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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIAY ARQUITECTURA
UNIDAD TICOMÁN – CIENCIAS DE LA TIERRA
PROYECTO TERMINAL
“EVALUACIÓN DE FORMACIONES USANDO REGISTROS
GEOFÍSICOS DE POZO Y SOFTWARE COMERCIAL:
UN CASO PRÁCTICO”
PARA OBTENER EL TITULO DE:
I N G E N I E RO G E O F Í S I C O
PRESENTA:
EDGAR GIOVANNI MORENO GALLEGOS
ASESOR:
DR. ENRIQUE COCONI MORALES
MEXICO, D.F. DICIEMBRE 2009
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INDICE
Agradecimientos………………………………………………………………………………………………………... Resumen…………………………………………………………………………………………………………………… Abstract…………………………………………………………………………………………………………………….. Introducción………………………………………………………………….…………………………………………... CAPÍTULO I ‘REGISTROS GEOFÍSICOS DE POZO’
1.1 Introducción a los registros geofísicos de pozo…….......………………………….……………. 1.2 Generalidades de las principales herramientas de RGP………………………………………
1.2.1 Registro de potencial espontáneo SP………………………………………………………… 1.2.2 Registro de resistividad o de conductividad eléctrica………………………………… 1.2.3 Registro sónico………………………………………………………………………………………… 1.2.4 Registro de rayos gamma…………………………………………………………………………. 1.2.5 Registro de neutrón…………………………………………………………………………………. 1.2.6 Registro de densidad………………………………………………………………………………..
CAPÍTULO II ‘SOFTWARE DE EVALUACIÓN DE REGISTROS GEOFÍSICOS DE POZOS’
2.1 Descripción general del software PowerLog©…………………………………………………. 2.2 Herramientas de los menús de PowerLog©……………………………………………………..
2.2.1 Menú File………………………………………………………………………………………………… 2.2.2 Menú Import…………………………………………………………………………………………… 2.2.3 Menú Export…………………………………………………………………………………………… 2.2.4 Menú View……………………………………………………………………………………………… 2.2.5 Menú Edit……………………………………………………………………………………………….. 2.2.6 Menú Compute……………………………………………………………………………………....... 2.2.7 Menú Interp………………………………………………………………………………………......... 2.2.8 Menú Reports……………………………………………………………………………………......... 2.2.9 Menú Tools……………………………………………………………………………………………… 2.2.10 Menú Window………………………………………………………………………………………. 2.2.11 Menú Help……………………………………………………………………………………………..
CAPÍTULO III ‘SECUENCIA DE PROCESO PARA LA EVALUACIÓN DE FORMACIONES CON DATOS DE REGISTROS GEOFÍSICOS DE POZOS’
3.1 Introducción……………………………………………………………………………………………….….. 3.2 Secuencia general del proceso de evaluación de formaciones……………………...........
3.2.1 Carga y presentación de los datos en PowerLog©……………………………………. 3.2.1.1 Creación de proyecto y carga de pozos………………………………………………. 3.2.1.2 Presentación de los datos de RGP………………………………………………………
3.2.2 Cálculo de parámetros a partir de los datos de pozos………………………………… 3.2.2.1 Cálculo de temperatura…………………………………………………………………….. 3.2.2.2 Cálculo de volumen de arcilla………………………………………………………........
3.2.3 Determinación de la litología dominante por medio de crossplots……………… 3.2.4 Cálculo de porosidad……………………………………………………………………………….. 3.2.5 Cálculo de exponente de cementación ‘m’ y resistividad del agua ´Rw’……….. 3.2.6 Cálculo de la saturación de agua Sw………………………………………………………….. 3.2.7 Determinación de la litología……………………………………………………………………
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10 11 11 12 13 14 16 17
19 19 20 20 20 21 21 21 22 22 23 23 23
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CAPÍTULO IV ‘APLICACIÓN A DATOS DE REGISTROS GEOFÍSICOS DE POZOS REALES’ 4.1. Introducción………………………………………………………………………………………………..… 4.2. Casos Reales…………………………………………………………………………………………………..
4.2.1 Pozo 3 (caso completo)…………………………………………………………………………… 4.2.2 Pozo 1 (caso sin registro sónico)………………………………………………………………
Conclusiones…………………………………………………………………………………………………………… Recomendaciones…………………………………………………………………………………………………… ANEXO
Pozo 2………………………………………………………………………………………………………………… Pozo 4………………………………………………………………………………………………………………… Pozo 5………………………………………………………………………………………………………………… Pozo 6………………………………………………………………………………………………………………… Pozo 7……………………………………………………………………………………………………………….. Pozo 8……………………………………………………………………………………………………………….. Pozo 9……………………………………………………………………………………………………………….. Pozo 10……………………………………………………………………………………………………………... Pozo 11……………………………………………………………………………………………………………… Pozo 12……………………………………………………………………………………………………………… Pozo 13……………………………………………………………………………………………………………... Pozo 14……………………………………………………………………………………………………………... Pozo 15……………………………………………………………………………………………………………..
Bibliografía…………………………………………………………………………………………………………….
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AGRADECIMIENTOS.
Esta sección la he encontrado en muchos trabajos casi ‘de cajón’ sin embargo, más que nunca
es esto un agradecimiento inmenso para todos aquellos que me apoyaron en el largo camino
que he seguido para finalmente llegar al momento de redactar esto, ellos son muchos, espero
no olvidar a nadie, si lo hago mil perdones saben cuan despistado soy.
Primeramente (y como siempre será) gracias a las personas que me han dado todo
desde la vida hasta regaños para corregirme, ellos son mis papas que siempre han estado allí
para alentarme a ser un tipo mejor en todos los ámbitos de la vida, con su amor, con su
ejemplo, su simple presencia, etc. así que a ellos el agradecimiento es total y eterno.
A mis hermanos Omar y Ulises que desde pequeños son mis mejores amigos y no los
cambiaría por nada, y a dos personitas que llegaron a mi vida y que también aprecio en
demasía mi comaye Viri y Alex mi ahijado, a todos ellos gracias por su compañía y cariño que
día a día alentó a este que escribe.
Agradecimiento para todos los profesores que contribuyeron a la realización del
presente proyecto terminal, primordialmente al profesor Enrique Morales Coconi, quien
además de proporcionar el tema del proyecto, tuvo la paciencia necesaria para guiarme en el
desarrollo del mismo. Así mismo agradezco a todos los profesores que tuvieron que ver en
mi formación profesional en esta gran institución a la que evidentemente también debo
agradecer, el IPN, y particularmente a mi escuela, la ESIA.
Otro apartado quiero dedicarlo a mis compañeros de grupo, con los que pase
momentos muy gratos y que nunca olvidare y que por supuesto han contribuido en que hoy
sea quien soy, así que, a Jessy, Clau, Narce, Mary, Sam, Otho, Uriel, Edgar y sobretodo a mi
mejor amigo el buen Fer. Y no quiero olvidar a mis amigos de siempre que también me
permitió conocer esta aventura llamada geofísica, Skipi, Chiapas, Lapiz, Ana, Adán y Denis, se
les quiere a todos.
Finalmente (lejos de ser por menor grado de importancia), a la persona es quien de
todos los mencionados, es la ultima en aparecer en mi vida, pero su presencia ha cambiado la
misma, pues me ha permitido amarla y a la vez sentirme amado, mi novia, Miry, gracias amor
mío.
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RESUMEN
Este proyecto terminal desarrollo una secuencia de proceso para evaluar formaciones a partir
de datos de RGP utilizando el software PowerLog©. La secuencia fue aplicada a datos de 15
registros de pozos, entregando finalmente volúmenes de cuatro diferentes minerales en la roca,
además de las zonas de interés encontradas.
Por principio se analizo la información contenida en los archivos de pozo, definiendo
los intervalos que poseían las curvas de registros necesarias para aplicar la secuencia de
evaluación. Se tuvieron dos clases de pozos una con características ideales de información y
otra carente de registro sónico, de cualquier manera ambos fueron desarrollados.
La secuencia de proceso para la evaluación de formaciones incluyó la aplicación de
diversos módulos de PowerLog©, útiles en el cálculo de parámetros básicos como: volumen
de arcilla, temperatura de pozo, resistividad del lodo filtrado, resistividad del agua y exponente
de cementación, ambos últimos obtenidos a partir de la gráfica de Pickett, etc. Muchos de
estos parámetros son necesarios para la posterior determinación de los porcentajes de
saturación de agua y de hidrocarburos en la formación, con la opción de Basic Log Functions.
En lo que respecta a la determinación de litologías, una de las principales herramientas
de este proceso, fueron las crossplots. Estas gráficas se realizaron a partir de la información de
tres curvas de registros: la de neutrón, la de densidad y la de sónico. En ellas se graficaron los
valores del volumen de arcilla, y apoyándose en rectas que caracterizan a ciertos minerales, se
definió la matriz de la roca. Para realizar la determinación litológica porcentual de los tres
principales minerales, caliza, dolomita y arena, se utilizo el módulo llamado Multimin
Complex Lithology, que generó también el valor de la porosidad efectiva en la formación.
