UNIDAD ITEMA 1. Generalidades:

1.1.Fundamentos de Pruebas,

1.2. Difusividad Hidrulica,

1.3.Dao de formacin,

1.4 Derivada de Presin

1.5. Superposicin.

TEMA 2 Pruebas de Declinacin:

2.1. Almacenamiento

2.2.Curvas de Ramey

2.3.Prueba de Limite

2.4. Regmenes de Flujo

2.5 Pruebas Multiflujo

2.6.Pruebas Biflujo

2.7 Curvas de Bourdet.

UNIDAD II

TEMA 3.Pruebas de Restauracin:

3.1 Mtodo de Horner,

3.2 Mtodo de Miller-Dyes-Hutchinson

3.3Mtodo de Muskat,

3.4 Presin Promedio. TEMA 4.Heterogeneidades

4.1. Frontera Sencilla

4.2. Fronteras Mltiples,

4.3. Capas con y sin Flujo Cruzado.

UNIDAD III

TEMA 5 Pruebas Mltiples:

5.1. Pruebas de Interferencia

5.2. Pruebas de Pulso.

TEMA 6 Yacimientos Naturalmente Fracturados:

6.1..Estado Pseudo-estable

6.2. Almacenamiento y Dao

6.3. Pruebas de Restauracin

6.4. Ajuste de Curvas Tipo. UNIDAD IVTEMA 7. Pozos Artificialmente Fracturados

7.1. Fracturas Hidrulicas

7.2. Pruebas de Declinacin

7.3. Pruebas de Restauracin

7.4 Fracturas Horizontales

7.5 Conductividad

7.6Flujo Lineal, Flujo Bilineal

7.7.Curvas Tipo Cinco-Ley Regmenes de Flujo.

ANALISIS DE PRUEBAS DE POZOS

UNIDAD I:

TEMA 1. GENERALIDADES

1.1. FUNDAMENTOS DE PRUEBAS

Las pruebas de pozos, son utilizadas para proveer la informacin que nos proporcionen las caractersticas del yacimiento, prediciendo el desempeo del mismo y diagnosticando el dao de formacin.

El anlisis de pruebas de pozo es uno de los mtodos ms importantes disponibles para los ingenieros de yacimientos para establecer caractersticas de reservorio, tales como permeabilidad y compresibilidad, posicin de fronteras y fallas.

Las pruebas de pozos consisten en un proceso en el cual se somete el pozo a un impulso, el cual produce un cambio en la tasa de flujo y se mide su respuesta, es decir, un cambio de presin.

La respuesta del yacimiento est determinada por parmetros tales como: la permeabilidad, factor de dao, coeficiente de acumulacin en el pozo, distancia a los bordes, entre otros.

La interpretacin de pruebas de presin es el mtodo primario para determinar permeabilidad, factor de dao, presin de yacimiento, longitud y conductividad de fractura y heterogeneidad del yacimiento.

Adems, es el nico mtodo ms rpido y ms barato para estimar variable dependientes del tiempo como el factor de dao y la permeabilidad en yacimientos sensibles al esfuerzo.

Por lo tanto los parmetros que se calculan con las pruebas de pozo son los siguientes:

rea de drenaje. Presin del yacimiento (P). Permeabilidad de la formacin (K). Dao o estimulacin en la formacin (s). Lmites del yacimiento, anisotropas, volumen del yacimiento.

Fig 1.1. Representacin esquemtica de pruebas de restauracin (derecha) y declinacin o cada de presin (izquierda) Caudal

Fig.1.2.Prueba de inyeccin (izquierda) y prueba Fall off (derecha)

1.2. DIFUSIVIDAD HIDRAULICAAl inicio de la produccin, la presin en el pozo cae abruptamente y los fluidos cerca al pozo se expanden y se mueven hacia el rea de menor presin. Dicho movimiento es retardado por la friccin contra las paredes del pozo y la propia inercia y viscosidad del fluido. A media que el fluido se mueve se crea un desbalance de presin que induce a los fluidos aledaos a moverse hacia el pozo. El proceso contina hasta que la cada de presin creada por la puesta en produccin se disipa a lo largo del yacimiento. El proceso fsico que toma lugar en el yacimiento puede describirse mediante la ecuacin de difusividad cuya deduccin se muestra continuacin.

