Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
Universidad Nacional de Salta – SRT 1 Tecnicatura e Ingeniería en Perforaciones Geofísica Aplicada ______________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Prof. Adj. M. Laura Gigena JTP Pamela R. Murillo PERFILAJE DE POZOS Vamos a abordar aquí las aplicaciones geofísicas en pozos, de carácter muy específico e interrelacionadas. Constituyen servicios geofísicos casi siempre solicitados por la exploración y explotación de hidrocarburos, aunque también, en mucho menor proporción, como herramientas auxiliares en la búsqueda de aguas subterráneas, minería, geotermia, entre otras. El perfilaje o registro de pozo es la medición, en función de la profundidad o del tiempo, o de ambos parámetros, de una o más magnitudes físicas en o alrededor de un pozo. El término proviene de la palabra inglesa "log" utilizada en el sentido de registro o nota. Los registros con cable se obtienen en el fondo del pozo, se transmiten a través de un cable a la superficie y allí se registran. Los registros de mediciones durante la perforación (MWD) y los registros adquiridos durante la perforación (LWD) también se obtienen en el fondo del pozo y son transmitidos a la superficie mediante pulsos de lodo, o bien se registran en el fondo del pozo y se recuperan posteriormente cuando el instrumento se lleva a la superficie. Los registros de lodo que describen muestras de recortes perforados se obtienen y se registran en la superficie. Algunas de las principales aplicaciones de los perfiles de pozos son: • Correlación de pozo a pozo • Identificación de capas permeables • Identificación de litologías • Identificación de estructuras • Evaluación de porosidad • Evaluación de tipos de fluidos • Cálculo volumétrico de petróleo y gas in situ • Conversión de tiempo-profundidad Figura 1. Dos operarios ensamblando una herramienta para perfilar. https://www.glossary.oilfield.slb.com/es/Terms/r/record.aspx https://www.glossary.oilfield.slb.com/es/Terms/w/wireline.aspx https://www.glossary.oilfield.slb.com/es/Terms/w/wireline.aspx https://www.glossary.oilfield.slb.com/es/Terms/m/measurements-while-drilling.aspx https://www.glossary.oilfield.slb.com/es/Terms/m/measurements-while-drilling.aspx https://www.glossary.oilfield.slb.com/es/Terms/m/measurements-while-drilling.aspx https://www.glossary.oilfield.slb.com/es/Terms/m/measurements-while-drilling.aspx https://www.glossary.oilfield.slb.com/es/Terms/l/logging_while_drilling.aspx https://www.glossary.oilfield.slb.com/es/Terms/l/logging_while_drilling.aspx https://www.glossary.oilfield.slb.com/es/Terms/m/mud.aspx https://www.glossary.oilfield.slb.com/es/Terms/c/cuttings.aspx https://www.glossary.oilfield.slb.com/es/Terms/c/cuttings.aspx Universidad Nacional de Salta – SRT 2 Tecnicatura e Ingeniería en Perforaciones Geofísica Aplicada ______________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Prof. Adj. M. Laura Gigena JTP Pamela R. Murillo De los datos de perfiles se puede extraer (evaluación cuantitativa de perfiles): • Porosidad • Litología • Volumen de arcilla • Saturación de agua (sw) • Saturación de petróleo y gas (1-sw) • Detección de gas y petróleo • Estimación de permeabilidad • Composición y textura de rocas La frecuencia con que se utiliza la práctica de los perfiles geofísicos en sondeos favorece el desarrollo simultáneo de técnicas de interpretación con respuesta inmediata ante las necesidades de la prospección (identificación de capas productivas) y otras, que se integran a las técnicas geológicas y geofísicas para el desarrollo de modelos de exploración, y desembocan en la ejecución de nuevas perforaciones. Los perfiles geofísicos de pozo son sensores de distintas propiedades físicas (resistividad, radiación natural, tiempo de tránsito, potenciales, constantes dieléctricas) vinculados de algún modo con procesos geológicos. A partir del concepto de los gráficos X - Y, mediante técnicas matemáticas las compañías del medio han elaborado una serie de procedimientos tendientes a resolver los problemas geológicos a través de los perfiles. Reseña Histórica • Perfil de temperatura: es el más antiguo (hay datos desde 1669), pero recién en 1924 Van Orstend mide con termómetros de máxima. • En 1927 C. y M. Schlumberger miden resistividad en pozo (utilizan un dispositivo lateral, y hacia fines de ese año utilizan un dispositivo laterolog). • En 1928 C. y M. Schlumberger descubren el potencial espontáneo (SP). • En 1932, Kinley realizó las primeras mediciones de calibre de pozo. • En 1935, Well Surveys Inc. introduce el perfil de rayos gamma (GR). • A mediados de la década del 1930 se realizan las primeras pruebas del perfil de buzamiento. • En 1941 se desarrolló el perfil neutrónico por inicitiva de Well Surveys Inc. • En 1954 Seismograph Service Corp. se introdujo la medición contínua de ondas elásticas (perfil sónico o acústico), cuyo desarrollo inició Humble Oil and Refinig Co. en 1948. • En 1949 Schlumberger desarrolló el primer