Luego de obtener los cálculos generados por la aplicación del Software en los datos de
RGP, se procedió al análisis de los resultados, explicando por que se obtuvieron ciertas
respuesta en las curvas de los registros y en los resultados entregados por el software, así
mismo se definieron zonas de interés a partir de la información obtenida, basándose en los
valores de ciertos parámetros definidos, que son: la saturación de hidrocarburos, la porosidad,
la permeabilidad y el contenido de arcilla de la formación.
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ABSTRACT
On this terminal project a process sequence was developed to evaluate formations based
on well logging data and commercial software PowerLog©. This sequence was applied to
fifteen well logging archives, to make formation evaluation inside borehole, and finally
defining interesting zones.
Firstly, all the information contained on the well archives was analyzed, to define the
interval of every well that presents all the well logging curves required to apply the
methodology developed. It is important to mention that there were two kind of well logging
archive on this project, those which include sonic logging and those which not. Both cases
were processed according to the defined sequence.
The processing sequence to evaluate formations includes the application of different
modules of PowerLog© useful on the calculation of fundamental parameters, such as shale
volume, borehole temperature, mud filtrated resistivity, water resistivity and cementation
exponent (two last obtained using Pickett plot), etc. Most of these parameters are necessary to
determinate how the percentages of water saturation and hydrocarbon saturation are, using the
option of Basic Log Functions.
To make determination of lithology, one of the main tools of the software were the
crossplots; those plots employ mainly three well logging curves, being: sonic, density, neutron
and in our case also include shale volume. Then using the three lines that characterize main
minerals, it was possible to find the matrix of rock, and in addition we could compute each
percentages of the three main rocks (dolomite, sandstones and limestone), by using Multimin
Complex Lithology module, that in consequence also generate the value of effective porosity.
Once completed all the processing sequence in PowerLog© to well logging data, next
step was make the analysis of results, explaining and correlating the curves behavior with the
calculated values of fluids saturation and mineral composition of the rock, and so that taking
into account every parameter of final well logs, specially hydrocarbon saturation,
permeability, porosity and shale content, define which zones have economically interesting.
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INTRODUCCIÓN.
Los registros geofísicos de pozos (RGP) han sido una gran herramienta en el ámbito petrolero,
e incluso se ha introducido su aplicación en otros campos, como en estudios de aguas
subterráneas y de estructuras minerales. En lo que se refiere al campo del petróleo, el uso de
los RGP, ha diversificado también sus aplicaciones, pudiendo a partir de los datos obtenidos
en pozo, ya sea abierto o entubado, realizar procesos previos, posteriores e incluso durante la
misma producción del crudo.
Probablemente la evaluación de formaciones es la primera de las tareas en las que se
emplearon los registros geofísicos de pozos, la importancia de ésta radica en que partiendo de
una apropiada evaluación de la formación en turno, se pueden conocer características de dicha
formación, lo cual en caso de que se presentarán las condiciones propicias de saturación de
hidrocarburos, porosidad, contenido de arcilla y permeabilidad (principalmente), daría pie a
definir un posible prospecto de perforación. De la misma manera, también se pueden proponer
algunas técnicas que faciliten la futura explotación de la reserva definida, mejorando las
características del yacimiento, por ejemplo, técnicas como el fracturamiento son
recurrentemente empleadas en tales casos.
En nuestro proyecto el objetivo principal recae, en el poder evaluar con la mayor
calidad y certeza las condiciones que imperan en las formaciones de nuestros pozos, los
cuales están caracterizados por encontrarse en un ambiente areno-arcilloso y/o carbonatados,
esto a partir del uso correcto del software PowerLog© en la carga, presentación y análisis de
los datos obtenidos por la corrida de las herramientas de pozo y los posteriores cálculos e
interpretación a partir de los mismos.
Existe una diversidad de parámetros empleados para la evaluación de formaciones que
se pueden obtener a partir de los datos de RGP, en nuestro caso para cumplir con esta premisa
se calcularon además de valores básicos, variables como la porosidad y la porosidad efectiva
en la formación, además de la litología que compone a la roca en la formación, definiendo
incluso los porcentajes en que se encuentran cada una de ellas y por último también se preciso
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la saturación de los dos principales fluidos que encontramos en la porosidad de la formación,
que son, el agua y los hidrocarburos, todo lo anterior a través del uso del software
PowerLog©.
Los datos con base en los cuales se desarrollo el proyecto son 15 archivos de pozos de
un campo de exploración, sin embargo se encuentran limitados en cuanto a la información
referente a la ubicación precisa del campo donde se encuentran dichos pozos, simplemente
contamos con la precisión de que pertenecen a un campo ubicado al norte del estado de
Veracruz. Pese a lo antes mencionado, la información que se empleo para aplicar nuestra
secuencia de evaluación, es suficiente, contando con los valores generados a partir de la
corrida de las herramientas de registros geofísicos de pozo. Los archivos que se hallan
almacenados en el formato LAS, y cuentan con la información de 15 curvas, de las cuales en
el proyecto solamente se emplearán 11. Éstas son las curvas de profundidad, de porosidad
efectiva y la de permeabilidad, además de los registros, que incluyen el registro de rayos
gamma, el registro de potencial espontáneo, el registro de calibrador, los registros de
resistividad profunda y media, el registro de neutrón, el registro de densidad y el registro
sónico.
Para cumplir con un eficaz análisis de la información contenida en los archivos LAS,
se contó el Software PowerLog© de la compañía Fugro-Jason©, la cual cedió una licencia al
Instituto Politécnico Nacional, con fines educativos. El software se especializa en el trabajo
con datos de RGP, aunque posee opciones para manipular información petrofísica. El
programa se encarga de actividades relacionadas con los RGP, que van desde procesos
iníciales como la carga, presentación o edición de las curvas hasta a procesos mas complejos
como la realización de cálculos de porosidad, saturación o litología. Además su presentación
es de fácil manejo para el usuario y permite la manipulación de los resultados pudiendo
generar desde imágenes de salida de los gráficos creados, hasta archivos para ser importados a
otros softwares.
El presente escrito contiene cuatro unidades, las cuales se hallan estructuradas de
modo tal que permitan al lector tener primeramente una noción básica de lo referente a las
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herramientas de RGP, además de tener una breve explicación acerca de las funciones
esenciales que el software comercial de registros PowerLog© puede cumplir. Posteriormente,
se explica detalladamente la secuencia de evaluación de las formaciones que se aplicó a los
datos de RGP, por último se presentan dos ejemplos de aplicación de la secuencia de
evaluación de formaciones a dos casos reales de registros de pozos que presentan ciertas
diferencias.
En el primer capítulo incluye una introducción a los registros geofísicos de pozos,
mostrando una de las clasificaciones más usuales de los mismos. Además se da una
explicación general del principio de medición bajo el que trabaja cada herramienta de
registros, aunado a los usos prácticos, las escalas, unidades y aplicaciones empleadas para
dichas herramientas, haciendo énfasis específicamente en aquellas que son empleados en
nuestro proyecto.
En el segundo capítulo se especifican las generalidades del software PowerLog©,
explicando a grandes rasgos cada uno de los menús con los que cuenta y ahondando en
aquellas herramientas o módulos de mayor importancia para nuestro proyecto. Con esto se
pretende proporcionar una base, sobre la cual el lector de este trabajo pueda apoyarse para
entender con mayor facilidad los procesos llevados a cabo en la secuencia de proceso, que se
aborda en el capítulo III del presente escrito.
Para el caso del tercer capítulo se da una explicación detallada de toda la secuencia de
trabajo que se siguió en el software PowerLog© para el acondicionamiento y manipulación de
la información de los RGP, que nos va a permitir evaluar las formaciones de una manera
adecuada, haciendo hincapié en cada uno de los requisitos que solicita el programa para
ejecutar los procesos. A su vez, en los casos en que se considero pertinente, se realizó una
breve descripción de la teoría detrás de los procesos ejecutados por PowerLog©, para una
mejor comprensión por parte del lector.
En el cuarto capítulo se muestran dos ejemplos de aplicación de la secuencia definida, en
dos pozos. En uno de ellos se careció del registro sónico, razón por la cual cierta parte de la
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secuencia fue modificada, para poder evaluar la formación, en este caso particular. Para el
segundo pozo se contó con todas las curvas antes mencionadas. Para ambos casos se da una
breve explicación de todos los gráficos generados durante la aplicación de la metodología, y
obviamente también del registro final obtenido, brindando las conclusiones y resultados a los
que se llego al evaluar dichos pozos.
Cabe mencionar el hecho de que esta secuencia se aplicó en los quince pozos con los
que se contó para este proyecto, el análisis de ellos sigue el mismo formato de los pozos
contenidos en el capítulo IV, y aparece en el anexo 1, que contiene los trece pozos restantes.
Además por supuesto se cuenta con el apartado de conclusiones en el que se engloban las
ideas que se concluyeron a partir del desarrollo de este proyecto terminal, y luego del análisis
correspondiente a los resultados obtenidos luego de aplicar la secuencia definida a los quince
pozos.
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Capítulo I. REGISTROS GEOFÍSICOS DE POZOS.
