UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE GUADALAJARA
PORTAFOLIO REGISTROS GEOFISICOS
ING. DIANA X. HERRERA SILVA
4to Semestre – Grupo IP4511
Gustavo Lazaro Dominguez Carlos Abraham Ordaz Pardo David Alvarez Perez Luis Gregorio Sahagun Torres Bryan Arnulfo Murcia Suaza
INTRODUCCION Los registros geofísicos de pozos son técnicas que se utilizan para determinar casi de una manera directa las propiedades y los parámetros físicos que tienen las rocas. Comúnmente se les define como la representación represe ntación digital o analógica de una propiedad física que se mide contra la profundidad que tiene el pozo. Los registros se usan actualmente para poder determinar el contenido de un pozo si este contiene hidrocarburo, agua, minerales y la competencia de las rocas que están expuestas a diferentes esfuerzos, al igual son útiles para localizar y poder analizar rocas arcillosas y con composición mineralógica completa. Gracias a los registros geofísicos y a su utilidad podemos comprender mejor las características que tiene el subsuelo. Los avances tecnológicos nos han permitido predecir la productividad que puede llegar a tener un yacimiento al igual que su permeabilidad. Existen diferentes tipos de registros que por medio de herramientas se pueden determinar algunas propiedades físicas de las rocas que son atravesadas por un pozo, estoss pueden ser:
Resistividad
Radioactivas
Acústicas
Mecánicos
1. Introducción ¿Qué es un registro geofísico? Los registros geofísicos de pozo consisten en la medición en función de la profundidad o del tiempo de alguna propiedad física y/o química vinculada al material litológico del subsuelo. El registro se lleva a cabo mediante una herramienta denominada sonda, la cual se compone de uno o mas sensores que se encarga de medir sobre la pared del pozo la respuesta física del material litológico.”
1.2
Evolucion de los Registros en Pozos
1912 – Conrad y Marcel Schlumberger empezaron por aplicar el método demedicion de la resistividad de las rocas ideado por ellos para la localización de yacimientos minerales 5 de Septiembre 1927 – 1er Registro de resistividad de las formaciones perforadas en un pozo en Pecheibronn, Francia 1929 – El registro schulmberger llego a Venezuela, Canda, Rusia y Estados Unidos se agrego a la curva de resistividad la de la medición del portencial natural (SP) 1939 – Sonda Movil para Registros Geofisicos 1976 – Cabina de CSU 1988 – Introduccion de Wireline y Slickline
1.3
Evolución de Registros en Pozos en Mexico
1936 – 1eros registros en Mexico por Royal Duch Shell y BP, con 3 curvas una de SP y 2 de Resistividad (RS) 1938 – “El plan No. 55” en las Choapas, Veracruz profundidad de 841 m. (400 m/h) 1982 – PEMEX en Agosto de 1982, comienza la operación de sus dos primeras unidades CSU
Operación: Toma de Registros Clasificación de los Registros Por método de toma de registro:
Agujero Entubado
Agujero Descubierto
Por principio Físico: Radioactivos
Una fuente radioactiva emite radiación a la formación o
Registro de Neutron Compensado (CNL)
o
Registro de Litodensidad (LDT)
o
Rayos Gamma (GR)
o
Espectroscopia de RG Natural (NGT)
o
Registro de Densidad de Formacion (FDC)
o
Espectroscopia de RG (GST)
o
Registro Magneticoi Nuclear (NML)
Resistividad
Electrodos y detectores que envían una corriente eléctrica a la formación.
