja porosidad pero unapermeabilidad extremadamente alta.
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POROSIDAD40%
PermeabilidadHorizontal 1500md
PermeabilidadVertical 1000 md
Permeabilidad
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Saturacin
La Saturacin de una formacin es la fraccin del volumen de
poros ocupados por el fluido considerado. La Saturacin de Agua, es
entonces, la fraccin (o porcentaje) del volumen de poros que contiene agua
de la formacin. Pero si nada mas existe agua en los poros, una formacin
tiene una Saturacin de Agua del 100 %. El smbolo para la Saturacin esS; varios subndices son utilizados para denotar saturacin de un fluido en
particular (Sw para Saturacin de Agua, So para Saturacin de Petrleo,
Sh para Saturacin de hidrocarburos, etc.).
La Saturacin de Petrleo, o Gas es la fraccin del volumen de
poros que contiene petrleo o gas. Los poros deben estar saturados conalgn liquido. As, la sumatoria de todas las saturaciones en una roca de
formacin dada debe ser un total del 100 %.
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GRANOS DE ARENAMATERIAL
CEMENTANTE
PETROLEO
AGUA
GAS
Saturacin
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Hidrocarburos en Sitio
Un estimado de la cantidad total de hidrocarburos en sitiopuede ser obtenida a partir de los anlisis/evaluaciones de losRegistros. El producto de Porosidad y Saturacin de Hidrocarburos,
x (1 - Sw), es la fraccin de la formacin que contienehidrocarburos. El espesor de la formacin productora, (h) (ft), puedeser determinado a partir de los registros.
Petrleo N = 7,758 * *(1 - Sw) * h * A
Donde:
N: Volumen de Barriles de Petrleo en Sitio: Porosidad Efectiva
Sw: Saturacin de Aguah: Espesor de la formacin con hidrocarburoA: Area en Acres
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Hidrocarburos en Sitio
Gas G = 43,560 * *(1 - Sw) * h * A
Donde:
G: Volumen de pies cbicos de Gas en Sitio
: Porosidad EfectivaSw: Saturacin de Aguah: Espesor de las formacin con hidrocarburo
A: Area en Acres
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Invasin
Para la perforacin de pozos, el lodo es utilizado con el propsito de
evitar derrumbes en las paredes del hoyo, evitar aportes de fluidos de la
formacin hacia el pozo durante la perforacin, para controlar arremetidas,
etc. Esto se logra preparando el lodo de manera tal, que la presin ejercidapor la columna hidrosttica del fluido, sea mayor que la presin de las
formacin. Este diferencial de presin permite que el filtrado del lodo
penetre dentro de las formaciones permeables, quedando depositadas las
partculas slidas del lodo en la pared del pozo, formndose de esta manera
el revoque, el cual por ser de baja permeabilidad reduce considerablementeel proceso de invasin de filtrado hacia la formacin.
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Invasin
Parmetros de Formaciones
Resistividad de la
Zona
Resistividad del
Fluido
LODO
H
Espesor del
YacimientoZona de
Transicin Zona NoInvadida
Rs
Yacimiento
Adyacente
Sw
RwRt
Si
Ri Rz
Rs
YacimientoAdyacente
Zona
Invadida
Rmf Rxo
Sxo
Rm
Rmc
hmc
Revoque
dh
Dimetro del Hoyo
di
dj
Zona de Saturacin de
Agua
Fuente: Schlumberger.
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Registro de Invasin
Distancia del Hoyo
Hoyo
Distancia del Hoyo
Zona de agua
Distancia del Hoyo
Zona de HidrocarburoSistema de
Lodo
Salado
Incrementando
Sistema
de Lodo
Fresco
Incrementando
Zona de
Petrleo
Zona de
Agua
Salada
Lodo Fresco
ResistividadR
Zona Invadida
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Cabezal de Registro
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