1.1 Introducción a los registros geofísicos de pozos.
El término registro geofísico de pozo o RGP se usa para describir a la representación digital o
analógica de una propiedad física con respecto de la profundidad. A lo largo del pozo los
registros geofísicos van registrando las características litológicas, además de las propiedades
petrofísicas del subsuelo, ambas son medidas de manera indirecta por medio de herramientas
con distintas características de medición, que permiten registrar los valores de diferentes
propiedades físicas, que pueden ser vinculables a determinadas condiciones que se presentan
en el pozo.
El uso de los registros geofísicos nos permite caracterizar las propiedades de los pozos,
ya sean de tipo exploratorio o de producción. Cada una de las propiedades físicas medidas
desde el interior del pozo a través de los RGP, son medidas por medio de diferentes
herramientas las cuales poseen un principio de medición distinto, a partir del cual han sido
clasificados como se muestra en la Figura 1.1.
Clasificación de los RGP
Radiactivos
Neutrón.
Densidad.
Lito-densidad.
Tiempo de
decaimiento termal.
Naturales Artificiales
Rayos gamma.
Eléctricos
Potencial espontáneo.
Resistivos o conductivos.
Acústicos
Sónico.
Figura 1.1 Clasificación general de las herramientas de RGP de acuerdo con su principio de medición.
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1.2 Generalidades de las principales herramientas de RGP.
Cada herramienta de RGP posee un modo distinto de operación, puesto que la propiedad física
a medir es específica, por ende cada curva resultante de la corrida de dicha herramienta será
graficada en términos de una escala y unidades, y por supuesto tendrá ciertas aplicaciones
particulares dentro del proceso de la caracterización del pozo. A continuación se dará una
breve explicación de las principales herramientas, su principio de operación, sus unidades,
escala y algunos de sus usos prácticos.
1.2.1 Registro de potencial espontáneo SP.
El potencial espontáneo de las formaciones en un pozo (SP), se define como la diferencia de
potencial que existe entre un electrodo colocado en la superficie del suelo, y otro electrodo
móvil en el lodo dentro del pozo.
Principio de medición. Las deflexiones de la
curva del SP resultan de las corrientes eléctricas
que fluyen en el lodo del pozo. Estas corrientes
del SP se deben a fuerzas electromotrices en las
formaciones que tienen un origen electrocinético
y electroquímico. En la Figura 1.2 se puede
apreciar el principio de medición del SP
(Schlumberger 1997)
Escalas y unidades:
El SP es medido en milivolts y la escala más usada es de 10 o 20 milivolts por división
del carril, ver Figura 1.3, página siguiente.
El carril esta dividido en 10 partes lo que da un total de 100 o 200 mV por carril según
convenga en el caso.
La curva no tiene un valor de cero absoluto.
La escala se fija durante el registro para tener una mejor curva de SP de la zona de
interés y como sea posible del resto del pozo.
Figura 1.2 Principio de medición del SP
(Schlumberger 1997).
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Usos prácticos:
Diferenciar cualitativamente porosidad y permeabilidad en
depósitos de rocas impermeables como lutitas.
Definir límites de capas.
La máxima deflexión en la curva indicará arena limpia y la
mínima indica una arcilla.
Ayuda a determinar Rw (Resistividad del agua en la formación)
en pozos perforados con lodos base sal y base agua.
1.2.2 Registro de resistividad o de conductividad eléctrica.
El registro eléctrico mide la resistividad de las formaciones, que ocasiona resistencia al paso
de la corriente eléctrica. La magnitud medida es la conductividad (inverso de la resistividad)
de una formación o habilidad para conducir o inducir corrientes eléctricas.
Principio de medición. La resistividad del subsuelo se puede obtener midiendo ya sea
directamente la resistividad o bien su Inversa la conductividad. La primera se logra
suministrando una corriente a través de dos electrodos colocados en la herramienta y que
generan una diferencia de potencial, mientras que si se induce una corriente alrededor del pozo
(Figura 1.4), se puede medir la capacidad de la formación para conducirla, siendo esta la
forma de obtener la medición de la conductividad eléctrica.
Figura 1.4 Principio de medición de registros de inducción (Schlumberger 1997).
Figura 1.3 Ejemplo de
registro de SP.
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Escalas y unidades:
El rango de las magnitudes medidas de la resistividad es muy
amplio y se mide en ohm-m (Ωm).
Son graficados en escalas semilogarítmicas (Figura 1.5).
Generalmente se grafican en el carril 2 o 3.
La escala va regularmente de 0.20-20.0 ohm-m ó de 0.20-2000
ohm-m cuando se gráfica en los carriles 2 y 3.
Usos prácticos:
Determinación de zonas saturadas de agua o hidrocarburo.
Delimitación de contactos litológicos.
Existencia de zonas permeables,
Ayuda a la determinación de porosidades de las formaciones.
De acuerdo al tipo de registro y su profundidad de investigación
permiten medir las resistividades Rxo (Resistividad de la zona
lavada), Ri (Resistividad de la zona intermedia) y Rt (Resistividad
de la zona verdadera) de las diferentes zonas del pozo.
1.2.3 Registro sónico.
El registro sónico mide el
tiempo de tránsito en las rocas
(Δt) (Inverso de la velocidad),
esto es una medición de la
capacidad que tienen de
transmitirse las ondas de sonido
al pasar por una formación,
geológicamente ésta varia con
la textura de las rocas y la
litología, que determina
principalmente la porosidad.
Figura 1.5 Ejemplo de
registro de inducción.
Figura 1.6 Herramienta de registro sónico y características de las ondas
acústicas en el pozo (Schlumberger 1997).
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Principio de medición. La herramienta del registro sónico consta de dos transmisores de ondas
acústicas y cuatro receptores que permiten eliminar efectos externos como los del pozo
(observar Figura1.6), esta herramienta transmite frecuencias desde el origen entre 10-40 KHz
(Kilohertz) ó 10,000-40,000 ciclos por segundo. La separación entre receptores determinará
una diferencia en el tiempo de arribo de la onda a dichos receptores, definiendo entonces el
tiempo que tardará la onda en su camino por la formación hasta ser registrada.
Escalas y unidades:
La velocidad es el recíproco del tiempo de transito (1/Δt) y las
unidades son en m/seg. o ft/seg.
Las unidades del registro sónico son microsegundos por pie
(Figura 1.7).
Los tiempos de transito mas comúnmente usados esta entre 40
μs/ft y 140 μs/ft pero puede variar de acuerdo con el registro.
La curva normalmente se corre en el centro del pozo.
Usos prácticos:
Las velocidades que podemos obtener del registro se asocian a
diferentes litologías, por ejemplo altas velocidades a carbonatos o
rocas compactas, medias a arenas y bajas a lutitas.
Se puede obtener la porosidad de formación.
Determinación de litologías.
Zonas de gas.
Zonas de presiones anormales.
1.2.4 Registro de rayos gama.
Existe un tipo de radiación natural de la roca originada principalmente por tres familias de
elementos radiactivos: el uranio (U), potasio (K) y torio (Th). Este registro responde a los
rayos gamma producidos en el proceso de decaimiento radiactivo que ocurre naturalmente en
los minerales que componen la roca.
Figura 1.7 Ejemplo
de registro sónico.
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Principio de medición. La herramienta para RG consta de
un detector adecuado al pozo que mide la emisión
continua de rayos gamma naturales producidos por el
decaimiento de los elementos radiactivos (potasio, torio,
uranio). El detector de centelleo dependiendo de la
longitud genera un pulso eléctrico por cada Rayo Gamma
observado y el parámetro reconocido es el número de
pulsos por segundo registrados por el detector (Figura
1.8).
Escalas y unidades:
Regularmente la curva de GR se presenta en el carril 1, junto con la curva de SP y
calibrador.
La escala es de 0 a 100 ó 0 a 150 y son API (American Petroleum Institute en Houston
Texas, USA) Figura 1.9.
API esta definida como 1/200 de la respuesta generada por un calibrador patrón
constituido por una formación artificial que contiene cantidades bien definidas de
uranio, torio y potasio, mantenida por el API.
Usos prácticos:
Facilita el cálculo de volumen de arcilla en porcentaje.
Determinar espesores de capa, utilizando los puntos de inflexión
de la curva de GR.
Valores altos de la curva indican lutita y los valores bajos arenas.
Detección de capas permeables.
Interpretación de sistemas de depósito mediante el
reconocimiento de patrones.
Definición de depósito de minerales no radiactivos como el
carbón.
Las arcillas tiene un alto contenido de Torio lo que ayuda a
identificar esta litología. Figura 1.9 Ejemplo de
registro de rayos gama.
Figura 1.8 Principio de medición del registro
de rayos gama (Schlumberger 1997).
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Figura 1.11 Ejemplo de
registro de neutrón.
1.2.5 Registro de neutrón.
Este registro genera directamente un valor de porosidad, el cual es medido incluyendo la
porosidad primaria y secundaria, es decir mide la porosidad total, además se utiliza
principalmente para delimitar formaciones.
Principio de medición. El registro de neutrón
tiene una fuente radiactiva en la sonda que
emite neutrones de alta energía, éstos chocan
con los núcleos de los materiales de la
formación, a estos choques se les conoce como
colisiones elásticas (Figura 1.10). Y con cada
una el neutrón pierde cierta cantidad de energía
y la cantidad depende de la masa relativa del
núcleo con el que choca el neutrón, la mayor
perdida ocurre cuando el neutrón que es una
partícula eléctricamente neutra golpea un
núcleo con masa igual en este caso el
hidrogeno tiene una masa semejante.
