INSTITUTO UNIVERSITARIO PUEBLA PRESENTAN: Víctor Manuel Gallegos Arellano Jairo Hernández Correa Norberto López Méndez José Octaio !eregrino
CATEDRATICO: M"C Ana Gabriela Carranza #iera
GRADO: $e%to cuatri&estre
CARRERA : 'ngeniería !etrolera
ASIGNATURA: #egistros Geo(ísicos
UNIDAD 6 NUEVAS NUEVAS TECNICAS DE REGISTROS GEOFISICOS DE POZOS
COMALCALCO )A*A$CO )A*A$CO A + ,- J.N'O ,-L /012
INSTITUTO UNIVERSITARIO PUEBLA
N.-VA$ N.-VA$ )-CN'CA$ ,- #-G'$)#O$ G-O3'$'CO$ ,- !O4O$
CONOC'M'-N)O *A$'CO $O*#- M5, 6 L5, 7 O)#A$ )-CN'CA$ )-CN'CA$ ,#-G'$)#O ,- !O4O$
4 DE JUNIO DEL 2016
Análi álisis sis ! l"s n#!$ !$""s %&'ni'"s ! (!)*+)"'i,n !n -!))".i ".i!n%"s '+.!)'i"li '+.!)'i"li/""s /""s (+) l"s is%in%"s is%in%"s '+.(""s ! s!)$i'i+s s!)$i'i+s (")" l" )!"li/"'i,n )!"li/"'i,n ! i'-"s .!i'i+n!s !n %i!.(+ )!"l
INTRODUCCION
Co&o bien 8e&os isto6 8a sido larga 9 rápida la eolución :ue 8an tenido las 8erra&ientas de to&a de registros geo(ísicos" ,esde (inales de los ;0
:ue e%isten en el pozo por &edio de 8erra&ientas de i&ágenes eléctricas6 sónicas6 de densidad6 etc" Correlacionando la in(or&ación >ue estas proporcionan6 con la respuesta :ue brindan las 8erra&ientas conencionales" -stas ?lti&as siguen teniendo un gran ca&po de aplicación 9 &u9 segura&ente seguirán eolucionando" .na de las técnicas &ás &odernas :ue e%isten a8ora es el e&pleo de i&ágenes =unto a un
M5,
L5, para obtener i&ágenes de pozo en
tie&po real al &o&ento de :ue se realiza una per(oración" $in e&bargo tanto $c8lu&berger co&o otras e&presas petroleras 8an creado sus ariantes para obtener i&ágenes de pozo 9a sea en lodos conductores o lodos resistios" La in(or&ación :ue proporcionan estas 8erra&ientas de i&ágenes a9udan &uc8o a los intérpretes para poder de(inir posiciones estructurales de los 9aci&ientos6 así co&o ta&bién para poder caracterizar de &e=or &anera (allas 9 (racturas :ue pudiesen estar presentes en las (or&aciones" )anto geólogos co&o geo(ísicos utilizan todos estos datos de azi&uts 9 (allas para re(inar &e=or las interpretaciones sís&icas6 9 con ello poder tener una interpretación &ás detallada de los reserorios6 una esti&ación &ás precisa de reseras 9 un &e=or desarrollo de localización de pozos petroleros"
OBJETIVO DE LA UNIDAD Conocer en (or&a general las técnicas 9 e:uipos recientes de registros geo(ísicos de pozo6 así co&o sus aplicaciones en la caracterización de (or&aciones 9 de 9aci&ientos
CONTENIDO
UNIDAD 6: NUEVAS TECNICAS DE REGISTROS GEOFISICOS DE POZO 61 T3CNICAS 5D DURANTE LA PERFORACIN DE UN POZO
A &edida :ue las per(oraciones petroleras se olían cada ez &ás co&ple=as al incre&entarse el n?&ero de pozos :ue están siendo per(orados por &edio de tecnologías 8orizontales o bien direccionales6 del &is&o &odo la recopilación de in(or&ación por &edio de los registros se tenían :ue adaptar e i&proisar a la par ante tales condiciones de per(oración" ,e esta &anera6 (ue co&o surgieron gracias a los aances en el desarrollo tecnológico de los circuitos integrados6 un nueo siste&a de registros deno&inado M5, o &ediciones durante la per(oración @ Measurement WhileDrilling por sus siglas en inglés" Las 8erra&ientas tipo M5, son un tipo de registros :ue co&enzaron a ser desarrollados a (inales de los aBos 0Ds para &edir las propiedades relacionadas con la per(oración6 al per&itir la incorporación de 8erra&ientas de registros :ue realizan las &ediciones del agu=ero6 de las (or&aciones 9 de (ondo de pozo6 sobre la sarta de per(oración en tie&po real" -sta nuea tecnología per&itió :ue se pudieran obtener por pri&era ez6 &ediciones tales co&o un ra9os ga&&a @G#6
