El Ambiente de Perfilaje

EL ENCABEZADO

TEMPERATURA DE FORMACION Superficie, Ts Temperatura de Formación, Tfm (°C) Temperatura de Formación, Tfm (°F) Profundidad, Pfm (pies x 1000) Profundidad, Pfm (metros x 1000) GG = 100 (TF-Ts) / PF GG = gradiente geotérmico (ºF/100) TF = temperatura de fondo (ºF) Ts = temperatura de superficie (ºF) PF = profundidad final (ft) Tfm = Ts + GG (Pfm/100) Tfm = temperatura de formación (ºF) Pfm = profundidad de la formación (ft)

EL PROCESO DE INVASION Rm = resistividad del lodo Rmc = resistividad del revoque Rmf = resistividad del filtrado de lodo Rxo = resistividad zona lavada Rt = resistividad verdadera de la formación Rs = resistividad de la capa adyacente Rw = resistividad del agua de formación dh = diámetro del hoyo di = diámetro de invasión Sxo = saturación de agua de la zona lavada Sw = saturación de agua de la zona virgen

EFECTO DE LA INVASION EN LA RESISTIVIDAD Lodo en Base a Agua Zona con Fluido de Formación de Baja Resistividad Zona con Fluido de Formación de Alta Resistividad

IMPACTO DE LA INVASION EN LA RESISTIVIDAD Lodo en Base a Aceite Zona con Fluido de Formación de Baja Resistividad Zona con Fluido de Formación de Alta Resistividad

RELACION ENTRE INVASION Y CALIDAD DE ROCA Alta K: menor profundidad de invasión Baja K: mayor profundidad de invasión

CALCULO DE RESISTIVIDAD DEL AGUA DE FORMACIÓN, Rw A partir de análisis físico-químico del agua A partir del SP A partir de la ecuación de Archie para una arena 100% saturada de agua (Rt = Ro)

Control de Calidad de Perfiles

CONTROL OPERACIONAL DURANTE LA ADQUISICIÓN Revisión Calibración Determinar que las calibraciones estén dentro de las tolerancias admisibles Revisión Valores Standard Garantizar que las herramientas reproduzcan valores conocidos Caliper en Casing Sónico en Casing (57 mseg/pie) Secciones Repetidas Comparación Valores Tipo Verificar que los valores de las curvas del pozo coinciden con los valores tipo del área (generalmente se comparan histogramas de frecuencia generados en arcillas)

CONSIDERACIONES ADICIONALES SOBRE CONTROL DE CALIDAD Chequear velocidad del perfilaje Observar rotación de la herramienta Revisar configuración del conjunto de herramientas Identificar / corregir respuestas anómalas Utilizar la curva de tensión para identificar zonas donde la herramienta se encuentra “pegada” Asegurarse que toda la información requerida en el encabezado sea debidamente completada

VELOCIDAD RECOMENDADA DE PERFILAJE

VERIFICACION DE SECCION REPETIDA

DESFASE DE PROFUNDIDAD: ERROR Y CORRECCION

CORRECCIONES AMBIENTALES Las mediciones de los perfiles tienen errores que pueden ser ocasionales o sistemáticos. Si el error sistemático proviene de un efecto reconocido, el mismo puede ser cuantificado. Si el efecto es significativo sobre la exactitud de la medida, se pueden aplicar correcciones para compensarlo: Hoyo (derrumbe, revoque) Centralización de las herramienta Temperatura / Presión Capas adyacentes / Espesor de capas Invasión Ruidos / Saltos de ciclo Buzamiento

NORMALIZACIÓN Proceso de ajustar las curvas de los perfiles de manera que tengan la misma respuesta en una roca con la misma proporción de minerales, porosidad, contenido de arcilla, etc. Cualquier curva puede considerarse como la suma de la señal, ruido aleatorio y ruido sistemático. Normalización es el proceso de eliminar el ruido sistemático

CAUSAS DE ERRORES Falta de calibración de las herramientas Errores de escalamiento de los perfiles Evolución de herramientas Problemas al aplicar correcciones ambientales Cambios no documentados del ambiente de perfilaje Fallas de funcionamiento de las herramientas

FRECUENCIA DE NECESIDAD DE NORMALIZACION Perfil SP Rayos Gamma Sónico Compensado Sónico No Compensado Densidad Neutrón Compensado Inducción Frecuencia 100% 90% 2% 10-30% 25% 20% < 2%

IDENTIFICACION DE RESPUESTAS ANOMALAS Pozo A Pozo B Es Posible Tanta Diferencia de Arcillosidad a lo Largo de Toda la columna?