Escalas y unidades:
Al igual que la curva de Rayos Gamma, la de neutrón es en
unidades API, que para las herramientas de neutrón están definidas
como: 1/1000 de la diferencia entre el cero del instrumento sin
radiación y la deflexión de la curva causada por la caliza.
La escala más común va de 45% (a la izquierda) a -15% (unidades
de porosidad) o también puede ser utilizada una razón en vez de
porcentaje siendo la escala de 0.45 a 0.15 unidades de porosidad
(Figura 1.11).
Figura 1.10 Principio de medición del registro de
neutrón (Schlumberger 1997).
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Usos prácticos:
Determinación de límites de capas.
Determinación de litología.
Tipos de fluidos y porosidad.
La interpretación será la variación del contenido total de hidrogeno en la formación
obteniéndose propiamente lo que a veces se llama un índice de porosidad.
1.2.6 Registro de densidad.
El registro de densidad mide indirectamente la densidad de la roca en formaciones constantes.
Además, también se puede obtener la porosidad en función de la densidad de la roca por
medio de fórmulas. Este registro puede tomarse en pozos con fluidos o sin ellos. Otra
consideración relevante es que los valores obtenidos por este registro en zonas arcillosas son
muy confiables.
Principio de medición. Es un método artificial debido a que cuenta con una fuente de radiación
que bombardea la formación (ver Figura 1.12). Este registro es llamado también gama-gama
ya que su funcionamiento
consiste en que el flujo de
rayos gama es captado en
los receptores y a su vez
éste flujo esta en función
de la densidad electrónica
de la matriz de la roca, la
del electrón está en
relación con la del
elemento sólo si el número
de protones es igual al
numero de neutrones.
Figura 1.12 Principio de medición del registro de densidad (Schlumberger2009)
Long-spacing detector
Short-spacing detector
Source
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Escalas y unidades:
La escala que se ocupa es lineal y va de 1.95 a 2.95 gr/cm3 (Figura
1.13).
La curva se presenta en el carril 2 ó 3.
La profundidad de investigación es de aproximadamente 30 cm.
Usos prácticos:
Calcular porosidades.
Obtener la densidad volumétrica.
Determinar litologías en conjunto con otros registros.
Obtener volumen de arcilla.
Saturación de agua.
En conjunto con el registro sónico proporciona información para
determinar módulos elásticos e impedancia acústica.
Porosidad total. Es necesario conocer la densidad de la matriz que se
pude obtener de tablas.
De manera general se podrían resumir las aplicaciones de los registros geofísicos de pozos
en la Tabla 1 mostrada abajo, donde aparecen las principales herramientas así como los usos
prácticos que tendrían sus mediciones en la caracterización de las formaciones y en el
conocimiento de las condiciones imperantes en el pozo.
Resistivos Potencial Espontáneo Corriente enfocada
(Focused Current)
Micro esférico
enfocado (MSFL)
Rxo
Rt
Sw
Correlación geológica
Rw
Correlación geológica
Estratos permeables
Contenido de arcilla
Rxo
Rt
Rxo
Diámetro de pozo
Limites de formaciones
Sónico Densidad Neutrón Rayos gamma Tiempo de decaimiento
termal
Porosidad
Fluidos de formación
Litología
Cementación
Porosidad
Minerales
Arcilla
Litología
Porosidad
Gas
Contenido de arcilla
Correlación
geológica
Perforación
Depósitos minerales
Contacto agua-aceite
Canalización de agua
detrás de la tubería
Rw
Tabla 1 Resumen de los RGP y sus principales aplicaciones (Tomado de Lugardo Zamora Ivón, 2008).
Figura 1.13 Ejemplo
de registro de neutrón.
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Capítulo II SOFTWARE DE EVALUACIÓN DE REGSITROS
GEOFÍSICOS DE POZOS.
2.1 Descripción general del software PowerLog©.
El software PowerLog© de Fugro-Jason© es una herramienta especializada en el manejo,
graficado, y evaluación de datos de registros geofísicos de pozo e información petrofísica. Por
tanto ha sido utilizado en el presente proyecto terminal, para ser la herramienta que permita
realizar una correcta evaluación de las formaciones.
El programa posee una gama de herramientas, las cuales permiten al usuario manipular
los datos de registros geofísicos de pozos, para los fines que se tengan. Por ejemplo, las
operaciones que se pueden desempeñar en el software incluyen: carga de datos en distintos
formatos, su edición en caso de ser necesaria, capacidad de graficar los datos, realización de
cálculos a partir de los datos de pozo, evaluación de potenciales zonas de interés, generación
de datos de salida, que van desde imágenes, hasta datos en formatos ASCII, LAS, LIS, etc.
El uso de este software resulta sencillo, ya que maneja elementos similares a los de
programas tan comunes como WORD o EXCEL, siendo entonces mas fácil el adaptarse y
entender el ambiente de operación. A su vez cuenta con información extra acerca de la teoría
de los distintos métodos que pueden ser aplicados en el software, permitiendo entonces que el
usuario puede tener mejor entendimiento acerca de los procesos que están siendo llevados a
cabo por el programa. Así también contiene un módulo de ayuda, que contiene diversos temas
que auxilian al usuario en la resolución de problemas e incluso para aprender a emplear
correctamente algunas de los herramientas que ofrece el programa.
2.2 Herramientas de los menús de PowerLog©.
Como ya ha sido mencionado el programa PowerLog© puede realizar distintas tareas a partir
de la información obtenida de los registros de pozo, esto a través de la aplicación de las
herramientas que componen al programa. Estas herramientas se hayan agrupadas en distintos
menús, de acuerdo con sus funciones.
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Figura 2.3 Menú Export.
De manera general se brindará una explicación general de cada uno de los menús que
componen a este programa, para servir de referencia para los posteriores cálculos que se
realizaran en este software.
2.2.1 Menú File.
El menú contiene algunas herramientas habituales que generalmente contiene un menú file,
para distintos programas, como imprimir, salir, etc. Además claro de las opciones especiales
para tratar con datos de registros geofísicos de
pozo, como son las de crear o abrir pozos,
proyectos, formatos, zonas, cimas y overlays.
Posee además una alternativa muy útil en la que
el usuario puede crear imágenes en distintos
formatos, como emf, wmf, etc. En la Figura 2.1
podemos observar el menú File.
2.2.2 Menú Import.
Este menú (Figura 2.2) resulta de utilidad para
importar los archivos de registros de pozos, o bien
de datos petrofísicos con distintas extensiones,
como pueden ser LAS, LIS, DLIS, ASCII, Petra,
JGW, etc. También posee una opción la cual nos
permite cargar varios pozos en formato LAS al
mismo tiempo, llamada LAS Batch.
2.2.3 Menú Export.
Al igual que el software contiene un menú capaz de
cargar archivos de distintos formatos, también
encontramos un menú (Figura 2.3) que puede
exportar los datos procesados, o incluso sin procesar
en distintos formatos, siendo los mencionados
anteriormente con excepción del formato DLIS.
Figura 2.1 Menú File.
Figura 2.2 Menú Import.
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Figura 2.6 Menú Compute.
2.2.4 Menú View.
En este menú encontramos las distintas opciones de visualización de las gráficas generadas
por el usuario, como el logplot o registro, las
distintas crossplots, incluso de distintos pozos, con
la opción multiwell crossplots, histogramas, etc.
También hallamos alternativas las cuales son
empleadas para generar gráficos de salida a partir
de las gráficas realizadas en la interpretación de
los datos. En la Figura 2.4 se pueden observar las
opciones que ofrece este menú.
2.2.5 Menú Edit.
A través del menú Edit (Figura 2.5) el usuario puede
editar ciertos datos de sus curvas de registros,
cambiando las escalas, aplicando filtros, cambiando
valores de profundidad o algunos otros registros,
todo con miras a ajustar la información de modo
que posea la mayor confiabilidad posible, para
obtener los resultados deseados.
2.2.6 Menú Compute.
El menú Compute (Figura 2.6) ofrece diversas
alternativas para calcular muchos de los
parámetros que serán necesarios para poder
evaluar la formación. Con dos opciones como
Mathpack y Basic Log Functions calcula
parámetros como porosidades, temperaturas,
resistividades, exponentes y otros factores.
Figura 2.4 Menú View.
Figura 2.5 Menú Edit.
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La opción de generar curvas sintéticas, de calcular el valor de la resistividad del agua
empleando el registro de SP, de confirmar la verdadera profundidad del pozo empleando
algunos registros especiales. Además el link User Programs, conecta a la base de los
programas que el usuario ha generado para mejorar alguno de los procesos de cálculo o bien
para algún proceso extra.
2.2.7 Menú Interp.
Este menú nos muestra los accesos a módulos de
interpretación de los datos obtenidos por las
herramientas de registros geofísicos de pozos.