El volumen de fluido contenido en el anillo de la Fig. 1.3 es:

(1.1) Puesto que

Fig. 1.3. Elemento de volumen y presin

Entonces;

se la Ec. 1.1, se tiene:

Si entonces reemplazando la relacin anterior en esta se tiene:

De la ley de Darcy, se sabe que:

Derivando la Ec. 1.3 con respecto a r, se obtiene:

Igualando las Ecs. 1.2 y 1.4, se obtiene:

Re arreglando,

(1.2)

(1.3)

(1.4)

(1.5)

La Ec. 1.5 es la ecuacin de difusividad.

1.3. DAO A LA FORMACIN (POZO)

Hay varias formas de cuantificar el dao o estimulacin en un pozo en operacin (productor o inyector). El mtodo ms popular es el de representar una condicin del pozo mediante una cada de presin en estado estable que ocurre en la cara del pozo, adicional a la cada de presin transitoria en el yacimiento que ocurre

normalmente. La cada de presin adicional, se llama efecto de dao y toma lugaren una zona infinitesimalmente delgada: zona de dao. P = P deplecin + P de daoAlgunos factores causantes de dao son:

1. Invasin de los fluidos de perforacin2. Penetracin parcial del pozo1. Completamiento parcial2. Taponamiento de las perforaciones3. Precipitacin orgnico/Inorgnica4. Densidad de perforacin inadecuada o perforacin limitada5. Crecimiento bacteriano6. Dispersin de arcillas7. Presencia de torta y cemento8. Presencia de alta saturacin de gas alrededor del pozo

(1.6) (1.7)

Asumiendo estado estable cerca al pozo y que la zona de dao tiene un radio finito, rs, con una permeabilidad alterada, ks, la cada de presin debido al dao se expresa como la diferencia de presin existente entre la zona virgen y la zona alterada, es decir:

Fig. 1.17. Grfico semilog

1.4. DERIVADA DE PRESION

Este mtodo surge debido a los problemas de unicidad en los mtodos anteriores (Curvas Tipo). Bourdet et al (1983) proponen que los regmenes de flujo pueden ser mejor caracterizados si se grafica la derivada de la presin en lugar de la presin misma, en un grfico log-log Las ventajas de este mtodo radican en:

Heterogeneidades difciles de ver con los mtodos convencionales son amplificados con este mtodo. Regmenes de flujo presentan formas caractersticas bien diferenciadas En un mismo grfico se pueden observar fenmenos que bajo otros mtodos requeriran dos o ms grficas Bourdet defini la Derivada de la Presin Adimensional como la derivada de pD respecto a tD/CD

1.5 SUPERPOSICIN

PRINCIPIO DE SUPERPOSICIN

Adicionando soluciones a la ecuacin diferencial lineal resultar en una nueva solucin de esa ecuacin diferencial pero para diferentes condiciones de frontera.

Superposicin en EspacioDe acuerdo con la Fig. 1.29, la cada de presin en el punto N, ser:

P se aplica en cualquier punto. Combinando las Ecs. 1.71 y 1.72 se tienen:

Extendido a n nmero de pozos:

Si N es un pozo de observacin (activo), entonces, en el pozo:

TEMA2. PRUEBAS DE DECLINACIN

Estas pruebas se efectan con el fin de obtener:

Permeabilidad promedia en el rea de drene del pozo. Volumen poroso del yacimiento. Determinar heterogeneidades (en el rea de drenaje).

Lo que directamente se obtiene es:

Transmisibilidad. Volumen poroso por compresibilidad total.

Como se Hace una Prueba de Declinacin de Presin

Se cierra el pozo por un periodo de tiempo (observar la Figura N 3) suficiente para alcanzar la estabilizacin en todo el yacimiento (si no hay estabilizacin probablemente se requiera una prueba multifasica), observar la Figura N 4.

Se baja la herramienta a un nivel inmediatamente encima de las perforaciones (Mnimo la herramienta debe tener dos sensores para efectos de control de calidad de los datos).

Abrir el pozo para producir a caudal (rata) constante y registrar continuamente la Pwf.

Fig. 3. Tiempo de Flujo. El tiempo de flujo (tp) se define as:

Dnde:

Np: Petrleo Acumulado por el pozo antes del cierre, bbl.

