Repblica Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Popular para la DefensaUniversidad Experimental PolitcnicaDe la Fuerza Armada NacionalUnefa. Edo-Anzotegui

Registro de pozos

Integrantes:- Ilianne gonzalez- Nelson correa- Keila - RinaSan tome, Mayo de 2014Ilianne RocasEn geologa se le denomina roca a la asociacin de uno o varios minerales, natural, inorgnica, heterognea, de composicin qumica variable, sin forma geomtrica determinada, como resultado de un proceso geolgico definido.Las rocas estn sometidas a continuos cambios por las acciones de los agentes geolgicos, segn un ciclo cerrado (el ciclo de las rocas), llamado ciclo litolgico, en el cual intervienen incluso los seres vivos.Las rocas estn constituidas en general como mezclas heterogneas de diversos materiales homogneos y cristalinos, es decir, minerales. Las rocas poliminerlicas estn formadas por granos o cristales de varias especies mineralgicas y las rocas monominerlicas estn constituidas por granos o cristales de un mismo mineral. Las rocas suelen ser materiales duros, pero tambin pueden ser blandas, como ocurre en el caso de las rocas arcillosas o arenosas.Tipos de rocasLas rocas se pueden clasificar atendiendo a sus propiedades, como la composicin qumica, la textura, la permeabilidad, entre otras. En cualquier caso, el criterio ms usado es el origen, es decir, el mecanismo de su formacin. De acuerdo con este criterio se clasifican en gneas (o magmticas), sedimentarias y metamrficas, aunque puede considerarse aparte una clase de rocas de alteracin, que se estudian a veces entre las sedimentarias.Rocas gneasSe forman gracias a la solidificacin del magma, una masa mineral fundida que incluye voltiles, gases disueltos.1 El proceso es lento, cuando ocurre en las profundidades de la corteza, o ms rpido, si acaece en la superficie. El resultado en el primer caso son rocas plutnicas o intrusivas, formadas por cristales gruesos y reconocibles, o rocas volcnicas o extrusivas, cuando el magma llega a la superficie, convertido en lava por desgasificacin.Las rocas magmticas intrusivas son las ms abundantes, forman la totalidad del manto y las partes profundas de la corteza. Son las rocas primarias, el punto de partida para la existencia en la corteza de otras rocas.Dependiendo de la composicin del magma de partida, ms o menos rico en slice (SiO2), se clasifican en ultramficas (ultrabsicas), mficas (bsicas), intermedias y flsicas (cidas), siendo estas ltimas las ms ricas en slice. En general son ms cidas las ms superficiales.Las estructuras originales de las rocas gneas son los plutones, formas masivas originadas a gran profundidad, los diques, constituidos en el subsuelo como rellenos de grietas, y coladas volcnicas, mantos de lava enfriada en la superficie. Un caso especial es el de los depsitos piroclsticos, formados por la cada de bombas volcnicas, cenizas y otros materiales arrojados al aire por erupciones ms o menos explosivas. Los conos volcnicos se forman con estos materiales, a veces alternando con coladas de lava solidificada (conos estratificados).Rocas sedimentariasLos procesos geolgicos que operan en la superficie terrestre originan cambios en el relieve topogrfico que son imperceptibles cuando se estudian a escala humana, pero que alcanzan magnitudes considerables cuando se consideran perodos de decenas de miles o millones de aos. As, por ejemplo, el relieve de una montaa desaparecer inevitablemente como consecuencia de la meteorizacin y la erosin de las rocas que afloran en superficie. En realidad, la historia de una roca sedimentaria comienza con la alteracin y la destruccin de rocas preexistentes, dando lugar a los productos de la meteorizacin, que pueden depositarse in situ, es decir, en el mismo lugar donde se originan, formando los depsitos residuales, aunque el caso ms frecuente es que estos materiales sean transportados por el agua de los ros, el hielo, el viento o en corrientes ocenicas