EJEMPLO DE NORMALIZACION Histograma Densidad de Arcillas Originales Normalizados

RESULTADO DE NORMALIZACION Pozo B: Original Pozo B: Normalizado

CONSIDERACIONES SOBRE NORMALIZACION Establecer un patrón litológico local o regional consistente Cambios litológicos a lo largo del área Anomalías estratigráficas locales Herramientas utilizadas en diferentes zonas del área Seleccionar pozo clave: más completo y representativo, tener todas las litologías presentes en al área, atravesar toda la columna, tener buenas condiciones ambientales, etc. Seleccionar zona(s) de referencia para realizar la normalización Realizar la normalización sólo si estamos seguros de mejorar la calidad de la data Realizar la normalización a la data cruda, no a data corregida

Uso básico de los perfiles

SP RAYOS GAMMA DENSIDAD NEUTRÓN SÓNICO RESISTIVIDADES ARCILLOSIDAD ESPESORES LITOLOGÍAS SATURACIÓN (JUNTO CON POROSIDAD) POROSIDAD LITOLOGÍA

Potencial Espontáneo Rayos Gamma Caliper

EL PERFIL DEL SP Mide la diferencia de potencial entre un electrodo LINEA BASE DE LUTITA DE ARENA LIMPIA Mide la diferencia de potencial entre un electrodo colocado fijo en superficie y otro móvil en el pozo Usos del SP Selección de zonas permeables Estimación de Rw Estimación de arcillosidad

CALCULO DE Rw A PARTIR DEL SP SSP= - (61+0.133*Tfm)*log(Rmfe/Rwe) SSP = Potencial Espontáneo Estático (mV) Tfm = temperatura de formación (ºF) Rmfe = resistividad equivalente del filtrado de lodo (ohm-m) si Rmf @ 75ºF > 0.1 ohm-m, Rmfe = 0.85*Rmf @ Tfm, si Rmf @ 75ºF < 0.1 ohm-m, usar Gráfico SP-2 Rwe = resistividad equivalente de la formación (ohm-m) Conversión de Resistividad con Temperatura (°F): R2 = R1 (T1 + 6.77) / (T2 + 6.77)

CALCULO DE Rw A PARTIR DEL SP Rw o Rmf (ohm-m) Rweq o Rmfeq (ohm-m) SP-2

CALCULO DE Rw A PARTIR DE ANALISIS FISICO-QUIMICO DE AGUA DE FORMACION

EL PERFIL DE RAYOS GAMMA ARENISCA ARCILLOSA CARBON CENIZA VOLCANICA ARENISCA MUY ARCILLOSA ARENISCA LIMPIA LUTITA DOLOMITA CALIZA LIMPIA YESO ANHIDRITA SAL Mide radioactividad natural de la formación (U,Th,K) Profundidad de Investigación: +/- 6 pulgadas Resolución vertical: +/- 3 pies Velocidad de perfilaje: Optima: 30 pies / minuto Correlación: 60 pies / minuto

ESPECTROSCOPIA DE GR NATURALES Estima porcentajes relativos de U, Th, K Curvas de Respuesta de Potasio, Torio y Uranio

USOS DEL GR ESPECTRAL Determinación de Tipo de Arcilla Identificación de Topes Formacionales