dirección del agu=ero @inclinación 9 azi&ut6 cara de la 8erra&ienta @la dirección en la cual apunta la barrena6 presión 9 te&peraturas de (ondo6 tipos de ibraciones6 golpeteos6 peso e=ercido sobre la barrena WOB @Weight Over Bit por sus siglas en inglés6 tor:ue de la
8erra&ienta6 elocidad de per(oración6 ol?&enes de (lu=o de lodo6 etc"6 9 :ue toda esta in(or&ación se &andara a super(icie en tie&po real" -sto le per&itía a los per(oradores 9 a los ingenieros en per(oración por pri&era ez6 poder &onitorear las condiciones de per(oración6 así co&o igilar el dese&peBo de la per(oración en el (ondo de pozo en tie&po real6 de &anera :ue se pudieran to&ar las &e=ores decisiones con la in(or&ación obtenida para &e=orar las condiciones de per(oración "-ntender có&o (unciona el siste&a de las 8erra&ientas M5, es &u9 si&ilar a lo :ue ocurre con un piloto aiador" -ste necesita conocer la dirección en la :ue uela6 el ángulo de uelo6 9 las condiciones &eteorológicas por las :ue se estará sobreolando6 del &is&o &odo en :ue un per(orador direccional o un ingeniero en per(oración necesitan conocer las condiciones del subsuelo por las cuales se está atraesando con la barrena" !or ello6 se puede decir :ue la tecnología M5, nació para ese propósito6 9a :ue Ese encuentra relacionada especí(ica&ente para dirigir la posición del pozo @la inclinación 9 el azi&ut :ue to&a la per(oraciónF6 &ediciones esenciales dentro de las operaciones de per(oración direccional6 lo :ue a su ez resulta de su&a i&portancia en las labores de a=uste de las tra9ectorias de los pozos direccionales6 esto para ade&ás dar eracidad a la in(or&ación geológica proeniente de los registros L5, @ Logging While Drilling) 6 9 los registros de 8idrocarburos Antes de :ue e%istiera la tecnología de las
8erra&ientas M5, ,
estas
&ediciones eran realizadas en
secuencias de tie&po @o (ases a lo largo de las labores de per(oración6
lo :ue repercutían negatia&ente en los tie&pos 9 costos de per(oración" !ero una ez :ue se (ue i&ple&entando la tecnología de las 8erra&ientas M5, dentro de las labores de per(oración en pozos direccionales 9 8orizontales6 las &ediciones ad:uiridas podrían ser a8ora al&acenadas dentro de un cartuc8o electrónico alo=ado en el interior de la 8erra&ienta 9 posterior&ente ser lleado a super(icie para su análisis6 o bien6 arias de estas &ediciones pueden ser a8ora trans&itidas digital&ente a la super(icie en tie&po real utilizando aanzadas tecnologías de trans&isión de datos6 co&o lo es la tele&etría de pulsos en el lodo de per(oración6 tuberías de per(oración cableadas6 o bien6 alg?n otro &edio de trans&isión aanzado co&o lo es el uso de (recuencias electro&agnéticas @-M".na ez en super(icie6 la decodi(icación de las seBales de la M5, puede ser realizada in situ o ser trans&itida a alg?n laboratorio o instalación cercana6 en donde los
ingenieros
encargados
de
las
8erra&ientas
ealuarán
la
in(or&ación obtenida6 e in(or&arán de los resultados a los ingenieros de pozo" -sto per&ite a8ora :ue todas las per(oraciones 9a sean en tierra o en &ar6 puedan ser lleadas con &a9or seguridad6 con &a9or rapidez6 9 con un gran grado de con(iabilidad"
