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UNIVERSIDAD AUTONOMA DE GUADALAJARA Evaluación de Formaciones Petroleras Dra. Ada Bolivia Compañ Cadena

Registros Acústicos Juan Miguel Clímaco Lázaro Diana Xiuhnelli Herrera Solís Salomón Rached Ferrer Fernando Reyes Gonzalez Diego Armando Vidal

Especialidad en “Productividad de Pozos”

18 Marzo 2015

Antecedentes Registros Acústicos

Clasificación de los Registros Acústicos 1. Registros con Cable

2. Registros Durante la Perforación

1.1 Sónicos 1.1.1 BHC 1.1.2 Compresional 1.1.3 SDT 1.1.4 LSS 1.1.5 DSI 1.1.6 Escáner 1.2 De Cementación 1.2.1 CBL 1.2.2 VDL 1.3 Imágenes 1.3.1 USIT 1.4 Sísmicos 1.4.1 VSP

Conclusiones 2.1 LWD 2.2 SWD

Referencias

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18 Marzo 2015

Durante la segunda guerra mundial surgieron los componentes necesarios para la adquisición de registros sónicos y en 1946 se utiliza por primera vez un registro sónico para localizar las conexiones de una tubería de revestimiento A principios de la década de los 50´s se empiezan a utilizar los registros sónicos para generar sismogramas sintéticos para su comparación con las secciones sísmicas en superficie En 1957 SLB introdujo la primera herramienta para la adquisición de registros de velocidad VLT por sus siglas en ingles para el mejoramiento de la interpretación sísmica En los años 60´s la respuesta de la herramienta VLT para evaluar la calidad de la cementación en los pozos petroleros y surge la herramienta BHC para interpretar las zonas vecinas al pozo En la década de los 80´s surge una nueva herramienta de velocidad sónica de forma de onda completa, que es capaz de registrar formas de onda digitales en un arreglo de receptores

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18 Marzo 2015

Consisten en el principio de un trasmisor que emite impulsos y un receptor que capta y registra los impulsos. Mide diferentes propiedades de las ondas generadas en función del tiempo que requiere la onda para atravesar un pie de la formación. La interpretación de registros es el proceso que utiliza mediciones obtenidas dentro del pozo para permitir evaluar las características de las formaciones en el subsuelo, con los siguientes objetivos principales: Identificar la presencia de yacimientos

Estimar el volumen de hc’s in-situ

Estimar el volumen de hc’s recuperable

Auxiliar en la identificación de ambientes de depósito

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18 Marzo 2015

Los tipos de registros acústicos que pueden obtenerse dentro del pozo, pueden agruparse en dos categorías: 2.

Registros durante la Perforación

1. Registros con cable

1.1 Sónicos • 1.1.1 BHC • 1.1.2 Compresional • 1.1.3 SDT • 1.1.4 LSS • 1.1.5 DSI • 1.1.6 Escáner

1.2 De Cementación • 1.2.1 CBL • 1.2.2 VDL

1.3 Imágenes • 1.3.1 USIT

1.4 Sísmicos

• 2.1LWD • 2.2 SWD

• 1.4.1 VSP

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18 Marzo 2015

Funcionamiento de la herramienta Un transmisor en la herramienta genera una onda que se propaga por el lodo, alcanza las paredes del pozo y continúa propagándose por ellas dividida por los dos pies que separan los receptores, determina el tiempo de tránsito Δt de la formación.

Escala de Medición  Mide tiempo de tránsito (Δt)  En μs/ft (microseg por pie)  Presentado en los carriles 2 y 3  Escala de 40 a 140, 50 a 250 μs/ft.

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18 Marzo 2015

•Porosidad principalmente en arenas ya que nos indica las zonas gasíferas y la litología (arenas y lutitas). •Detección de presiones anormales durante la perforación.

•El pozo debe estar lleno de fluido •Todas estas herramientas ven afectada su respuesta por la porosidad, los fluidos y la matriz de Ia formación. •Poca profundidad de investigación

•Calidad de la información es muy buena: calibración exacta; poco efecto del pozo; y definición vertical excelente. •Se puede usar este registro para predecir las presiones anormales. •Los tiempos de tránsitos sónicos integrados son útiles al interpretar registros sísmicos.

Áreas de Oportunidad

Aplicaciones

Ventajas

En Combinación con otros registros

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• La combinación con otros registros se usa para la evaluación de arenas limpias y arcillosas.

18 Marzo 2015

Funcionamiento

Este registro, se puede obtener en la misma sonda del BHC, utilizando en el procesado de los datos las ondas compresionales u ondas primarias.