Potencial Natural (SP)
Registro Induccion (IL)
Registo de Doble Induccion (DIL)
Registro de Induccion Microlog
Registro de Induccion Phasor
Registro de Induccion de Enfoque Esferico (ISF)
Herramienta de Echado Estratigrafico (SHDT)
Microbarredor de Formacion (FMI)
Registro de Doble Laterolog (DLL)
Registro de Enfoque Esferico (SFL)
Registro de Enroque Microesferico (MSFL)
Mecanicos
Herramientas que cuentan con elementos mecánicos para medir diferentes parámetros Temperatura
o
Caliper
o
Desviacion
o
Produccion
o
Acusticos
Se envía onda acústica a la formación y se ecibe en las herramientas por medio de detectores
Por Aplicación:
o
Registro Sonico Compensado (BHC)
o
Sonico Dipolar (DSI)
o
Sonico de Cementacion (CBL)
o
Sonico Compresional
o
Sonico Digital (SDT)
o
Sonico de Espaciamiento Largo (LSS)
o
Sonico de Escaner
1.5 Evaluacion de Registros Geofisicos Para realizar una interpretación petrofísica: Apliacion de un método adecuado, dependiento del tipo de formación y empleando ecuaciones que relacionan las características de la formación. Definir parámetros como: Arcillosidad
Porosidad
Intervalos Permeables
Espesor de Arena Neta
Profundidades de los intervalos de interés
Localizacion de los contactos entre fluidos
Retroalimentacion Tema 1 ¿Qué es un registro geofísico? Los registros geofísicos de pozo consisten en la medición en función de la profundidad o del tiempo de alguna propiedad física y/o química vinculada al material litológico del subsuelo ¿Quiénes desarrollaron los registros geofísicos? Conrad y Marcel Schlumberger ¿En qué país se realizó el primer registro geofísico? Pecheibronn, Francia ¿Qué cables se pueden utilizar para realizar un registro? Slickline y Wireline Aplicaciones de los registros geofísicos Definir parámetros como:
Arcillosidad
Porosidad
Intervalos Permeables
Espesor de Arena Neta
Profundidades de los intervalos de interés
Localizacion de los contactos entre fluidos
2. Geologia y Petrofisica básica para registros geofísicos de pozo. 2.1 Aspectos Geologicos Del griego geo “tierra” y logos “conocimiento” (tratado o conocimeinto de la Tierra)
Ciencia que se interésa por el origen del planeta Tierra, su historia, su forma, la materia que lo configura y los procesos que actúan o han actuado sobre el.
Geologia Fisica Procesos y las fuerzas que dan forma al exterior de la tierra y que actúan en su interior. Geofisica, Petrologia y Mineralogia
Geologia Historica Evolucion de la superficie terrestre y de sus formas de vida. Paleontologia, De estratigrafía, De paleografía, y de geocronologia
Tipos de Rocas Sedimentarias
Igneas
Metamorficas
Columna Geologica de la Region Sur
2.2 Porosidad, Permeabilidad y Saturacion de Fluidos Porosidad: Volumen de roca que puede contener fluidos. Se expresa en Volumen total de poros entre Volumen Total de la Roca.
∅ =
Porosidad Efectiva: Volumen total de poros comunicados, entre el volumen total de la roca.
∅ =
Porosidad Absoluta: Volumen total de poros (Comunicados + No Comunicados) entre el volumen total de roca.
+ ∅ = De acuerdo al origen
Porosidad Primaria: Se desarolla durante el deposito de los sedimentos
Porosidad Secundaria: Posterior al proceso del deposito de los sedimentos debida a fracturas y canales que se forman por disolución.
Permeabilidad: Capacidad que tiene una roca de permitir el flujo de fluidos a través de sus poros interconectados.
Unidad k es Darcy en yacimientos comúnmente se usa el Md (miliDarcy) Ley de Darcy: Relacion entre un fluido que fluye a través de un medio poroso y la permeabilidad.
= − = ∆ Donde:
Q = Gasto del fluido (cm3/seg)
Μf = Viscosidad del fluido (cp)
Pe = Presion de Entrada (atm)
Ps = Presion de Salida (atm)
L = Longitud (cm)
K = Permeabilidad (Darcy)
A= Area perpendicular de flujo (cm2)
Permeabilidad Absoluta: Permeabilidad para conducir un fluido que satura totalmente su volumen poroso comunicado.
