Petrofisica y Registro de Pozos T3

Petrofísica y Registro de Pozos

Tema 3: Ambiente de medición de los registros geofísicos de pozoM.G José de Jesús Ruiz Zamora

Contenido

Tema 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 Efecto del ambiente sobre las mediciones de los registros

Evaluación Tema

• A1 Antes de la clase 20%
• A2. En clase. 20%
• A3. Después 60%

3.1 Diámetro y forma del agujero

Existen 4 principales aspectos que conforman el ambiente de las mediciones en los registros geofísicos de pozo:

• Diámetro del agujero y Forma o geometría del agujero
• Lodo de perforación (enjarre y filtrado)
• Temperatura
• Características de las rocas

3.1 Diámetro y forma del agujero

La mayoría de los registros geofísicos convencionales como son: los resistivos, acústicos y radioactivos son afectados por el diámetro del agujero es decir que tanto un agujero reducido como uno muy amplio van a afectar las lecturas o mediciones de aquellos.

3.1 Diámetro y forma del agujero

Los diámetros ideales son los de 8” a 12” se ha experimentado que en agujeros de entre 16 a 20” los ruidos ambientales y de las propias sondas se van a exagerar así mismo los registros que son corridos en agujeros de 4 1/2” a 5” son registros especiales o sea sondas adecuadas para este tipo de diámetros como los de arreglo inductivo es un tipo de herramienta sofisticada con el mismo principio del de Inducción convencional pero mayormente adecuado así también algunos registros de producción.

3.1 Diámetro y forma del agujero

Los registros de un pozo son programados para ser corridos a partir de 400 ó 500 metros en adelante ya que el tubo conductor o sea la primer tubería de revestimiento queda cementada entre los 50 a 100 m de profundidad, Anteriormente la primer tubería se colocaba a 30 m y los registros según era el caso se comenzaban a correr a de 50 en adelante , tomando como base que se comienzan a correr a partir de 500 m el agujero es normalmente de 20” la corrección por diámetro se efectúa automáticamente.

3.1 Diámetro y forma del agujero

En profundidades mayores a 1500 m los agujeros son normalmente entre 8” y 12” y la corrección es mínima es por esto que se determina que son las condiciones ideales para que las lectura sean más confiable sea de este último diámetro.La forma o geometría del agujero; son 3 estilos que adopta la forma del agujero según sea la circunstancia, requerimiento o el programa de perforación, tenemos: La forma de:

• Espiral
• Cavernas
• Rugosidad

3.1 Diámetro y forma del agujero

EspiralLa barrena con motor independiente, llamado turbina o motor de fondo con sarta navegable se está empleando para pozos desviados y direccionales, con este sistema los costos de un pozo de esas características han bajado considerablemente. Algunas consecuencias entre otras es que el agujero adquiere una forma en espiral para lo cual este debe ser repasado y acondicionado para la toma de los registros geofísicos.

3.1 Diámetro y forma del agujero

Cavernas

• Las cavernas son típicas en carbonatos (calizas) ya que en el subsuelo o inclusive en la superficie las aguas fluviales, y subterráneas llegan a infiltrarse a través de las capas rocosas ocasionando la disolución del carbonato de calcio principal componente de estas rocas, llegando a provocar la formación de cavernas u oquedades por disolución de tal forma que en un pozo cuando penetra en estas zonas de cavernosidad, la perforación se ve afectada por las constantes pérdidas de fluido.
• Los microresistivos nos van a ayudar a identificar zonas de cavernas como el MSFL ya que este mide con mucha precisión la zona del enjarre que sería una zona afectada por dichas cavernas, pueden existir cavernas también en dolomía y areniscas, las primeras debido a su cristalización y las segundas por su cementante que puede ser arcillo-calcáreo o silícico.

3.1 Diámetro y forma del agujero

• La rugosidad

Es también una forma inestable del agujero provocado por efecto de las barrenas, algunas no son las apropiadas para el tipo de formación que se está perforando, , así también una barrena ya gastada, la velocidad de perforación.

