caracterización estática de yacimientos
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CARACTERIZACIN ESTTICA DE YACIMIENTOS
Clave: 1661 Semestre: 6 Crditos: 9
Ing. Manuel Juan Villamar Vigueras Edicin por: Ana E. Martnez Orihuela
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PLAN DE ESTUDIOS DE INGENIERA PETROLERA
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ANTECEDENTES DE LA ASIGNATURA CARACTERIZACIN ESTTICA DE YACIMIENTOS
lgebra Lineal
Planeacin y Administracin de Proyectos de Ciencias de la Tierra
Electricidad y Magnetismo
Probabilidad y Estadstica
Programacin Avanzada
Clculo Vectorial
Ecuaciones diferenciales
Clculo Integral
Termodinmica
Anlisis Numrico
Cinemtica y Dinmica
Esttica
Mecnica de Fluidos
Procesos de Bombeo y
Compresin de Hidrocarburos
Flujo Multifsico en Tuberas
Qumica para
Ingenieros
Introduccin a la Economa Dibujo
Geologa General
Geologa de Yacimientos de Fluidos
Introduccin al Anlisis
Econmico Empresarial
Productividad de Pozos
Evaluacin de Proyectos de Ciencias de la
Tierra
Simulacin Matemtica
de Yacimientos
Ingeniera de Perforacin
de Pozos Optativa
Literatura Hispanoamerica
na Contempornea
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CARACTERIZACIN ESTTICA DE YACIMIENTOS
TEMARIO
Nombre Horas
1. Introduccin 2
2. Caracterizacin esttica de
yacimientos con datos de laboratorio
18
3. Caracterizacin geolgica de
yacimientos
18
4. Caracterizacin petrofsica de
yacimientos
18
5. Caracterizacin esttica integrada de
yacimientos
16
Total 72
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Caracterizacin de Yacimientos Petroleros
Objetivo: Determinar caractersticas y propiedades de
los yacimientos petroleros importantes y fundamentales para su explotacin ptima.
Principales disciplinas de ingeniera que intervienen
en la caracterizacin de yacimientos: Petrolera Geologa Geofsica Qumica
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Caracterizacin Esttica
Objetivo:
Determinar cualitativa y cuantitavamente, caractersticas y propiedades geolgicas y petrofsicas de los sistemas roca y roca-fluidos, as como de las propiedades fsicas, qumicas y termodinmicas del sistema fluidos, y definir su distribucin en el yacimiento petrolero.
Caracterizacin Dinmica
Objetivo:
Determinar y evaluar los aspectos que controlan el movimiento de los fluidos dentro del yacimiento petrolero, de acuerdo a la caracterizacin esttica establecida.
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Etapas de Exploracin y Explotacin de un Yacimiento Petrolero
1. Exploracin 2. Desarrollo
3. Produccin
- Primaria
- Post primaria
-
Principales actividades generadoras de datos y fuentes de informacin para la caracterizacin de yacimientos
1. EXPLORACIN 1.1 Trabajos geolgicos
- Superficiales
- Subsuperficiales
1.2 Levantamientos ssmicos regionales
1.3 Perforacin del pozo exploratorio
- Historia de la perforacin
- Muestreo de roca
- Registros geofsicos del pozo
- Pruebas de formacin
1.4 Terminacin del pozo descubridor
- Historia de la terminacin
- Pruebas de produccin
- Muestreo de fluidos
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2. DESARROLLO
2.1 Perforacin y terminacin de pozos
- Historias de perforacin y terminacin
- Muestreos de roca
- Registros geofsicos de pozos
- Pruebas de formacin
- Estimulaciones
- Pruebas de variacin de presin
2.2 Levantamientos ssmicos locales (detallados)
Principales actividades generadoras de datos y fuentes de informacin para la caracterizacin de yacimientos
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3.1 Primaria
- Registros de produccin
- Pruebas de variacin de presin
- Reparacin de pozos
- Historias presin-produccin por pozo y por yacimiento
- Estudios de yacimientos (simulacin, comportamiento, etc)
3.2 Post primaria
- Acondicionamiento de pozos
- Pruebas piloto
- Historias presin-produccin por pozo y por yacimiento
- Levantamientos ssmicos locales (detallados)
- Estudios de yacimientos (simulacin, comportamiento, etc.)