perfil de inducción enfocado. • En 1954, Dresser Atlas introdujo la primera herramienta comercial paradeterminar densidad y porosidad de las rocas (perfil de densidad). Universidad Nacional de Salta – SRT 3 Tecnicatura e Ingeniería en Perforaciones Geofísica Aplicada ______________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Prof. Adj. M. Laura Gigena JTP Pamela R. Murillo Figura 2. Tabla donde se muestra el desarrollo de las herramientas para perfilaje de pozo desde los años 50s hasta los 90s (modificado de Prensky, 1994) Propiedades de las rocas Antes de hablar de los métodos, recordaremos algunos conceptos útiles. Un método de buenos resultados para clasificar las rocas en la interpretación de perfiles emplea la clasificación química. Este método es muy útil por varias razones, muchas respuestas de los sistemas de perfilaje reflejan las propiedades químicas y físicas de las rocas, debido a que los perfiles están calibrados en medios casi puros. De acuerdo a la composición química de las rocas, las areniscas son SiO2; por lo tanto, cualquier otro SiO2 aparece en los perfiles de pozo como arenisca. Dado que esta clasificación tiene una base química exclusivamente y no se basa en el tamaño del grano, el limo se considera como una arenisca de grano muy pequeño. La ftanita, roca criptocristalina, compacta, compuesta esencialmente de calcedonia y/o cuarzo, con fractura arcillosa o concoidea, se clasifica como una arenisca, aunque la estructura cristalina es diferente; y como tal aparece en los perfiles de pozos. La caliza es carbonato de calcio (CaCO3) Dado que la creta aparece en los perfiles como carbonato de calcio, se clasifica como una caliza. La dolomita (CaCO3MgCO3) difiere grandemente de la caliza en las lecturas del perfilaje. Físicamente la dolomita difiere mucho de la caliza en densidad, dureza y otras propiedades. Las tres rocas siguientes son diferentes a la arenisca, caliza y dolomita ya mencionadas y son de menor importancia. La anhidrita es sulfato de calcio. El yeso es sulfato de calcio más agua cristalizada. El agua en el yeso produce una gran diferencia entre las dos respuestasdel perfil. Universidad Nacional de Salta – SRT 4 Tecnicatura e Ingeniería en Perforaciones Geofísica Aplicada ______________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Prof. Adj. M. Laura Gigena JTP Pamela R. Murillo La halita es la sal de mesa común (NaCl) y se registrará como NaCl. La única rareza aparente en el sistema es la lutita, la cual en realidad es arcilla, y se clasifica como arcilla. En la práctica, no hay necesidad de diferenciar entre los varios minerales de arcilla que forman las lutitas. Unos pocos tipos de rocas han sido omitidos, pero no se consideran importantes. Por ejemplo, un conglomerado no es nada más que una variación del tamaño del grano de una arenisca; las calizas con granos esféricos, regulares no son clasificadas como areniscas sino como calizas. Propiedades de las rocas del reservorio Una evaluación del potencial de las rocas del reservorio requiere fundamentalmente tres datos: • La capacidad de la roca para contener fluidos; • La relativa cantidad de esos fluidos y • La habilidad de esos fluidos para fluir de la roca hacia el pozo. Porosidad. La porosidad primaría, generalmente granular, es la porosidad desarrollada en los procesos de sedimentación mediante los cuales se originaron las rocas. Para todos los fines prácticos, la porosidad es la parte no sólida de la roca llena con fluido. La porosidad se indica en términos de porcentaje, mientras que en los cálculos siempre es un número menor que uno. La porosidad por definición es el volumen de la parte no sólida de la roca (llena con fluido) dividido por el volumen total. La porosidad más alta normalmente esperada es de 47,6%. En realidad, porosidades mayores que el 40% son raras. Estas pueden encontrarse en arenas de la superficie que no están ni compactadas ni consolidadas. La reducción de la porosidad está relacionada con la distribución de los tamaños de granos, es decir, cuando existen granos pequeños que encajan mejor con los granos grandes. También, las formas no esféricas encajan mejor unas con otras. En general, las porosidades tienden a ser más bajas en las rocas más viejas y más profundas. Esta reducción de la porosidad es debida principalmente a la sobrecarga de los sedimentos, a las fuerzas que actuaron a través del tiempo sobre la roca, y a la cementación. Hay muchas excepciones a esta regla general cuando las condiciones de sobrecarga de los sedimentos, normalmente no prevalecen. Las lutitas siguen mucho más la tendencia porosidad-profundidad que las areniscas, excepto que las porosidades son normalmente bajas en las lutitas. La porosidad secundaria es originada por procesos distintos que aquellos que originan la cementación primaria y la compactación de los sedimentos. Un ejemplo de porosidad secundaria puede encontrarse en la disolución de caliza o dolomita por las aguas subterráneas, un proceso que da lugar