Permeabilidad Efectiva: Permeabilidad de un fluido en particular, cuando la saturación de este fluido en la roca es menor del 100%
Ko: permeabilidad efectiva del aceite Kw: Permeabilidad efectivda del agua Kg: Permeabilidad efectiva del gas
Permeabilidad Relativa: Permeabilidad efeciva entre la permeabilidad absoluta
Kro = ko/k Krw = kw/k Krg = kg/k
Ejemplo Determinar la permeabilidad con la ecuacion de Darcy Datos
Gasto = 10cm3 / 500 seg
T= 70°F
Pi = 1.45 atm
Pw = 1 atm
Μw @70°F = 0.984 cp
Area = 2 cm2
Longitud = 2cm
103 )0.984 2.0 ( = 500 = ∆ 2.021.45 − 1.00
K = 0.0437 Darcy = 43.7 mD Saturacion de Fluidos: Fraccion del volumen poroso del yacimineto ocupado por determinado fluido.
2.3 Propiedades eléctricas de la roca
Resistividad (Rs) Resistencia del material o fluido al paso de la corriente eléctrica en un área y una longitud. Unidades son Ohm(m2/m) Resistividad de algunas rocas Lutitas
o
o
Arenas con Agua Salada
o
Arenas con hidrocarburos
Calizas
o
Por medio de la resistividad se puede determinar: Saturación de Fluidos, Porosidad de la formación e Invasión de lodo Conductividad
Inverso de la Resistividad Salinidad
Cantidad de sales que contiene el agua de formación la salinidad aumenta con la profundidad Agua Dulce (0 – 1000 )ppm Agua Salobre (1000 – 10000) ppm
Agua Salada (10000 – 50000) ppm Salmueras (>50000) ppm
Factor de Resistividad También llamado Factor de formación se define como el cociente que resultante dividir la resistividad de una roca 100% saturada con agua salada entre la resistividad del agua que la satura. Ff = Ro/Rw
Índice de Restividad Cociente resultante de dividir la resistividad de la roca saturada con agua salada e Hidrocarburos entre la resistividad de la roca 100% saturada con agua salada I = Rt / Ro
Tortuosidad Eléctrica Relación que caracteriza los trayectos de la difusión del fluido y la conducción eléctrica a través de los medios porosos-
Potencial Natural Causados generalmente por la separación de la carga en la arcilla u otros minerales, por la presencia de una interface semipermeable que impide la difusión de los iones a través del espacio poroso de las rocas o por el flujo natural de un fluido conductor (agua salada) a través de las rocas
Capacidad de intercambio de cationes (CIC) Numero total de cationes intercambiables que un suelo en particula puede o es capaz de retener
2.4 Propiedades radioactivas de la roca RG Naturales
Medición Total Potasio (K) 40 con una vida medio de 1.3x10^9 años Uranio (U) 238 con una vida media de 4.4x10^9 años Torio (Th) 232 con una vida media de 1.4x10^10 años
Medicion Espectroscopica Se desingegran los isotopos. Se emite RG de diferentes energías y se
obtienen espectros de energía diferentes de acuerdo al elemento.
Interaccion con RG
Efecto Compton Aumento de la longitud de onda de un foton cuando choca con un electron
libre y pierde parte de su energía.
Efecto Fotoelectrico Emision de electrones por un material al incidir sobre el una radiación
electromagnetica
Densidad Electrica Numero de electrones en una cierta región del atomo
Interaccion con neutrones
Choque Elastico
El nucleo queda exactamente en la misma situación en que se encontraba
Choque Inelastico
El neutrón pierde energía pero solo la energía que gana el nucleo se excita al nucleo y esta energía se reemite en forma de radiación Captura
Neutrones lentos, captura de los neutrones con emisión de la energía de excitación por medio de rayos gamma.