PRINCIPIO DE EDICION DE LA 7ERRAIENTA 5D
Las 8erra&ientas M5, nacieron principal&ente por la necesidad :ue e%istía de ad:uirir registros en per(oraciones tipo direccionales 9 desiadas6 así co&o ta&bién por la necesidad de poder contar con un &étodo de &onitoreo :ue per&itiera ealuar 9 &onitorear6 o en alg?n caso corregir la dirección :ue ad:uiere el pozo durante la per(oración" $e puede decir :ue (ue principal&ente debido a las li&itantes :ue
tenían las 8erra&ientas conencionales6 :ue se dio el origen de las 8erra&ientas M5,6 9a :ue una ez :ue un agu=ero e%cede los 20 de desiación6 las 8erra&ientas conencionales 9a no logran ser deslizadas con (acilidad a traés del agu=ero debido al gran ángulo de desiación
:ue
ad:uiere
la
per(oración6
proocando
:ue
las
8erra&ientas no logren registrar la in(or&ación de las (or&aciones6 oliéndose por lo tanto6 ine(icientes en este tipo de condiciones de per(oración" $in e&bargo6 el co&ienzo de su aplicación seria se dio 8asta poco después de aBos ;0Ds6 principal&ente para superar los obstáculos de las per(oraciones :ue se realizaban con ángulos de ,esiación
de&asiado
grandes
@&a9ores
a
206
donde
las
8erra&ientas se encuentran incorporadas en un solo &odulo dentro del siste&a direccional de la sarta de per(oración6 9 co&o parte del siste&a de (ondo BHA @Bottom Hole Assembly 6 &u9 cerca de donde se encuentra la barrena 9 el siste&a de per(oración" Las 8erra&ientas tipo M5, general&ente se encuentran &ontadas dentro de un &andril sellado en los drill collar de la sarta de per(oración @un drill collar es una sección de 8erra&ienta alo=ada en la sarta o tubería de per(oración6 :ue sire para darle peso 9 estabilidad a la barrena6 o bien6 )a&bién pueden estar construidas directa&ente sobre los drill collar co&o una sección del &is&o @se&iper&anente6 de &anera :ue puede ser ta&bién de utilidad co&o &edio de co&unicación para el siste&a rotatorio de direcciona&iento RTs @Rotary teering Tools " -l proeer de la posición del agu=ero @inclinación 9 azi&ut del pozo6 in(or&ación de las condiciones de barrenación 9 el direcciona&iento de la per(oración6 es algo &u9 co&?n dentro de los procesos de geodirecciona&iento de las 8erra&ientas M5, :ue se encuentran constituidas
por
&edio
de
Giroscopios6
&agnetó&etros
9
aceleró&etros para obtener las condiciones de inclinación 9 azi&ut de las per(oraciones en cierto interalo de pro(undidad" -sto per&ite :ue sea posible posicionar las per(oraciones de acuerdo a las condiciones geológicas obtenidas por &edio de la in(or&ación de la M5,6 aun:ue a8ora ta&bién es posible realizarlo por &edio de 8erra&ientas de ideo de pozo" )odas las 8erra&ientas M5, al igual :ue las L5,6 se encuentran constituidas en (or&a general por + secciones esenciales I $ección de sensores ésta se encarga de la to&a de registros" I $ección de inter(aces a:uí se codi(ican las &ediciones obtenidas por lo sensores 9 se Mandan a la sección de trans&isión" I $ección de trans&isión en ésta se enían los datos a super(icie 9a sea por &edio de !ulsos en el lodo6 (recuencias electro&agnéticas o por &edio de la tubería de M #eesti&iento :ue se encuentra cableada" I -:uipo de super(icie a:uí los ingenieros se encargan de analizar e interpretar los datos en )ie&po real" )oda esta in(or&ación es &andada