perfilaje de pozo

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE PETRÓLEO

INTERPRETACION DE PERFILES DE POZOS

TEMA No. 1

: PROF. Marllelis Gutierrez

Objetivos 1. Aprender a leer el encabezado de un registro de pozo.

2. Aprender a interpretar las variables ambientales y de perforación de un registro de pozo. 3. Identificar los tipos de registros, unidades de medición, gráficos y escalas de medición. 4. Identificar pistas y convenciones generales de registros.

5. Aprender ha realizar las mediciones (perfiles) y conocer los instrumentos específicos del perfilaje de pozos.

Historia del perfilaje En el año de 1927 se realizó el primer registro eléctrico en el pequeño campo petrolero de Pechelbronn, Alsacia, Provincia del noreste de Francia.

Rápidamente se identificó en la industria petrolera, la utilidad de la medición de la resistividad para propósitos de correlación y para la identificación de las capas potenciales portadoras de hidrocarburo.

Historia del perfilaje En el año de 1929, el registro de resistividad eléctrica se introdujo comercialmente en Venezuela, Estados Unidos y Rusia y, un poco mas tarde, en las Indias Orientales Holandesas. El primer registro internacional fue en Venezuela (Fma. La Rosa)

Que es el perfilaje de pozos? El perfilaje de pozos es una técnica utilizadada en la industria petrolera para grabar propiedades roca-fluidos y encontrar zonas de hidrocarburo en las formaciones geologicas dentro de de la corteza terrestre.

Operación de Campo El proceso de perfilaje consiste en colocar una herramienta de perfilaje (sonda) al extremo final de un cable e introducirla dentro de un pozo para medir las propiedades de las rocas y los fluidos de la formaciones. Una interpretacion de estas mediciones es realizada para localizar y cuantificar las profundidades de las zonas potencialmente contenedoras de hidrocarburos.

Operación de Campo El perfilaje es usualmente desarrollado a medida que la sonda es retirada del hoyo. Esta data es grabada e impresa en un registro llamado Registro de Pozo y es normalmente transmitido digitalmente a las oficinas centrales. El perfilaje es desarrollado a varios intervalos de profundidad hasta la profundidad total perforada, estos intervalos pudieran oscilar desde los 300 hasta los 8000 m (es decir, desde 1000 a 25,000 ft) o más.

1912: First Logging Truck

Evolucion Historica de la Operacion de Campo

Historia del perfilaje En 1931, la medicion del potencial espontaneo (SP) se incluyo con la curva de resistividad en el registro electrico. En ese mismo año, los hermanos Schlumberger, Marcel y Conrad, perfeccionaron un metodo de registro continuo y se desarrollo el primer trazador grafico.

La camara con pelicula fotografica se introdujo en 1936. En ese entonces, el registro electrico consistia en la curva del SP y en las curvas de resistividad normal. Las herramientas de perfilaje fueron desarrolladas sobre los años midiendo propiedades electricas, acusticas, radioactivas, electromagneticas, y otras relacionadas no solo a las rocas, sino tambien a sus fluidos.

Clasificación de los registros 1. Registros de perforación (Mud Logs). 2. Registros de núcleos (Cores). 3. Registros a Hueco Abierto u Hoyo Desnudo (Open Hole Logs). (a) Perfilaje mientras Drilling/LWD)

se

perfora

(Logging

While

(b) Perfilaje Cableado o Convencional (Wireline Logging)

4. Registros a Hueco Production Logs).

Entubado

(Cased

5. Registros Sísmicos (Borehole Seismic)

Hole

and

MudLogging Mud-logging es uno de los primeros métodos de evaluación disponible durante la perforación de un pozo exploratorio. Mientras las operaciones de perforación toman lugar, el fluido continuamente circula hacia abajo desde dentro de la tubería de perforación, a través del fondo de la mecha y retorna por el espacio anular. Durante esta operación el lodo de perforación trae fragmentos de roca a la superficie.