a cavernas. La fracturación y dolomitización también crean porosidad secundaria. La dolomitización es el resultado de la reducción del volumen sólido a medida que el material se transforma de caliza a dolomita (de menor tamaño molecular). Figura 3. Porcentaje de porosidad según el ordenamiento de las partículas. Universidad Nacional de Salta – SRT 5 Tecnicatura e Ingeniería en Perforaciones Geofísica Aplicada ______________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Prof. Adj. M. Laura Gigena JTP Pamela R. Murillo En la mayoría de los casos, la porosidad secundaria resulta ser de mayor permeabilidad que la porosidad granular primaria. Saturación. La saturación de un fluido dado en un espacio poral es la relación que existe entre el volumen del fluido y el volumen del espacio poral total. Por ejemplo, una saturación en agua del 10% significa que 1/10 del espacio poral está lleno con agua. La porosidad es la capacidad para contener fluido; la saturación es el porcentaje o fracción de esta capacidad total que realmente contiene un fluido en particular. La porosidad, la saturación de hidrocarburos, el espesor de la roca del reservorio y la extensión areal de la misma contribuyen al total de hidrocarburos existentes “in situ”. Estos parámetros establecen el potencial económico de un reservorio dado. Del total de metros cúbicos de petróleo o millones de metros cúbicos de gas presentes en un reservorio, sólo se produce un porcentaje dependiendo éste de la eficiencia de la recuperación. Este factor de recuperación, normalmente determinado por la experiencia se encuentra típicamente entre el 20% y 50%. El petróleo producido debe ser capaz de pagar el costo de la perforación, entubación y otros gastos diversos como también suministrar una utilidad. Permeabilidad. La permeabilidad se refiere a la facilidad con la cual los fluidos fluyen a través de una formación. No es suficiente tener petróleo o gas en una formación, los hidrocarburos deben fluir desde el reservorio al pozo para ser recuperados en la superficie. La permeabilidad es una característica típica de la roca. Para determinar la permeabilidad de una formación, deben conocerse varios factores: el tamaño y forma de la formación, las propiedades del fluido, la presión ejercida sobre él y el caudal del mismo. Cuanto mayor sea la presión ejercida sobre el fluido mayor será la velocidad de flujo. Cuanto mayor sea la viscosidad del fluido mayor será la dificultad para atravesar la roca. Las permeabilidades normalmente encontradas en rocas de reservorio van de menos de un milidarcy a alrededor de 50.000 milidarcy. La permeabilidad de cualquier roca está gobernada primariamente por el tamaño de los poros. A mayor tamaño de los poros mayor permeabilidad. Por ejemplo, un tubo de un diámetro de 4 pulgadas tendrá una permeabilidad mayor que un conjunto de tubos de l/4"con la misma sección transversal. La tortuosidad de la trayectoria del fluido desde un extremo al otro de la roca también determina la permeabilidad. Esto es debido a que el fluido fluye alrededor de los granos de arena, más bien que en una línea recta desde un extremo al otro del testigo de la roca. Aunque hay una tendencia general al aumento de permeabilidad con la porosidad esto no es necesariamente válido para cualquier situación dada. La permeabilidad que considera un solo fluido en los poros es llamada permeabilidad absoluta. La permeabilidad efectiva de una roca para un fluido dado se refiere a la permeabilidad medida cuando más de un fluido se encuentra presente dentro de esa roca, siendo los fluidos inmiscibles. La permeabilidad efectiva es menor que la Figura 4. Esquema mostrando la diferencia entre la permeabilidad absoluta y efectiva. Universidad Nacional de Salta – SRT 6 Tecnicatura e Ingeniería en Perforaciones Geofísica Aplicada ______________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Prof. Adj. M. Laura Gigena JTP Pamela R. Murillo permeabilidad absoluta debido a que la presencia de un segundo fluido reduce el tamaño de los espacios disponibles para la fluencia del fluido. En el caso de un reservorio donde está presente solamente el agua, la permeabilidad medida será la absoluta. En el caso donde están presentes el petróleo yel agua y el petróleo es el que fluye, la permeabilidad efectiva del petróleo será menor que la permeabilidad absoluta. Esto es debido a que el agua reduce el tamaño de los diámetros efectivos de los poros a través de los cuales está fluyendo el petróleo. La permeabilidad relativa es la relación de la permeabilidad efectiva de un fluido determinado a la permeabilidad absoluta. Las curvas de la permeabilidad relativa reflejan la capacidad de la roca para producir los fluidos dados mostrando la permeabilidad de aquellos fluidos en función de la saturación. Así, una curva típica de permeabilidad relativa, mostrará que para una saturación de agua baja solamente fluirá el petróleo. Presión capilar. Las rocas que forman los reservorios están compuestas de