Características Petrofísicas
En la década de 1950, Gus Archie demostró que los datos petrofísicos y geológicos están relacionados a nivel de los poros. La porosidad y la permeabilidad y las fuerzas capilares están relacionadas con la distribución del tamaño de poro, y esta distribución, a su vez, está relacionada con la historia depositacional, diagenética y estructural. Una característica petrofísica incluye aquellas características físicas y texturales de las rocas. Algunas de las propiedades petrofísicas más importantes son las siguientes: Porosidad:
Son los espacios vacios que se encuentran en la roca. La porosidad de una roca puede ser clasificada de dos maneras: - Según su origen. - Según la comunicación de sus poros.
1) De acuerdo acuerdo a su origen, la porosidad porosidad puede puede ser clasifica clasificada da en primaria primaria o intergranula intergranularr y secundaria secundaria o inducida. inducida. La porosidad primaria o intergranular es aquella que se origina durante el proceso de deposición de material que da origen a la roca. Por otra parte la porosidad secundaria es aquella que se origina por algunos procesos naturales o artificiales posteriores al momento en el cual los sedimentos que dieron origen a la roca fueron depositados. En general las rocas con porosidad primaria presentan características más uniformes que aquellas que presentan parte de su porosidad secundaria o inducida. Algunos procesos que dan origen a la porosidad secundaria de una roca son: la disolución, las fracturas y la dolomitización.
2) Debido Debido a que el material cementant cementantee puede sellar sellar algunos poros poros de la roca, aislándolo aislándoloss del resto del volumen volumen poroso, los poros se pueden encontrar unidos entre si, o aislados.
Dependiendo de como sea la comunicación de estos poros, la porosidad se puede clasificar de la siguiente manera: - Total o absoluta. - Interconectada o efectiva. - No interconectada o no efectiva. La porosidad total o absoluta de una roca se define como la fracción del volumen total de la misma que no esta ocupada por matriz. Permeabilidad:
La permeabilidad es la capacidad de un material para que un fluido lo atraviese sin alterar su estructura interna. Se afirma que un material es permeable si deja pasar a través de él una cantidad apreciable de fluido en un tiempo dado, e impermeable si la cantidad de fluido es despreciable. La velocidad con la que el fluido atraviesa el material depende de tres factores básicos: La porosidad del material; La densidad del fluido considerado, afectada por su temperatura ; La presión a que está sometido el fluido.
Para ser permeable, un material debe ser poroso, es decir, debe contener espacios vacíos o poros que le permitan absorber fluido. A su vez, tales espacios deben estar interconectados para que el fluido disponga de caminos para pasar a través del material. Tortuosidad:
Los poros interconectados de la roca que representan los canales de flujo de fluidos en el yacimiento no son tubos capilares rectos ni tampoco tienen pared lisa. Debido a la presencia de i nterfases entre fluidos, que originan
presiones capilares que afectan los procesos de desplazamiento, es necesario definir la tortuosidad como la medida de la desviación que presenta el sistema poroso real respecto a un sistema equivalente de tubos capilares. La tortuosidad se expresa mediante la siguiente relación:
Donde: Lr = Longitud real del trayecto del flujo. L = Longitud de la muestra de roca. Compresibilidad:
La compresibilidad (C) es propiedad que presentan los cuerpos materiales de disminuir su volumen cuando se aumenta la presión ejercida sobre ellos, es decir, es el cambio del volumen original debido a la variación de la presión, y es mucho mayor en los gases que en los líquidos y sólidos. La compresibilidad de la roca y los fluidos es considerada un mecanismo de expulsión de hidrocarburos muy importante, en especial si se tarta de un yacimiento subsaturado (sin empuje de agua y con presión superior a la de burbujeo). Esto se debe a que al comenzar la producción del yacimiento y manifestarse la caída de la presión tanto la roca como los fluidos se expanden. Por un lado la expansión de la roca provoca una disminución del volumen agregado de poros interconectados, y por el otro la expansión de los fluidos tiende a contrarrestar el vaciamiento ocurrido por la producción de fluidos, la cual fue causada por la caída de la presión. Ambos efectos concurren en la misma dirección, es decir expulsan fluidos del volumen de poros interconectados. Mojabilidad:
Se define como la tendencia de un fluido a adherirse a una superficie sólida en presencia de otros fluidos inmiscibles, tratando de ocupar la mayor área de contacto posible con dicho sólido. La mojabilidad es una función del tipo de fluido (por lo general petróleo y agua) y de la superficie sólida (con referencia al medio poroso, roca).
En base a la mojabilidad, los fluidos pueden clasificarse en: Mojantes: Son aquellos que tienen la mayor tendencia a adherirse a la roca, por lo general es el agua ya que la mayoría de las rocas yacimiento son preferencialmente mojadas por agua.
No mojantes: Los que no se adhieren a la roca o lo hacen parcialmente.
Por lo tanto al describir correctamente estos puntos, se puede establecer un vínculo entre las propiedades petrofísicas, la distribución del tamaño de poro y los procesos geológicos; vínculo que se puede usar para distribuir la información petrofísica en el espacio tridimensional. La tarea de vincular las descripciones geológicas con las propiedades petrofísicas corresponde a las disciplinas de la ingeniería y la geología. Los petrofísicos pueden perfectamente proporcionar este importante vínculo, porque ellos tienen contacto directo con ambas ciencias, y son expertos en análisis de registros y de núcleos. Cada poro de la roca almacenadora puede ser considerado como un microejemplar del yacimiento de petróleo o como un pequeño laboratorio físico y químico donde tienen lugar muchas relaciones físicas y reacciones químicas. Cada uno de los poros, con su contenido de fluidos y los demás fenómenos asociados, es la unidad, la célula que multiplicada innumerable cantidad de veces, se transforma en el yacimiento y en el depósito, por lo tanto resulta sumamente importante tanto para el ingeniero petrolero, como para el ingeniero geólogo la descripción de este sistema. Ahora bien al estudio de las características del espacio poroso se denomina petrofísica. Algunas definiciones de petrofísica son las siguientes: - Física de las rocas - Estudio del espacio poroso de una roca, de sus características intrínsecas así como de las que se originan al estar ocupado por fluidos que reaccionan en alguna forma, con los sólidos. - Estudio de las propiedades fisicoquímicas de la roca del yacimiento y su ingerencia en actividades de geociencia (exploración petrolera) y de ingeniería (producción de hidrocarburos)
A continuación en la tabla se muestran los diferentes parámetros petrofísicos que se determinan comúnmente en una roca potencialmente almacenadora
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL CARMEN
CAMPUS PRINCIPAL FACULTAD DE QUIMICA
INGENIERIA PETROLERA Alumnos: Víctor Hugo Narváez Barajas Israel Mayo Molina Luis A. Gutiérrez Carmona Erick X. Mendoza Martínez Moisés Morales Vázquez • • • • •
Materia:
“Geología de Explotación del Petróleo, Agua y Vapor” Trabajo:
“Características petrofísicas de rocas almacenadoras y sello” Profesor:
M.C. Francisco Javier Ángeles Aquino Cd del Carmen camp. A 23 de marzo de 2011
