desarrollo de la evaluacion petrofisica en mexico y su futuro_presentacion

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TRABAJO DE INGRESO A LA ACADEMIA DE INGENIERÍA

“DESARROLLO DE LA EVALUACIÓN PETROFÍSICA EN MÉXICO Y SU FUTURO A

TRAVÉS DE LA UNAM”

ING. JOSING. JOSÉÉ BERNARDO MARTELL ANDRADEBERNARDO MARTELL ANDRADE

ABRIL - 2008

22

Contenido

Introducción

La evaluación de formaciones

Propiedades Petrofísicas

Evaluación de las propiedades petrográficas, sedimentológicas y petrofísicas

Propuesta para la evaluación petrofísica en la UNAM

Conclusiones y recomendaciones

33

Introducción

El almacenamiento y producción de fluidos, tales como agua, hidrocarburos o energía geotérmica se encuentran en cualquier tipo de roca, ya sean sedimentarias, ígneas o metamórficas, siempre y cuando desarrollen características físicas que permitan el almacenamiento y la movilidad de fluidos.

Estas propiedades son la porosidad y la permeabilidad, siendo las rocas sedimentarias las que presentan el mejor desarrollo de ellas además de las mayores acumulaciones de agua e hidrocarburos.

En esta presentación se hace mención de dos métodos para obtener datos de porosidad, permeabilidad y contenido de fluidos:

– Por evaluación en registros geofísicos de pozos– Por determinaciones en laboratorio

Sobre el primero se abordan los métodos implementados en Petróleos Mexicanos entre 1966 – 1972 antes de la

44

Introducción






55Equipo de perforación de pulseta

Evaluación de formaciones

66Equipo de perforación rotatoria


77

Muestras de canal o recortes de perforación


88

Quiebre en la velocidad de perforación

0 30 min./m

Registro detector de hidrocarburos mostrando quiebre en la velocidad de perforación


99

Primer registro eléctrico

Pozo Diefenbach No. 2905

5 de septiembre de 1927

1010

Un registro geofísico de pozo es toda aquella presentación gráfica de una característica de las formaciones atravesadas por un pozo en función de la profundidad.

R. Desbrandes


1111


1212

Registro del

Pozo El Plan No. 55 (1938)


1313

Registro del Pozo Poza Rica No. 25

20 de diciembre de 1943


1414

Registro eléctrico convencional mostrando 3 curvas de resistividad y la curva de potencial espontáneo

1515


1616

I RoRt

F RoRwa

mF

RtFxRwSw

Factor de formación en función de resistividades

Factor de formación en función de porosidad

Índice de resistividad

Saturación de agua en formaciones limpias


1717

Registro microeléctrico o de microresistividades


1818

Nomograma para obtener el valor de Rxo, con la información del registro micro eléctrico


1919

Registro radioactivo (Rayos Gamma-Neutrón)


2020

e – espesorA – ÁreaØ – porosidadSw – saturación de aguaSo – saturación de hidrocarburosSo = 1-Sw


2121

Configuración estructural

Vol. in situ de hidrocarburos = A x e x Ø x So


2222

Registro de inducción


2323

Registro Sónico de Porosidad Compensado


2424

Cuenca de Burgos


2525

Digitalización manual de registros de inducción y sónico para los métodos

Rwa y Fr/Fs


2626

Gráfica del Método Rwa para

formaciones no consolidadas


2727Gráfica para el Método Rwa en formaciones consolidadas


2828

F = Ro / Rw

Fa = Rt / Rw

Rwa = Rt / F

Fs = a / Øsm

Fr = Rt / Rw

Si (Fr / Fs) > 1 el nivel evaluado tiene hidrocarburos


2929

RESISTIVIDAD VS POROSIDAD °

°

°

°

°

°°°

°°

° °

°°

°6

2

3, 128 9

10

1114

1, 4

5

13

7

17

16

15

RESISTIVID

AD

POROSIDAD

Ro

4Ro

Rw =.065

CO

ND

UC

TIVIDA

D


3030

Gráfico Porosidad Vs Resistividad

(Método de Hingle)

Areniscas del Oligoceno Vicksburg

Campo Pascualito


3131

Registro de

densidad

Registro de

neutrón

3232

Registros del Pozo Topo No. 1

(1970)


3333

Registros del Pozo Topo No. 1

(1970)


3434

Registro del Pozo Arenque No. 22

Formación J. San Andrés

Sw = [(Fs x Rw) / Rt]1/2

Sxo = [(Fs x Rmf) / Rxo]1/2

Ø x Sw = Vol. de agua

Ø x Sxo = Vol. de filtrado

3535

KI MMERIDGIANO

INF

SUPERIOR

JS3

TITH JS1

Kti

Terciario

JS2

Conglomerado y areniscas basales

J. PIMIENTA

Basamento

Micritas laminares y brechas de colapso

Conglomerados

Peletoidescon arenisca

Grainstone de oolitas con bioclastos

Grainstone de oolitas con cuarzo

Areniscas

qq

q

+ + + + ++ + + +

+ + + + +

Secuencias de sedimentación de la Formación J. San Andrés


3636

Grainstone oolítico mostrando la porosidad primaria intergranular

Grainstone oolítico mostrando la porosidad ocluida por cementación de calcita


3737

Plano geológico de Golfo de Sabinas


3838

Registro de Inducción Pozo Buena Suerte


3939


4040


4141

Registro de hidrocarburos del Pozo Buena Suerte Mostrando intervalo productor sin manifestación