Mide el tiempo de tránsito de una onda acústica en la formación, en μs/ft (microsegundo por pie), generalmente en escala de 40 a 140 μs/ft

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18 Marzo 2015

Ventajas

Áreas de oportunidad

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18 Marzo 2015

Funcionamiento de la herramienta Es un registro que captura la onda completa, el registro mediante la energía sónica que se emite desde el transmisor impacta la pared del pozo, esto a su vez origina una serie de ondas en la formación y en su superficie. Mediante el análisis del tren de ondas complejo, se proporciona la información concerniente a la disipación de la energía de sonido del medio.

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18 Marzo 2015

Aplicaciones

Calibración de datos sísmicos

Registros sónico de cemento

Combinación con otros registros: El SDT ha sido regularmente utilizado como parte del FMS/Sonic tool string durante el programa de perforación del océano de 1987 a 1999. S puede usar en modo lineal o en modo de profundidad derivado de la compensación del agujero (DDBHC)

Sismogramas sintéticos

Aplicaciones Características mecánicas de las rocas y estabilidad del pozo.

Determinación de porosidad primaria y secundaria Detección de zonas fracturadas

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18 Marzo 2015

VENTAJAS

AREAS DE OPORTUNIDAD

Digitalización del tren de ondas eliminándose la distorsión del cable.

Las profundidades de la investigación no puede ser fácilmente cuantificada, depende del espaciamiento de los detectores y d e las propiedades petrofísicas de las rocas

Se permite el análisis de todos los componentes de la onda de sonido.

Un problema común es el salto de ciclos en hoyos profundos y formaciones delicadas lo que causa una medición alta del dt

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18 Marzo 2015

2 transmisores acústicos espaciados por 2 pies c/u + 2 receptores acústicos de igual manera espaciados

Funciona a través del principio de compensación derivada

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18 Abril 2015

Mide 2 DT, el primero con la herramienta estacionada y el segundo con la herramienta en movimiento Estas variaciones en el DT son detectadas viajan a traves de los receptores y transmisores de la sonda, que reflejan las mediciones en una escala de ms/ft

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18 Abril 2015

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18 Abril 2015

Ventajas

Áreas de oportunidad

Digita el tren de ondas sonicas completo, lo cual permite tener una medicion mas precisa de la formacion

El pozo debe estar lleno de fluido para realizar la medicion

La profundidad de investigacion es de hasta 24 ft

La herramienta es suceptible al saltamiento ciclico debido a un cambio abrupto en los parametros de la formacion

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18 Abril 2015

Funcionamiento de la herramienta El registro sónico dipolar genera ondas flexurales lo que permite la caracterización de la anisotropía de la formación y la lentitud de las ondas de corte, tanto en formaciones lentas como en formaciones rápidas.

Modos de operación

Modo P y S

Modo dipolar Superior e inferior

Modo dipolar cruzado o (BCR)

Medir el tiempo de tránsito de las ondas

Medir tiempo de transito de cizallamiento.

Es utilizado para la evaluación de la anisotropía.

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Modo Stoneley Es utilizado para la detección y evaluación de fracturas naturales.

18 Abril 2015

Escala de Medición

Mide el tiempo de tránsito, y es representado por Δt, de una onda acústica en la formación, en μs/ft, generalmente presentado, en escala de 40 a 140 μs/ft

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18 Marzo 2015

Estabilidad del Pozo

Analisis de Analisis de Propiedades Propiedades Mecanicas Mecanicas

Análisis de la estabilidad de disparos y arenamiento

Diseño de fracturas hidráulicas

Aplicaciones Evaluacion Evaluacion de de Formaciones Formacion

Indicación cualitativa de permeabilidad

detección y evaluación de fracturas naturales

Detección de gas

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18 Marzo 2015

Combinación con otros registros La información del DSI combinado con otros datos petrofísicos, geológicos y de ingeniería de yacimiento es posible desarrollar una infinidad de aplicaciones que incluyen: • • • •

Diseño de disparos orientados Optimización de la distribución de pozos en un campo Detección de zonas fracturadas en hueco abierto o a través de tubería Determinación de la trayectoria más estable de perforación en pozos horizontales o de alto ángulo. • Estimación de módulos elásticos dinámicos • Interpretación geofísica

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18 Marzo 2015

VENTAJAS

AREAS DE OPORTUNIDAD

• Provee y analiza en forma efectiva, las ondas en todo tipo de formación. • Provee información sónica usada para estimar • El exceso de velocidad causa un porosidad. derrumbe del software (el registro se • Mediante el análisis de las ondas interrumpe). compresionales y de cizallamiento, se • Es necesario que el pozo este lleno de obtienen las propiedades mecánicas de la fluido. roca. • Mediante el análisis de la onda Stoneley se puede identificar fracturas abiertas. • Permite mejorar la técnica del AVO (amplitude variation with offset).

