PETROFÍSICA Y REGISTROS DE POZO

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA

GEOLOGÍA DEL SUBSUELO

ING BERNARDO MARTELL ANDRADE URIEL FIDEL SEVILLA COVARRUBIAS

¿Cuándo, dónde y por quién fue tomado el primer registro de pozo?

Francia, 1927 por Conrad Schlumberger Consiste en 2 electrodos, 1 en superficie y otro bajarlo dentro del pozo midiendo la resistividad eléctrica de las formaciones, tenia distancia de muestreo de 1m.

DEFINICIÓN DE REGISTROS GEOFÍSICOS DE POZOS

Es la representación gráfica de una propiedad física de la roca contra la profundidad.

.

Factores que influyen en la respuesta de los registros

• Porosidad • Litología • Contenido de fluidos

•CLASIFICACIÓN DE REGISTROSEN FUNCIÓN DEL PRINCIPIO FÍSICO DE LA HERRAMIENTA

•RESISTIVIDAD •ACÚSTICOS •RADIOACTIVOS •MECÁNICOS

•EN FUNCIÓN DE LA PROPIEDAD PETROFÍSICA POR MEDIRRESISTIVIDADPOROSIDAD

•RESISTIVIDAD •POROSIDAD

“LA RESISTIVIDAD DE LA ROCA DEPENDE DE LA POROSIDAD”

Rw Φ1=100%

< Ro > Φ2

< Ro3

> Φ3 < Ro4 > > Φ4

Al ir disminuyendo la porosidad la resistividad va aumentando Como ya vimos la resistividad depende de la porosidad, por lo tanto el factor de formación también depende de la porosidad. F = Ro Rw

EXPERIMENTO DE ARCHIE

muestras de roca desecadas(Sfluidos=0)

Se sumergen las muestras para que se saturen de agua

Se obtuvo el factor de formación de cada muestra Concluyó que : Para areniscas de la costa del golfo: Para carbonatos:

UTILIDAD DE LOS REGISTROS •CORRELACIÓNYLÍMITESENTRECAPAS •DIFERENCIACIÓNENTREROCAS DURASY BLANDAS •DETERMINACIÓNDECUERPOSPERMEABLES •DESCRIMINACIÓNDECAPASACUÍFERAS-PETROLIFERAS •DETERMINACIÓNDECONTACTOSAGUA-HIDROCARBUROS •DETERMINACIÓNCUANTITATIVADEFYSw •DETERMINACIÓNDEPRODUCTIVIDAD(MÓVILDEHIDR.) •PRONÓSTICODEFLUIDOSAPRODUCIR •DETERMINACIÓNDELALITOLOGÍA •DETERMINACIÓNDEPOROSIDADSECUNDARIA •DELINEACIÓNDECARACTERÍSTICASESTRUCTURALESYSEDIMENTA

RIAS •VOLUMENDEARCILLAYPERMEABILIDAD(K) •SALINIDADDEAGUADEFORMACIÓN •MEDIDADELDIÁMETRODEAGUJERO •DETERMINACIÓNDELACALIDADDELACEMENTACIÓN •DETERMINACIONDEDAÑOSDETUBERÍAS •DETERMINACIÓNDECORROSIÓNDETUBERÍAS •LOCALIZACIÓNDECOPLES •DETERMINACIÓNDETEMPERATURA •MEDIDORDEDESVIACIONES

POTENCIAL NATURAL ( SP) Son varias las fuentes que originan las diferencias de potencial entre los electrodos de la herramienta del registro de SP. Las principales fuentes que generan las curvas de SP son las siguientes: •Potencial de electrofiltración •Potencial electroquímico:

a) Potencial de difusión b) Potencial de membrana

POTENCIAL DE ELECTROFILTACIÓN

También conocido como potencial “Electrocinético” , ”electromecánico”, “Potencial de corriente” o “ de Electrósmosis”. Principio físico: Cuando se hace pasar un electrolito a través de una membrana permeable(dielectrica), se genera una diferencia de potencial entre ambos lados de la membrana. El Potencial de electrofiltración es proporcional al ritmo de filtración.

Milivolts

El fenómeno de electrofiltración se puede observar en pozos que se perforan con lodos de alta densidad. La membrana permeable en este caso corresponde al enjarre, y el electrolito al filtrado del lodo.

Presión del lodo

Movimiento de fluidos Zona

Lavada Zona Virgen

POTENCIAL ELECTROQUÍMICO: Cuando dos soluciones de diferente concentración se ponen en contacto, se observa una diferencia de potencial a través del limite que las separa. Este fenómeno se presenta en los pozos petroleros, ya que todas las formaciones contienen agua intersticial que generalmente es mas salada que el agua del filtrado del lodo. El potencial electroquímico se puede presentar de dos formas: a) Potencial de difusión b) Potencial de membrana

En la figura se muestra el arreglo del experimento de potencial de difusión, se tienen dos soluciones de cloruro de sodio de diferente concentración, la membrana que las separa es porosa , permeable y facilita el contacto entre las dos soluciones sin que estas se mezclen. El contacto entre las soluciones provoca que haya un intercambio iónico, siendo los iones de Cl- los de mayor velocidad por lo tanto hay una concentración de estos iones del lado derecho de la membrana, y del lado izquierdo se concentran los iones Na+

Potencial de difusión

Si se colocan las terminales de un galvanómetro en ambos lados de la membrana se registrará una diferencia de potencial Conocida como “potencial de difusión” En los pozos este potencial se origina en el contacto entre el lodo de perforación y la pared de la formación porosa y permeable la cual contiene agua, la solución mas concentrada es el agua que contiene la formación y la menos concentrada es el filtrado del lodo y la membrana en este caso sería la formación porosa.