Cada una de estas opciones ofrece distintas
alternativas de métodos que aplicar, que se
ajusten a las condiciones del pozo, para con ello
realizar de manera mas confiables los cálculos de
saturaciones de agua o hidrocarburos, volúmenes
de distintos minerales en la formación, porosidades efectivas. Incluso se da la opción de
efectuar correcciones ambientales a los registros que requieran de ellas, sabiendo que estos
procesos de corrección generalmente se realizan previamente a la creación de los archivos
LAS finales (Figura 2.7).
2.2.8 Menú Reports.
Por medio del uso del menú Reports, el usuario puede
generar reportes acerca de las curvas de los registros
de pozos, así como también de los procesos de
cálculo e interpretación realizados en el software.
También se tiene acceso a información del pozo. En
la Figura 2.8 aparece desplegado el menú Reports.
Figura 2.8 Menú Reports.
Figura 2.7 Menú Interp.
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2.2.9 Menú Tools
El menú (Figura 2.9) ofrece las opciones para
llevar un seguimiento de los procesos ejecutados
por el software, a su vez poder visualizar u ocultar
la lista de los pozos. En cuanto a las curvas de los
registros, muestra sus nombres asignados,
opciones de tipo de letra, y también para hacer
anotaciones.
Además como una herramienta extra de gran utilidad, incluye un editor de programas
que admite la creación de programas o rutinas de proceso diseñados por el usuario para fines
específicos de evaluación de los datos de RGP.
2.2.10 Menú Window
El Menú Window (Figura 2.10) presenta las opciones referentes al tipo de configuración
visual que el software tendrá, por ejemplo, si se tienen distintas ventanas de trabajo, determina
como se mostraran si en cascada o en
bloques horizontales o verticales. Del
mismo modo se puede ajustar el
acomodo que los iconos tienen en la
pantalla.
2.2.11 Menú Help
El menú Help muestra los temas referentes a
la aplicación de las opciones que contienen
cada uno de los menús, con referencias
teóricas en caso de existir. Además de un
apartado que contiene información del programa, diseñadores y la compañía que lo desarrollo.
Las opciones que ofrece este menú aparecen en la Figura 2.11.
Figura 2.9 Menú Tools.
Figura 2.10 Menú Window.
Figura 2.11 Menú Help.
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Capítulo III. SECUENCIA DE PROCESO PARA LA
EVALUACIÓN DE FORMACIONES CON
DATOS DE REGISTROS GEOFÍSICOS DE
POZOS.
3.1 Introducción.
La evaluación de formaciones es una de las principales tareas que se pueden realizar a partir
del uso de los registros geofísicos de pozos, debido a que al correlacionar las mediciones
obtenidas por distintas herramientas de registros, podemos conocer en mayor o menor medida
(dependiendo de la cantidad de información y de su calidad), cual es la composición de la roca
en la formación, en particular su composición mineralógica y por supuesto también, los
fluidos que saturan su porosidad.
3.2 Secuencia general del proceso de evaluación de formaciones.
La presente secuencia comprenderá de varios apartados en los cuales se brindara una breve
explicación de los procesos realizados en el software PowerLog©, para la carga,
acondicionamiento, cálculo e interpretación de los datos contenidos en los archivos generados
por la corrida de los RGP. A continuación se muestra un diagrama de flujo (Figura 3.1) el
cual, integra todos y cada uno de los pasos que fueron empleados para realizar la evaluación
de las formaciones areno-arcillosas, por medio de datos obtenidos de RGP:
Presentación los registros.
Carga de los datos.
Cálculo de la temperatura.
Cálculo del volumen de
arcilla.
Definición de matriz (gráficas
cruzadas).
Cálculo de la
porosidad.
Cálculo del exponente de
cementación m.
Cálculo de la resistividad del
agua Rw
Determinación de la
litología.
Determinación de la saturación
de agua Sw.
Figura 3.1 Diagrama de flujo de la secuencia del proceso de evaluación de formaciones con RGP.
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3.2.1 Carga y presentación de los registros en PowerLog©.
En el presente apartado se definirán los pasos a seguir para realizar la carga y el
acondicionamiento de los datos de los quince pozos a los que se les aplicará la presente
secuencia, esto, por supuesto en el dominio del software PowerLog©.
3.2.1.1 Creación de proyecto y carga de pozos.
Al ejecutar el programa PowerLog©, el primer paso a realizar para la evaluación de las
formaciones, es el crear un proyecto nuevo, el cual contendrá toda la información generada
durante esta secuencia de proceso de
evaluación de la formación. Por lo
tanto en el menú File, se elige la
opción Project, para luego
seleccionar New (Figura 3.2)
posteriormente se especificara la
dirección en donde la información
será guardada, así como también el
nombre que el proyecto tendrá.
Una vez creado el proyecto lo que procede es el importar los archivos que contienen la
información que fue obtenida con las herramientas de registros geofísicos, en el o los pozos
pertenecientes al proyecto. Para esto es necesario pulsar en el menú Import para luego elegir el
formato en el que el o los archivos capturados fueron almacenados, se abrirá una ventana en
Figura 3.2 Creación de un nuevo proyecto.
Figura 3.3 Ventanas desplegadas en proceso de importar pozos.
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la que hay que definir la ubicación de los archivos (Figura 3.3 derecha), una vez elegidos, se
da aceptar. A continuación se desplegará una ventana la cual muestra los datos generales que
PowerLog© identificó del archivo (Figura 3.3 izquierda), como cima y base del pozo, curvas
contenidas en el registro, intervalo de muestreo, ubicación del archivo. Además también
ofrece opciones para cargar los datos en el programa, como interpolación de datos, agregar
prefijos o sufijos a las curvas, filtrar algunos datos, proteger curvas, etc. Una vez definidas las
opciones requeridas por el usuario se puede elegir la opción Create, Load o bien Create &
load para comenzar a realizar los cálculos.
Posteriormente a haber creado y cargado el
pozo, este aparecerá en una ventana, llamada ‘Well
list’, la cual puede contener uno o varios pozos, los que
hayan sido cargados. En dicha ventana (Figura 3.4)
aparecen las generalidades del pozo.
3.2.1.2 Presentación de los datos de RGP.
A partir de la ventana ‘Well list’ se puede seleccionar uno de los pozos que aparecen en ese
listado, para posteriormente acceder a las distintas aplicaciones que PowerLog© ofrece al
usuario, y de este modo interpretar los datos de registros de pozos. Generalmente el paso a
seguir es el de visualizar las curvas
generadas a partir de los datos del
archivo, para realizar esto, se puede picar
sobre el acceso directo o bien
accesando al menú View, y dando clic en
la opción LogPlot. El resultado es el
registro en forma, tal cual se muestra en
la Figura 3.5, sin embargo dicho registro
es mostrado acorde a un formato que por
default el software tiene preestablecido,
por lo cual, es probable que este formato no coincida con el formato que se desea, ya que
puede no tener la opción de mostrar las curvas de todas las herramientas que nuestro archivo
Figura 3.4 Lista de pozos.
Figura 3.5 Formato por default del registro.
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contiene, o bien mostrarlas en una manera que resulte poco conveniente para nuestros fines,
mostrándolas en distintos colores, escalas, carriles, unidades, etc.
Es por lo anterior, que lo más conveniente es redefinir tanto los carriles que el registro
va a tener, como también las variables que irán en cada carril, probablemente escalas, tipo de
línea para cada curva, intervalo de interés, etc. Para llevar a cabo esto es necesario dar clic con
el botón derecho del mouse, sobre el registro y luego elegir la opción Format, esto desplegara
una ventana con opciones acerca del registro como las que se muestran en la Figura 3.6.
En estas ventanas se pueden cambiar el numero de carriles que contendrá el registro, la
escala en la que graficaran los datos de registros, el intervalo de estudio, las curvas que se
graficaran con sus respectivas características como unidades, limite inferior y superior, tipo de
curva, estilo de línea, etc.
Una vez definidas las características del formato deseado, estas
se pueden guardar, usando la opción Save Logplot, en donde es
necesario el asignar un nombre y ubicación, y posteriormente en caso
de ser necesario, estas características pueden ser aplicadas rápidamente
en otros pozos con la opción Recall Logplot, ambas opciones se
encuentran en el mismo menú que Format, el cual se muestra en la
Figura 3.7.
Figura 3.6 Ventanas para modificar el formato en el que se muestra el registro.
Figura 3.7 Menú
desplegable de registro.
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Por último la presentación elegida para mostrar los datos de registros geofísicos pozos
de nuestro proyecto es la que se muestra en la Figura 3.8, en la cual se definieron 6 carriles,
los primeros tres y el último contienen los datos contenidos en los archivos LAS generados
por la corrida de los registros. En el caso de los carriles 4 y 5 mostrarán los resultados
obtenidos, luego de haber aplicado los cálculos de PowerLog© a los datos de pozo, siendo
para el cuarto lo referente al contenido de fluidos en la formación, y en el quinto aparecerá las
distintas proporciones en las que presentan los minerales en la formación, además claro del
valor de la porosidad.
3.2.2 Calculo de parámetros a partir de los datos de pozos.
Para realizar una correcta interpretación de los datos de registros geofísicos de pozos es
requerido calcular ciertas variables, como son: volumen de arcilla, temperatura, porosidad,
resistividad del agua, exponente de cementación, saturación de agua, etc. Los procedimientos
seguidos para obtener estas variables usando PowerLog©, son descritos a continuación.