4242

Registro de densidad variable


4343


4444

Registro Doble Eléctrico Enfocado Pozo Abkatún


4545

Introducción






4646

Propiedades petrofísicas

4747


4848

La porosidad es la capacidad de las rocas para contener fluidos y es el resultado de la relación entre el volumen de espacios vacíos sobre el volumen total de la roca.

= Volumen Vacío / Volumen Total


4949


5050

Porosidad primaria Porosidad secundaria


5151

La permeabilidad se define como la propiedad de una roca para permitir el paso de un fluido a través de los espacios vacíos (poros) interconectados.

La permeabilidad (k) es de un Darcy cuando 1 cm2 de la superficie de una roca, desaloja 1 cc de unidad de fluido, de viscosidad de un Centipoise en un segundo a una presión diferencial de una atmósfera.


5252Permeabilidad


5353

Sw = saturación de agua (%)So = saturación de aceite (%)


Saturación de fluidosEs la relación del volumen de fluido dentro del volumen total poroso.

Sw – 1 = So

5454

Presión Capilar: Diferencia de presión que se produce entre dos fases de fluidos inmiscibles en las gargantas porales y que genera contracción de los mismos ocupando la menos área posible por unidad de volumen.

Mojabilidad: Preferencia de una roca a ser embebida por un determinado fluido, hecho que determina el comportamiento de hidrocarburo o del agua a lo largo de la historia de producción de un yacimiento.Angulo medido a través de la fase mojante que conforma la interfase agua/aceite en un contacto con la superficie sólida.


5555

FACTOR DE FORMACIÓN

F=a / Øm

F=Ro/Rw


5656

Introducción






5757

Registros resistividad de investigación mediana y profunda– Eléctrico– Inducción– Doble de Inducción– Arreglo de Inducción– Eléctrico Enfocado– Doble Eléctrico Enfocado– Eléctrico Enfocado Azimutal– Arreglo de Eléctrico Enfocado de Alta resolución

Registros de resistividad de investigación somera– Microeléctrico– Micro enfocado– Microproximidad– Microenfocado esférico


5858

Registros de índice de porosidad– Acústico

Sónico de Porosidad CompensadoSónico de Espaciamiento LargoSónico DigitalSónico Dipolar

– RadioactivoDensidad de FormaciónLitodensidadRayos Gamma-NeutrónNeutrón Lateral de PorosidadNeutrón Compensado de porosidad

– Identificación de elementosRayos gamma naturalesEspectroscopía de Rayos Gamma NaturalesEspectroscopía de Captura de Elementos


5959Información procesada de registro


6060

Determinación de permeabilidad según

Wyllie y Rose

k = (CØ3/(Sw)irr)2


6161

Ejemplo de registro de resonancia magnética


6262

Registro de imágenes mostrando echados, fracturas y aspectos texturales


6363Equipo de laboratorio para procesado de núcleos


6464Equipo de laboratorio para obtención de datos petrofísicos


6565

Equipo para procesar y observar láminas delgadas


6666

Muestra de roca calcárea observándose la porosidad con impregnación de resina


6767

Área total (388800 [u2]) es igual al 100%

Entonces la suma de las áreas trazadas

(14427.41 [u2]) es:Porosidad = 3.71 %


6868

Porosidad vugular y por fracturamiento

Porosidad intercristalina


6969

Porosidad móldica

Porosidad intergranular


7070

Observaciones al microscopio petrográfico y estereoscópico:

– Tipo de litología– Minerales principales y accesorios– Cementante– Textura– Contenido fauinístico– Ambiente de depósito– Procesos diagenéticos, etc.


7171

Fotomicrografías con Microscopio Electrónico de Barrido (MEB)

Determinación de tipo de estructura y contenido de arcilla


7272

Introducción




Propuesta para la evaluación petrofísica en la UNAMConclusiones y recomendaciones

7373


TEMAS PRINCIPALES EN EL PROGRAMA DE CAPACITACIÓN– Petrología y sedimentología– Estratigrafía y Geología Estructural– Petrofísica– Geomecánica– Registros Geofísicos de Pozos

7474


No. NOMBRE HRS.TEO.

HRS.PRA.