Zona Lavada Zona Virgen

Filtrado de baja salinidad

Agua de formación de alta

salinidad

Roca porosa y permeable

Potencial de membrana

La configuración de este experimento es similar a la del potencial de difusión, solo que en este caso se coloca una membrana catiónica, es decir, que solo permite el paso de iones positivos. Debido a esto solo pasaran iones de Na+ de la solución mas concentrada a la menos concentrada, provocando una concentración de iones Na+ del lado derecho y una concentración de iones Cl– del lado izquierdo. Si se coloca un galvanómetro se observará una diferencia de potencial llamado ”potencial de membrana”

En el pozo este fenómeno estaría representado con la interacción del lodo y la formación, donde la membrana catiónica corresponde a una lutita, la solución mas concentrada sigue siendo el agua de la formación y la menos concentrada el filtrado del lodo, bajo estas condiciones, habrá una carga positiva frente a la lutita en el lodo y una carga negativa en la arena en contacto con la lutita.

Zona lavada

Zona Virgen

Arena con agua de formación de alta

concentración

Lutita Lodo con agua de baja concentración

RESISTIVIDAD

La resistividad es la oposición de un material a permitir el paso de una corriente eléctrica a través de él. Matemáticamente se expresa como el inverso de la conductividad y sus unidades son [Ω m2 /m]. En la naturaleza existen materiales que dependiendo de la capacidad que tengan para transmitir una corriente eléctrica se clasifican en: • RESISTIVOS: elementos y minerales no metálicos.

• CONDUCTIVOS:

* Electrónicos (elementos y minerales metálicos): disminuye su conductividad al aumentar la temperatura.

*Electrolíticos: aumenta su conductividad al aumentar la temperatura.

EL POTENCIAL ESPONTÁNEO SE RELACIONA CON DOS PROCESOS:

○ELECTROQUÍMICOS:

POTENCIAL DE DIFUSIÓN POTENCIAL DE MEMBRANA

○ELECTROCINÉTICOS:

Registra el potencial eléctrico ( un voltaje en mV) que se produce por la interacción de dos fluidos.

Mide un fenómeno de tipo electroquímico que se genera por la diferencia de salinidad entre el lodo y el agua. Representación grafica de la diferencia de potencial entre 2 electrodos.

Rt<Rxo

Rt=Rxo

Rt>Rxo

SP = EC + EK

EC = ED + EM

APLICACIONES:

1) Identificación de capas porosas y permeables

2) Correlación geológica

3) Indicador litológico

4) Estimación de volumen de arcilla

5) Análisis de facies y gradación

6) Determinación de Rw

APLICACIONES:

1) Identificación de capas porosas y permeables

2) Correlación geológica

3) Indicador litológico

4) Estimación de volumen de arcilla

5) Análisis de facies y gradación

6) Determinación de Rw

APLICACIONES:

1) Identificación de capas porosas y permeables

2) Correlación geológica

3) Indicador litológico

4) Estimación de volumen de arcilla

5) Análisis de facies y gradación

6) Determinación de Rw

Ejercicio A

APLICACIONES:

1) Identificación de capas porosas y permeables

2) Correlación geológica

3) Indicador litológico

4) Estimación de volumen de arcilla

5) Análisis de facies y gradación

6) Determinación de Rw

APLICACIONES:

1) Identificación de capas porosas y permeables

2) Correlación geológica

3) Indicador litológico

4) Estimación de volumen de arcilla

5) Análisis de facies y gradación

6) Determinación de Rw

APLICACIONES:

1) Identificación de capas porosas y permeables

2) Correlación geológica

3) Indicador litológico

4) Estimación de volumen de arcilla

5) Análisis de facies y gradación

6) Determinación de Rw

APLICACIONES:

1) Identificación de capas porosas y permeables

2) Correlación geológica

3) Indicador litológico

4) Estimación de volumen de arcilla

5) Análisis de facies y gradación

6) Determinación de Rw

POTENCIAL ESPONTÁNEO PR

OF.

RESISTIVIDAD CONDUCT.

PT=2500M

Tfondo=90°C

Rm=0.5Ω

Densidad del lodo=1.4gr/cc

INTERVALO DE INTERÉS

1200

1300

PROBLEMA:

CALCULAR EL Rw EN EL INTERVALO DE INTERÉS

Tintervalo=57°C

RmTINTERVALO=0.74[Ω·m]

DENSIDAD LODO=11.7[lb/gal]

Rmf=0.45[Ω·m]

POTENCIAL ESPONTÁNEO RESISTIVIDAD CONDUCT.

1200

1300

INTERVALO DE INTERÉS

SP=-68[mV]

LÍNEA BASE DE LUTITAS

Tintervalo=132°F

Rmf/Rw=7.5

Rw=0.45/7.5

Rw=.06[Ω·m]

CONCENTRACIÓN DE NaCl=67000ppm