medición de la invasión de lodo en coronas, mediante trazadores. impacto sobre la evaluación de...
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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 medidasen el laboratorio sobre testigos de corona,sujetos a la invasion o filtrado de lodo.
En la presentación se procura:
1. Explicar la técnica.2. Discutir criterios de corrección de saturaciones3. Evaluar impacto sobre evaluación de reservas
Descripción de la técnicaEsquema
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
PozoLa inoculación del Agua Tritiada debe realizarse al menos 24 hs previo a la toma de coronas paralograr uniformar su concentración (al circular enel circuito)
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 circulan200 m3 de lodo, utilizaremos 200 mCi de agua tritiada. Esta es unapequeña actividad que no reviste ningún riesgo radiológico.
Descripción de la técnicaInoculación del lodo con Agua Tritiada
1. 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 técnicaMuestreo y análisis del lodo
Una vez que tenemos el lodo marcado…..
m3c1 m6c1 m9c1 m3c2 m6c2 m9c2 m3c3 m6c3 m9c3
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000B
q/L
muestra - corona
Descripción de la técnicaLínea base de Tritio (concentración en el lodo)
Aquí se aprecia el perfil de Tritio en untramo de una perforación donde seextrajeron 3 coronas (registro propio deensayo en pozo de la cuenca Neuquina).
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:
lodoTritio
testigoTritio
C
CInvasion
Descripción de la técnicaAnálisis de testigos extraídos de las coronas
ResultadosPerfil de invasión en la zona productiva
6 32 634 636 63 8 640 642 644 64 6 648 650 652 6 54 656 658
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100In
vasi
ón
(%)
Depth (m)
Finalmente registrando la invasión de cadatestigo en función de su profundidad, se obtiene el “perfil de invasión”.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000
5
10
15
20
25
30
35
40
can
tida
dd
de
test
igo
s
% de invasión
Sobre 187 testigostomados de pozos:PP-9CoHS-6CoHS-15ECN-125ECN-24
ResultadosEvaluación del comportamiento del lodo de perforación en un yacimiento nuevo
Aquí se aprecia una estadística de “invasiones”computando testigos de 5 pozos perforados en lamisma zona productiva de un mismo yacimiento.
P-9Hs-6Hs-15 Cn-125Cn-24
Corrección de saturaciones de aguaFundamentos
La ultima parte del estudio procura corregir las saturaciones deagua medidas en el laboratorio a partir de los perfiles de invasion.
Las saturaciones de agua en el laboratorio, se obtienen generalmenteempleando un aparato de Dean Stark (SwDS).
Deberán ser corregidas mediante:
)1(. InvasionSwSw DScorregida
11750
11800
11850
11900
11950
12000
12050
12100
12150
12200
12250
00.20.40.60.81
DS Sw Tracer-Corrected SwCorrección de saturaciones de aguaResultados
Las saturaciones medidas empleando un equipode Dean Stark y luego corregidas por invasionde lodo, pueden graficarse conjuntamente a finde apreciar sus discrepancias.
1500 1501 1502 1503 1504 1505 1506 1507 1508 15090.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
Sw
Profundidad (m)
Sw (Dean Stark) Sw (corregida)
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 aguaPrecauciones
roca
pozo
roca
pozo
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. ….
Entonces, la invasión pudo haber desplazado tanto agua de formación como petróleo. Una situación típica en concordancia con lassaturaciones anteriores, podría ser:
Corrección de saturaciones de aguaPrecauciones
La composición de fluidos posterior a la invasión se esquematiza aquí. Esta es la situación que encontramos en el laboratorio.
Corrección de saturaciones de aguaPrecauciones
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.
Corrección de saturaciones de aguaPrecauciones
Aplicación en laCuenca Neuquina
SwDS
Swcomputada
La Swcomputada se obtuvoa partir de las relacionesde Archie, empleándose valores de “a”, “m” y “n”medidos en el laboratoriosobre testigos del mismopozo.
t
wm
nw R
RaS
Aplicación en laCuenca Neuquina
El ajuste entre la Swcomputada
y la Swcorregida es excelenteen la zona de petróleo.
Hay diferencias importantesen la zona de agua...
Esto es consecuencia de queel agua filtrada ha desplazadosolo agua de formación.
Por lo tanto no deben corregirselas saturaciones de agua por debajodel contacto agua-petróleo!!!
SwDS
Swcomputada
Swcorregida1
Aplicación en laCuenca Neuquina
La aplicación del criteriode “corrección selectiva”por zonas, nos condujo a un excelente ajuste final y consecuente validacióndel modelo petrofísico.
SwDS
Swcomputada
Swcorregida2
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:
1. Influencia en el calculo de POIS (Petróleo Original In Situ):
2. 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 puntos finales de las curvas de permeabilidad relativa Petróleo-Agua. La técnica presentada permite ajustar la Saturación de agua connata y la Saturación de petróleo residual.
o
wroca
B
SVPOIS
)1(
%RFPOISReservas
En relación al POIS se haobservado un aumento delorden del 15% (vía reducción de la Sw)
En relación a las curvas depermeabilidad relativa el impacto aún está en evaluación
Conclusiones
1. 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
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:
t
wm
nw R
RaS
Corrección de saturaciones de agua obtenidas por perfilaje eléctrico
215.2
62.0
t
ww R
RS
Las saturaciones de agua calculadas a partir de:
215.2
62.0
t
ww R
RS
requieren:
1. 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 :
1. 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 saturaciones de agua obtenidas por perfilaje eléctrico
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.
Muestra Invasion
(%)
Salinidad
(ppm)
Rw
(ohm.m)
Directa
Laboratorio
Corregida Directa
Laboratorio
Corregida
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