a super(icie en tie&po real por &edio de siste&as de )rans&isión &u9 aanzados6 9 son gra(icadas las propiedades de las (or&aciones de la &is&a Manera en :ue son gra(icadas por las 8erra&ientas conencionales6 pero con la particularidad de >ue las &ediciones de la M5, se realizan en tie&po real" Las enta=as &ás sobresalientes :ue se pueden &encionar con respecto al uso de las 8erra&ientas M5, se pueden enu&erar de la siguiente &anera !er&iten una considerable reducción de tie&pos de per(oración 9 costos d operación" I $e pueden realizar la to&a de decisiones con &a9or seguridad" $e &e=ora a&plia&ente la productiidad en pozos 8orizontales" !uede bene(iciar para realizar labores de producción de (or&a anticipada"
6.2 TECNICAS LWD DURANTE LA PERFORACION DE UN POZO
El uso de las herramientas LWD (loggins while drilling, registrando mientras perforan) al igual que las herramientas MWD se da principalmente en pozos que tienen altos ángulos de desviacin o en perforaciones tipo horizontales donde son de gran a!uda en el geo direccionamiento, as" como tam#i$n para o#tener mediciones de los parámetros de las formaciones en aquellas situaciones donde las herramientas convencionales no pueden medir% E&isten razones por las cuales las principales empresas petroleras se dedican a perforar pozos que tengan alguna desviacin con respecto a la vertical% 'lgunas de estas pueden ser por eemplo, realizar perforaciones mltiples desde la superficie para evitar ciertos rasgos geolgicos como por eemplo la presencia de domos salinos en el su#suelo, o #ien, puede ser tam#i$n para ma&imizar el área lateral de algn !acimiento realizando perforaciones paralelas a $ste (perforaciones
horizontales),
logrando
aumentar
significativamente
las
reservas% *ue El m$todo de adquisicin de am#os registros es mu! similar, pero con grandes diferencias !a que los registros MWD se centran más a la o#tencin de los parámetros que influ!en en las condiciones de perforacin, tales como la
desviacin, inclinacin ! profundidad del aguero a medida que $ste se encuentra perforando, mientras que los registros LWD por otro lado van más encaminados a la medicin de los parámetros geolgicos de fondo de pozo tales como la resistividad de las formaciones, densidad, factor fotoel$ctrico, tiempo de tránsito de las ondas compresionales, ra!os gamma, etc% de las formaciones, pero con la gran ventaa de que dicha informacin es o#tenida en tiempo real a medida que se está perforando el aguero% 'demás, una gran particularidad de las herramientas LWD consiste en que generalmente la gran ma!or"a vienen en familias de tama+os (de , - ! . pulgadas), permitiendo de esta manera que sea posi#le acomodar la tu#er"a unto con las herramientas en los distintos tama+os de agueros que se puedan presentar% Esto ha permitido durante las ltimas / d$cadas que el uso de am#as tecnolog"as sea cada vez más frecuente en las la#ores de perforacin para o#tener datos confia#les en las la#ores de geodireccionamiento, as" como en la evaluacin de las formaciones en tiempo real% 'demás, se ha visto en la práctica que la com#inacin de las mediciones LWD unto con las mediciones convencionales de aquellas herramientas que son operadas por ca#le, ha permitido tener una meor definicin de las propiedades petrof"sicas de las formaciones% PRINCIPIO DE MEDICIÓN DE LOS REGISTROS LWD.