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18 Marzo 2015

Funcionamiento de la herramienta Mide velocidades de las ondas de corte en cualquier tipo de formación y determinar la frecuencia a utilizar en un determinado tipo de formación. Escala de Medición Se presentan en μs/ft (microseg por pie), generalmente en escala de 0 a 16 000 μs/ft.  

Aplicaciones Permite la evaluación de la cementación del pozo. Permite evaluar el pozo en agujero descubierto, en formaciones isótropas, anisótropas, homogéneas y heterogéneas.

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18 Abril 2015

En Combinación con otros registros El registro escáner se puede correlacionar con otros registros sónicos para determinar la litología en la zona, la presencia de fluidos dentro de la formación y para evaluar la calidad de la cementación.

VENTAJAS

AREAS DE OPORTUNIDAD

• Permite monitorear los efectos mecánicos de la producción sobre la formación productora. Muchas • En todos los registros sónicos: el formaciones experimentan pozo debe estar lleno de fluido para compactación, debilitamiento u que los receptores puedan detectar otros cambios con el tiempo, como la energía de sónico resultado del agotamiento de la presión o como consecuencia de la inyección de agua. • Permite obtener el comportamiento de diferentes tipos de onda y por lo tanto diferentes parámetros.

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18 Abril 2015

Funcionamiento de la herramienta

• El registro de cementación CBL es un registro continuo y hecho en pozos entubados, la amplitud de la primera señal sónica llega a través de la tubería de revestimiento. La amplitud de la primera señal puede variar dependiendo de las condiciones de la tubería de revestimiento y la cementación

Escala de Medición

•Las mediciones en el registro CBL se presentan en milivolts (mV) en escala de 0 a 50 o como atenuación de decibeles (db) •El incremento de la atenuación indica una mejor calidad de la adherencia entre el cemento y la pared externa de la tubería de revestimiento

Aplicaciones

• Para conocer la calidad del grado de adherencia del cemento tanto en la tubería como en la formación. • Permite observar el aislamiento de los intervalos que contienen agua

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18 Marzo 2015

Ventajas

En Combinación con otros registros El CBL en combinación con la curva del registro VDL ha sido por muchos años la forma principal de evaluar la calidad del cemento.

Áreas de Oportunidad

Detecta la presencia de cemento

En condiciones de presión y temperatura elevadas puede tener diferentes resultados.

Puede prevenir la producción o intrusión de fluidos no deseados dentro del pozo.

Es necesario mantener el equipo en el centro de la tubería (centralizado).

Puede determinar presencia de gas.

Se recomienda correr este registro después de las 24 horas.

Funciona en todos los tipos de fluidos y tolera corrosión.

Formaciones muy duras invalidan este registro.

Fácil de interpretar

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18 Marzo 2015

Funcionamiento

Este registro, usa únicamente un transmisor y dos detectores, se interpreta la amplitud de la tendencia total de ondas para definir la adherencia del cemento

Las mediciones en el registro VDL se presentan en milisegundos por pie en escala de 200 a 1200.

Especialidad en “Productividad de Pozos”

18 Marzo 2015

Especialidad en “Productividad de Pozos”

18 Marzo 2015

Utiliza un transmisor montado sobre un codo deslizable que emite pulsaciones ultrasonicas que rebotan y la herramienta mide la disturbacion de estas

La magnitud de la distorcion por efecto de deflexión es medida por la sonda

Esta perturbacion permite generar una imagen detallada de 30 mm de resolucion del intervalo registrado

Especialidad en “Productividad de Pozos”

18 Abril 2015

Este registro permite calcular el indice de adherencia del cemento entre la formacion y la tuberia de revestimiento Esta perturbacion permite generar una imagen detallada de 30 mm de resolucion del intervalo registrado

En General:

IA Gas < 0.3MRay IA Liquido 2.6 MRay

IA* Impedancia Acustica Especialidad en “Productividad de Pozos”

18 Abril 2015

Ventajas

Areas de oportunidad

Responde al acoplamiento y la diferencia en impedancia acústica entre el cemento y la tuberia de revestimiento

La sonda puede inducir un falso canal en las mediciones del registro

Capaz de detectar canales angostos en el cemento

Su precio es altamente superior a un registro CBL-VDL

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18 Abril 2015

Funcionamiento de la herramienta

Es un método sísmico de alta resolución similar a la técnica de perfil de velocidades pero en el cual la totalidad de la traza sísmica es almacenada de manera digital. Esto permite un análisis más detallado de diferentes ondas y provee información de la vecindad del hoyo en espacio y en tiempo.