Qo: tasa de flujo estabilizada antes del cierre, bbl/da.

Fig. 4. Representacin esquemtica de la Prueba de Declinacin de Presin.

Otros objetivos son: Hallar permeabilidad, dao o estimulacin, porosidad, forma del yacimiento y tamao del yacimiento. Idealmente, el pozo se cierra hasta que alcance la presin esttica del yacimiento antes de la prueba. Este requisito se consigue en yacimientos nuevos, pero a menudo es difcil o imprctico de lograr en yacimientos viejos o desarrollados. Este tipo de pruebas se analizan mediante pruebas multifasica.

Desventaja

No mantiene una tasa de produccin constante.

La duracin de una prueba de declinacin puede ser unas pocas horas o varios das, dependiendo de los objetivos de la prueba y las caractersticas de la formacin. Pruebas de declinacin extensas o pruebas lmite (RLT) se corren para delimitar el yacimiento o estimar el volumen de drene del pozo

2.1. ALMACENAMIENTO

Es el flujo continuado de la formacin hacia el pozo despus de que el pozo ha sido cerrado para estabilizacin. Se le denomina tambin postflujo, postproduccin, postinyeccin, carga o descarga. En pruebas de declinacin ocurre descarga

(unloading). El flujo ocurre por la expansin de fluidos en el pozo. En pruebas de restauracin de presin ocurre postflujo (afterflow). La Fig. 2.1 ilustra lo anterior.

. Efectos del almacenamiento en restauracin y cada de presin

Fig. 2.2. Efecto del almacenamiento en la rata de flujo en la cara del pozo,C3>C2>C1 Las pruebas tradicionales de presin tuvieron que ser lo suficientemente largas para sobrellevar tanto los efectos de almacenamiento y dao de modo que se pudiera obtner una lnea recta indicando el comportamiento del flujo radial. Incluso esta aproximacin presenta desventajas ya que ms de una lnea aparente puede aparecer y los analistas tienen problemas decidiendo cual lnea usar. Aunado a ello, la escala del grfico podra evidenciar ciertas respuestas de presin como rectas cuando en realidad son curvas. Para sobrellevar este problema los analistas desarrollaron el mtodo de las curvas tipo.

2.2. CURVAS DE RAMEYel ajuste por curvas tipo es el nico procedimiento que puede aplicarse en pruebas cortas donde no se ha desarrollado el flujo radial (lnea semilog). Sin embargo, el ajuste por curvas tipo es riesgoso por ser una tcnica basada en ensayo y error, pero puede proporcionar resultados aproximados incluso cuando los mtodos convencionales fallan. Un error en un milmetro puede causar diferencias de presin de hasta 200 psi. El procedimiento es el siguiente:

1) Grafique P vs. t (field data plot, fdp) en papel logartmico usando la misma escala de la curva maestra dada en la Fig. 2.10.2) Coloque el fdp sobre la curva maestra de modo que los ejes sean paralelos.3) Obtenga el mejor ajuste con una de las curvas de la curva tipo. Ver Fig. 2.12.4) Escoja un punto de ajuste conveniente y lea las coordenadas correspondientes

5) Calcule k

6.-) estime la porosidad

Fig. 2.12. Ajustando datos de presin a la curva tipo

2.3. PRUEBA LMITE

Es una prueba larga de cada de presin. La prueba de cada de presin es usada para estimar condiciones artificiales (C y s), Fig. 2.14, mientras que RLT trata con las fronteras. En un grfico cartesiano, Fig. 2.15, se distinguen tres zonas:

Regin I: Flujo inestable. Se usa log-log para determinar C. teus es el fin del flujo inestable (aparece el pseudoestable).

Fig. 2.15. Caractersticas encontradas en el grfico cartesiano

El estado pseudoestable es gobernado por:

El estado pseudoestable es gobernado por:

El rea est dada en pies y CA es el factor de forma. La mayora de las curvas estn dadas para rA/rw = 2000.