3. PRODUCCIN
Principales actividades generadoras de datos y fuentes de informacin para la caracterizacin de yacimientos
-
Fuentes de informacin ms comunes para caracterizar yacimientos petroleros
Estudios geolgicos regionales y locales Levantamientos ssmicos regionales Historias de perforacin, terminacin y reparacin de pozos Muestras de roca y de fluidos (hidrocarburos y agua) Registros geofsicos de pozos Levantamientos ssmicos locales (detallados) Pruebas de formacin, de produccin y de variacin de
presin en pozos Pruebas piloto Historias presin-produccin por pozo y por yacimiento Estudios diversos de yacimientos
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Clasificacin de las caracterizaciones
a) Sistema
- Roca
- Fluidos
- Roca - fluidos
b) Modelo
- Esttica
- Dinmica
c) Nivel
- Parcial
- Completa
d) Tipo
- Interna
- Externa
e) Grado
- Cualitativa
- Cuantitativa
f) Aspecto
- Geologa
- Geofsica
- Petrolera (petrofsica)
g) Forma
- Directa
- Indirecta
h) Escala
- Microscpica
- Mesoscpica
- Macroscpica
- Megascpica
-
Caracterizacin Microscpica
Recorte
Ncleo pequeo
Lmina delgada
-
Caracterizacin Mesoscpica
Recortes
Lminas delgadas
Ncleos pequeos
Ncleo grande
Registro geofsico
-
Caracterizacin Macroscpica
Ncleos pequeos Recortes Lminas delgadas
Registro geofsico
Ncleo grande
Prueba de variacin de presin
-
Caracterizacin Megascpica
Configuracin de parmetro geolgico, geofsico o
petrofsico
-
Escalas de Caracterizacin
1. Microscpica 2. Mesoscpica 3. Macroscpica 4. Megascpica
4 2 1
3
-
Caracterizacin Microscpica
Caracterizaciones
Sistema Roca
Aspecto Geolgico
Modelo Esttico
Nivel Parcial
Forma Directa
Tipo Interna
Grado Cualitativo
Recorte y lmina delgada de caliza
-
Caracterizacin Microscpica
Caracterizaciones
Sistema Roca
Aspecto Geolgico
Modelo Esttico
Nivel Parcial
Forma Directa
Tipo Interna
Grado Cualitativo
-
Caracterizacin Microscpica
Caracterizaciones
Sistema Roca-Fluidos
Aspecto Petrofsico
Modelo Esttico
Nivel Parcial
Forma Directa
Tipo Interna
Grado Cualitativo
-
Caracterizacin Mesoscpica
Caracterizaciones
Sistema Roca
Aspecto Geolgico
Modelo Esttico
Nivel Parcial
Forma Directa
Tipo Interno
Grado Cualitativo
Ncleos grandes
20 m
-
Caracterizacin Mesoscpica
Caracterizaciones
Sistema Roca
Aspecto Geolgico
Modelo Esttico
Nivel Parcial
Forma Directa
Tipo Interno
Grado Cualitativo
-
Caracterizacin Mesoscpica
Resultados de la interpretacin de registros geofsicos de pozo
Caracterizaciones
Sistema Roca, Roca-Fluido
Aspecto Geolgico, Petrofsico
Modelo Esttico
Nivel Parcial
Forma Indirectas
Tipo Interno, Externo
Grado Cualitativo, cuantitativo
-
Caracterizacin Macroscpica
Caracterizaciones
Sistema Roca
Aspecto Geolgico
Modelo Esttico
Nivel Parcial
Forma Indirecta
Tipo Externo
Grado Cualitativo
Correlacin geolgica de sedimentos
2 a 3 km
-
Caracterizacin Macroscpica
Caracterizaciones
Sistema Roca
Aspecto Geofsico
Modelo Esttico
Nivel Parcial
Forma Indirecta
Tipo Externo
Grado Cualitativo
2 a 3 km
Seccin Ssmica
-
Caracterizacin Macroscpica
-
Ejemplo de Caracterizacin Megascpica
Caracterizaciones
Sistema Roca
Aspecto Geofsico
Modelo Esttico
Nivel Parcial
Forma Indirecta
Tipo Externo
Grado Cualitativo
-
Ejemplo de Caracterizacin Megascpica
Granos grandes y muy grandes
Granos grandes y medianos
Granos finos
Sedimentos limosos
Sedimentos arcillosos
Porosidad, %
Perm
eab
ilid
ad
-
Caracterizacin de Fluidos
Aceite
-
Caracterizacin de Fluidos
Agua
Diagramas de Stiff Aplicacin
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CARACTERIZACIN GEOLGICA
-
Caracterizacin Geolgica de un Yacimiento
-Datos ssmicos
- Muestras de roca
- Registros geofsicos de pozos
Informacin Bsica
Estudios Sedimentolgicos, Estrtigraficos,
Estructurales.
