cap06 registros resistivos

1Petrofísica Básica e Interpretación de Registros

Geol. Ricardo Bueno Silva, M.Sc.Ing. Andrés E. Mantilla Z., Ph.D.

Perfiles de Resistividad

PETROFÍSICA E INTERPRETACIÓN DE REGISTROS DE POZOHerramientas – Control de Calidad - Principios de Interpretación


� Conocer los diferentes tipos de herramientas y su evolución con la tecnología.

� Conocer el principio de funcionamiento de las herramientas, sus fortalezas y limitaciones.

� Conocer las diferentes correcciones que se deben tener en cuenta

� Conocer los principios de interpretación� Conocer las principales aplicaciones (Tipo de

fluido, Calculo de Sw, Netpay, etc.)

Objetivo


Medidas de Resistividad

La electricidad fluye a través de las rocas, a través de los componentes conductivos, e.g., agua y minerales conductivos.

Excepciones Sulfuro, grafito, roca seca (pero es extraño encontrarla durante la perforación).

Las rocas tienen resistividades finitas y medibles, gracias al agua intersticial, al agua ligada a las arcillas, y a los minerales conductivos.


Agua


CUBO VACIO CUBO CON MATRIZ y AGUA

CUBO CON AGUA(Resistividad Rw)

CUBO CON MATRIZ YAGUA e HC´s

CUBO VACIO

Ø = Sw=

CUBO CON MATRIZ y AGUA Ø =Sw =Rt ≈

CUBO CON AGUA(Resistividad Rw)Ø = Sw = Rt =

CUBO CON MATRIZ YAGUA e HC´sØ =Sw =Rt ≈


Factores que afectan la Resistividad

• Resistividad del agua• Porosidad de la Formación• Geometría de poro - Tortuosidad• Litología • Grado de cementación• Tipo y cantidad de minerales arcillosos en la roca

J. Jensen, PETE 321



Resistencia

r (ohms) = E (volts)

I (amps)

Resistividad

Es la medida de la resistencia de un volumen dado

Es la capacidad de un material para ofrecer oposición al flujo de corriente eléctrica

R (ohms.m) = A (mt2)L (mt)

r


Factor Geométrico

ssttxoxommIL CGCGCGCGC **** +++=

Donde:R

C 1000=

1=+++ stxom GGGG

El Factor Geométrico (G) : es la proporción de la señal total de conductividad contribuida por el medio

( ) tixoiIL CGCGC *1* −+=

EN HERRAMIENTAS ENFOCADAS

EN HERRAMIENTAS NO ENFOCADAS


Medición Convencional

No Enfocado Vs. Enfocado

En el sistema no enfocado, la corriente fluye a través del camino de menor resistencia, por lo tanto la resistividad obtenida puede estar afectada por fluidos de alta conductividad

En el sistema enfocado, usa un diseño en el arreglo de electrodos para forzar la corriente hacia la formación con un espesor predeterminado.La resistividad obtenida corresponde a una corta sección vertical y no esta afectada por fluido en el hueco


Aplicaciones

• Calculo de Saturación de Agua (diferentes modelos)

• Localizar Hidrocarburos

• Identificar Intervalos Permeables

• Discriminar entre Agua Dulce y Salada

• Analizar el perfil de invasión de filtrado de lodo

• Correlacionar con otros registros / otros pozos


Tipos de herramientas de Resistividad

� 6FF40, Ha sido la herramienta mas usada para determinar Rt, Tiene 6 bobinas y el espaciamiento entre el receptor y transmisor principal es de 40 in.

�6FF28, Para Pozos de diámetro reducido, 6 bobinas con espaciamiento entre receptor-transmisor de 28 in.