MUD LOG: Consiste en el monitoreo continuo hecho durante la perforación de un pozo que incluye la mediciónes relacionadas con las operaciones de perforación en si y las relaciones de evaluación de formaciones. Mediciones que son hechas para procesos de Perforación y evaluación de formaciones:

Rata de Penetración. Detección y análisis del gas presente en el lodo. Detección y análisis del gas presente en los Ripios. Descripción y análisis de los Ripios.

MÉTODOS USADOS EN LA EVALUACIÓN DE FORMACIONES

MUD LOGGING

Descripción y análisis de efectua una inspección normalmente determinan:

Ripios visual

:

se que

Litología Color Textura, tamaño de los granos, etc. Fósiles. Porosidad aproximada. Presencia de hidrocarburos (Fluorescencia bajo los rayos ultravioletas).

EJEMPLO DE MUD LOG

MÉTODOS USADOS EN LA EVALUACIÓN DE FORMACIONES

MEDICIÓN DURANTE LA PERFORACIÓN (MWD/LWD): En forma casi inmediata, le proporciona al Operador información sobre: La geometría del pozo. Las características de la formaciones penetradas .

MÉTODOS USADOS EN LA EVALUACIÓN DE FORMACIONES

MEDICIÓN (MWD/LWD): ensamblaje:

DURANTE Parámetros

LA PERFORACIÓN medidos por el

Torque. Peso sobre la mecha . Presión hidrostática del pozo. MWD Temperatura del hoyo. Desviación del pozo con respecto a la vertical. Azimut del pozo. Rayos Gamma natural de la formación. Resistividad de la formación. LWD Densidad total de la formación. Porosidad Neutrónica de la formación.

Cores TOMA Y ANALISIS DE NUCLEOS: Los objetivos de la toma de núcleos son extraer muestras de la formación y sus fluidos porales directamente del subsuelo hasta la superficie, preservarlos y transportarlos al laboratorio para sus respectivos análisis. Basados en la extracción, estas muestras pueden ser de dos tipos: Núcleos Contínuos (Whole Core). Núcleos de Pared (Sidewall Core).

MÉTODOS USADOS EN LA EVALUACIÓN DE FORMACIONES

Análisis de núcleos completos. Análisis de tapones de núcleos. Análisis de núcleos de pared.

Cores

Para la preservación de los núcleos en el sitio, el núcleo recuperado es cuidadosamente marcado, cortado en piezas de 1 metro de longitud, empacado y enviado al laboratorio para análisis. En el laboratorio, las muestras de núcleos son perforadas obteniéndose tapones con dimensiones mas pequeñas, generalmente en pulgadas permitiendo medir propiedades petrofísicas entre otras.

Cores Importancia del Núcleo El núcleo se usa como patrón de comparación por ser la única expresión tangible de muestras de la formación que permite mediciones directas.

¿Cuándo tomar un núcleo? Un núcleo siempre es importante y cada yacimiento debería tener al menos uno tomado en cualquiera de sus pozos En general se toma en pozos exploratorios, de avanzada y de desarrollo, normalmente con objetivos geológicos Una vez establecido el carácter productor del área, se seleccionan localizaciones bien distribuidas para tener cobertura adecuada del yacimiento La regla básica del número a tomar, la determina la experiencia: uno es el mínimo, la anisotropía y la heterogeneidad determinan el número máximo Debe asegurarse cobertura vertical de toda la sección del yacimiento

Tipos de núcleos: Convencionales: Cortados del fondo del hoyo, durante la perforación. Proporcionan registro continuo (hasta 120 pies por núcleo), con excelente control de profundidad.