muchos capilares de tamaño variado. La presión capilar es el fenómeno por el cual el agua o cualquier líquido humectante penetra dentro del capilar. Cuanto más delgado es el capilar, más es la altura que el líquido alcanza. Potencial espontaneo (SP) La curva de SP registra el potencial eléctrico (voltaje) producido por la interacción del agua de formación, el fluido de perforación y ciertas rocas (lutitas). Se la utiliza en forma cualitativa. La medición resulta de la diferencia de potencial que se genera por el movimiento de iones tales como Cl- y Na+ entre el agua de formación, el lodo y las arcillas. Tanto los iones de Na+ como los iones de Cl- se moverán de las soluciones más concentradas a las menos concentradas. Este movimiento de iones cargados constituye una corriente eléctrica, y la fuerza que causa que se muevan constituye un potencial a través de las arcillas, que es el medido por la herramienta. Figura 6. Interacción del lodo de perforación con el agua de formación y las lutitas que generan un potencial natural. Figura 5. Curva de permeabilidad relativa del petróleo y el agua. Universidad Nacional de Salta – SRT 7 Tecnicatura e Ingeniería en Perforaciones Geofísica Aplicada ______________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Prof. Adj. M. Laura Gigena JTP Pamela R. Murillo Frente a las arcillas la curva de SP se define como una línea recta llamada línea base de arcillas. Frente a formaciones permeables la curva muestra deflexiones con respecto a la línea base de arcillas. Este perfil se realiza solamente a pozo abierto (sin entubar). Su uso está restringido a ciertas salinidades de lodo. No se podrá usar cuando la salinidad del lodo es igual a la salinidad del agua de formación (ya que no marcaría actividad). Igualmente, NO se podrá usar cuando tenemos lodos inversos (base petróleo). La unidad de medición es el mV, y en los perfiles la escala va de –20 a 80 mV. Lo importante no son los valores de medición sino la deflexión relativa entre una capa y otra. Si la salinidad del lodo es mayor que la del agua de formación, la desviación de la curva de SP en una capa permeable será hacia la derecha de la “línea base de lutitas”. Si la salinidad del lodo es menor que la del agua de formación, la desviación de la curva de SP en una capa permeable será hacia la izquierda de la “línea base de lutitas”. Figura 7. Comportamiento de la curva de SP. El SP permite: • Diferenciar espesores permeables. • Correlación de capas. • Proporcionar indicación de arcillosidad. • Ayuda a identificar litologías (arena-arcillas). • Determinar resistividad del agua de formación (con limitaciones). Registros de resistividad La resistividad de la formación es un parámetro muy importante para determinar la saturación de hidrocarburos. La corriente puede pasar por una formación sólo debido al agua conductiva Universidad Nacional de Salta – SRT 8 Tecnicatura e Ingeniería en Perforaciones Geofísica Aplicada ______________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Prof. Adj. M. Laura Gigena JTP Pamela R. Murillo que contenga dicha formación, por lo tanto, éstas tienen resistividades mensurables debido al agua contenida en sus poros. La resistividad de una formación depende de la salinidad del agua de formación, la saturación de agua presente en la roca y la porosidad de la roca. La resistividad de la formación se mide ya sea al mandar corriente a la formación y medir la facilidad con que fluye, o al inducir una corriente eléctrica a la formación. Las herramientas miden la resistividad a diferentes profundidades de investigación, desde el eje de la herramienta hasta un punto en el interior de la formación, cuya distancia lateral puede ser de hasta 2 metros. Se emplean principalmente para detección de fluidos en capas permeables y correlación. Conociendo ciertos parámetros de la formación, como resistividad del agua de formación, porosidad, etc, se puede calcular la saturación de agua. La presentación del registro eléctrico convencional que es comúnmente empleado en la industria está representado por el uso de 2 curvas normales con distintos espaciamientos en los electrodos (normal y normal larga), lo que les permite poder tener distintas profundidades de investigación en las formaciones, así como también el uso de una curva lateral. Esto se lleva a cabo con el objetivo de poder evaluar efectivamente las 3 zonas que comprenden la invasión del filtrado de lodo, así como también para identificar oportunamente los limites o capas que sean de gran espesor y el contenido de fluidos que estos puedan tener o bien, aquellos limites o capas que sean muy delgadas pero que tengan características de poder estar almacenando hidrocarburos. En el ejemplo de un registro eléctrico tal como se muestra en la figura 8, se puede observar cómo se grafican las curvas y cómo están representadas las unidades de medición de las herramientas. Tanto para los arreglos normales como para los arreglos laterales, la escala que más frecuentemente