3.2 Lodo de perforación, enjarre y filtrado

3.2.1. Lodo de perforación.El fluido utilizado durante las labores de perforación de un pozo es llamado tambiénlodo de perforación; siendo éste, el componente más importante que existe duranteeste proceso. El lodo es un fluido preparado con materiales químicos, circulando dentro del agujero por el interior de la tubería, impulsado por bombas y finalmente, devuelto a la superficie por el espacio anular (espacio formado entre la pared del agujero y el diámetro exterior de la tubería). Las principales funciones que ejerce el lodo durante la perforación en cualquiera de sus variantes (gas, aire, agua, diésel y suspensión coloidal a base de agua y arcilla), son las siguientes:

3.2 Lodo de perforación, enjarre y filtrado

Enfriamiento y lubricación de la barrena. Durante la perforación se va produciendo un calor considerable debido a la fricción de la barrena y herramienta con la formación que tiene una temperatura natural llamada “Gradiente Geotérmico (Relación que existe entre la temperatura y la profundidad del pozo; donde dicho gradiente promedio es de 1° Centígrado por cada 30 metros (100 pies) de profundidad.”

3.2 Lodo de perforación, enjarre y filtrado

Debido a esto, el lodo debe tener suficiente capacidad calorífica y conductividad térmica para permitir que el calor sea recogido desde el fondo del pozo para ser transportado a la superficie y dispersado a la atmósfera; el lodo también ayuda a la lubricación de la barrena mediante el uso de emulsionantes o aditivos especiales que afecten la tensión superficial. Esta capacidad se demuestra en la disminución de la torsión de la sarta, aumento de la vida útil de la barrena, reducción de la presión de la bomba, etc.

3.2 Lodo de perforación, enjarre y filtrado

Estabilidad en las paredes del agujero. Esto se refiere a la propiedad que tiene el lodo para formar un enjarre o película que se forman en las paredes del agujero que sea liso, delgado, flexible y de baja permeabilidad; lo cual ayuda a minimizar los problemas de derrumbes y atascamiento de la tubería, además de consolidar a la formación. Así mismo, este proceso evita las filtraciones del agua contenida en el lodo hacia las formaciones permeables y reduce la entrada de los fluidos contenidos en la formación al ejercer una presión sobre las paredes del agujero P.H (Presión hidrostática).

3.2 Lodo de perforación, enjarre y filtrado

Control de las presiones de la formación.Otra propiedad del lodo es la de controlar las presiones de la formación, siendo ésta con un rango normal de 0.107 kg/cm2 por metro. A esto se le denomina “Gradiente de Presión de Formación”. Suspensión de cortes y sólidos al interrumpirse la perforación. Cuando la circulación se interrumpe por un tiempo determinado, los recortes quedan suspendidos debido a una característica del lodo la cual evita que los cortes caigan al fondo y causen problemas al meter la tubería y al reanudar la perforación.

3.2 Lodo de perforación, enjarre y filtrado

3.2.2. Enjarre y filtradoLos efectos ambientales del fluido de perforación son el enjarre y la invasión del filtrado. Durante la perforación de un pozo, la presión hidrostática de la columna del lodo es usualmente mayor que la presión poral de las formaciones, evitando que el pozo colapse. Esta situación genera un proceso que se conoce como invasión. El diferencial de presión que se genera entre dicha column y la formación forza el filtrado de barro a penetrar en la formación permeable, depositándose las partículas sólidas de barro en las paredes del pozo (mudcake).

3.2 Lodo de perforación, enjarre y filtrado

3.2.2. Enjarre y filtradoEl mudcake tiene una permeabilidad baja (10-2 a 10-4 mD) la cual una vez desarrollada, reduce considerablemente la tasa de subsecuentes invasiones de filtrado de barro. Sin embargo, la perforación, la circulación del lodo y los ripios, más el desgaste ocuasionado por la sarta de perforación erosionan tanto el revoque de manera continua, como la formación misma. Una vez que la formación deja de ser erosionada, se establece una condición de equilibrio dinámico, que hace que el espesor del revoque y la tasa de filtración sean constantes.