Adecuados para la determinación propiedades básicas de las rocas.

de

las

Laterales (Núcleos de Pared):

Cortados de la pared del pozo, una vez perforado. Se obtienen rápidamente a menor costo Seleccionados con los perfiles, permiten identificar zonas de mayor interés

Tipos de Análisis : Existe una discriminación arbitraria de acuerdo al tiempo que se toma para realizarlos, que permite definirlos como: Rutinarios o Convencionales: Usualmente para su realización se demora un tiempo corto después de la toma del núcleo (típicamente no más de 4 semanas) Especiales: Normalmente demoran un tiempo largo (a veces de meses) para su realización, debido a procesos complicados que no pueden ser acelerados

ANÁLISIS EFECTUADOS EN LOS NUCLEOS: GEOLOGÍA Descripción litológica. Composición mineralógica. Análisis petrográfico. Distribución de los granos. Tamaño de los cuellos porales. Textura ANÁLISIS ESPECIALES (Ing.de Yacimientos) Permeabilidad relativa. Presión capilar. Mojabilidad. Compresibilidad de la roca.(Ensayos Geomecanicos) ANÁLISIS PETROFÍSICOS Porosidad. Permeabilidad absoluta. Saturación de fluidos. Densidad de los granos. Propiedades eléctricas. Determinación de a, m, m*, n, n* y Qv.

ANÁLISIS PETROFÍSICOS  Coeficiente de Tortuosidad (a).

 Exponente de Cementación (m y m*).

 Exponente de Saturación (n y n*).  Densidad de la Matríz (ma).  Capacidad de intercambio catiónico (Qv).  Resistividad de agua de formación (Rw).

Open Hole Logging El perfilaje a hoyo desnudo provee la fuente mas importante para la evaluación de un pozo. Consiste en bajar un conjunto de sensores dentro del pozo para grabar las propiedades de la formación en función de la profundidad, y puede ser implementada: - Después que el pozo ha sido perforado al bajar el conjunto de sensores en un cable eléctrico - Mientras el pozo esta siendo perforado al colocar los sensores en la sarta de perforación.

Open Hole Logging

La data adquirida del perfilaje a hoyo desnudo bien sea por cableado o mientras se perfora, es posteriormente interpretada para revelar las propiedades de la roca y fluidos y su complejidad puede variar dependiendo de la formación.

Cased Hole Logging El perfilaje a hoyo revestido o entubado consiste en bajar un conjunto de sensores, o un cañón de perforación dentro del pozo al final de un cable conductor, luego que este ha sido revestido.

Borehole Seismic Los datos sísmicos de pozo son adquiridos al detonar la fuente sísmica en superficie, y grabar la señal resultante con un detector ubicado debajo del hoyo dentro de la herramienta de perfilaje.

Los datos pueden ser adquiridos en condiciones de hoyo abierto o revestido

Borehole Seismic

Interpretación Visual de los Perfiles

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PERMEABILIDAD (k) Representada por K, en Milésimos de Darcies (md) Capacidad de la Formación de permitir que los Fluidos la atraviesen

Poros interconectados, Capilares o fracturas Granos grandes con grandes espacios porales tienen alta Permeabilidad

Granos pequeños, con caminos tortuosos tienen baja Permeabilidad Granos mas pequeños que el camino disponible para el movimiento del fluido, las permeabilidades pueden ser muy bajas.

Roca densa partida, fisuras o fracturas de gran proporción. La Permeabilidad puede ser enorme.

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PERMEABILIDAD DE UNA ROCA

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SATURACION DE AGUA (SW)

Relación entre el volumen de los Fluidos contenidos en su espacio poroso y su volumen poroso total

Fracción del Volumen de poros de una Yacimiento que está llena de Agua. El Volumen no rellenado con Agua contiene Hidrocarburos

Por medio de Resistividades de Sondeo, comparando el valor de Agua de la formación con el registro de Resistividades de la Roca

Mientras más salina sea el Agua de la Formación, mas efectiva será la diferencia de Resistividad entre los Hidrocarburos y las Aguas relacionadas.