hacia zonas ms o menos alejadas del rea de origen. Estos materiales, finalmente, se acumulan en las cuencas sedimentarias formando los sedimentos que, una vez consolidados, originan las rocas sedimentarias.Se constituyen por diagnesis (compactacin y cementacin) de los sedimentos, materiales procedentes de la alteracin en superficie de otras rocas, que posteriormente son transportados y depositados por el agua, el hielo y el viento, con ayuda de la gravedad o por precipitacin desde disoluciones.1 Tambin se clasifican como sedimentarios los depsitos de materiales organgenos, formados por seres vivos, como los arrecifes de coral, los estratos de carbn o los depsitos de petrleo. Las rocas sedimentarias son las que tpicamente presentan fsiles, restos de seres vivos, aunque stos pueden observarse tambin en algunas rocas metamrficas de origen sedimentario.Las rocas sedimentarias se forman en las cuencas de sedimentacin, las concavidades del terreno a donde los materiales arrastrados por la erosin son conducidos con ayuda de la gravedad. Las estructuras originales de las rocas sedimentarias se llaman estratos, capas formadas por depsito, que constituyen formaciones a veces de gran potencia (espesor)Rocas metamrficasEn sentido estricto es metamrfica cualquier roca que se ha producido por la evolucin de otra anterior al quedar est sometida a un ambiente energticamente muy distinto de su formacin, mucho ms caliente o ms fro, o a una presin muy diferente. Cuando esto ocurre la roca tiende a evolucionar hasta alcanzar caractersticas que la hagan estable bajo esas nuevas condiciones. Lo ms comn es el metamorfismo progresivo, el que se da cuando la roca es sometida a calor o presin mayores, aunque sin llegar a fundirse (porque entonces entramos en el terreno del magmatismo); pero tambin existe un concepto de metamorfismo regresivo, cuando una roca evolucionada a gran profundidad bajo condiciones de elevada temperatura y presin pasa a encontrarse en la superficie, o cerca de ella, donde es inestable y evoluciona a poco que algn factor desencadene el proceso.Las rocas metamrficas abundan en zonas profundas de la corteza, por encima del zcalo magmtico. Tienden a distribuirse clasificadas en zonas, distintas por el grado de metamorfismo alcanzado, segn la influencia del factor implicado. Por ejemplo, cuando la causa es el calor liberado por una bolsa de magma, las rocas forman una aureola con zonas concntricas alrededor del plutn magmtico. Muchas rocas metamrficas muestran los efectos de presiones dirigidas, que hacen evolucionar los minerales a otros laminares, y toman un aspecto laminar. Ejemplos de rocas metamrficas, son las pizarras, los mrmoles o las cuarcitas.Nelson Propiedades fsicas de las rocas Resistividad de la formacin Resistividad del agua de formacin Permeabilidad Porosidad Temperatura de la formacin Saturacin del aguaResistividad de la formacionLas rocas de oponerse al paso de corriente elctrica inducida y es el inverso de la conductividad. Es adems un parmetro clave para determinar la saturacin de hidrocarburos. Depende de la sal disuelta en los fluidos presentes en los poros de las rocas. Proporciona evidencias del contenido de fluidos en las rocas. Si los poros de una formacin contienen agua salada presentar alta conductividad y por lo tanto la resistividad ser baja, pero si estn llenos de petrleo o gas presentar baja conductividad y por lo tanto la resistividad ser alta. Las rocas compactas poco porosas como las calizas masivas poseen resistividades altas.La resistencia que ofrece un material al flujo elctrico es directamente proporcional a la longitud del material e inversamente proporcional a su rea. Como se expresa a continuacin: R(resistencia)=Longuitud/ R(resistividad) Area.Despejando la resistividad se tiene:R=rA/L ohmio.m2/m.La unidad de restividad que se usa en los registros es ohmio-metro2/metro que puede abreviarse a ohmio-metro u ocasionalmente a ohmios.