3.3 Temperatura

Se puede definir temperatura como el grado de energía térmica medida en una escala definida. La temperatura de un cuerpo es su intensidad de calor, o sea la cantidad de energía que puede ser transferida a otro cuerpo. Es una medida de la energía cinética de las partículas que componen el sistema.

3.4 Efecto del ambiente sobre las mediciones de los registros

• El pozo penetra una serie de estratos de roca de variada composición física y química
• Se presente una secuenca de areniscas y lutitas comunes en campos petrolíferos (imagen).
• La resistividad del lodo es Rm y la del mudcake es Rmc y su espesor es tmc, la resisitividad del filtrado acuoso es Rmf.

3.4 Efecto del ambiente sobre las mediciones de los registros

3.4 Efecto del ambiente sobre las mediciones de los registros

• En la imagen se observa la situación alrededor del pozo durante la corrida de los registros
• La presión diferencial origina una continua infiltración del líquido barroso en las zonas porosas y permeables, formándose así el mudcake o revoque en la pared de la formación, lo cual limita la velocidad de las subsecuentes invasiones del filtrado.
• La resistividad de la zona lavada es Rxo, la saturación de agua (principalmente filtrado de barro), es Sxo.
• La saturación del hidrocarburo residual es Shr, es igual a 1-Sxo.

3.4 Efecto del ambiente sobre las mediciones de los registros

• Más allá de esta zona invadida, se encuentra una sección de la formación en la cual los fluidos no han sido perturbados por la operación de perforación.
• Esta sección tiene una resistividad veradera de formación Rt y una saturación de agua (agua de formación) de Sw.
• La resistividad de esta agua de formación es Rw.

3.4 Efecto del ambiente sobre las mediciones de los registros

roca invadida

3.4 Efecto del ambiente sobre las mediciones de los registros

• El fenómeno de la invasión ha llevado al desarrollo de dispositivos de registro de la resistividad que pueden medir a grandes profundidades y obtener así lecturas de Rt, sin influencias del filtrado de lodo
• No existe dispositivo alguno que pueda darnos lecturas lo suficientemente profundas bajo todas las circunstancias y a la vez mantener una buena resolución vertical
• La industria se corre simultáneamente tres curvas de resistividad: una profunda, otra media y somera.

3.4 Efecto del ambiente sobre las mediciones de los registros

• La curva de mayor profundidad puede corregirse por los efectos de la invasión, con la ayuda de las otras dos, dándonos así el valor de Rt.
• Puede estimarse también la resistividad de la zona lavada y el diámetro de la invasión.

3.4 Efecto del ambiente sobre las mediciones de los registros

• El registro Doble Inducción; Curva SFL más o menos 30 cm afectada en su mayor parte por la zona lavada.
• ILM; más o menos 60 – 80 cm. Puede tener influencia de zonas lavadas e invadidas. ILD mas o menos 1.2 – 1.5 mts. Le afecta en mayor parte si la invasión es profunda.
• Doble laterolog; es igual que la de doble inducción
• Microlog; De 1 – 2 pulgadas, está afectada por la zona de invasión (zona lavada). Sónico de porosidad; Un pie de formación su investigación es somera, por lo tanto generalmente lee dentro de la zona lavada.