La t$cnica de adquisicin de las herramientas LWD consiste en la adaptacin de las herramientas de registros de pozos dentro de la sarta de perforacin (en los drill collar) con la que se está perforando, ! como una parte de la misma% Dicho de otra manera, se puede decir que las herramientas LWD se encuentran constituidas principalmente por medio de 0 elementos esenciales que son1 un sistema de sensores incorporados a las tu#er"as de perforacin en un mandril dentro de los drill collar que se encuentran siempre activos durante todo el
proceso de perforacin, un sistema de transmisin de datos a superficie que consiste en la transmisin de informacin por medio de telemetr"a de pulsos o alguna otra t$cnica especializada al igual que con las herramientas MWD, ! una interfaz superficial que decodifique las mediciones o#tenidas por las herramientas en el pozo, ! las grafique en un registro continuo a medida que las actividades de perforacin avanzan% Estas mediciones resultantes de las formaciones serán o#tenidas en tiempo real mientras las herramientas se encuentran an en el aguero, o #ien las mediciones de las herramientas LWD pueden ser almacenadas dentro de una unidad de memoria aloada en el cuerpo de la herramienta% 2in duda alguna los registros LWD serán en algn momento un reemplazo permanente de los registros convencionales, espec"ficamente para las perforaciones direccionales ! horizontales en la industria petrolera, sin em#argo, su interpretacin an se encuentra dominada por pro#lemas referentes a la t$cnica que se utilice, as" como tam#i$n a la herramienta involucrada en las mediciones% Los tipos de registros que se o#tendrán al final del procesado utilizando las herramientas LWD, son mu! similares a los registros de pozo convencionales de las mismas categor"as mas no son id$nticos% 3n registro LWD de ra!os gamma es compara#le con un registro de ra!os gamma o#tenido con una herramienta convencional operada por ca#le, as" como un registro el$ctrico o#tenido con una herramienta LWD es mu! similar a un registro de resistividad somero% En general, las mediciones LWD son casi tan precisas como las herramientas convencionales ! se pueden interpretar de la misma manera, sin em#argo, las caracter"sticas de las lecturas ! los pro#lemas en la calidad de la respuesta de $stos son diferentes comparados con los registros adquiridos en pozos descu#iertos%
4o! en d"a la gran ma!or"a de las mediciones que son realizadas por las herramientas convencionales tam#i$n se encuentran disponi#les en los servicios que ofrecen las distintas compa+"as de servicios como parte de las t$cnicas LWD% 'lgunas de las principales mediciones realizadas por este tipo de herramientas son la o#tencin de un ra!o gamma, mediciones de resistividad, mediciones de porosidad5densidad ! porosidad5neutrn, o#tencin de un calliper ultrasnico, mediciones snicas, imágenes LWD, mediciones de resonancia magn$tica nuclear, etc% as" como tam#i$n mediciones continuas referentes a la inclinacin ! desviacin del aguero% DISEÑO DE LAS HERRAMIENTAS LWD
El dise+o de las herramientas LWD es #ásicamente el mismo que tienen las herramientas MWD% En las herramientas LWD las mediciones de los parámetros f"sicos de las formaciones se o#tienen por medio de las sondas que se encuentran incorporadas a la tu#er"a de perforacin usto en los drill collar del arreglo la cual es la parte del sistema de perforacin rotatoria que le #rinda esta#ilidad ! rigidez a los componentes que se encuentran de#ao de $stos (la #arrena comnmente)% Las com#inaciones #ásicas que se pueden realizar son comercializadas #ao diferentes nom#res dependiendo de la compa+"a de servicios que est$ tra#aando en el pozo% La compa+"a 2chlum#erger manea principalmente el sistema 2cope o 6ision, 4alli#urton el sistema 7nsite, ! 8a9er 4ughes el sistema :ra9% ' continuacin se a#arcaran algunas de las principales t$cnicas de registros LWD% •
Mediciones de resistividad durante la perforacin
•
4erramientas el$ctricas de imágenes LWD (;'8, ;esistivit! 't :he 8it)
•
4erramientas de ra!os gamma naturales LWD
•
4erramientas de induccin LWD
•
4erramientas acsticas LWD
•
4erramientas de neutrones LWD
•
4erramientas de resonancia magn$tica nuclear LWD
6.3 OTRAS TECNICAS DE REGISTRO DE POZOS APLICABLES A LA
CARACTERIZACION
DE
LAS
FORMACIONES
Y
YACIMIENTOS.