Figura 3.8 Formato elegido para mostrar los registros en el proyecto.
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3.2.2.1 Cálculo de la temperatura.
Para obtener este dato, es necesario acceder al menú Compute, para elegir la opción Basic Log
Functions, en donde elegiremos el apartado de General, en su sección Temperature, la cual se
puede observar en la Figura 3.9. En primera instancia, se solicita el nombre de la curva
generada, además de las unidades en las que estará dada,
para luego dar la posibilidad de generar esta curva partir
de datos de temperatura a ciertas profundidades, o bien
usando el gradiente geotérmico, a su vez como en la
mayoría de los cálculos es preciso el definir el intervalo
de profundidad en el que se realizará la operación, luego
de haber definido las variables solamente se debe de
pulsar Run para llevar a cabo el cálculo.
3.2.2.2 Cálculo de volumen de arcilla.
El cálculo de este parámetro es fundamental para poder evaluar la formación, ya que esta
litología causa que varias de las herramientas muestren comportamientos inusuales o extraños,
que pudieran indicar ciertas situaciones que probablemente no sean reales, sino más bien
creadas por la presencia de este material. La arcilla también provoca que algunas correcciones
se tengan que aplicar a algunos registros para que estos tengan una calidad óptima.
Para obtener el volumen de arcilla, se
debe acceder al menú Interp, para luego
seleccionar Clay volume, esto desplegará la
ventana que se muestra Figura 3.10 de la página
siguiente. En ella se distinguen varias pestañas
las cuales, con excepción de la última, piden
distintos parámetros para poder calcular el
volumen de arcilla a partir de datos de ciertas
curvas del registro, o bien de datos de crossplots,
o usando discriminadores, además también se
definen ciertos métodos y/o características necesarias para desarrollar el cálculo. En la última
Figura 3.9 Sección Temperature de la
ventana Basic Log Functions.
Figura 3.10 Ventana Clay volume.
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pestaña, únicamente se han de definir las curvas de salida, y también el intervalo en el que
aplicara este cálculo. De igual manera que en la mayoría de los procesos se requiere definir el
intervalo en el que realizará este proceso.
Para nuestro caso se aplicó la primera opción, en la cual se marcan ciertas curvas del
registro las cuales serán empleadas para poder calcular el contenido de arcilla. A cada una de
dichas curvas se elegirán valores que diferencien zonas limpias de zonas arcillosas, estos
valores han de ser definidos por el usuario, de acuerdo con lo que los registros indiquen y
llenar los espacios correspondientes en la ventana.
3.2.3 Definición de litología dominante por medio de crossplots.
Las Crossplots o gráficas cruzadas se conforman de tres variables principales, que son la
lentitud (Δt), la densidad (ρ) y la porosidad (Ø), al combinar dos de estas tres mediciones en
un eje coordenado, se generan las tres principales gráficas cruzadas, que son: neutrón-
densidad, neutrón-sónico y densidad-sónico. Además se define una tercera variable, que para
nuestro caso será el ya calculado volumen de arcilla.
La realización de estas gráficas se puede llevar a cabo accediendo al menú View (ver
Figura 3.11), para luego elegir la opción Crossplots,
desplegándose entonces alternativa de seleccionar
alguna las tres gráficas cruzadas principales, es decir,
la neutrón-densidad, la neutrón-sónico o bien la
sónico-densidad. Existen también accesos directos a
las Crossplots, representados por los siguientes
iconos .
Una vez seleccionada la crossplot a crear, aparecerá una ventana la cual tendrá
solamente un plano coordenado en blanco, partiendo de este se definirán las variables que
incluirá la gráfica. La definición de dichas variables se realiza dando clic con el botón derecho
sobre la gráfica, esto mostrará un submenú, eligiendo la opción Format de dicho submenú,
podremos observar una ventana como la que aparece en la Figura 3.12, en la que hay que
Figura 3.11 Creación de las Crossplots
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definir cada una de las variables que aparecerán en la gráfica (incluso se pueden designar
dando doble clic sobre el recuadro de las curvas del registro), sus rangos de variación, el
intervalo de estudio, etc. una vez elegidas las características deseadas se da clic en OK, para
crear la crossplot.
El mismo proceso se
realizará para las dos restantes
crossplots, definiendo nuevamente
sus variables y el rango de
profundidad estudio. Así pues la
obtención de estas tres gráficas será
de utilidad para definir la litología
dominante en la formación para el
intervalo previamente definido, ya
que una vez creadas las gráficas
sobre el eje coordenado aparecerán
también las rectas que caracterizaran a las tres principales litologías: la dolomía, la caliza y la
arenisca. Teniendo estas rectas como apoyo y haciendo algunas consideraciones podemos
evaluar las concentraciones de puntos para entonces definir la litología que se encuentra en
mayor medida en la formación, la importancia de realizar esta tarea es la de lograr definir la
matriz de la roca.
Cabe mencionar el hecho de que en caso de contar con las tres curvas de registros con
las se pueden crear estas tres principales crossplots, se deben de generar las tres gráficas,
además claro, de definir también una litología con cada una de ellas (estas pueden ser
diferentes). De esta manera se podrá realizar una evaluación final que nos permita tomar en
cuenta los resultados de las tres gráficas, y así tener una litología predominante final, la cual
será más confiable.
Por ejemplo, la Figura 3.13 de la página siguiente, se muestra la crossplot de neutrón-
sónico, en ella podemos observar las tres variables definidas (las dos principales, en este caso:
Figura 3.12 Definición de las variables de la Crossplots.
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NPHI y DT y la tercera: VSHALE) en sus respectivos ejes del plano, además cruzando el
plano observamos las rectas caracterizan a las tres litologías principales, es decir: la arenisca,
dolomita y caliza. Por supuesto, también se aprecia la distribución que tienen los datos del
intervalo marcado sobre el plano coordenado, todos los puntos se hallan identificados por un
código de colores, el cual se halla referido al valor de volumen de arcilla que dicho punto
contenga.
3.2.4 Cálculo de porosidad.
Para realizar este proceso, es necesario puntualizar que este parámetro, es directamente
entregado en los registros de pozo por la herramienta de neutrón. Sin embargo, puede también
ser calculado a partir de distintas curvas de registros, definiremos únicamente las
metodologías que nos permiten obtener la porosidad a partir de los registros de densidad y del
registro sónico. Los valores de porosidad obtenidos a partir de diferentes herramientas de
registros, generalmente tendrán valores ligeramente diferentes, esto a causa de los distintos
métodos de medición de tales herramientas.
Para llevar a cabo el cálculo de la porosidad se debe de acceder al menú Compute,
donde encontraremos la opción Basic Log Functions, la cual ofrece la posibilidad de calcular
la porosidad a través de distintos métodos, como por ejemplo, usando el registro de densidad
Figura 3.13 Ejemplo de Crossplot.
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(Figura 3.14 derecha). De la misma manera se ofrece la alternativa de calcular la porosidad
usando la curva del registro sónico y aplicando la fórmula Wyllie (como se muestra en la
Figura 3.14 izquierda).
Para ambos casos se requiere el definir distintos valores, uno de ellos es el del valor de
la matriz de la formación, para el respectivo registro. Con la litología predominante o matriz
ya determinada por medio del uso de las crossplots, se tienen valores preestablecidos para
cada litología y cada uno los distintos registros de pozos, por ejemplo para el sónico y para el
de densidad. Así pues se puede insertar el valor que identifica a cada la litología en la casilla
correspondiente para realizar las cálculos.
Otro parámetro relevante es el del valor de cada herramienta par al fluido (agua),
siendo para la densidad de 1 gr/cm3 y para el tiempo de tránsito 179 μs/ft. Por supuesto un
requisito obligado es el insertar cada una de las curvas para cada cálculo para la porosidad de
sónico DT y para la densidad RHOB; además como en todos los cálculos es imprescindible
marcar de que profundidad a que profundidad será calculada la porosidad, el nombre de la
curva de salida y las unidades en que estará dadas.
De este modo se contarán ya con tres porosidades, la de neutrón (directa de registros),
la de densidad y la del sónico, las cuales poseen distintas características aplicables para
diferentes cálculos, ya que de acuerdo con la herramienta que haya sido empleada para poder
obtener dicha porosidad, será más o menos sensible a tales o cuales fenómenos, como pueden
ser la karsticidad, fracturamiento, etc.
Figura 3.14 Calculo de la porosidad a partir del registro de densidad RHOB (derecha) y del
registro sónico DT (izquierda)
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3.2.5 Cálculo de exponente de cementación ’m’ y de resistividad del agua
‘Rw’.
Existen diversos métodos que nos permiten obtener el valor de m y de Rw, a partir de diversas
herramientas de registros geofísicos o bien a partir de datos generados por estudios de
laboratorio. Para este flujo de proceso el método empleado es la grafica de Pickett, o gráfica
cruzada de los registros de resistividad y de porosidad. La resistividad empleada para la
grafica es el valor de la resistividad profunda (ILD) y para la porosidad se usa el valor de la
curva de neutrón (NPHI), ya que esta es sensible a la porosidad primaria y secundaria.