EL CALIBRE Mide el diámetro del hoyo Condición del hoyo Tamaño de mecha 8 ” 3 / 8 6 CALI ( pulg ) 16 0 GR ( GAPI ) 150 Derrumbe Revoque 4 pies 5” 7 pies 8.25” 4.25 “ Con Microresistivo Con Acústico Mide el diámetro del hoyo Condición del hoyo Cálculo de volumen de cemento Presencia de revoque es buen indicador de permeabilidad

Los perfiles de resistividad

ALGUNOS PERFILES DE RESISTIVIDAD LODO FRESCO Rm > 2 Rw o Rt < 200 SALADO Rmf < 2 > 2000 ZONA LAVADA SOMERO MEDIO PROFUNDO AÑOS NEMONICO COMENTARIOS 1-6 PULG. 0.5-1.5 PIES 1.5-3 PIES 3 + PIES 16" NORM. 64" NORM. 18´ LATER. < 1955 ES, EL OBSOLETO MICROLOG 16" NORM. 1955-80 IES, IEL OBSOLETO MINILOG INDUCCION CONTACTO ENFOCADO 1970-85 ISF PASANDO ESFERICO LL-8 1965- DIL-LL8 VIGENTE PROXIMIDAD INDUCCION INDUCCION DIFL-DISG MEDIO( ILm ) PROF.( Ild ENFOCADO 1975- DIL-SFL VIGENTE ESFERICO DISF MICRO- LATER.-7 1955-80 LL7 OBSOLETO LATEROLOG LATER.-3 LL3 MICRO- DLL-MLL VIGENTE LATEROLOG LATEROLOG LATEROLOG SOMERO( LLs LLd 1972- DLL-MSFL VIGENTE MICRO-ENF.

CURVAS NORMALES Y LATERALES Normal: corta (16”) / larga (64”) Radio de Investigación: aproximadamente dos veces el espaciamiento entre electrodos Lateral: 18’ 8” Radio de Investigación: aproximadamente igual al

PERFIL DE INDUCCION No requiere de un lodo conductor Lodo fresco o en base a aceite Usar cuando Rmf / Rw > 3 Usar cuando Rt < 150 ohm-m Lee conductividad de la formación, derivándose de ella la resistividad Resolución vertical: aproximadamente 4 pies Profundidad de investigación depende del factor geométrico

PROFUNDIDAD DE INVESTIGACION Y EFECTOS DE HOYO SEÑAL DEL HOYO=FG/Rm SEÑAL DEL HOYO (mS/m) DIAMETRO DEL HOYO ( pulgadas) DIAMETRO DEL HOYO ( mm) FACTOR GEOMETRICO FG FACTOR GEOMETRICO DEL HOYO DIAMETRO DEL HOYO (pulgadas)

HERRAMIENTA SFL SFL: Resolución vertical: +/- 1 pie Correcciones por efecto de capa no son necesarias Efectos de hoyo generalmente despreciables

PRESENTACION DIL / SFL

Rt Y di A PARTIR DE DIL Y SFL RSFL / RID RIM / RID Rint-2c Rxo / Rm = 100

EFECTO DE INVASION EN EL PERFIL INDUCCION DOBLE NO INVASION INVASION PROFUNDA INVASION MODERADA POCA INVASION

INDUCCION PHASOR 0.2 RESISTIVIDAD (OHM-m) 2000 ILD RT

LATEROPERFILES BASICOS Y DOBLE LATEROPERFIL LLS/LLD: Leen resistividad de la formación Resolución vertical: 24” Penetración profunda debido al arreglo de electrodos (28 pies) Independencia de la resistividad de las capas adyacentes

HERRAMIENTA MSFL MSFL: Lee resistividad de la zona lavada, Rxo Resolución vertical: +/- 6” Correcciones significativas por revoque > 3/8”

PROFUNDIDADES DE INVESTIGACION 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0 8 20 40 60 80 Factor Pseudo-geométrico J(di) Diámetro, di ( pulg .) MSFL LLs LL3 y LL7 LLd