1 Sedimentología 30 10

2 Petrografía Sedimentaria 20 20

3 Registro de Detección de Hidrocarburos 24

4 Propiedades Eléctricas, Magnéticas y Electromagnéticas de las Rocas 30 10

5 Propiedades Acústicas de las rocas 30 10

6 Propiedades Nucleares y Térmicas de las Rocas 30 10

7 Petrofísica Básica 20 20

8 Medio Ambiente de Medición 30 10

9 Principio de Medición de Herramientas 30 10

10 Control de Calidad de Registros Geofísicos de Pozos 40

11 Interpretación Básica de Registros Geofísicos 40 40

12 Softwares de Interpretación en PC 40

13 Imágenes de Pozo, MWD y LWD 10 30

14 Sónico Dipolar y RMN 20 20

15 Registro de echados e imagen de pared de pozo 20 10

16 Petrofísica Avanzada 10 30

17 Física de Rocas (Geomecánica) 30 10

7575


No. NOMBRE HRS.TEO.

HRS.PRA.

18 Estancia en Laboratorio de Petrofísica 40

19 Interpretación Avanzada de Registros Geofísicos 10 30

20 Registros Geofísicos en Estratigrafía de Secuencias 10 30

21 Softwares de Interpretación en UNIX 40

22 Anisotropía 40

23 Inversión de Registros Geofísicos 10 30

24 Muestreadores y Probadores de Formación, Registros en Pozo Entubado 20 20

25 Registros de Producción 20 20

26 Pruebas de Producción 20 20

27 Geología Petrolera de México 30 10

28 Visita a Afloramientos 24

29 Sísmica de Pozo 20 20

30 Sísmica Petrofísica 20 20

31 Inversión Petrofísica 10 30

32 Caracterización de Yacimientos 10 30

33 Evaluación de Reservas 10 30

7676

Introducción






7777

Conclusiones

La selección de intervalos para obtener producción de agua o energéticos, dependerá del mejor conocimiento que se tenga de la litología, porosidad, permeabilidad y el contenido de fluidos de las rocas atravesadas.

La presencia de las propiedades petrofísicas dependen de las condiciones de origen o formación de las rocas, así como de los procesos posteriores a los que pudieron haber sido sometidos. El conocimiento de estos datos se logra a través de estudios petrográficos y sedimentológicos.

El conocimiento de las propiedades petrofísicas se logra a través de dos medios:

– Por estudios de laboratorio en muestras de rocas.– Por información recuperada con los registros geofísicos de

pozos.

7878

Conclusiones

Laboratorios existen en el Instituto Mexicano del Petróleo, en Petróleos Mexicanos y en la Universidad Nacional Autónoma de México.

Los registros geofísicos de pozos iniciados en 1927 han evolucionado a través del tiempo, iniciando con la medición de resistividad con la cual fue posible definir límites de capas y una herramienta de correlación y en la actualidad es posible determinar litología, porosidad, contenido de fluidos, condiciones estructurales y texturales de las rocas, así como estimar la permeabilidad de las mismas.

Se considera de beneficio inmediato e invaluable para las empresas que se dedican a la exploración y explotación de energéticos y agua, la capacitación en la evaluación petrofísica por ambos métodos, por tal motivo se propone implantar un programa de preparación en el tema en la Facultad de Ingeniería de la UNAM.

7979

Recomendaciones

Es oportuno mencionar que en esta institución se cuenta con personal académico preparado para impartir el 70% de las materias anotadas en este trabajo, se complementaría con técnicos extranjeros.

Se tiene un laboratorio de petrofísica básica, pero se complementaría con el laboratorio del IMP. Se dispone de equipo para procesado de láminas delgadas y se cuenta con microscopios petrográficos y estereoscópicos y el Instituto de Geología de la UNAM tiene microscopio electrónico de barrido.

8080

Por el apoyo de las compañías de Servicio de Registros Geofísicos de pozos en la Facultad de Ingeniería de la UNAM se dispone de software.

Para ambiente UNIX:Geoframe – ElanLandmark – Petroworks

Para PC:Paradigm – GologGepgraphix – PrizmFugro Jason – PowerlogSchlumberger – Interactive Petrophysics

– Petrel

Recomendaciones

8181

Además se discutirían los modelos de interpretación de los productos del Instituto Mexicano del Petróleo, tales como:

ERAMIREMVARMIREMROCQVNARRedes Neuronales

Así como productos de empresas que ofrecen interpretación integrada de registros como Nutech.

Recomendaciones

8282

Recomendaciones

8383

Agradecimientos

Se agradece al personal de la Coordinación de Tecnologías de Exploración de Petróleos Mexicanos las facilidades que dieron para utilizar la información generada de 1966-1972.

Así como también a los laboratorios de Petróleos Mexicanos de la Región Norte y del Instituto Mexicano del Petróleo, por permitir mostrar sus instalaciones.

A la División de Ingeniería en Ciencias de la Tierra de la Facultad de Ingeniería de la UNAM, por la facilidades proporcionadas para realizar este trabajo, particularmente al Ing. Oscar Mancera Alejándrez.

Finalmente a mi familia quien me ha dado su incondicional apoyo durante mas de 30 años en mi desarrollo profesional haciendo sacrificios personales en más de una ocasión.

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