Regin II: Flujo transitorio - radial. La ecuacin gobernante es:

Regin III: Flujo pseudoestable

De la Ec. 2.44 y combinando con los parmetros adimensionales (tDA y PD), se tiene:

De la pendiente m*, se obtiene el volumen poroso:

Del intercepto se obtiene el factor de forma:

Y el facotr de forma es:

Con CA vaya a la tabla 2.1 para determinar la geometra del yacimiento.a) De dicha tabla encuentre el valor de CA ms cercano al valor obtenido con laEc.2.50b) Calcule el tD al arranque del estado pseudoestable

c) Compare el valor tDA)PSS con la columna exacto para tDA > en la tabla 2.1. Si (tDA)PSS es menor que el valor obtenido de esa columna entonces esa debe ser la forma que ms se ajusta al sistema.

Tabla 2.1. Factores de forma para varias reas de drenaje de pozos sencillos Cont

2.5. PRUEBAS MULTIFLUJORazones de su uso:

1. Es a menudo imprctico mantener a rata constante por mucho tiempo para efectuar una prueba de cada de presin completa.2. Cuando el pozo no se cerr el tiempo suficiente para alcanzar la presin esttica antes de que iniciara la prueba de cada de presin.3. Cuando no es econmicamente rentable cerrar un pozo para hacer una prueba de restauracin de presin. Ya sea que las ratas sean constantes o no durante periodos los periodos de flujo, existen principalmente 3 tipos de pruebas multiflujo:(a) Rata variable incontrolada, (b) series de ratas constantes,(c) Rata de flujo variable con presin de fondo constante. Esta prueba es comn en pozos gasferos produciendo de formaciones muy apretadas.Las pruebas de restauracin de presin, vistas ms adelante en la unidad 3, sonrealmente un caso especial de pruebas multiflujo. Aplicando el principio de superposicin (basado en la Fig. 2.39):

2.6.PRUEBAS BI-FLUJO

Este mtodo fue desarrollado por Russell. Este es simplemente un caso especial de pruebas multiflujo. El procedimiento es como sigue:1. Estabilice el pozo por varios das a una rata constante, q1.2. Baje la herramienta registradora de presin en el pozo unas 3 4 horas antes del cambio de rata y empiece a registrar presiones:3. Cambien la rata de flujo usando el choque en cabeza. Despus de una corta transicin, la rata se estabiliza al nuevo valor, q2.Las 3 regiones en la Fig. 2.41 representan ciertas caractersticas tpicas:Regin A - Porcin de historia de presiones usadas en anlisis de pruebas de flujoRegin B - Deteccin de fronteras e interferenciaRegin C - El pozo regresa a una declinacin estable de presin

2.7. CURVAS DE BOURDET

la curva tipo de la derivada se presenta en la Fig. 2.26. La aplicacin es similar a las curvas de Ramey. Las ecuaciones gobernantes son:

Si se tiene un buen punto de ajuste de los datos con la curva tipo, se leen los

siguientes parmetros de ambas grficas:

Debido a la diferencia en presin dada en la Fig. 2.27, las curvas tipo de declinacin no pueden usarse para analizar datos de restauracin de presin, para aliviar este problema Agarwal usando el concepto de de superposicin introdujo el concepto de tiempo efectivo que se define mediante:

Para flujo de gas se recomienda usar pseudotiempos.

TEMA 3. PRUEBAS DE RESTAURACIN

La prueba de restauracin de presin ha sido una tcnica muy popular usada en la Industria petrolera. Varias razones la han convertido en una prueba muy popular, Algunas de estas son: (a) no requiere una supervisin muy detallada, (b) se pueden estimar la permeabilidad y el factor de dao a partir de pruebas de restauracin o declinacin de presin. Sin embargo, la declinacin de presin no permite estimar la presin promedio de yacimiento o la presin inicial de yacimiento mientras que la prueba de restauracin de presin si lo hace.

La Fig. 3.1 muestra un grfico de una prueba de restauracin de presin ideal. En Trminos generales, una prueba de restauracin de presin requiere cerrar un pozo productor despus de que se ha producido durante algn tiempo en el que la Estabilizacin de la rata se ha alcanzado. Una prueba de restauracin de presin es corrida as:

1. Determinar la ubicacin de los empaques, tamao de la tubera de produccin y la tubera de revestimiento, profundidad del pozo.2. Estabilizar el pozo a una rata de produccin constante, q.3. Cerrar el pozo y registrar el valor Pwf (justo antes del cierre).4. Leer la presin de cierre, Pws, a intervalos cortos de 15 segundos para los primeros minutos (10-15 min), entonces cada 10 min. Para la primera hora. Durante las siguientes 10 horas, se deben tomar lecturas de presin cada hora.