se utiliza es de resistividades de 0 a 20 ohm·m sin embargo, si las resistividades sobrepasan esta escala, se da un salto de ciclo y se comienzan a utilizar escalas de 0 a 200 ohm·m. Cuando se están evaluando las formaciones por medio de este tipo de información hay que tener en cuenta que puede o no ocurrir invasión del filtrado del lodo en las capas permeables. Por lo tanto, es tarea de analista del registro poder observar y diferenciar estas particularidades. En el caso de la figura anterior se observa que las resistividades de la curva normal son mayores a las resistividades de la normal larga a pesar de que sean intervalos con contenido de agua salada, por lo tanto, los valores más representativos de Rt los podemos obtener de las curvas de mayor investigación que en este caso serán la normal larga y la lateral o inversa. Objetivos de Interpretación: • Resistividad Verdadera (en zona virgen) de la Formación, Rt • Saturación de Fluidos Sw (vía Ecuación de Archie) • Indicación de zonas permeables • Detección de Geopresiones • Diámetro de Invasión • Correlación Factores que pueden afectar la medición: • Diámetro del hoyo, si es de más de 12" Universidad Nacional de Salta – SRT 9 Tecnicatura e Ingeniería en Perforaciones Geofísica Aplicada ______________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________Prof. Adj. M. Laura Gigena JTP Pamela R. Murillo • Espesor de la capa • Invasión, dependiendo de la salinidad del lodo. Figura 8. Ejemplo de registro de resistividad. Universidad Nacional de Salta – SRT 10 Tecnicatura e Ingeniería en Perforaciones Geofísica Aplicada ______________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Prof. Adj. M. Laura Gigena JTP Pamela R. Murillo Según el tipo de lodo empleado en el pozo, se corren distintas herramientas: La herramienta LATEROLOG se recomienda cuando se usan lodos salados, mientras que las de INDUCCIÓN, se usan con lodos dulces o base petróleo. La herramienta llamada DUAL LATEROLOG, trabaja en forma circunferencial y mide dos resistividades, una profunda y una media, cuyas profundidades de investigación dependen en gran medida del diámetro del pozo y de la salinidad del lodo. La profundidad de investigación: 60 pulgadas. Figura 9. Distribución de los electrodos de la sonda Dual Laterolog y la forma de las líneas de flujo de corrientes. El Dual Laterolog provee dos medidas de resistividad con diferentes profundidades de investigación dentro de la formación: profunda (LLd) y somera (LLs). En ambos dispositivos, se inyecta una corriente (A0) horizontalmente en la formación, usando corrientes enfocadas (A1– A2, A’1-A’2); los electrodos que monitorean (M1, M2, M’1, M’2) son parte del circuito que ajustan las corrientes enfocadas para que ninguna corriente fluya en el pozo entre los dos electrodos. Los perfiles de inyección de corriente funcionan bien en pozos que contienen fluidos de perforación conductivos (poco o muy salinos), pero no son corridos cuando el lodo es extremadamente dulce o es inverso (en base a hidrocarburos y no agua), ni cuando se perfora con aire. En estos últimos casos, al haber muy poca o nula conducción -es decir, mal contacto eléctrico- entre la herramienta y la roca, debemos recurrir a los perfiles de inducción. Este registro presenta grandes deflexiones en sus mediciones (amplitud entre valores mínimos y máximos) de una capa permeable que contiene fluido a otra capa no porosa. Por lo tanto, los registros se representan en escala logarítmica, de 0.2 Ohm a 2000 Ohm. Universidad Nacional de Salta – SRT 11 Tecnicatura e Ingeniería en Perforaciones Geofísica Aplicada ______________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Prof. Adj. M. Laura Gigena JTP Pamela R. Murillo Figura 10. Curvas de LLd y LLs graficadas en una escala logarítmica, junto con un perfil de GR. Perfil de Microrresistividad Basado en el principio de inyección de corriente, es una herramienta que se corre montada en un patín que va siendo movido contra la pared del pozo. El objetivo es hacer mediciones de la resistividad a muy poca profundidad, esto es, en la zona lavada. Sus mediciones pueden verse afectadas por un pozo con mal calibre, registrando el valor de la resistividad del lodo -y no de la formación- allí donde existan cavernas. La determinación de un buen valor de Rt a partir del registro eléctrico convencional se encuentra sujeto a llevar a cabo un gran número de correcciones por condiciones ambientales Universidad Nacional de Salta – SRT 12 Tecnicatura e Ingeniería en Perforaciones Geofísica Aplicada ______________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Prof. Adj. M. Laura Gigena JTP Pamela R. Murillo dentro de pozo. En mayor medida, dentro de los registros eléctricos, son de particular importancia aquellos casos en donde exista un filtrado de lodo dominante en las formaciones ya que, la resistividad del filtrado del lodo puede en muchas ocasiones afectar la respuesta óptima del registro eléctrico. Por ello, el poder obtener Rxo de