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18 Marzo 2015

Escala: Microsegundos por cada pie.

Generación de imágenes de onda convertida Determinación de múltiples y reflexiones primarias en datos de superficie.

Identificación de zonas de perforación.

Aplicaciones

Resolución lateral y vertical en datos de profundidades

Excelente relación tiempoprofundidad

Identificación de fallas sísmicas

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18 Marzo 2015

Áreas de oportunidad

Combinación con otros registros: Se utiliza con el SWD

Ventajas

Funcionamiento de la herramienta La herramienta toma los datos en el fondo, estos datos son transmitidos por el lodo a través del MWD, los sensores convierten los pulsos en señales eléctricas que el equipo de superficie decodifica la información de los sensores. Escala de Medición Normalmente están establecidos en μs/ft.

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18 Marzo 2015

Aplicaciones

En Combinación con otros registros

Permite obtener datos de porosidad, densidad, resistividad, entre otros; dependiendo de las sondas utilizadas. Se obtienen los datos en tiempo real mientras se realiza la perforación del pozo.

Permite obtener diferentes parámetros de la formación cuando se combina con registros de resistividad, densidad neutrón, entre otros. Se puede utilizar con el registro sísmico durante la perforación.

Ventajas Disminución del tiempo de plataforma por viajes de acondicionamiento

Disminución del tiempo de plataforma por la toma de Registros Eléctricos Evaluación de Formaciones aún en pozos difíciles. Mediciones para optimizar el proceso de perforación

Áreas de Oportunidad Visualización de las modificaciones que sufre la formación por filtración de fluido de perforación. Los valores pueden ser afectados contaminación del lodo de perforación.

Especialidad en “Productividad de Pozos”

por

18 Marzo 2015

Funcionamiento de la herramienta Técnicas sísmicas realizadas mientras la sarta de perforación se encuentra dentro del pozo durante la perforación. La barrena actúa como fuente de energía sísmica en el fondo de pozo. Al penetrar las capas de la roca, la barrena triconica actúa como una fuente bipolar y envía la energía sísmica hacia la formación, estas ondas se propagan directamente o por reflexión hasta los receptores ubicados en superficie (piso de perforación).

.

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18 Marzo 2015

Conocer la litologia

Aplicaciones

Combinación con otros registros: La combinación con registros VSP se puede detectar las zonas sobre presionadas y otros riesgos de perforación.

Detectar las fallas

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18 Marzo 2015

VENTAJAS

AREAS DE OPORTUNIDAD

• Provee información de velocidad de alta calidad en tiempo real para asistir la toma • Solo se puede realizar el registro con decisiones. • Provee información de la relación tiempo- barrena triconica. • La ubicación precisa de los arreglos de profundidad en tiempo real. • Identificación de riesgo de perforación a la receptores se dificulta a medida que vez que se reducen las incertidumbres a aumenta la profundidad del agua y las corrientes oceánicas. medida que la barrena se acerca al objetivo • Selección más precisa de las profundidades • Atenuación de la señal debido a la fricción de los revestimientos y de extracción de que esta ejerce sobre las paredes del pozo, esta técnica no es confiable en pozos cuya núcleos. desviación es mayor a 65.

Especialidad en “Productividad de Pozos”

18 Marzo 2015

1. Los registros acústicos permiten determinar parámetros de que nos permiten tener un mayor conocimiento de la formación mediante la interpretación del comportamiento de las ondas.

2. Se puede evaluar el tipo de litología y la porosidad en rocas por medio del tiempo de tránsito, se pueden detectar fallas por medio de las ondas stoneley. 3. Por otro lado este tipo de registro son determinantes para la obtención de propiedades geomecánicas de la roca y de la mecánica del pozo, al igual que la cementación del pozo y el estado de la tubería de revestimiento. 4. Por último la parte más importante es definir la zona de interés y el potencial del pozo para así decidir que equipos de superficie tendremos para gestionar el aceite y el gas a producir.

Especialidad en “Productividad de Pozos”

18 Marzo 2015

1. Tesis “Desarrollo y Aplicaciones de los Registros Acústicos”. RUIZ MARTINEZ, Miguel A. 2012. UNAM 2. Manual “Interpretación y Evaluación de Registros Geofísicos En La Exploración Petrolera”. MARTINEZ VELAZQUEZ, Hector. 1997. 3. Manual “Interpretación de Registros a Agujero Descubierto”. Materia Transporte de Hidrocarburos.VIRO CONSULTORÍA LTDA. 1997. 4. “Principios/Aplicaciones

de

la

Interpretación

de

Registros”.

SCHLUMBERGER. Especialidad en “Productividad de Pozos”

18 Marzo 2015