2.5 Propiedades acústicas de la roca
Tiempo de transito (∆t)
Tiempo que requiere una onda sonora para atravesar la formación
Imepedancia Acustica (IA) Facilidad de una onda de propagar el sonido a través de un medio
Velocidad de propagación de la onda
Retroalimentacion Tema 2 ¿En que formaciones normalmente se encuentran las zonas de interes en la Region Sur? Filisola, Consepción Superior y Concepción Inferior KS San Felipe, KS Agua Nueva, K Medio, K Inferior, JS Tithoniano, JS Kimmeridgiano ¿Qué es la porosidad, simbolo y unidad? Volumen de poros total en la roca que puede contener fluidos , Ø , Fraccion o %
∅ = ¿Qué es la permeabilidad, simbolo y unidad? La capacidad de una roca que permite el flujo de fluidos a traves de poros conectados, k, mD ¿Cuáles son los dos tipos de porosidad de acuerdo al origen? Porosidad Primaria: Se desarolla durante el deposito de los sedimentos Porosidad Secundaria: Posterior al procesos de deposito de los sedimentos debida a fracturas, vigulos o cavernas Diferencia entre permeabilidad relativa y efectiva La permeabilidad relativa es la relacion que existe entre la efectiva y la absoluta es decir de un fluido en especifico entre la permeabilidad total, y la permeabilidad efectiva es la de un fluido en particular Ecuacion de Darcy (unidades)
= ∆ 3 = 2∆ Menciona 3 propiedades electricas de la roca Resistividad, Conductividad y Salinidad Menciona 3 propiedades radioactivas de la roca Choque Elastico, Inelastico y Captura Menciona 3 propideades acusticas de la roca Tiempo de transito (∆t), Impedencia Acustica (IA), Velocidad de Propagacion de la
onda
3 Ambiente de Medicion de los registros geofísicos de pozo 3.1
Diametro y forma del agujero
Patas de Perro
Ojos de llave
Intercalaciones de Formaciones
Formaciones con Fallas
Escalones
3.2
Lodo de Perforacion, Enjarre y Filtrado
MudCake Pelicula formada en la pared del pozo por las partículas del fluido de peforacion, sirve para contener las paredes del pozo y evitar derrumbes de la formación. MudFiltrate Parte del fluido de perforación que se filtra a la formación. La cantidad que se filtra depende de la permeabilidad de la formación.
Sh : Saturación de hidrocarburos Sw : Saturación de agua Sxo : Saturación del fluido en la zona lavada Rm : Resistividad del lodo Rmc : Resistividad del enjarre Rmf : : Resistividad del filtrado de lodo Rt : Resistividad verdadera Rw : Resistividad del agua de formación Rxo : Resistividad de la zona lavada Ri : Resistividad de la zona de transición Rs: Resistividad de la zona adyacente
3.3 Temperatura La temperatura asi como la presión poseen un gradiente en función de la profundidad. El gradiente geotérmico varia entre 0.8 y 1.3°C cada 100 m.
3.4
Características de las rocas
Valores comunes de las rocas almacenadoras: Permeabilidad
Porosidad
Resistividad
Tiempo de transito
Densidad
3.5
Efecto del ambiente sobre las mediciones de los registros
Existen factores que afectan las mediciones de los registros como son: Descentralización
Tipo de fluido de perforación (Contenido de sales, Potasio, etc)
Geometría del Agujero
Diámetro del Agujero
Invasión del lodo
Espesores de estratos
Temperatura
Retroalimentación Tema 3 1. Menciona los tamaños de diámetros de agujeros (etapas) comunes de un pozo terrestre. 20" --> 17 1/2" --> 13 3/8" --> 12 1/4" --> 9 5/8" --> 8 1/2" --> 7" --> 5 7/8" --> 4" 2. Menciona los 5 nombres de TR’s utilizadas en la perforación de un pozo. Conductora, Superficial, Intermedia, Linner de Explotación y Tubería de Explotación 3. Menciona 3 ejemplos de formas de agujero. Escalones, Ojos de Llave y Pata de Perro 4. Menciona 2 fluidos de perforación base aceite. Emulsión Inversa y Emulsión Directa 5. ¿Qué es el enjarre? Parte solida del fluido de perforación formada en la pared del pozo para evitar derrumbes 6. Dibuja un gradiente geotérmico.