PRESENTACION DEL DLL/MSFL Y CALCULO DE Rt RLLD / RLLS Rt / Rxo RLLD / Rxo Rt / RLLD Rint-9B

USO DEL PERFIL DE INDUCCION VS. LATEROLOG

MICROLOG Micronormal de 2”: resistividad de volumen pequeño de formación inmediatamente adyacente al pozo Microinversa de 1” x 1”: resistividad del revoque Indicador cualitativo de permeabilidad

PERFILES AIT / ARI: AIT: ARI: Principio similar al Inducción 28 mediciones 5 curvas de resistividad (10”,20”,30”,60”,90”) ARI: Principio similar al Laterolog 12 mediciones de resistividad

Los perfiles de Densidad y Neutrónico

PERFIL FDC/GR FDC: Indicador de porosidad total Resolución vertical: 3 pies (1800 pies / hora) Profundidad de investigación: 4” (90% de la señal)

fd = ( rma - rb ) / (rma - rf ) POROSIDAD A PARTIR DE r b fd = ( rma - rb ) / (rma - rf ) fd = porosidad del densidad (%) rma = densidad de la matriz (g/cm3) rb = densidad de la formación (g/cm3) rf = densidad del fluido (g/cm3) f , porosity (p.u.) rb , bulk density (g/cm3)

HERRAMIENTA NEUTRONICA FUNDAMENTOS DE LA HERRAMIENTA NEUTRONICA ALTA CONC. DE HIDROG. ALTA Ø BAJA RATA DE CUENTAS BAJA CONC. BAJA Ø ALTA RATA DE DETECTOR FUENTE FASE DE MODERACION DE NEUTRONES RAPIDOS FASE DE DIFUSION TERMALES HERRAMIENTA NEUTRONICA DE DETECTOR SIMPLE EN EL AMBIENTE DEL POZO Ø J Neutrón incidente dispersado rechazado COLISION NEUTRON / NUCLEO

RESPUESTA DE LA HERRAMIENTA CNL LA HERRAMIENTA CNL Y SU RESPUESTA HERRAMIENTA CNL RESPUESTA DE LA HERRAMIENTA CNL CNL: Indicador de porosidad total Mide la cantidad de hidrógeno presente en la formación (índice de hidrógeno) Resolución vertical 3 pies (1800 pies/hora) Hoyo Formación POROSIDAD (%) RELACION: (CPScercano / CPSlejano) AGUA FRESCA Detector lejano Detector cercano Fuente Otra herramienta

EQUIVALENCIA DE POROSIDAD NEUTRONICA ARENISCA DOLOMITA CALIZA

FDC/CNL/GR Y PROFUNDIDAD DE INVESTIGACION

Ø Y LITOLOGIA A PARTIR DEL FDC/CNL

0 GR (GAPI) 200 45 NPHI ( % ) CALIZA -15 EFECTO DE GAS EN EL FDC/CNL 6 CALI (pulg.) 16 45 DPHI ( % ) CALIZA -15 0 GR (GAPI) 200 45 NPHI ( % ) CALIZA -15 Ød Efecto de cruce de curvas DPHI: alta porosidad (baja densidad) NPHI: baja porosidad (bajo índice de hidrógeno) 1900 D Øn

El Perfil Sónico

Señal de los receptores Camino de la onda reflejada LA HERRAMIENTA SONICA TRlejano TR cercano Señal del Transmisor Tiempo = 40 m seg Señal de los receptores Compresional Cizalla y Rayleigh Lodo Stoneley Nivel de detección t E2 E4 R lejano R cercano Cuerpo de La Sonda Camino de la onda reflejada T Pared del hoyo Mide la velocidad del sonido en las formaciones penetradas por el pozo Herramienta centralizada: mayor señal / ruido Resolución vertical BHC: 2 pies Profundidad de investigación BHC: 1-2” para formaciones homogéneas, aumenta un poco para formaciones no homogéneas Tiempo de tránsito en revestimiento: 57 mseg/pie Indicador de porosidad primaria

PRINCIPIOS DE MEDICION DEL SONICO COMPENSADO (BHC) T1 R1 R2 T2 + T12 - T11 T21 - T22 Medidas desde Transmisor # 1 Medidas desde Transmisor # 2 Salida de Receptor # 1 Receptor # 2 X T 11 T 12 T 22 T 21 D T = 1 / 2 { ( T12 - T11 ) + ( T21 - T22 ) } / X