la zona de invasión es importante por varios motivos: • Cuando la invasión es de moderada a alta, el conocimiento de Rxo permite realizar las correcciones respectivas para determinar Rt por efectos de invasión. • Algunos métodos computacionales para obtener la saturación de agua de la zona virgen, necesitan conocer el radio de filtración que se lleva a cabo dentro de la formación (Rxo/Rt ). • En formaciones limpias, el valor del factor de formación y de la porosidad de la roca o yacimiento, puede ser medido o calculado a partir de Rxo. Debido a estas particularidades es que se creó la herramienta Microlog, la cual nos permite obtener una buena determinación de Rxo al tener una profundidad de investigación muy baja debido a que el filtrado de lodo sólo se extiende unas pulgadas en las formaciones. La herramienta para poder obtener las curvas de microresistividad, obedece en gran medida a la forma en que los electrodos pueden combinarse. Podemos obtener 2 curvas: • Microlateral o microinversa: Los valores de resistividad aparente (Ra) que serán registrados, equivalen a porciones de formación entre los 2.5 y los 5 cm medidos desde el electrodo A y se les denomina resistividades tipo R1x1. • Micronormal: Esta curva, tiene una profundidad de investigación mayor que la microlateral. Las resistividades aparentes se designarán como tipo R2 y empiezan a partir de los 5 cm medidos desde el electrodo A hacia la formación. En la figura 11 podemos ver un ejemplo, en la que se puede ver la formacion de revoque o mudcake en donde hay una separación positiva entre las curcas de microlog inverso y microlog normal (el revoque es resistivo). Figura 11. Ejemplo de un registro de microresistividad (tomado de “Registros en Hoyo Desnudo y Entubado” CIED-PDVSA, 1999) Universidad Nacional de Salta – SRT 13 Tecnicatura e Ingeniería en Perforaciones Geofísica Aplicada ______________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Prof. Adj. M. Laura Gigena JTP Pamela R. Murillo Perfil de Buzamiento (Dipmeter) El registro calliper es uno de los registros más importantes que existen en la industria ya que tiene la finalidad de poder medir con precisión las variaciones que pudiesen existir o se pudiesen presentar en la forma y tamaño del pozo a medida que éste se va perforando, esto con la finalidad de poder identificar posibles derrumbes, acortamientos, cavernas y zonas permeables en las formaciones. Las mediciones básicas son realizadas por medio de 2 brazos articulados integrados a las herramientas de registros, aunque las mediciones más complejas y utilizadas hoy en día, se realizan por medio de 4 brazos articulados en las herramientas de medición de DIPMETER y en la herramienta de medición de la geometría de pozo (BGT) de la cuales, entre sus principales aplicaciones destacan el poder obtener 2 callipers simultáneos, de manera que se obtienen datos más precisos de la forma y el diámetro del pozo. Los brazos de las herramientas están simétricamente colocados a los costados de las sondas de toma de registros (algunas de las cuales se abarcan adelante), y van pegados o unidos por un sistema mecánico o hidráulico a las paredes del pozo de donde se puedenleer las variaciones resistivas por medio de un potenciómetro a medida que la herramienta sube a superficie. Éstas variaciones en el diámetro o la forma del pozo provocan en la herramienta que los brazos se abran o cierren más de lo “normal” (entendiéndose como normal el diámetro original del pozo que viene siendo el diámetro de la barrena), reflejándose en la señal como cambios en la resistencia medida por el potenciómetro en ohm*m el cual, por medio de una calibración posterior en superficie, permite escalar las variaciones medidas por cambios en el diámetro del pozo. El dipmeter es otro perfil basado en la inyección de corriente continua, con una herramienta (a la derecha) similar a la microrresistiva, pero en este caso multiplicada por cuatro. De modo que las lecturas de estos cuatro patines ortogonales se combinan en un procesamiento que toma en cuenta la información giroscópica (de modo de tener en todo momento la orientación del conjunto), para entonces poder calcular datos de rumbo e inclinación de los estratos, tipos de estructuras sedimentarias, fracturas menores o fallas. Actualmente se suele correr una herramienta con seis patines. Como se logra apreciar en la Figura, los registros de medición de buzamientos consisten de una variable dependiente (la profundidad) y 2 variables independientes (el buzamiento y el azimut de las formaciones), lo que complica en algunos casos una buena interpretación grafica de los registros. Por ello, la forma más común o estándar que se desarrolló para poder interpretar estos datos Figura 12. Herramienta de buzamiento con seis patines Figura 13. Ejemplo de dipmeter Universidad Nacional de Salta – SRT 14 Tecnicatura e Ingeniería en Perforaciones Geofísica Aplicada ______________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Prof. Adj. M. Laura