Menor Salinidad de Agua, mayor Resistividad

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PROPIEDADES ELECTRICAS DE LAS ROCAS DEL SUBSUELO

Conductividad

Resistividad

Las Rocas porosas que están embebidas en Agua salada conducirán la electricidad fácilmente, el liquido de sus poros tienen baja Resistividad

Las Rocas pueden ser Porosas, pero si contienen Petróleo o Gas Natural en lugar de Agua presentarán alta Resistividad

Perfiles Eléctricos de Gran Interés

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LOS PERFILES ELECTRICOS COMO HERRAMIENTAS GEOLOGICAS

Cartas de Correlación se preparan sobre los datos que proporcionan los Perfiles eléctricos

Rocas penetradas trépano

Litología

Proporciona nueva Información

Contenido de Fluidos

Son usados para

Correlación

Fluidos del reservorio Identificar y medir la Porosidad

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SE PUEDE DETERMINAR

El Potencial eléctrico

ARENAS

Material granular suelto no cohesivo

(0,0625-2,0)mm

La Resistividad

ARCILLAS

ARENISCAS

Soportados por material precipitado Químicamente

Grano muy fino

Arcilla (Clay)

Lutita (Shale)

Registros de Pozos

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Línea de Arenas Limpias

Línea de

Lutita s

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CURVA GR

Radioactividad natural de las Formaciones Zonas Permeables Extremo inferior de la Pista

Escala Definida

Lutitas o Shales Extremo superior de la Pista

Los elementos radiactivos tienden a concentrarse en la lutitas (impermeables)

Medida de la emisión Natural

El resultado de la desintegración de los elementos radiactivos contenidos en las formaciones, de los cuales el potasio en uno de los mas abundantes.

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Espesor Neto= Espesor Bruto – Inter. de Lutitas Espesor Bruto= Base – Tope Línea de Arenas Limpias

Espesor Bruto= (3535-3480)ft Espesor Bruto= 55ft Inter. de Lutitas

I .- (3510-3505)ft= 5ft II.- (3515-35010)ft= 5ft III.- (3530-3520)ft= 10ft Línea de

IV.-Lutita (3532-3538)ft=6ft s

Espesor Neto= (55-26)ft= 29ft

= 26ft

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INTERPRETACION GEOLOGICA DE PERFILES ELECTRICOS DE POZOS

Ambientes sedimentarios

Apreciaciones Sedimentarias

Depositación de sedimentos y la consecuente acumulación de hidrocarburos No son una medición directa

Relación Tipo de curva-Facie Depositada

Identificación de ambiente en un Yacimiento

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Positiva (Finning up)

Negativa Playas

Triangular

Barra costera Tipo barra

Barras de desembocadura

Cilíndrica

Canales auviales Canales de marea

GRANULOMETRIA Y AMBIENTE DEPOSITACIÓN

Múltiple

Abanicos marinos Barras plataforma

Abanicos de rotura

Depósitos turbiditicos

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IMPORTANCIA DE PERFILES ELECTRICOS DE POZOS

Única fuente de datos

Geólogo

Profundidad Precisión

Análisis continuo Espesor Ing. Perforación Ing. Yacimiento

Espesor

Saturación

Cant. De hidrocarburo

Zona sobre presión

Porosidad

Diseño tubería revestidor

Lodo de Perforación a usar

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REGISTROS DE POZOS CON PRESENCIA DE FALLA

Reconocidas

Perfiles Eléctricos

Mapas

Omisión o falta de sección en una secuencia de pozos

Anomalías en contornos estructurales

Curvas anormalmente separadas o unidas con respecto al resto de las curvas

Determinación y posición

Repetición de una curva o secuencia de estratos.

Trampas para la Acumulación de Hidrocarburos

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Secuencia de Pozos

Registro de Pozos Vecinos

Correlación

Principios geológicos básicos y del sentido común

Interpretación Correcta basada en la geología local y regional

Arenisca con agua a una mayor elevación

Arenisca con agua y muestra hidrocarburos y se encuentra a una menor elevación.

"El petróleo, la base de nuestro suministro de energía, es un recurso finito que se debe explotar con un cuidado infinito." D. E. Baird

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Recordemos lo que hemos aprendido

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Identifica de la Línea base de Lutita y Línea base de Arena en el Perfil SP

Línea de Arenas Limpias

Línea de

Lutita s

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¿Cuál de los Perfiles explicados presenta mayor sensibilidad a las lutitas y a que se debe?