PRESENTACION DEL BHC

Medición errónea de tiempos de tránsito muy largos RUIDO Y SALTOS DE CICLO Medición errónea de tiempos de tránsito muy cortos Ruido Medición errónea de tiempos de tránsito muy largos Saltos de Ciclo

POROSIDAD A PARTIR DEL TIEMPO DE TRANSITO Dt = Ø x Dt f + (1-Ø) x Dtma Øs = (Dt - Dtma) / (Dt f - Dtma) Øs = porosidad (%) Dtma = tiempo de tránsito de la matriz (m/pie) Dt = tiempo de tránsito de la formación (m/pie) Dt f = tiempo de tránsito del fluido (m/pie)

fs = 0.63 * [1 - (Dtma / Dt)] POROSIDAD RAYMER-HUNT-GARDNER Dolomita Caliza Arena 30 50 70 90 110 130 D t ( m seg / pie) 50 40 30 20 10 Ø (%) fs = 0.63 * [1 - (Dtma / Dt)]

EFECTO DE GAS EN EL BHC Incremento en Dt Efecto mínimo en formaciones 9 8 7 6 5 4 3 Velocidad (pie/seg) x 1000 0 0.5 1.0 Sw Arena de gas Arena de petróleo 2.000 pies 6.000 pies 10.000 pies 0 20 45 15 -15 240 140 40 Øn Ød SP RES POR Dt Incremento en Dt Efecto mínimo en formaciones de baja porosidad Efecto de hasta 40% en formaciones de alta porosidad

SONICO DE ESPACIAMIENTO LARGO Separación entre transmisor y receptor: 8-10 pies Pozos derrumbados Formación alterada por presencia de arcillas hidratadas o hinchadas (porosidad mayor, menor velocidad)

Ø Y LITOLOGIA A PARTIR DEL SONICO / CNL

PERFILES DE BUZAMIENTO Ejemplos de interpretación estructural de patrones de colores del perfil de buzamiento

a) c) b) Interpretaciones de patrones de buzamiento: a ) monoclinal b) pliegue asimétrico c) pliegue volcado b) c)

a) b) c) Interpretación de patrones de buzamiento de fallas y discordancia: a) falla normal b) falla inversa c) discordancia b) c)

Contraste de resistividades PERFILES DE IMÁGENES RESISTIVAS Contraste de resistividades Nódulo orientado Estratificación Cruzada

PERFILES DE IMÁGENES RESISTIVAS Imagen Tridimensional Fracturas Abiertas

PERFIL DE IMAGEN ACUSTICA Ovalización del Hoyo

PROBADOR DE FORMACIONES Representación gráfica de un ensayo del probador de formaciones.

PROBADOR DE FORMACIONES Identificación de contactos de los fluidos presentes Diferentes gradientes que corresponden a yacimientos independientes.

PROBADOR DE FORMACIONES Diferentes formas de ensamblar la herramienta

Evaluación de formaciones limpias

Swn = a*Rw / fem * Rt ECUACION DE ARCHIE fe = porosidad efectiva (%) Sw = saturación de agua (%) n = exponente de saturación a = constante empírica (tortuosidad) Rw = resistividad del agua de formación (ohm-m) fe = porosidad efectiva (%) m = factor de cementación Rt = resistividad verdadera de la formación (ohm-m)

METODOS DE INTERPRETACION RAPIDA Resistividad Aparente del Agua de Formación, Rwa Resistividad de la Formación 100% Saturada de Agua / Resistividad Verdadera de la Formación, Ro / Rt Resistividad Verdadera de la Formación / Resistividad de la Zona Lavada, Rt / Rxo Condiciones: Rw constante Formación limpia y homogénea Zona de agua Invasión moderada