Cuando la prueba progresa, los intervalos de tiempo se pueden expandir a 5 horas. Para correr una prueba de restauracin de presin, el pozo produce a una rata constante por un perodo de tiempo tp. Se baja un registrador de presin al pozo inmediatamente antes de cerrarlo. tp no debe ser muy pequeo para no tener problemas con el radio de investigacin.

3.1. METODO DE HORNER

1) Obtenga los puntos de presin de las cartas DST2) Grafique P-vs-(tp+t)/t (grfico Horner); Calcule k

q = 24R

3) R es el aceite total recuperado en la sarta de perforacin. El valor usado para tp usualmente es la longitud del periodo de flujo que precede. Sin embargo, si el periodo de flujo es muy largo, es ms exacto usar la suma de la longitud de los periodos de flujo. tp = tp1 + tp2

4) Factor de dao

5) Halle DR y FE

6) Radio de investigacin

El almacenamiento no es muy significante en la porcin de restauracin de un DST puesto que el pozo se cierra cerca a la cara de la formacin. Sin embargo, si se sospecha su existencia, se debe que parte de los datos deben analizarse. En formaciones con bastante espesor y baja permeabilidad o en yacimientos de gas, el almacenamiento puede ser significativo. Para variaciones significativas en la rata deflujo (anlisis multiflujo) y cuando tp es menor que el tiempo de cierre, las siguientes ecuaciones se usan para modificar tp y q:

3.2. Mtodo de Miller-Dyes-Hutchinson (MDH)

Pasos:1. Grafique Pws vs. log(t), como se muestra en la Fig. 3.17.

2. Escoja cualquier punto conveniente N sobre la porcin recta y lea tN y (Pws)N.Los valores ledos son: tN = 10 hrs y (Pws)N = 3350 psi.

3. Calcule el tiempo de cierre adimensional usando la siguiente ecuacin (para el punto N):

Nota: Use este tiempo adimensional con la curva superior de la Fig. 3.13, y halle el valor de PDMDH. De esta figura, PDMDH =0.6.

5. Calcule P , (con el punto N), de la siguiente ecuacin:

3.3. METODO DE MUSKAT

presin constante o sistemas de inyeccin de agua (llenado) porque en stos casos la lnea recta sera ms larga y por ende ms fcil de precisar. Las ecuaciones que gobiernan el mtodo de Muskat (y MDH) son:

A partir del intercepto a t = 0 se calcula k.

Donde PD(tpDA) se obtiene de la Fig. 3.8 para ciertos valores particulares de tiempo o de la Fig. 3.9 para valores de un amplio ms rango de valores de tiempo adimensional. Las curvas de la Fig. 3.9, pueden sustituirse por los siguientes ajustes:

Para un pozo dentro de un yacimiento de forma cuadrada caso de presin constante:

Para un pozo dentro de un yacimiento de geometra cuadrada Caso de barrera de noflujo.

La pendiente del grfico de Muskat puede usarse para hallar el rea de drene:

Donde MSF es el factor de forma de Muskat y se determina de la Fig. 3.10. Si A se conoce, entonces;

3.4. PRESIN PROMEDIA DEL YACIMIENTO

La presin promedia para un yacimiento sin intrusin de agua es la presin que el yacimiento alcanzara si todos los pozos se cierran por tiempo infinito. En est

seccin se estudiarn dos mtodos para determinar la presin promedia: el mtodo de MBH, Dietz, MDH y el de Ramey-Cobb. La presin promedia es til para:

1) Para caracterizar el yacimientoa) Si P = P - Pwf es pequeo por unidad de produccin, lo que se conoce como ndice de productividad, J, indica que existe un empuje de agua activo o unyacimiento muy grandeb) Si P es grande por unidad de produccin implica drenaje de un yacimiento pequeo, lente de arena o yacimiento fallado.2) Para calcular aceite in-situ3) Para pronsticos del comportamiento futuro del yacimiento4) La presin promedia es un parmetro fundamental que debe ser entendido en procesos de recobro primario, secundario y proyectos de mantenimiento depresin. Mediante el uso del anlisis de presiones lo que se estima es la presin promedia en la regin de drene.