7. Menciona que significan las abreviaturas Rm, Rmc y Rxo. Rm: Resistividad del Lodo Rmc: Resistividad del Enjarre Rxo: Resistividad Zona Lavada 8. Menciona 2 características de las rocas. Permeabilidad y Porosidad 9. Menciona 4 factores que afectan la medición de registros geofísicos. Invasión de Lodo, Descentralización, Tipo de fluido de perforación, Temperatura
TEMARIO 1 Introducción 1.1 Objetivo y programa de la asignatura 1.2 Desarrollo y evaluación del curso 1.3 Evolución de los registros en pozos 1.4 Aplicación de los registros en pozos. 1.5 Evaluación
2 Geología y petrofísica básica para registros geofísicos de pozo 2.1 Aspectos geológicos 2.2 Porosidad, Permeabilidad y Saturación de fluidos 2.3 Propiedades eléctricas de la roca 2.4 Propiedades radioactivas de la roca 2.5 Propiedades acústicas de la roca
3 Ambiente de medición de los registros geofísicos de pozo 3.1 Diámetro y forma del agujero 3.2 Lodo de perforación, enjarre y filtrado 3.3 Temperatura 3.4 Características de la Roca 3.5 Efecto del ambiente sobre las mediciones de los registros
4 Registros de litología, porosidad y eléctricos 4.1 Registro de Potencial Espontáneo 4.2 Registro de Rayos Gamma 4.3 Registros de Espectroscopia y Rayos Gamma 4.4 Registro Sónico de Porosidad 4.5 Registro Neutrón 4.6 Registro de Densidad 4.7 Registros Eléctricos Convencionales
4.8 Registro de Corriente Enfocada 4.9 Registros de Inducción 4.10 Bases de la interpretación cualitativa y cuantitativa de los registros en forma individual y la aplicación de resultados
5 Técnicas de interpretaciones cualitativa y cuantitativa de registros geofísicos de pozo 5.1 Formaciones Limpias 5.2 Formaciones Arcillosas 5.3 Formaciones con litología compleja
6 Nuevas técnicas de registros geofísicos de pozo 6.1 Técnica MWD durante la perforación del pozo 6.2 Técnica LWD durante la perforación del pozo 6.3 Otras técnicas de registro de pozos aplicables a la caracterización de formaciones y de yacimientos
7 Herramientas de registros de Producción 7.1 Principales componentes de la herramienta y alternativas de diseño de la sarta de medición 7.2 Calibración del sistema roca fluidos 7.3 Registros de presión-producción a pozo cerrado y pozo fluyendo 7.4 Registrador de Temperatura 7.5 Registro de Densidad 7.6 Funciones del detector de coples
8 Registros de variación de presión 8.1 Función y aplicación del registro estático por estaciones 8.2 Pruebas de incremento de presión 8.3 Pruebas de decremento de presión 8.4 Perfiles de presión, temperatura y densidad en el pozo
8.5 Análisis cualitativo de los perfiles aplicado a la identificación de zonas de importancia en la formación
9 Técnicas de interpretación de pruebas de presión 9.1 Método de Horner 9.2 Método de MDH 9.3 Análisis por medio de curvas tipo 9.4 Análisis por medio de integración 9.5 Nuevas técnicas
10 Prácticas de campo y laboratorio de cómputo 10.1 Asistir y observar la toma de registros en un pozo 10.2 Interpretar registros con paquetería especializada 10.3 Técnicas de determinación de los límites del yacimiento a través de curvas de variación de presión 10.4 Determinación de las características de la formación productora en los yacimientos 10.5 Aplicación en la determinación de la estrategia de explotación del yacimiento