Elementos resistivos

En la roca de los yacimientos los minerales sedimentarios que componen la matriz no conducen corrientes elctricas, y se llaman no conductores. De igual manera; el aceite y el gas son aislantes elctricos. Adems se dice que sus resistividades son infinitas. Por su lado el agua conducir su electricidad dependiendo de su salinidad. Esto implica que cualquier flujo de corriente a travs de una formacin toma lugar en el agua de formacin y no en los hidrocarburos o la roca de matriz.El agua de formacin con altas concentraciones de solidos disueltos por ejemplo; NaCl (cloruro de Sodio) conducir la electricidad mucho ms eficientemente que el agua dulce. Por lo tanto el agua salada tiene menor resistividad que el agua dulce. En la mayora de los casos el agua presente en una formacin a mayor profundidad es ms salina. Las zonas que contienen agua tienen menor resistividad que las zonas que contienen hidrocarburos.

Debido a que el aceite y el gas no conducen electricidad es imposible distinguirlos de la matriz de la roca con base a la resistividad. Esos fluidos sin embargo, llenan los espacios porosos de la formacin, dejando menos espacio para el agua conductiva de formacin.El efecto global de la presencia de hidrocarburos es un incremento de resistividad.En las rocas sedimentarias la parte solida est formada por minerales no conductores de electricidad tales como el cuarzo, silicatos, carbonatos entre otros.

La resistividad del agua de formacinEl conocimiento solido de esta; es factor bsico para la interpretacin de los registros elctricos. Las aguas superficiales por lo general son dulces y de resistividad comparativamente alta, a medida que se perfora a mayor profundidad, el agua que se encuentra en las formaciones se hace ms salada.Existen varios medios para determinar la resistividad del agua de formacin:* Medicin directa de la resistividad en una muestra representativa.* Anlisis qumico de la muestra en laboratorio determinando la concentracin inica. * Calculando la resistividad a partir de los registros (curva de SP, mtodo Rwa, entre otros).* Uso de archivos y bancos de aguas de formacin.

* La cantidad de agua presente: El agua contenida en los poros de los estratos puede variar considerablemente de acuerdo a la localizacin geogrfica, a la profundidad y a la edad geolgica.* Geometra estructural presente:Debido a que las formaciones productivas de los yacimientos se presentan en una cantidad ilimitada de formas y tamaos, as como una diferente orientacin. Los registros de resistividad miden la diferencia de potencial causada por el paso de la corriente elctrica a travs de las rocas. Consiste en enviar corrientes a la formacin a travs de unos electrodos y medir los potenciales en otros. Entonces la resistividad de la roca puede determinarse ya que esta resulta proporcional a la diferencia de potencial.PermeabilidadLa permeabilidad se define como la capacidad que tiene una roca de permitir el flujo de fluidos a travs de sus poros interconectados. Si los poros de la roca no se encuentran interconectados no puede existir permeabilidad. Un ingeniero hidrulico francs de nombre Henry Darcy fue el primero que realiz estudios relacionados con el flujo de fluidos a travs de medios porosos. En 1856 Darcy public su trabajo, en el cual se describan estudios experimentales de flujo de agua a travs de filtros de arena no consolidada, los cuales tenan como objetivo procesar los requerimientos diarios de agua potable del pueblo de Dijon (Francia).El equipo utilizado por Darcy (figura 2.1) consisti en un gran cilindro que contena un paquete de arena no consolidada de un metro de longitud, el cual estaba sostenido entre dos pantallas de gasa permeable. En cada extremo haba un manmetro conectado, los cuales medan la presin en la entrada y la salida del filtro cuando se dejaba fluir agua a travs del paquete de arena no consolidada. La ecuacin 2.1 expresa los resultados de los experimentos desarrollados por Darcy.