Para poder generar la gráfica de Pickett en
PowerLog© se debe de desplegar el menú View,
y elegir la opción Crossplots, que a su vez
muestra distintas alternativas, entre ellas la de
Pickett la cual se debe de elegir (Figura 3.15). De
igual manera existe un acceso directo para crear
la gráfica de Pickett, representado por el icono
Lo anterior desplegará una página con un plano coordenado en escala logarítmica,
como el que se muestra en la Figura 3.16. Para poder definir cada una de las variables que la
Figura 3.15 Creación de la gráfica de Pickett
Figura 3.16 Plano coordenado inicial y ventana de formato de la gráfica de Pickett.
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grafica contendrá se debe dar clic con el botón derecho sobre el plano coordenado, y se elige
la opción Format, la cual nos permitirá observar una ventana como la que se muestra en la
Figura 3.16. Allí se insertarán los nombres de las tres curvas a usar, resistividad, porosidad y
volumen de arcilla, respectivamente ILD, NPHI y VSHALE, así mismo es necesario ingresar
sus respectivas unidades, valor mínimo y valor máximo, nombres de los ejes y del gráfico,
intervalo de profundidad en que se realizará el cálculo, etc. Posteriormente se pulsa en OK, y
la gráfica será creada.
En la Figura 3.17 se observa la distribución que los distintos valores de volumen de
arcilla tienen en función de los valores de resistividad y porosidad. Del conjunto de los puntos
graficados se debe de identificar la zona en donde se concentran los valores con mayor
concentración de arcilla, pues esta zona es la más saturada de agua.
Para poder obtener los valores de m y Rw se traza una recta tangente al punto de mayor
arcillosidad, para realizar esto se debe de pulsar el botón derecho del mouse, para luego elegir
una de las dos opciones que nos permiten calcular los valores que nos interesan, las opciones
son 2-Pt Sw Line y 2-Pt Sw Line-Fixed m, la segunda de ellas posee un valor fijo de m.
Para nuestros fines
es mejor calcular ambos
valores, tanto m como Rw,
por lo tanto se debe de
elegir la opción de 2-Pt Sw
Line. En la Figura 3.17 se
muestra la grafica de
Pickett, además del menú
de opciones de la gráfica,
que aparece al pulsar el
botón derecho del mouse
sobre la gráfica.
Figura 3.17 Gráfica de Pickett y menú de opciones de la misma
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Una vez seleccionada la opción se deben de elegir dos puntos uno de ellos,
preferentemente en la zona de mayor arcillosidad (mayor Sw) y el segundo en una ubicación
que permita a la recta que se dibuja entre ambos puntos, ser tangente a la totalidad de los
puntos graficados. Al
trazar la recta, se
definirá Rw en el punto
en donde se intercepte
la recta con el eje de la
resistividad en la parte
superior de la gráfica,
m por otra parte será la
propia pendiente de la
recta trazada. En la
Figura 3.18 se observa
la recta tangente que
marca los valores de m
y Rw.
De este modo se tendrán ambos valores el de la resistividad del agua y también el del
exponente de cementación, a partir de la Grafica de Pickett, estos valores resultan vitales para
el cálculo de la saturación de agua Sw.
3.2.6 Cálculo de saturación de agua Sw.
La obtención de este dato es trascendental ya que a partir de conocer la saturación de agua
(Sw) es posible determinar la saturación de hidrocarburos (Sh). En PowerLog© diversos
módulos pueden calcular este valor como un extra a su función principal, por ejemplo, el
apartado para el cálculo de la litología, Multimin/Complex Lithology, se da la opción de
determinar un valor de Sw. Para nuestro caso se obtuvo este valor a partir de la opción Basic
Log Functions, esta se localiza en el menú Compute, seleccionando tal opción el software
muestra una ventana como la que se muestra en la Figura 3.19 de la página siguiente.
Zona de mayor
arcillosidad
Figura 3.18 Trazado de la recta de la gráfica de Pickett para hallar m y Rw.
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37
En el costado izquierdo de la Figura 3.19 aparecen distintos apartados, entre ellos el de
WATER SATURATION del cual
elegiremos la opción Archie. Una
vez realizado esto se puede observar
la fórmula de Archie, además de las
casillas en que se insertarán las
variables de la fórmula, como son el
factor de formación (a), el
exponente de saturación (n), el
exponente de cementación (m), la
resistividad del agua (Rw) ambos
obtenidos de la Gráfica de Pickett,
la resistividad de la formación (Rt)
ILD y la porosidad en la cual
emplearemos la de neutrón (NPHI).
También como en la mayoría de los cálculos se pide el nombre de salida de la curva,
las unidades y el intervalo de profundidad en el que se realizará el cálculo, para luego pulsar
sobre Run y ejecutar el cálculo. Es preciso mencionar que luego de obtener Sw es fácil el
determinar el valor de Sh, al hacer la suposición de que la totalidad de la porosidad se haya
saturada por estos dos fluidos, el agua y los hidrocarburos.
3.2.7 Determinación de litología.
La parte final de la presente secuencia consiste en determinar en que porcentaje se encuentran
las principales litologías que encontramos en las formaciones estudiadas por las herramientas
de registros, estas litologías como ya se ha mencionado son esencialmente tres: la dolomía, la
arena y la caliza, además claro del volumen de arcilla que se encuentre presente en dicha
formación, este parámetro ya fue calculado con anterioridad. Es preciso el puntualizar que
para poder calcular los porcentajes en los que se encuentran los tres principales minerales, es
necesario contar con tres registros, estos son: el registro de densidad (RHOB), el registro de
porosidad (NPHI) y el registro sónico (DT).
Figura 3.19 Cálculo de saturación de agua (Sw) a partir de Basic
Log Functions
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38
En este proyecto se trató con 15 diferentes pozos, de los cuales existen 3 que carecen
de registro sónico, por lo cual el cálculo de las tres litologías no se pudo llevar a cabo. Para
estos casos simplemente se definió el material predominante en la formación, es decir la
matriz, mediante el uso de las Crossplots, de este modo la representación de la composición de
la roca que se realiza incluye únicamente la arcilla, la porosidad y el material predominante en
la formación.
Obviamente el hecho de presentar solamente estos tres elementos al momento de
representar a la roca, es una idealización obligada, por la carencia de datos; en este caso,
debido a la falta del registro sónico. Así pues la roca se compone de más materiales
litológicos, además de los representados en los registros finales de estos tres pozos. Por tanto
sobra decir que la representación en el caso de los pozos carentes de registro sónico es aún
menos confiable, ya que solo presenta un mineral además del volumen de arcilla y la
porosidad
Para poder realizar la determinación de la
litología usando PowerLog© se debe de accesar al
menú Interp, en donde encontraremos la opción de
Multimin/Complex Lithology (Figura 3.20), la cual
al ser elegida despliega una ventana que posee
cuatro distintas páginas, a través de las cuales se
elegirán las opciones adecuadas para determinar la
litología de la formación a la profundidad preferida.
En la primera página (Ver Figura 3.21, página siguiente) encontramos la opción de
elegir el modelo sobre el cual se realizará la determinación de la litología, se tienen varios
modelos en los que se combinan distintas curvas de registros, pudiendo ser desde 2 hasta 4.
Los registros de pozos que involucra el software en el proceso de determinación de litología
en las formaciones son 4: el de densidad, el de neutrón, el sónico y el de factor fotoeléctrico
(PEF), con este último desafortunadamente no se cuenta en nuestros datos de pozos.
Figura 3.20 Acceso al módulo de
determinación de litología
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Dependiendo del modelo
seleccionado se habilitarán las casillas
para definir las curvas apropiadas, cada
herramienta tiene distintos parámetros
que precisar, por ejemplo, el tipo de
herramienta o la compañía en el caso de
la herramienta de neutrón, el tiempo de
tránsito del fluido, etc. Además de las
curvas principales, se requiere de curvas
como la temperatura y como el volumen
de arcilla para poder complementar la
información de esta primera ventana.
En la siguiente página del módulo Multimin/Complex Lithology (Figura 3.22) se
solicita el anotar ciertos valores con base en los cuales el programa podrá diferenciar distintas
litologías, utilizando un proceso de
sistema de ecuaciones teniendo
ciertas variables (las curvas de
registros) y generando las respuestas
de las incógnitas (los volúmenes de
cada mineral en la formación). En el
primer apartado se debe indicar que
minerales se pueden tener en la
formación, para cada uno de ellos se
pide asignar un valor de densidad
(RHOB) y un valor de tiempo de
tránsito (DT), además existe la
alternativa de definir el nombre de
dicho material, en nuestro caso los
datos empleados se muestran en la
Tabla 2.
Figura 3.21 Página 1 de la ventana
Multimin/Complex Lithology
Figura 3.22 Página 2 de la ventana
Multimin/Complex Lithology
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Tabla 2 Datos de los minerales para la determinación de litología (Tomado de “Manual de
Schlumberger de interpretación de registros, 1997)
Además en la parte final de la página se nos proporciona la opción de que en caso de
ser necesario se puedan llenar los campos correspondientes a minerales como la sal y el
carbón. Por último y como un requisito obligado se deben de completar los parámetros de la
arcilla que se reconocieron en el registro, esto para herramientas como la de resistividad
profunda (ILD), la de neutrón (NPHI), la de densidad (RHOB) y la de sónico (DT).