Caractersticas Externas del Sedimento
Caractersticas Internas del Sedimento
- Tamao y geometra - Caractersticas estructurales
Relieve estructural Afallamientos
- Variacin de Espesores
-Estratigrafa - Variacin del tamao y forma de granos - Cambios de facies - Fracturamientos - Cavernas
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AMBIENTES SEDIMENTARIOS
-
Es la parte de la superficie terrestre que es fsica, qumica y biolgicamente diferente a las reas adyacentes. (Selley, 1970).
Es el lugar de la superficie terrestre en el que se realiza un proceso sedimentario que puede individualizarse de las zonas limtrofes por caractersticas fsicas, qumicas y biolgicas que van tambin a determinar las propiedades del sedimento. (Riby, 1972).
Ambiente Sedimentario
-
Ambientes Sedimentarios
Continentales
De transicin
Marinos
-
Medio GRABAU (1930) TWENHOFEL (1939)
DUMBAR & RODGERS (1957)
SELLEY (1970)
CROSBY (1972) BLATT et al. (1972)
Co
nti
ne
nta
les DESRTICOS
Eluviones, Coluviones, Elicos SUBACUTICOS Abanicos aluviales, fluviales y torrenciales, llanuras de inundacin, glaciales, lacustres, palustres, deltas.
TERRESTRES Glacial, desrtico ACUOSOS FLUVIALES Pie de monte, aluvial, lacustre, palustre, hipogeo.
SUBAREOS Endorreicos, amplios FLUVIALES Pie de monte, abanicos fluviales, llanuras de inundacin, fluviales intermedios. GLACIALES LACUSTRES
ELICOS FLUVIALES Anastomosados Meandriformes LACUSTRES
GRAVITACIONAL ELICO FLUVIAL GLACIAL LACUSTRE PALUSTRE
TERRGENO Elico Abanico aluvial Llanura de inundacin Anastomosada Meandriforme Glacial Lacustre Palustre
Tran
sici
n
DELTAS ESTUARIOS LAGOON LITORAL
MAREALES Lagoon Superficiales mareales COSTEROS Playas Acantilados Arrecifales
DELTAS LINEARES Clsticos Mixtos Carbonatados
DELTAS BAHAS MARISMAS BARRERAS LLANURA COSTERA ACANTILADO ARRECIFALES
CANALES Y LEVEES ESTUARIOS BAHAS Y LAGOON MARISMAS PLAYAS E ISLAS BARRERA INTERMAREAL SUPRAMAREAL GLACIAL MARINO
Mar
ino
s
LITORALES INTERMAREALES Estuarios Lagoon Mares epicontinentales Litoral ocenico BATIALES ABISALES Pelgicos Terrgenos
NERTICOS BATIALES ABISALES
NERTICOS BATIALES ABISALES
ARRECIFALES PLATAFORMA TURBIDITAS
NERTICOS Arrecifales, litorales, evaportico, plataforma. BATIALES Carbonatado, terrgeno, euxnico. ABISALES Pelgico, terrgenos.
NERTICOS Arrecifes, bancos, evaportico, plataforma gradada, plataforma carbonatada, cuenca ABISAL-BATIAL Talud y can, abanicos submarinos. CUENCAS OCENICAS PROFUNDAS Pelgicas, Terrgenas DEPRESIONES PROFUNDAS
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Ambientes Sedimentarios Importantes para la Ingeniera Petrolera
A. Continentales - Fluviales
B. Transicionales
- Deltaicos - Costeros
C. Marinos
C1. Marino Somero -Arrecifes C2.Marino Profundo - Abanicos Submarinos (turbiditas)
A, B, C2 Sedimentos Terrgenos C1 Sedimentos Carbonatados
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Facies. Parte de una capa de roca sedimentaria que difiere lateralmente, en forma significativa, de otra parte de esa capa.
Litofacies. Si las diferencias se relacionan al tipo de roca
Biofacies. Si las diferencias son de aspecto biolgico
Como los cambios son laterales, se pueden preparar planos de facies. Los planos de litofacies indican la variacin areal de los tipos de roca, por ejemplo, cambios de arena a lutita, que indican cambios de zonas permeables a impermeables.
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Formas en las que los sedimentos son transportados
por las corrientes de agua.
Material en solucin
Material en suspensin
Material en saltacin
Material que rueda o se arrastra
Direccin de flujo
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Ambientes Sedimentarios
Aumento tamao de grano medio Disminucin de Radiactividad
Continentales Transicin Marinos
N.M.