La o#tencin #ásica durante la perforacin del pozo mientras se perfora puede ser de diferentes or"genes% 3no de los cuales nos permite conocer ! adquirir informacin de la htta de fondo son los parámetros de perforacin que utilizan un medio acstico que viaa a trav$s del lodo ! nos permite recepcionar informacin de fondo%
L+s (")á.!%)+s ! P!)*+)"'i,n El monitoreo de la perforacin en tiempo real nos permite visualizar los parámetros de perforacin, analizar ! procesar la informacin en las diferentes ingenier"as, ! as" predecir ! manear el riesgo de manera preventiva evitando las eventualidades ! pro#lemas operativos% La informacin en tiempo real, detecta los riesgos potenciales para la toma decisiones oportunas para evitar pro#lemas operativos, con el fin de contri#uir al cumplimiento de los programas de perforacin en tiempo, costo ! forma durante la eecucin de los mismos%
5R!l"'i,n ! (")á.!%)+s " .+ni%+)!") (+) "'%i$i" 'ctividad
>irculando
6iaando
;epasando
?
?
?
?
?
?
:orque
?
?
?
?
?
4oras efectivas de rotacin
?
?
?
?
*luo de retorno
?
?
?
=asto de circulacin
?
?
?
?
6elocidad de penetracin
?
?
6elocidad de la rotaria
?
?
Aiveles de presas
?
?
?
?
:emperatura de entrada ! salida del
?
?
?
?
*echa
?
?
?
4ora
?
?
?
Displa! de alarma
?
?
?
fluido Densidad de entrada ! salida del fluido
:iempo de atraso
?
Em#oladas totales
?
>u+as ! posicin de la polea viaera
?
6olumen de llenado@viae
?
6elocidad de introduccin@e&traccin
?
de la tu#er"a
?
?
:iempo fuera del fondo
?
?
O%)+s (")á.!%)+s " .+ni%+)!") (+) "'%i$i" i!n%)"s s! (!)*+)" 5D
P)+*Mts
S#)$!8 9
L5D
P5D
P)+* S#)$!8Mts
;esistividad
9TVD In'lin"'i+n =rados =rados A/i.#%
'+))!;i+ T++l*"'!
:emperatura
C>
";n!%i'+ 2g T++l*"'!
*ondo ;esistividad
Mts
G)"$ N+)%!
Mts
2uperficial (MD) ;esistividad Bhmm
Mts
2omera ;esistividad
Deg@0m
S#) S!$!)i"
Mmho
Bhmm
Mts
2uperficial (:6D) =amma
Mts
;a!(:6D)
A'%i$"'i,n ! V")i"
CONCLUSIN
El Monitoreo de los parámetros de perforacin en tiempo real es una e&celente herramienta para la optimizacin de la perforacin% La correcta interpretacin de los parámetros de perforacin permiten visualizar@descifrar el comportamiento del pozo permitiendo o#tener una respuesta oportuna ante cualquier evento% Las tres fases para la interpretacin de los parámetros son1
BIBLIOGRAFIA: .niersidad Nacional Autóno&a de Mé%ico6 3acultad de 'ngeniería6 )esis !rincipios de Medición de los registros Geo(ísicos de pozo6 Mé%ico6 ," 3 /01/"
2chlum#erger% (/0)%';7F 'zimuthal ;esistivit! 7mager% Wireline G :esting% 4ouston, :e&as%
H 2chlum#erger% (/)% 3ltrasonic 7mager :ool 327% Bilfield ;eview%
H 2chlum#erger% (/)% '7: 'rra! 7nduction 7mager :ools% Bildfield ;eview%
H 2chlum#erger% (/I)% Log 7nterpretation >harts% Documento%