3.4 Efecto del ambiente sobre las mediciones de los registros

• Registro de Densidad; La profundidad de investigación es muy somera, normalmente la mayor parte del fluido de formación se lava y la herramienta capta líquido de perforación o filtrado en el espacio poroso.
• Neutro Compensado (CNL). Los efectos de un agujero rugoso se minimizan mediante una gran profundidad de investigación que se obtiene al utilizar una fuente de alta producción y un sistema de dos detectores.
• FMI -. Resolución 0.2”, agujero mínimo 6 1⁄4” y máximo 21”.
• AIT -. Resolución vertical de 1 pie la profundidad de investigación varía entre 10 – 90” a partir del centro del pozo agujero mínimo 3” máximo 32”

3.4 Efecto del ambiente sobre las mediciones de los registros

• CMR -. Resolución vertical 6”, profundidad de investigación 1! Agujero mínimo 6.5” Los registros radioactivos; son afectados por el diámetro del agujero y densidad del lodo.
• Los resistivos, se ven afectados por arcillosidad de la formación.
• El registro de Inducción; se corre en lodo base aceite, le afecta le zona de invasión si es profunda a la curva ILD.

3.4 Efecto del ambiente sobre las mediciones de los registros

• El microlog sustituido por el CMR (resonancia magnética) solo funciona para arenas no es recomendable para rocas densas (carbonatos).
• Registro de neutrones; las correcciones que deben de hacerse:

1. Diámetro del agujero
2. Enjarre
3. Alejamiento de la sonda de la pared del agujero
4. Densidad del lodo
5. Salinidad
6. Temperatura y presión
7. Litología

3.4 Efecto del ambiente sobre las mediciones de los registros

3.4 Efecto del ambiente sobre las mediciones de los registros

• Profundidad total del 10,000 pies; temperatura media de la superficie, 80 ºF; profundidad de la formación, 6,000 pies; temperatura del fondo del pozo, 180 ºF.
• ¿Cúal es la temperatura de la formación a 6,000 pies?

Ahora otra temperatura media de la superficie, 30º, se cambia la escala de la temperatura restando 30º a la escala inferior, simulando una temperatura media de la superficie de 30º. Si la profundidad total es de 10,000 pies y la temperatura media de la superficie es de 30º, ¿Cúal seria la temperatura a 6,000 pies ?

3.4 Efecto del ambiente sobre las mediciones de los registros

• Otra forma de determinar la temperatura es:

3.4 Efecto del ambiente sobre las mediciones de los registros

• Ejemplo: Dado 11,000 ft y una temperatura de fondo de pozo de 200ºF y una temperatura anual de superficie de 80 ºF, ¿Encuentre la temperatura a 8,000 ft?.

3.4 Efecto del ambiente sobre las mediciones de los registros

Resisitividad del agua de formación

• Es indispensable contar con un conocimiento del agua de formación, factor básico para la interpretación de registros
• A pesar que el SP proporciona un medio para medir dicha resistividad es necesario verificar los valores mediante muestras representativas.
• Las aguas de formación son conductoras de la electricidad debido a las sales ionizadas en solución.
• Al aplicarse un electrolito un gradiente eléctrico,los iones migran hacia el electrodo de polaridad opuesta a sus respectivas cargas.

3.4 Efecto del ambiente sobre las mediciones de los registros

Salinidad equivalente NaCl de las sales

• La siguiente table es usada para relizar una aproximación de las partes por millón de concentración de cloruro de sodio sobre una solución la cual se conocen el total de solidos concentrados en ella.
• Una vez conocido la resistividad de la solución puede ser estimado.

3.4 Efecto del ambiente sobre las mediciones de los registros

Salinidad equivalente NaCl de las sales

• Una muestra de agua de formación con concentración de solidos de calcio (Ca)= 460 ppm, sulfato (SO4)=1,400 ppm, y Na + Cl= 19,000.
• Concentración de solidos totales= 460+1,400+19,000= 20,860 ppm.
• ¿Cúal es su equivalente en una solución de NaCl en partes por millón?

3.4 Efecto del ambiente sobre las mediciones de los registros

Resistividad de soluciones de NaCl Dado la concentración equivalente de NaCl= 20,000 ppm Temperatura de la concentración= 75ºF Encuentre la resistividad de la solución