�Dual Inducción, Incorpora una lectura profunda similar al 6FF40 y una lectura somera 5FF40 (ILM) o 6FF34

Normales• Electrical Survey: Curvas presentes: SN 16’’ y LN 64’’, Sistema de medida no enfocado

Inductivas


Tipos de herramientas de Resistividad

Laterolog• LL3, LL7• SFL , SFLA (Average) - SFLU (Un-average)• DLL (LLD, LLS)• HALS (Highly Integrated Azimuthal Laterolog Sonde)• HRLA (High Resolution Laterolog Array)

Microresistivos• MINV, MNOR, PROX

• Phasor, puede ser operado a diferentes frecuencias• AIT, Array Induction Imager Tool

Inductivas (continuación)


Historia de las Medidas de Resistividad

Humble (Primer continuo)

Normals (16”, 64”)

Laterals (18”)

Laterolog

Induction (IES)

Dual Induction (DIT-B)

Dual Laterolog

Spherically Focused Laterolog

Dual Induction (DIT-D)

Dual Induction - Phasor (DIT-E)

Array Induction

AIT-B

Platform Express (AIT-H)

Array Lateralog (HRLA)

1940

1950

1960

1970

1980

1990

1995

2005

(Pechelbronn, 1927)

1930

* Schlumberger


Principio de Funcionamiento, Herramienta de Inducción

� Compuestas por una o mas bobinas transmisoras que emiten corriente alternas de alta frecuencia y de intensidad constante

� El numero de bobinas y el espaciamiento entre ellas determina la profundidad de investigación

� Se aplica una corriente alterna al transmisor que a su vez genera un campo magnético que induce un voltaje en la bobina receptor

� Los voltajes están relacionados a la conductividad de la formación


Principio de Funcionamiento, Herramienta de Inducción


Definición, Herramienta de Inducción

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

0246810

Conductivity, mmho-m

Dep

th, f

t

condcond+cond-

Effect of an error in Conductivity of +/- 0.5mmho

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

10 100 1000 10000

Resistivity, ohm-m

Dep

th, f

t

res

res+

res-

Pequeños errores en conductividad (+/- 0.5 mmho) generan anomalías despreciables en bajas resistividades, pero grandes en altas resistividades. En la escala lineal de conductividad (izquierda) el efecto del error es el mismo en toda la formación, en escala logarítmica de la resistividad (derecha), el efecto del mismo error aparece mucho mayor.

Mide conductividad de la formaciónC

R 1000=


Principio de Funcionamiento, Herramienta de Laterolog

�Diseño de un pequeño electrodo colocado dentro de dos largos electrodos protectores

�Una corriente es aplicada al electrodo del centro y forzada hacia la formación enfocándola radialmente y limitándola dentro de un espesor de 2 ft aprox.

�Una corriente auxiliar es aplicada a los electrodos protectores,ajustada para mantener una diferencia de potencial entre el electrodo del centro y los electrodos protectores en cero

�Estos dos electrodos miden la caída de voltaje entre ellos causada por el flujo de corriente a través de la formación

�La diferencia de potencial esta relacionada a la resistividad de la formación


Definición, Herramienta de Laterolog

LLD

Ao Electrodo de Medición de Corriente

M1&M2 Electrodos de Monitoreo

A1 Electrodo de Corriente de Control


LLS

Ao Electrodo de Medición de Corriente

M1&M2 Electrodos de Monitoreo


A2 Electrodo de Retorno Corriente de control

LLD LLS


Principios de Funcionamiento

Rm

Rxo

Rt

Respuesta del Inducción

RxoRt

RmRespuesta del Laterolog

Hueco

Zona Invadida

Herramienta

Zona Virgen•El camino tomado por la corriente medida del Laterolog constituye un circuito en serie

•Para el inducción, que mide la conductividad, las resistividades del lodo, de la zona virgen e invadida esta en paralelo


Cual Herramienta de resistividad correr?

• Factores como la porosidad y la diferencia entre las resistividades entre el filtrado de lodo y el agua de formación, se tienen en cuenta para escoger la herramienta

• Porosidades > 10 y Rmf/Rw < 2 favorecen a la herramienta de Laterolog


Limitaciones de las herramientas resistivas

Inducción

• La herramienta lee conductividad que luego es convertida a resistividad

• Funciona mejor en formaciones de baja resistividad o Rw/Rmf > 2.5

• Se satura en formaciones con resistividades mayores de 500 Ohmm

• Esta mas influenciado por la invasión si Rxo < Rt• Esta mas influenciada por la zona mas conductora• Funciona mejor en lodos resistivos (base aceite y agua

fresca)