Gigena JTP Pamela R. Murillo brindados por las herramientas es por medio de gráficos tapdole o llamados de otra manera como gráficos de flechas o de renacuajo. Estos se encuentran constituidos principalmente por columnas al igual que los registros estándar siendo la escala vertical la profundidad a la que se esté registrando, mientras que la escala horizontal estará constituida por divisiones que van desde los 0° a los 90° haciendo referencia a los distintos buzamientos que se puedan tener en las formaciones. En esta columna es que se irán graficando los buzamientos por medio de pequeños puntos negros cuya posición representa las coordenadas de la profundidad en la escala horizontal, así como el buzamiento que se tenga de la capa en la escala horizontal del registro, mientras que su azimut estará representado por una pequeña línea recta con una flecha (de ahí el nombre de gráfico de flecha) en su extremo superior que sale desde el centro del punto y con una orientación relativa a laslíneas verticales del mallado las cuales representan al norte geográfico o bien una pequeña línea sin flecha siendo estos la representación tapdole de las mediciones. El uso de este tipo de simbología para los echados y azimuts de las formaciones dependerá sin embargo en gran medida de la “calidad” con la cual se esté adquiriendo el registro, permitiendo que existan muchos casos en que se varíe el símbolo por figuras triangulares o bien por pequeños cuadros con sus respectivas líneas de azimut. Un punto negro con su respectiva línea de azimut representará una buena calidad de las mediciones realizadas y por lo tanto una buena interpretación estructural de las capas, mientras que un punto blanco o también denominado vacío indicará que la calidad de las mediciones es incierta y por ende no tan confiable. La presencia de un asterisco (*) en el registro por otro lado, indicará que el cálculo de la herramienta fue imposible debido a condiciones en el agujero o bien por una mala velocidad. Del mismo modo pueden ser usados los colores como indicadores de calidad dentro de la simbología del registro y de ser así el caso, éstos se deben detallar en el encabezado del registro. Perfil de Imágenes de Pozo Las técnicas de adquisición de imágenes de pozo como registro geofísico operado por cable (wireline), surgieron poco antes de que acabara la década de los 50´s y mucho después de que se desarrollaran los lodos base aceite como fluido de perforación en las exploraciones petroleras. En ellos las mediciones realizadas a las formaciones ya no son por medio de solo un Figura 14. Esquema de dipmeter para un pozo que atraviesa un sinclinal Figura 15. Esquema de dipmeter para un pozo que atraviesa una falla Universidad Nacional de Salta – SRT 15 Tecnicatura e Ingeniería en Perforaciones Geofísica Aplicada ______________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Prof. Adj. M. Laura Gigena JTP Pamela R. Murillo sensor (o electrodo) como lo hacen algunas herramientas de medición de echados sino que ahora, se adquieren las mediciones por medio de arreglos de sensores o electrodos acoplados por cada patín en herramientas tales como la FMS, la FMI, la EMI y la STAR. Siguiendo la misma lógica operativa del perfil de Buzamiento, se agregan más patines (hasta tener 48 ó más) y se consigue una densidad de muestreo radial tal que permite transformar esos numerosos perfiles microrresistivos en una imagen de pozo, función de la variación de resistividades. Un adecuado proceso y coloración asemejan a lo que podría verse en un testigo corona, aunque obviamente un núcleo de roca da mucha más información que la visual. Figura 16. Esquema que muestra como se ve la imagen a medida que aumenta la cantidad de patines. En el siguiente esquema se ejemplifica como es que se crean las imágenes resistivas por medio de las herramientas de microresistividad, así como también la presentación de las mismas definiendo el rumbo y buzamiento de las capas. Universidad Nacional de Salta – SRT 16 Tecnicatura e Ingeniería en Perforaciones Geofísica Aplicada ______________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Prof. Adj. M. Laura Gigena JTP Pamela R. Murillo Figura 17.Esquema donde se ejemplifica como es que se crean las imágenes resistivas por medio de las herramientas de microresistividad, así como también la presentación de las mismas definiendo el rumbo y buzamiento de las capas . Perfilaje Eléctrico Durante la Perforación Llamado LWD (Logging While Drilling) consiste en registrar mientras se perfora, con herramientas de CC o EM que van por encima del conjunto de fondo y brindan datos de baja calidad, pero que permiten tomar decisiones inmediatas sobre ensayos, coroneo, entubamiento, etc. Registros de Inducción eléctrica (corriente alterna) Los registros convencionales de resistividad, como los registros laterolog tienen la gran limitante de solo poder ser adquiridos en pozos cuyos lodos de perforación sean relativamente conductores ya que, solo de esta