Drilling for Oil and Gas

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					Medición de la Invasión de Lodo en Coronas,
          mediante Trazadores.
 Impacto sobre la Evaluación de Reservas.


             Carlos Somaruga
          Grupo de Medios Porosos

      Facultad de Ingeniería, UNComahue.
              Neuquén, Argentina
Objetivo

El objetivo esencial de esta técnica es el de
corregir las saturaciones de fluidos medidas
en el laboratorio sobre testigos de corona,
sujetos a la invasion o filtrado de lodo.
En la presentación se procura:

•   Explicar la técnica.
•   Discutir criterios de corrección de saturaciones
•   Evaluar impacto sobre evaluación de reservas
Descripción de la técnica
Esquema
                  El primer paso es el marcado del lodo de perforación.
                  Tratándose de lodos de base acuosa se emplea Agua Tritiada (HTO)

  Agua Tritiada




                                                   Bomba

             Pileta de lodo

    La inoculación del Agua Tritiada debe realizarse
    al menos 24 hs previo a la toma de coronas para
                                                                   Pozo
    lograr uniformar su concentración (al circular en
    el circuito)
Descripción de la técnica
Inoculación del lodo con Agua Tritiada

                                      Una actividad adecuada para marcar
                                      un lodo consiste en inocular 10 mCi de
                                      agua tritiada cada 10 m3 de lodo.




 De esta manera, si durante la extracción de las coronas se circulan
 200 m3 de lodo, utilizaremos 200 mCi de agua tritiada. Esta es una
 pequeña actividad que no reviste ningún riesgo radiológico.
Descripción de la técnica
Muestreo y análisis del lodo

 Una vez que tenemos el lodo marcado…..
 •    Durante la toma de coronas, muestreamos el lodo en la boca del pozo.
      Es suficiente llenar envases (potes) de unos 200 cm3 de capacidad.

      Es usual tomar una muestra por cada metro de corona que se extrae.
      Esto significa la toma de 10 muestras por corona.

      Si se extraen varias coronas, deberá repetirse el procedimiento de muestreo
      para cada corona.

 2.   Medimos el contenido de Tritio en las muestras de lodo. Para ello se requiere
      extraer el agua. Esto puede hacerse fácilmente por evaporación suave y
      condensación del vapor en viales de 20 cm3.

      De esta manera se logra “perfilar” la concentración de Tritio en toda la
      columna de lodo donde se extraen las coronas.
Descripción de la técnica
Línea base de Tritio (concentración en el lodo)




                                        Aquí se aprecia el perfil de Tritio en un
                                        tramo de una perforación donde se
                                        extrajeron 3 coronas (registro propio de
                                        ensayo en pozo de la cuenca Neuquina).
Descripción de la técnica
Análisis de testigos extraídos de las coronas


  Luego de su extracción, las coronas deben ser enviadas al laboratorio,
  adecuadamente selladas y preservadas.

  Uno de las tareas en el laboratorio es la medición del contenido de los fluidos
  presentes en distintas muestras de cada corona (testigos).

  A continuación debe medirse la concentración de Tritio en el agua extraída de
  cada testigo.

  Luego, la fracción de invasión se determina calculando el cociente:
Resultados
Perfil de invasión en la zona productiva
                                       Finalmente registrando la invasión de cada
                                       testigo en función de su profundidad, se
                                       obtiene el “perfil de invasión”.
Resultados
Evaluación del comportamiento del lodo de perforación en un yacimiento nuevo

                                       Aquí se aprecia una estadística de “invasiones”
                                       computando testigos de 5 pozos perforados en la
                                       misma zona productiva de un mismo yacimiento.



                                                 P-9
                                                 Hs-6
                                                 Hs-15
                                                 Cn-125
                                                 Cn-24
Corrección de saturaciones de agua
Fundamentos


 La ultima parte del estudio procura corregir las saturaciones de
 agua medidas en el laboratorio a partir de los perfiles de invasion.

 Las saturaciones de agua en el laboratorio, se obtienen generalmente
 empleando un aparato de Dean Stark (SwDS).