Limitaciones de las herramientas resistivas

Laterolog

• Útil en formaciones de alta resistividades• Se satura en formaciones con resistividades mayores de 2000 Ohmm• Esta mas influenciado por la invasión si Rxo > Rt• Funciona mejor si Rw/Rt > 2.5 y si la relación Rt/Rm esalta• Esta mas influenciada por la zona mas resistiva• Funciona mejor en lodos conductivos (base agua salada)


Diámetro de Invasión Vs. Tipo de Roca

Ø=30%

Ø=18%

Ø=12%

Rocas con porosidades bajas presenta mayor diámetro de invasión, debido a que el volumen de filtrado no encuentra el espacio suficiente en la roca

Rocas con buenas porosidades presentan menor diámetro de invasión, debido a que la torta de lodo se forma rápidamente

dj/dh = 2 Rocas de alta porosidaddj/dh = 5 Rocas de porosidad intermediadj/dh = 10 Rocas de baja porosidad

From Asquith and Krygowsky, 2004


Modelos de Invasión

* Schlumberger


Modelos de Invasión - Modelo 1

* Schlumberger


Modelos de Invasión – Modelo 2

* Schlumberger



* Schlumberger


Modelos de Invasión - Modelo 5

* Schlumberger



Lodo fresco invade una zona donde el agua de formación es muy salada. Al desplazar esta agua salada, se genera una zona de transición de alta conductividad que produce una especie de “corto circuito”, impidiendo que se registren las resistividades altas de la zona virgen.

* Schlumberger


Correcciones – Calculo de Diámetro de Invasión

• El diámetro de Invasión se calcula a partir de las tres herramientas de resistividad utilizando las cartas de tornado.

• Los intervalos con perdidas solo son reportados en la historia de perforación y en muchos casos ignorados por los registros.

• En zonas de perdidas, el diámetro de invasión es muy grande y los registros solo leerán zona invadida.

• El diámetro de invasión calculado a partir de los registros para este caso no es el real


Calculo de Diámetro de Invasión – Zonas de perdidas

* Schlumberger


Calculo de Diámetro de Invasión – Zonas de perdidas

Poro = 20%h

Vol = ╥ r2hØ* (1-Sor)

wi 1300

Poro 0.2

Sor 0.3

h 25

Radio de Invasion 2.4 MtRadio de Invasion 7.9 Ft

Lectura de la Herramienta 7.5 Ft ZONA LAVADA90 Inches


Correcciones – Calculo de Rt

Para determinar Rt se requiere una combinación de tres mediciones de resistividad con diferentes profundidades de investigación

RLLD = 230 ohm.mRLLS = 80 ohm.mRMSFL = 45 ohm.m

Rt = ? di = ?

* Schlumberger


Principios del Microlog – Calculo de Rxo

Dispositivo no enfocado

Tres pequeños electrodos alineados espaciados en 1’’A través del electrodo A se emite una corriente constante se hacen dos medidas simultaneas

Micro Normal: Medición normal usando M2 con espaciado 2’’

Micro Inverso: Medición lateral usando M1 y M2 con espaciado 1’’

La curva Micro-normal de 2’’ Mayor profundidad de investigaciónMayor resistividad frente a zonas permeables, en presencia de mudcake


Aplicaciones – Rxo

• Determinación de aceite movible.• Indicación de permeabilidad.• Aplicaciones (Rxo, Rmf, hmc).• Determinación de Rt.• Sw=[(Rxo/Rt)/(Rmf/Rw)]5/8


Ecuación de Archie

Rtm

RwanSw

∗

∗=

ØRt

RwF

nSw =

Rxom

RmfanSxo

∗

∗=

Ø Rxo

RmfF

nSxo =

ZONA VIRGEN

n

RwRmf

RtRxo

Sxo

Sw/1

=

8/5

=

RwRmf

RtRxoSw

Relación empírica

51SwSxo ≈

ZONA LAVADA


Nuevas Herramientas:

Tiene un arreglo de 8 receptores balanceados

Registro con mejor resolución vertical 1, 2 y 4 Ft(AHO, AHT y AHF)

Cada una tiene 5 profundidades de investigación (10, 20, 30, 60 y 90 in.)