-
Entrada de Sedimentos
Transgresin Nivel del mar se eleva, avanza sobre el continente
A
A
NM4,T4
NM3,T3
NM2,T2
NM1,T1
A
A
Para Varios Tiempos
Aumento tamao de grano medio
NM1T1
NM2,T2 NM3,T3 NM4,T4
B
B
B
B
Para varios tiempos
Aumento tamao de grano medio
Para un tiempo
Regresin
Nivel del mar baja, el continente gana terreno al mar
Para un tiempo
Entrada de Sedimentos
-
SP RG SP RG A
A
B
B
__ TG RAD
__ TG RAD
TRANSGRESIN REGRESIN
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Sistemas de depositacin de terrgenos
Regin principalmente de erosin
Ambiente fluvial
Lnea de costa Ambiente deltaico
Ambiente de mar profundo
Ambiente costero
Continente
Mar
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AMBIENTE FLUVIAL
-
Corriente con meandros
Zona de erosin (lado cncavo)
Lado convexo
Canal
Canal
-
Sistema Fluvial: Ro con meandro
Migracin del canal
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Modelo de Sistema Fluvial
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Ambiente sedimentario fluvial de meandros
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Planicie de inundacin
Point bar Canal activo
Canal abandonado
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Registros de litologa y de resistividad
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Relleno de valle (apilamiento de ambientes fluviales)
Planicie de inundacin
Bordo
Point bar
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Perfil estratigrfico de relleno de valle , con base en el registro de RG
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Ejemplos reales de perfiles SP y RG de apilamiento de sedimentos de ambiente fluvial
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Ejemplo real de perfil SP de apilamiento de sedimentos de ambiente fluvial
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Ejemplo de yacimiento en arenas de ambiente fluvial (arena Fall River en Wyoming, USA)
Seccin transversal SW-NE
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Ejemplo de yacimiento en sedimentos de ambiente fluvial (Yacimiento Bush City al oeste de Kansas)
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AMBIENTE DELTAICO
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Tipos de delta
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Fotografa de parte del delta del ro Mississippi, USA
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Desarrollo de una parte del delta del ro Mississippi
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Desarrollos pasados, presente y futuro del delta del ro Mississippi
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Desarrollo de una barra de desembocadura o de distributario
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Variacin litolgica y granulomtrica en una barra de desembocadura
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Patrones tericos de registros de RG para los subambientes deltaicos
Distributarios
Activo
Gradual Abrupto Abandonado
Point Bar
Barra de desembocadura
Frente de Delta Zonas interdistributarias
Prodelta
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Zona Interdistributaria
Barra de desembocadura
Frente de delta
Prodelta
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Ejemplo de registros litolgicos de sedimentos de ambiente deltaico
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Apilamiento de planicies deltaicas
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Ejemplo terico de registro de radioactividad natural de un intervalo con espesor grande de un complejo deltaico
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Ejemplo real de registros de una columna de sedimentos deltaicos
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AMBIENTE COSTERO
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Ejemplos de ambientes deltaico y costero
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Ejemplo de ambiente costero (barra costera o isla de barrera)
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Ejemplo terico de ambiente costero (barras costeras)
Planta
Corte
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Ejemplo de isla de barrera (Isla de Galveston)
Planta
Corte
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Detalles geolgicos externos e internos de la Isla de Galveston.
Planta
Corte
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Cortes transversales de la Isla de Galveston
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Patrones de registros de litologa de la Isla de Galveston
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Ejemplo de yacimiento petrolero en una barra marina (mapa de isopacas)
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Ejemplo de yacimiento petrolero en barra marina
Mapa de produccin primaria
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AMBIENTE MARINO PROFUNDO CORRIENTES DE TURBIDEZ
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Modelo de ambiente de aguas profundas
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Modelos de abanicos de sedimentos de aguas profundas
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Corriente de turbidez
Estratificacin
gradada
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Depositacin de los sedimentos de una corriente de turbidez
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Secuencia vertical idealizada de sedimentos de una turbidita, segn Bouma.
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Afloramientos de rocas turbidticas
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Ejemplo de sedimentos turbidticos (Cuenca de Chicontepec)
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Cuenca de Chicontepec
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Registros tipo de un pozo del Paleocanal de Chicontepec
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Seccin transversal estratigrfica de sedimentos de Chicontepec
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Secciones transversales estratigrficas de sedimentos de Chicontepec
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