 Deberán ser corregidas mediante:
Corrección de saturaciones de agua
Resultados
           Las saturaciones medidas empleando un equipo
           de Dean Stark y luego corregidas por invasion
           de lodo, pueden graficarse conjuntamente a fin
           de apreciar sus discrepancias.
Corrección de saturaciones de agua
Precauciones
Consideremos un testigo tomado a cierta profundidad, que hubiere dado en el
laboratorio una composición de fluidos (Dean Stark):

Petróleo…………………………………                          50 %
Agua    …………….............…………..               50 %

Si dicho testigo presenta una invasion del 60 %, la composición de fluidos podría
corregirse para dar:

Petróleo.......................……………….         50 %
Agua de formación..………………….                    20 %
Agua filtrada desde el lodo…………..              30 %

Pero aquí estamos considerando que el lodo o su filtrado han desplazado
solamente al agua de formación !!!.............mientras el flujo seguramente es
bifásico.

                  Y gobernado por las permeabilidades relativas!!!
Corrección de saturaciones de agua
Precauciones
                                     Entonces, la invasión pudo haber desplazado
                                     tanto agua de formación como petróleo.
                                     Una situación típica en concordancia con las
                                     saturaciones anteriores, podría ser:




 Originalmente la roca contenía un 70% de petróleo y 30 % de agua de formación.
 Como consecuencia de la invasión, 30 mL de agua del lodo filtraron hacia el
 interior de la roca. Y a partir de ello, 20 mL de petróleo y 10 mL de agua de
 formación pudieron ser desplazados hacia el interior del reservorio. ….
Corrección de saturaciones de agua
Precauciones

    La composición de fluidos posterior a la invasión se esquematiza aquí.
    Esta es la situación que encontramos en el laboratorio.
Corrección de saturaciones de agua
Precauciones

 Mientras que el filtrado de lodo puede desplazar tanto agua como petróleo,
 resulta esencial definir un criterio para decidir cual es la saturación que debe
 corregirse. En principio resulta razonable basarlo en las siguientes tres premisas:


 •   si el testigo fue tomado en la zona de agua, se considerará que el filtrado ha
     desplazado solamente agua de formación.

 •   si el testigo fue tomado en la zona de petróleo (encima del contacto) se
     considerará que el filtrado ha desplazado mayormente petróleo.

 •   si el testigo fue tomado en la zona de transición se considerará el desplazamiento
     parcial de cada fase de acuerdo a las curvas de permeabilidad relativa obtenidas
     en el laboratorio sobre la misma roca.
Aplicación en la
Cuenca Neuquina

       SwDS

Swcomputada
La Swcomputada se obtuvo
a partir de las relaciones
de Archie, empleándose
valores de “a”, “m” y “n”
medidos en el laboratorio
sobre testigos del mismo
pozo.
Aplicación en la
Cuenca Neuquina

       SwDS

Swcomputada
El ajuste entre la Swcomputada
Swcorregida1
y la Swcorregida es excelente
en la zona de petróleo.

Hay diferencias importantes
en la zona de agua...

Esto es consecuencia de que
el agua filtrada ha desplazado
solo agua de formación.

Por lo tanto no deben corregirse
las saturaciones de agua por debajo
del contacto agua-petróleo!!!
Aplicación en la
Cuenca Neuquina

       SwDS

Swcomputada
La aplicación del criterio
Swcorregida2
de “corrección selectiva”
por zonas, nos condujo a
un excelente ajuste final
y consecuente validación
del modelo petrofísico.
Impacto de las correcciones sobre las reservas
    La aplicación de este método tiene un impacto directo en las reservas.
    Es consecuencia de dos factores que intervienen en el cálculo de las mismas:




•   Influencia en el calculo de POIS (Petróleo Original In Situ):
                                                                    En relación al POIS se ha
                                                                    observado un aumento del
                                                                    orden del 15%
                                                                    (vía reducción de la Sw)
•   Ajuste de los puntos finales de las curvas de permeabilidad relativa:

         En cualquiera de los métodos que se utilice para estimar el factor de recuperación
         final por inyección de agua (analíticos o simulación), los parámetros mas
         influyentes en la recuperación final (y consecuentemente en las reservas) son los
                                                            En relación a las La técnica
         puntos finales de las curvas de permeabilidad relativa Petróleo-Agua. curvas de
         presentada permite ajustar la Saturación de agua connata y la Saturación de
                                                            permeabilidad relativa el
         petróleo residual.
                                                            impacto aún está en evaluación
Conclusiones

•    La marcación de lodos de base acuosa con Agua Tritiada a demostrado
     ser una herramienta efectiva para evaluar la invasión y/o filtración.

2.   La técnica es sumamente sencilla y confiable en cuanto a sus resultados.

3.   Las actividades de Tritio utilizadas son pequeñas, sin riesgo radiológico
     en la operación y prácticamente nulas consecuencias ambientales.

4.   A partir de los resultados derivados de estos ensayos se genera información
     sumamente precisa para la corrección de las saturaciones iniciales de fluidos.

5.   Las correcciones derivadas en las saturaciones tienen consecuencias de
     importancia en cuanto a la evaluación de reservas y valuación económica del
     yacimiento.

6.   Complementariamente vale mencionar que también pueden efectuarse correcciones
     de salinidades (y por ende, resistividades), lo cual podría ser de importancia en
     perforaciones en reservorios complejos, que presenten mezcla de aguas
     (multicapas) o con secundarias avanzadas.
            ANEXO 1

Corrección de saturaciones de agua
  obtenidas por perfilaje eléctrico
Corrección de saturaciones de agua obtenidas por perfilaje eléctrico

 La saturación de agua puede obtenerse de la resistividad verdadera de la roca (Rt),
 empleando la ecuación de Archie:




 Un valor n=2 es una buena aproximación para la generalidad de rocas (water wet).

 Mayor variabilidad se observa en los parámetros a y m.
 Para arenas suele considerarse a=0.62 y m=2.15 (formula de Humble), con lo cual:
Corrección de saturaciones de agua obtenidas por perfilaje eléctrico
Las saturaciones de agua calculadas a partir de:


requieren:

•     medir la resistividad verdadera (Rt) con una herramienta de radio de exploración profundo
      (mas allá de la zona lavada).

2.    Contar con valores de porosidad confiables (requisito satisfecho en pozos coroneados y
      porosidades medidas en el laboratorio).

3.    Contar con valores realistas de la resistividad del agua de formación (Rw).

Nuevamente se obtienen ventajas al marcar el lodo, como consecuencia de :
•     La optimización se basa en reproducir valores de Sw que fueron corregidos por la invasion
      de lodo.
2.    La resistividad del agua de formación (medida en el laboratorio) también puede ser
      corregida por la invasion en situaciones que lo requieran (reservorios con mezcla de aguas)

     En síntesis, solo deberían optimizarse los parámetros “a”, “m” y “n”.
Corrección de resistividad del agua de formación (Rw)
Comentarios
 • Ya señalamos que la resistividad del agua de formación (Rw) constituye un parámetro
    esencial para la evaluación de la saturación de agua mediante perfilaje eléctrico.
 • Eventualmente la determinación de Rw puede ser crítica debido a que el agua de
   formación “intacta” no siempre es fácilmente disponible.
 • Y cuando se cuenta con ella, son frecuentes las dudas respecto a su verdadero origen,
    dilución con agua condensada (o de otros horizontes), contaminación con fluidos de
    estimulación, terminación, etc.
 • En la tabla inferior se presentan resultados de correcciones realizadas reportadas en el
    yacimiento White Rose DA.
                                       Salinidad                             Rw
                                        (ppm)                              (ohm.m)
    Muestra       Invasion
                                 Directa      Corregida        Directa               Corregida
                    (%)
                               Laboratorio                   Laboratorio

      208           7.50         36000             28118        0.171                 0.218

      233           7.54         36972             29118        0.167                 0.212

      248           7.80         35500             27225        0.173                 0.224

				
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