La curva de 4 Ft equivale a la herramienta de inducción antigua

Presenta menos efectos ambientales

Array Induction Tool (AIT)


Resolución Vertical AIT

4’ 2’ 1’

• Capas delgadas que no las ve la resolución vertical de 4’, son visibles para la de 1’.

• La curva de 1’ de resolución vertical se encuentra afectada por el lodo

* Schlumberger


Cual Herramienta nueva correr? (AIT)

Rt/Rm < 100 Registros de 1 Ft de resolución verticalRequiere buenas condiciones del hueco

Rt/Rm < 300 Registros de 2 Ft de resolución verticalResolución Standard, el mas indicado en la mayoría de los casos

Rt/Rm < 1000 Registros de 4 Ft de resolución verticalEl mas indicado para hueco malo

* Schlumberger


Cual Herramienta nueva correr?

High Resolution Laterolog Array (HRLA)

* Schlumberger


Cual Herramienta nueva de resistividad correr?

DLL

AIT

AIT y/oDLL

Área de Overlap donde cualquiera de las dos herramientas de resistividad es valida

* Schlumberger


Profundidad de Investigación – Resolución Vertical

Standardmnemonic Depth of investigation Vertical resolution Comments

Resistivity toolsDeep Induction (6FF40) ILD 40 inches 6 - 8 feet Depth is from 50% pseudo-geometrical factor

Medium induction (5FF28) ILM 28 inches 3 - 5 feet Vertical resolution is a function of formation

conductivity.

Spontanious Potential SP 0 - 10 inches 6 inches (variable) Resolution depends on SP magnitude and

sample frequency.

AIT - 90 AO90,AT90,AF90 90 inches O=1ft, T=2ft, F=4ft AIT depths of investigation are fixed.

AIT - 60 AO60,AT60,AF60 60 inches O=1ft, T=2ft, F=4ft Three resolutions are output, but higher

AIT - 30 AO30,AT30,AF30 30 inches O=1ft, T=2ft, F=4ft resolution depends on borehole quality and

AIT - 20 AO20,AT20,AF20 20 inches O=1ft, T=2ft, F=4ft low mud salinity.

AIT - 10 AO10,AT10,AF10 10 inches O=1ft, T=2ft, F=4ft

Laterolog - 8 LL8 10 inches 1 foot

Spherically Focused log SFL 8 inches 1 foot

Short Normal SN 8 - 12 inches 16 inches Normal and lateral devices varied on

Deep Lateral 18ft lateral 60 inches 18 feet resolution depending on the technique used

Medium Normal 64 in normal 20 inches 6 feet for interpretation.

Deep Laterolog LLD 60 - 90 inches 14 inches Laterologs are focused electrical devices

Shallow Laterolog LLS 30 inches 14 inches which require salt muds to operate. In

Azimuthal Laterolog ARI 60 - 90 inches 8 inches fresh muds the depth of investigation drops

High Resolution Azimuthal Laterolog HALS 61 - 90 inches 8 inches to that of shallow devices (LL8).

Microlaterolog MLL 3 inches 2 inches Micro-resistivity devices are subject to hole

Proximity log PL 5 - 8 inches 3 inches conditions and mud properties.

Microlog ML 1 inch 1 inch

MicroSpherically focussed log MSFL 4 - 6 inches 2 inches

MicroCylindrically focused log MCFL 3 inches 1 inch

Electromagnetic Propagation log EPT 1 - 2 inches 2 inches

Deep Propagation tool DPT 5 - 12 inches 15 inches

Standen, 2004


Aplicaciones: Monitoreo de Fluidos con Resistividad

n

w

w

n

w

m

wt

S

RF

S

RaR ==

φ

�La resistividad sería la propiedad física ideal a medir para monitorear el movimiento de fluidos.

�Problema: Por ser una propiedad eléctrica, está afectada por la presencia de materiales conductivos en el hueco

�Aunque ha habido varios diseños, las herramientas que miden resistividad en hueco entubado no están completamente desarrolladas.

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