Figura 2.1. Aparato experimental de Darcy

Donde: v = Velocidad aparente de flujo (cm/seg). L = Longitud del empaque de arena (cm).h = Diferencia de los niveles manomtricos (cm).K = Constante de proporcionalidad (permeabilidad).La velocidad, v, de la ecuacin de Darcy es una velocidad aparente de flujo. La velocidad real de flujo se determina dividiendo la velocidad aparente entre la porosidad.La nica variante que Darcy introdujo en este experimento fue la de cambiar el tipo de empaque de arena, lo que originaba una variacin en la permeabilidad (K). Todos los experimentos fueron realizados con agua, los efectos de la densidad del fluido y su viscosidad sobre el flujo no fueron investigados por Darcy. Adicionalmente, el cilindro se mantuvo siempre en posicin vertical. Estudios posteriores realizados por otros investigadores, repitieron el experimento de Darcy en condiciones menos restrictivas.Una de las primeras modificaciones realizadas al experimento de Darcy fue orientar el paquete de arena a diferentes ngulos, como se muestra en la figura 2.2

Figura 2.2. Aparato experimental de Darcy modificadoSe encontr que independientemente de la orientacin del paquete de arena, la diferencia h era siempre la misma para una determinada tasa de flujo.La presin en cualquier punto en la trayectoria del flujo, que esta a una cierta altura Z, con relacin a un cierto plano de referencia o datum, puede ser expresada como:

La ecuacin 2.2 puede reescribirse como:.

Si se escribe la ecuacin 2.1 en forma diferencial se tiene:

Diferenciando la ecuacin 2.3 con respecto a L se tiene:

Sustituyendo la ecuacin 2.5 en la ecuacin 2.1 nos queda:

El trmino:

Corresponde a la energa potencial por unidad de masa, y se denomina Potencial de Fluido.El potencial de un fluido se expresa usualmente con el smbolo y se define como el trabajo requerido por un proceso, donde no hay friccin, para transportar una unidad de masa del fluido desde un estado de presin atmosfrica y elevacin cero, a un cierto punto de elevacin Z.El flujo de fluidos entre 2 puntos A y B, esta gobernado por la diferencia de potencial entre esos dos puntos, a saber:

Experimentos realizados con una variedad de lquidos diferentes indican que la Ley de Darcy puede ser generalizada como sigue:

Se ha determinado que la constante K solo depende de la naturaleza de la roca y se ha definido como permeabilidad. Esta es la llamada permeabilidad absoluta de la roca, siempre que el medio poroso este completamente saturado con un solo fluido, y en teora tendr el mismo valor independientemente de la naturaleza de ese fluido.La direccin de flujo se define como positiva en la direccin positiva de L, es decir si la distancia se toma positiva en la direccin de flujo, entonces el gradiente de potencial debe ser negativo en esa misma direccin, debido a que los fluidos se mueven desde niveles de alto potencial a niveles de bajo potencial, y entonces para que v sea positiva se tiene que:

Si se asume que el fluido en el yacimiento es incompresible (esto implica que la densidad del fluido es constante) se tiene:

La figura 2.3 muestra grficamente la relacin entre el ngulo de inclinacin del estrato y Z.

Figura 2.3. Relacin entre la orientacin del estrato y la alturaDe la figura 2.3 se tiene:

Si adems se asume la condicin de flujo estacionario o estado estable, en la cual la presin no depende del tiempo sino de la posicin, se tiene que:

Sustituyendo las ecuaciones 2.9, 2.10 y 2.11 en la ecuacin 2.8 se tiene:

Si la seccin transversal de flujo es constante, la ecuacin 2.12 puede integrarse entre 2 puntos cualesquiera para obtener:

Para flujo horizontal (Sen = 0) se puede obtener la ecuacin de Darcy en su forma ms simple:

Donde:q = Tasa de flujo. (cc/seg)K = Permeabilidad. (darcys)A = rea de la seccin transversal total (cm2) = Viscosidad del fluido. (centipoises) P/L = Gradiente de presin. (atm/cm)La ecuacin 2.14 puede ser expresada en unidades de campo: q en barriles por da, A en pie2 y P/L en lpc/pie, manteniendo K en darcys y en centipoises. La ecuacin queda de la siguiente forma:

Algunos autores emplean la unidad de permeabilidad denominada permio, definida por:Permio = 1.127 darcys

El propsito de esta definicin es eliminar la constante 1.127 de la ecuacin 2.15.Keila PorosidadLa porosidad es una medida de la capacidad de almacenamiento de fluidos que posee una roca y se define como la fraccin del volumen total de la roca que corresponde a espacios que pueden almacenar fluidos.

Como el volumen de espacios disponibles para almacenar fluidos no puede ser mayor que el volumen total de la roca, la porosidad es una fraccin y el mximo valor terico que puede alcanzar es 1 (asumiendo que no existiese matriz, lo que no es fsicamente posible). Muchas veces la porosidad es expresada como un porcentaje, esta cantidad resulta de multiplicar la ecuacin 1 por 100.Matemticamente se puede explicar el concepto de porosidad con el siguiente ejemplo. Supongamos que un medio poroso se encuentra compuesto por esferas de radio R del mismo tamao (estas esferas representan los granos o matriz de la roca), si las esferas se encontrasen dispuestas espacialmente de forma tal que los centros de cualquier grupo de esferas adyacentes corresponden a las cuatro esquinas de un cubo de lados iguales al dimetro de las esferas, como se puede ver en la figura 1, entonces el sistema total se encontrara formado por la repeticin del espacio dentro del cubo y la porosidad de este sistema podra ser calculada obteniendo el volumen total de esferas (Ec. 2) y el volumen total del cubo (Ec. 3).

Figura 1. Arreglo Cubico

Como el volumen poroso (espacio que puede almacenar fluidos) es igual al volumen total del cubo menos el volumen de las esferas tenemos:

Si se divide el volumen poroso por el volumen total del cubo, se obtendra el valor de la porosidad del sistema.

Este tipo de arreglo o disposicin de los granos se conoce como arreglo cbico y la porosidad de este arreglo es la mxima porosidad terica que se puede obtener (47.64%).La temperatura de la formacinEs una de las variables ms crticas en la mayora de las operaciones de Perforacin y Rehabilitacin de pozos, dependiendo de la profundidad vertical del hoyo. Por lo tanto es de suma importancia determinar el valor correcto de la temperatura de la Formacin.La siguiente frmula nos muestra la relacin existente entre la Temperatura de la formacin y la profundidad vertical del pozo_:Temperatura de Formacin = (Temperatura en Superficie Ambiente ) + (Gradiente de Temperatura x Profundidad Vertical del Pozo TVD)