manera se permite que haya una transferencia o contacto de la corriente emitida entre los electrodos de la sonda y la formación para las mediciones de las resistividades de las formaciones. Sin embargo, existen casos en los que se tiene la necesidadde registrar pozos cuyos lodos de perforación no sean conductores como los lodos base aceite, o bien en pozos utilizando lodos aireados. Esta problemática fue el detonante para que surgieran los registros de inducción a principios de los años 40´s, por la gran necesidad que había de tomar registros en pozos en donde no había una forma de establecer un contacto entre la sonda y las formaciones atravesadas en el pozo, y en donde no existía un medio conductor que permitiera inducir la corriente en las formaciones. Miden la conductividad de la formación y son muy efectivos en las formaciones con porosidad de intermedia a alta. Siguiendo el esquema de la figura 18, la bobina transmisora es alimentada normalmente por una corriente "alterna" oscilatoria de alta frecuencia (I) de 20,000 ciclos/seg (Hert) y de intensidad constante, generándose con ello un campo magnético (Ht) que induce a su vez, corrientes eléctricas hacia la formación que rodea el pozo. La intensidad y frecuencia que tenga Universidad Nacional de Salta – SRT 17 Tecnicatura e Ingeniería en Perforaciones Geofísica Aplicada ______________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Prof. Adj. M. Laura Gigena JTP Pamela R. Murillo este campo magnético dependerá de la corriente transmisora generada por la bobina, provocando que su componente vertical genere un campo eléctrico (ea y ebt) donde las corrientes fluyan en forma de anillos circulares coaxialmente al eje de la sonda. Estas corrientes generan a su vez su propio campo magnético secundario (Ha), el cual es proporcional a la conductividad de la formación y por lo tanto a su resistividad al inducir un voltaje sobre la bobina receptora. Figura 18. Esquema que muestra la generación de las corrientes inducidas y el funcionamiento de las bobinas transmisoras y receptoras. Como la corriente alterna en la bobina transmisora es de frecuencia e intensidad constante, las corrientes del anillo (podemos definir como anillo unitario del terreno, un anillo horizontal, homogéneo en forma de circunferencia, cuya sección transversal es un cuadrado muy pequeño de área unitaria) son directamente proporcionales a la conductividad de la formación y al menos calibradas en términos de conductividad, la conductividad será usualmente convertida a Universidad Nacional de Salta – SRT 18 Tecnicatura e Ingeniería en Perforaciones Geofísica Aplicada ______________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Prof. Adj. M. Laura Gigena JTP Pamela R. Murillo resistividad y registrada en función de la profundidad. A fin de enfocar la corriente en la formación es normal colocar bobinas adicionales arriba y debajo de la receptora y transmisora, lo cual deviene en los llamados perfiles de Inducción Enfocada (Focused Induction Log) que logra mayor profundidad de registro sin perder resolución vertical. Bajo condiciones favorables, es posible usar los valores obtenidos en el registro de inducción en la determinación de la resistividad real; sin embargo, deben hacerse correcciones, para las que existen gráficos tales como estratos delgados, diámetros de pozo muy grandes, invasión extensa, etc. Cuando se perfora con lodos muy conductivos (salados) las mediciones de resistividad obtenidas son de muy poco o de ningún valor para la determinación de la resistividad real de la formación. Esto se debe a que se obtiene una respuesta muy notoria dada por la inducción electromagnética en el lodo (tipo cortocircuito) y en contraposición una respuesta muy débil, casi nula, de las formaciones rocosas. En consecuencia, los sistemas de inducción no son aplicables en pozos en que se den tales condiciones y se debe recurrir a herramientas de inyección de corriente continua. La herramienta de INDUCCIÓN de alta resolución mide 6 profundidades de investigación distintas, el radio de investigación más profundo, en donde no tenemos invasión del lodo a la capa permeable, es la resistividad de la formación, los radios de investigación medios indican la zona de transición invadida por el lodo, y los someros la zona invadida por el lodo. Esta herramienta trabaja en forma radial. Se la utiliza para lodos dulces, y resistividades menores a los 100 Ω o lodos base petróleo. Las distintas resoluciones sirven para hacer correcciones por invasiones de lodo. En la siguiente figura, vemos el registro de una doble inducción, ILD (profunda), ILM (media y SFL (enfoque esférico) Figura 193. Esquema simplificadode una herramienta de inducción eléctrica Universidad Nacional de Salta – SRT 19 Tecnicatura e Ingeniería en Perforaciones Geofísica Aplicada ______________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Prof. Adj. M. Laura Gigena JTP Pamela R. Murillo Figura 20. Ejemplo de registro de inducción
Compartir