Para continuar completando los campos necesarios para realizar la determinación de la
litología, en la página 3 que aparece en Figura 3.23 se deben de definir ciertas curvas y valores
pertenecientes a los parámetros de
Sw, aunado a definir el modelo a
emplear para cada una de las
variables que se vayan a obtener.
Alguna de la información que se debe
de ingresar al modelo para poder
llevar a cabo el cálculo incluye curvas
de resistividad de la zona verdadera
Rt (ILD), de resistividad del lodo y de
temperatura, además de insertar
valores como Rw y m obtenidos de la
gráfica de Pickett, y también el factor
de formación a y el exponente de
saturación n. Además de algunos
parámetros que son necesarios para
evitar que el proceso colapse
Mineral Valor de RHOB (gr/cm3) Valor de DT (μs/ft) Nombre de la curva
Caliza 2.71 47 VLM
Dolomita 2.87 44 VDO
Arena 2.65 56 VSS
Figura 3.23 Pagina 3 de la ventana
Multimin/Complex Lithology.
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Es importante también el definir los valores de ciertas variables como el volumen de
arcilla, la saturación de hidrocarburos o la saturación de agua, que provocarían que el cálculo
colapse o no se lleve a cabo. Finalmente se debe de completar ciertos valores limites para la
porosidad.
Para concluir la página final, es decir la número 4, se emplea para definir las curvas de
salida que este módulo de Multimin/Complex Lithology puede calcular. Para esto se presenta
un listado de todas las curvas que se
pueden generar a partir de la ejecución
de esta aplicación (Figura 3.24), de las
cuales el usuario elegirá solamente
aquellas que considere útiles para sus
objetivos y eliminará las que no le
sean necesarias. El software ofrece
incluso la alternativa de renombrar
dichas variables generadas al aplicar el
cálculo, de manera particular o bien
general usando sufijos o prefijos, para
así poder identificar claramente la
información obtenida al correr este
proceso.
Para completar la información que el software necesita para poder ejecutar esta
aplicación, se debe de delimitar el rango de profundidades, es decir el intervalo, en que se
obtendrán las curvas deseadas. Una vez definido este último campo se pulsa Run para que
PowerLog© realice el cálculo de las variables deseadas.
Además de generar todas las curvas que aparecen en la Figura 3.24, de las curvas que
se pueden obtener a partir de aplicar esta herramienta, el principal objetivo de realizar este
proceso es el determinar las litologías, es decir las curvas que se definieron en la página 2
correspondientes a cada uno de los minerales VLM, VDO y VSS. Estas curvas y aquellas que
Figura 3.24 Página 4 de la ventana Multimin/Complex Lithology.
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fueron seleccionadas de la lista de curvas de la página 4 las
podremos encontrar en el listado de curvas que aparece en la
costado derecho de la Figura 3.24, por supuesto, una vez que
se haya corrido el proceso.
En la figura 3.25 se muestra un ejemplo del carril 5 de
alguno de los registros de pozo generados por PowerLog©,
en el se representan los porcentajes de las distintas litologías,
que fueron calculados al usar Multimin/Complex Lithology.
Estas representadas de acuerdo a los colores y líneas de
entramado que el software emplea por default para cada tipo
de litología, teniendo entonces en color cian a la caliza
(VLM), en color magenta a la dolomita (VDO) y finalmente
en color amarillo a la arena (VSS). Aunado claro, al valor del
volumen de arcilla (VSHALE) en color blanco y en tono
verde azulado la porosidad de la formación. De esta manera
se puede tener una aproximación idealista de cómo esta
constituida la roca en la formación a dicha profundidad, y con
ello tener una herramienta más al momento de evaluar los
datos que determinaran la viabilidad de una perforación, en
una zona de interés.
Figura 3.25 Ejemplo del carril 5 que
muestra los volúmenes calculados
para las principales litologías
presentes en la formación
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Capítulo IV APLICACIÓN A DATOS DE REGISTROS
GEOFÍSICOS DE POZO REALES
4.1 Introducción.
En este capítulo se presentan dos ejemplos de aplicación de la secuencia de evaluación de
formaciones con RGP, contenida en el capítulo anterior. En ellos se muestran las gráficas
creadas durante el proceso análisis en el software PowerLog©, que incluyen la gráfica de
Pickett y las crossplots de neutrón-densidad, neutrón-sónico y densidad-sónico, por supuesto
también se ilustra el registro final obtenido. Para cada uno de estos elementos se brinda una
explicación breve de su estructura, así como también de las conclusiones a las que se llegó
luego de su aplicación y análisis, definiendo, por último, las zonas de interés que se considero
luego de analizar los valores de los distintos parámetros, para considerar un prospecto de
perforación.
La secuencia definida en el capítulo anterior se aplicó a 15 pozos, con excepción de
tres ellos los cuales no contienen los datos del registro sónico en el archivo LAS del pozo, por
esta razón se hizo un tratamiento distinto de estos tres pozos. La principal diferencia en esta
secuencia es que al no contar con el registro sónico fue imposible el obtener las gráficas
cruzadas de neutrón-sónico y densidad-sónico, además de que no se pudo realizar el calculo
con el módulo Multimin Complex Lithology, ya que como se preciso en el capítulo III es una
de las tres curvas que se necesitan para realizar el cálculo porcentual de los tres principales
minerales (caliza, dolomita y arena). De esta manera la composición de la roca definida por el
software, incluye solamente la porosidad, el volumen de arcilla y la litología dominante o
matriz, obtenida luego de emplear la gráfica cruzada de densidad-neutrón.
4.2 Casos reales.
Como ya se mencionó de los 15 pozos que se analizaron tres de ellos carecen de la curva de
lentitud los doce restantes cuentan con todas las curvas necesarias para poder aplicar la
secuencia contenida en el capítulo III. Así pues a continuación se muestran los dos casos que
se enfrentaron en el proyecto, un registro geofísico de pozo que incluía todas las curvas
requeridas y otro que no contaba con el registro sónico.
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4.2.1 Pozo 3 (caso completo).
En el archivo LAS del pozo 3 la profundidad partió desde los 0 metros hasta los dos mil, sin
embargo, el intervalo del pozo que cuenta con todas las mediciones de registros requeridas
para poder aplicar la metodología definida con anterioridad, se definió desde los 1200 metros
hasta los 2000 metros. El análisis de los resultados y gráficas desarrolladas durante el proceso
de evaluación de la formación se muestra a continuación
Gráfica cruzada sónico-densidad.
En esta gráfica (Figura 4.1) podemos observar la distribución de puntos con determinado
volumen de arcilla (calculado con el software, previamente), sobre un plano cuyos ejes son el
registro de densidad (2-3 gr/cm3) y el registro sónico (40-140 s/ft), se tiene también al
volumen de arcilla como tercer variable, ilustrado en distintos colores de acuerdo con su valor.
Los puntos se hallan en su mayoría limitados a solo la parte central del entramado, es decir, de
65 a 115 s/ft en el sónico y de 2.4 a 2.7 gr/cm3.
Figura 4.1 Gráfica cruzada Sónico-Densidad (Pozo 3).
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El gráfico nos muestra bajos valores de arcilla, en su mayoría menores al 50 %, los
puntos cercanos a este valor se localizan en la parte superior derecha de la distribución de
puntos, resaltando por sus colores vivos. Estos valores deben de ser excluidos del grupo de
datos que emplearemos para determinar la litología que se presenta en esta zona, esto a causa
de que su condición de ‘altos’ arcillosos, condición confirmada por los valores superiores a los
100 s/ft de lentitud que contienen dichos datos, provoca que la determinación de litología en
esta gráfica este libre del efecto de la arcilla, mineral que muchas veces afecta las mediciones,
y puede provocar que la litología elegida como la matriz no sea la correcta.
La determinación de la litología se realiza apoyándonos en las líneas guía de minerales,
las cuales definen las tres principales clases de roca, que son la dolomía, la caliza y la arenisca.
Dado que los puntos se hallan de manera más importante próximos a la recta de la dolomía,
esta será nuestra litología obtenida a partir de esta gráfica.
Gráfica cruzada neutrón-densidad.
En la Figura 4.2 (página siguiente) se muestra la crossplot de neutrón-densidad, la cual tiene
como tercer variable al volumen de arcilla. Los puntos que encontramos en esta gráfica poseen
valores de volumen arcilla que fluctúan de 0 hasta aproximadamente 50 %, estos
representados en escala de colores de verde olivo a magenta.
El acomodo que tienen los puntos marca claramente dos cuerpos, estos se diferencian
por el rango de valores en que se presentan; el primero de ellos y mas grande marca los puntos
con bajos valores de volumen de arcilla, así como valores de porosidad menores a 0.33 %; el
segundo de los cuerpos agrupa aquellos valores con un mayor porcentaje de volumen de
arcilla, lo cual, se refleja en el registro de neutrón marcando valores mas altos de porosidad (>
33 %), a su vez ocasionan los valores mas bajos en el registro de densidad.
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Una vez definido el cue