Donde:Temperatura de Formacin esta dada en F (Fahrenheit) Temperatura ambiente tambin en F (Fahrenheit) Gradiente de Temperatura est en F/ft (Fahrenheit / pies) TVD en ft (pies)Saturacion de aguaLa fraccin del espacio poroso ocupado por el agua se denomina "saturacin de agua" Sw, la fraccin restante, contentiva de petrleo o gas, se denomina "saturacin de hidrocarburo" o Sh, como uno es el complemento del otro, entonces Sh = (1- Sw). El supuesto general es, que el yacimiento estuvo inicialmente repleto de agua y que a lo largo del tiempo geolgico, el petrleo o el gas formados en otro lugar, migraron hacia la formacin porosa, desplazando el agua de los espacios porosos de mayor tamao. Sin embargo, los hidrocarburos que migran nunca desplazan toda el agua intersticial. En efecto, hay una saturacin de agua irreducible o Swi, representada por el agua retenida por la tensin superficial sobre la superficie de los granos, en el contacto entre los granos y en los intersticios ms pequeos. Su valor vara entre 0.05 (5%) en las formaciones de granos muy gruesos, hasta 0.4 (40%) o ms, en las formaciones de granos muy finos con alta superficie especfica. El agua irreducible no fluir cuando la formacin se somete al proceso de produccin (agua e hidrocarburo) dentro de la roca, depende de la humectabilidad de la misma, de la direccin en que fue establecida (drenaje o imbibicin) y del tipo de porosidad, ya sea intergranular, cavernosa o ambas). Archie, concluy que la relacin entre Sw e I puede expresarse de la siguiente manera:Snw = 1 = Ro(I) RtSegn la definicin del factor de formacin Ro = FRw y F = a / m entonces:Snw = (FRw) = a(Rw)Rt mRtRina Saturacin de agua connataCuando hay agua connata hay ms recuperacin ya que las curvas de permeabilidades relativas se desvan hacia la regin de saturacin baja de petrleo. En otras palabras, sin agua connata, el agua fluye ms rpido.Invasion de fluidoEl proceso de invasin de la formacin slo ocurre cuando la formacin es permeable y est originado por la presin hidrosttica del lodo a ser mayor (en la profundidad de la capa permeable) que la de la formacin.Lo que se quiere es que durante la perforacin, para evitar el descontrol del pozo o 'blow-out', la presin Pm originada por la columna de lodo debe ser mayor que la presin P, de los fluidos en el espacio poral (o presin de yacimiento). Si la formacin es permeable, el fluido de perforacin entrar en la formacin dejando en la pared del pozo las partculas slidas que contiene, lo que genera una capa de revoque o 'mud-cake'. El lquido que filtra dentro de la formacin, denominado de filtrado o 'mud-filtrate', desplaza los fluidos originalmente contenidos en la roca, generando una zona lavada en las proximidades de la pared del pozo.Esquema de un pozo de petrleo indicando los parmetros fsicos obtenibles de los registros. Se observa la zona invadida por el lodo de perforacin y la zona no invadida Factor de FormacinEs la relacin entre la resistividad de un roca lmpia saturada 100% con un fluido (agua-Ro) y la resistividad del fluido saturante (agua-Rw). F= Ro Rw Esta relacin es importante en perfilaje de pozos ya que permite conocido el fator de formacin y la resistividad del agua, conocer la resistividad de la formacin totalmente saturada de agua de formacin En investigaciones experimentales, Archie encontr que dicho factor de formacin poda relacionarse con la porosidad a travs de la siguiente ecuacin: F= a f m Donde: a: Coeficiente de tortuosidad (0.81-1.0) m: factor de cementacin (1.3 Arenas sueltas y hasta 2.6 para calizas, dolomitas y arenas muy consolidadas)Proufndidad de invacion en el momento de la toma d registro Los factores que afectan la profundidad de invacion del filtrado en la formacin poroso son principalmente: Las caractersticas de filtracin de lodos La presin diferencial entre la columna del lodo y el fluido de yacimiento El rango de porosidad de la formacin La permeabilidad aunque en mejor gradoPerfil de invasinCerca de la pared del pozo casi toda el agua de la formacin y parte de los hidrocarburos han sido desplazados por el filtrado. La zona es conocida como zona levantada.Si el desplazamiento fue total, contendr un Sor, del orden 10 a 40%.Sor depender de la cantidad de aceite inicial y la movilidad del filtrado y los hidrocarburos.El agua desplaza aceite de mediana API con poca dificultad pero cuando el aceite es cuando el aceite es pesado o liviano es muy malo, el agua normalmente se canalizara. Al alejarse de la pared del pozo, el desplazamiento de los fluidos de la formacin por el filtrado del lodo es menos y menos, resultado en una saturacin completa de filtrado de lodo hasta la saturacin original de agua de la formacin. A esta zona se le conoce como zona invadida. La zona de transicin se presenta inicialmente muy cerca de la pared del pozo, pero de manera gradual y en funcin del tiempo se aleja de ella. La condicin de seudo equilibrio en el patrn de invasin solo se alcanza algunos das despus de la perforacin.