METODO DE Rwa Swn = a*Rw / fem * Rt = F*Rw / Rt (1) F = a / fem (2) Si Sw = 100% F*Rw / Rt = 1 Rw = Ro / F = Rt / F = Rwa Si Sw < 100%, el valor de Rwa = Rwamin entonces Swn = a*Rwa / fem * Rt = F*Rwamin / F*Rwa Swn = Rwamin / Rwa

METODO DE Ro / Rt Swn = a*Rw / fem * Rt Rt = a*Rw / fem * Swn (1) Si Sw = 100%: Rt = Ro a / fem = Ro / Rw (2) F = Rt / Rw Re-escribiendo la ecuación (1) : (Rt*Swn) / Rw = a / fem (Rt*Swn) / Rw = Ro / Rw Swn = Ro / Rt

METODO DE Rt / Rxo Sw=[(Rxo/Rt) / (Rmf/Rw)]5/9 Zona virgen: Swn = (a*Rw / fm*Rt) = F*Rw / Rt Si Sw = 100% F = Rt / Rw Si Sw < 100% F = Swn * Rt / Rw (1) Zona lavada: Sxon = (a*Rmf / fm*Rxo) = F*Rmf / Rxo Si Sw = 100% F = Rxo / Rmf Si Sw < 100% F = Sxon * Rxo / Rmf (2) igualando (1) y (2) Swn * Rt / Rw = Sxon * Rxo / Rmf asumiendo n = 2 y Sxo = Sw0.2 : Sw=[(Rxo/Rt) / (Rmf/Rw)]5/9

EL GRAFICO DE HINGLE f = (a*Rw / Sw2)0.5 * (1/Sw)0.5 Rt (1/Rt)1/2 Ro f

log Rt = -m log f + log ( a *Rw ) - n log Sw EL GRAFICO DE PICKETT log Rt = -m log f + log ( a *Rw ) - n log Sw

formaciones arcillosas Evaluación de formaciones arcillosas

EFECTO DE LA ARCILLA EN LA CONDUCTIVIDAD Arena Limpia Arena Arcillosa Arena Muy Arcillosa

FORMAS DE DISTRIBUCION DE ARCILLAS Arena Limpia Arcilla Dispersa Estructural Laminar

TIPOS Y DISTRIBUCION DE ARCILLA DISPERSA Reducción menor de f y K Reducción significativa de f Reducción drástica de K Reducción menor de f Reducción significativa de K Ilita Pore-bridging Clorita Pore-lining Caolinita Pore-filling

Indice de Arcillosidad, IGR Vsh A PARTIR DEL GR IGR = (GR - GRsd) / (GRsh - GRsd) 0 GR ( GAPI ) 150 GRcl GR GRsh Volumen de Arcilla, Vsh Indice de Arcillosidad, IGR

Vsh A PARTIR DEL D/N (fn - fd) (Vsh)D/N = (fnsh - fdsh) fe fD fDsh

fe = [(fdc2 + fnc2) / 2] fdc = fd - fdsh * Vsh fnc = fn - fdsh * Vsh DETERMINACION DE PHIE 1/2 fe = [(fdc2 + fnc2) / 2] fdc = fd - fdsh * Vsh fnc = fn - fdsh * Vsh Vsh = arcillosidad

ALGUNOS MODELOS DE ARENAS ARCILLOSAS Arcilla Laminada Arcilla Dispersa (Simandoux) Arcilla Dispersa (Waxman-Smits)

MODELO DE WAXMAN-SMITS Sw: Saturación de agua de la zona virgen, fracción. Rt: Resistividad verdadera en la zona virgen, ohm-m. Rw: Resistividad del agua de formación, ohm-m. f: Porosidad, fracción. m: Factor de cementación corregido por arcilla, adim n: Exponente de saturación corregido por arcillosidad, adim A: Constante de Archie, adim Qv: Capacidad de intercambio catiónico en la zona virgen, meq/cc B: Conductancia equivalente de la zona (calculada en base a la temperatura y Rw), adim. Se obtiene a partir de la siguiente ecuación: T: Temperatura de la formación Rw: Resistividad del agua de formación, ohm-m