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MAESTRÍA EN PETROFÍSICA E INTERPRETACIÓN DE REGISTROS ELÉCTRICOS Módulo VII Caracterización y Modelado Petrofísico Avanzados

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Docente: MSc. Jean Rangel Correo: [email protected] Cel.: 58-416-6762720 http://campus.inegas.edu.bo 1

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Temario – Clase II. Unidad 4. Litología y Tipos de Rocas (Rock Typing) (Workflow)

Unidad 5. Unidades de Flujo

Unidad 6. Gráficos de Winland y Pittman.

Unidad 7. Conversión de curvas de Pc a Ri. www.inegas.edu.bo www.inegas.edu.bo

U.4.- Tipos de Rocas. Litología y Tipos de Rocas • La identificación de las propiedades de las rocas, depende en su mayor parte de la respuesta medidas por las herramientas de registros. • Para asegurarnos que las propiedades petrofísicas como porosidad, permeabilidad, volumen de arcilla, saturación de agua, etc. Son calculadas de manera certera, se debe calcular la composición mineralógica del yacimiento y entender su relación con las propiedades. • Las propiedades físicas y químicas dependen de la roca y del fluido contenida en ella, por lo tanto la identificación de los diferentes tipos de litologías es de vital importancia. El termino litología implica composición o tipos de rocas como por ejemplo areniscas o calizas. Y ellas en sí engloban una gran cantidad de información sobre el yacimiento como por ejemplo: • Su historia biogenética y depositacional. • Estructura poral • Mineralogía. 3

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U.4.- Tipos de Rocas. Litología y tipos de Rocas El termino litología es utilizado como una identificación amplia de una capa de roca, y utiliza nombres familiares como: • • • • • • • • • • •

Arenas o Areniscas Calizas Dolomitas Limolitas Carbón Lutitas Diatomitas Halitas Yeso Anhidrita Etc.

El termino tipo de roca (Rock Type) es una descripción más detallada y aplicada a propiedades de yacimientos, esta refleja la agrupación natural de sistemas de poros que produce propiedades reconocibles utilizadas para identificar: 4

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U.4.- Tipos de Rocas. Litología y tipos de Rocas Tipos de Rocas (Rock type): • • • • •

Propiedades de los fluidos Volúmenes de roca Saturaciones de fluidos. Capacidad de Flujo Capacidad de Almacenamiento

La litología se enfoca en granos y composición, mientras que el tipo de roca en el sistema de poros

Existen términos similares como petrofacies y electrofacies.

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U.4.- Tipos de Rocas. Litología y tipos de Rocas Tipos de mediciones: 1) Directas 2) Indirectas

1) 2) 3) 4) 5)

Afloramientos Ripios Núcleos (Núcleos completos, Secciones Finas, etc) Interpretación de Registros Pruebas de pozos * (Presión – Producción)

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U.4.- Tipos de Rocas. Tipos de Rocas (Rock Type) Definición: La integración de las características geológicas en conjunto con los grupos petrofísicos, conoce como rock typing. Unidades de rocas depositadas bajo condiciones similares, las cuales han experimentado procesos diageneticos similares, resultan en una relación única de porosidad y permeabilidad, y del perfil de presión capilar y de saturación de agua para una altura dada sobre el nivel de agua libre en un yacimiento. (Archie 1950)

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U.4.- Tipos de Rocas. Tipos de Rocas (Rock Type) Definición: El Rock Typing lo podemos ubicar dentro de los grupos petrofísicos: los cuales son unidades de rocas con similares propiedades petrofísicas y propiedades de yacimientos (porosidad, permeabilidad, FZI, Pc, Distribución del radio de Garganta poral, NMR T2, Winland R35, Pittman, Lucia, Leverett K/phi, etc)

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U.4.- Tipos de Rocas. Tipos de Rocas (Rock Type) Relación con la geologia: Si hablamos de caracterización geológica su objetivo principal es predecir las variaciones espaciales de las propiedades geológicas y petrofísicas del yacimiento (cualquier propiedad que pueda ser medida en términos de números reales) Entre los principales datos de entrada tenemos: datos de pozos, fallas y fracturas, contactos de fluidos, topes de horizontes y propiedades como (grupos petrofísicos, volumen de arcilla, porosidad, permeabilidad, N/G and SHFs)

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U.4.- Tipos de Rocas. Unidades Cronoestratigrafica VS Grupos Petrofísicos: Generalmente no ha relación entre UC y GP, debido a que las UC son típicamente anisotrópicas, complejas espacialmente e internamente heterogéneas, como resultado de los cambios en litologías, tamaños de grano, selección y textura.

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U.4.- Tipos de Rocas. Unidades lito-estratigrafica VS Grupos Petrofísicos: Generalmente no ha relación entre UL y GP, aunque puede se puede presentar, las UL pueden llegar a ser heterogéneas debido principalmente a cambios de grano y selección.

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U.4.- Tipos de Rocas. Carbonatos??????: Los procesos diagenéticos hacen muy complejas las relaciones entre propiedades geológicas y grupos petrofísicos.

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U.4.- Tipos de Rocas.

Objetivos de Rock Typing: El principal objetivo del rock typing es generar un marco para la distribución de propiedades 3D, que represente tanto las propiedades observadas a escala de pozos y que permita predecir las propiedades del yacimiento en los pozos que no tienen datos de núcleos y entre ellos, tomando en cuenta las características geológicas y sus propiedades como porosidad, permeabilidad, Pc, Kr, SwAFWL, etc.

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U.4.- Tipos de Rocas. Flujo de Trabajo Rock Typing: 1.- Selección de pozos clave ( Key Wells) 2.- Identificación de los tipos de roca en los pozos clave 3.- Predicción de los tipos de roca en los pozos clave y en el resto de pozos sin núcleos 4.- Modelado del tipo de roca ( Modelo 3D)

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U.4.- Tipos de Rocas. Flujo de Trabajo Rock Typing: 1.- Selección de pozos clave ( Key Wells)

Deben ser seleccionados del grupo de pozos con el máximo numero de datos (preferiblemente: núcleos, registros convencionales y especiales, pruebas de presión y producción), adicionalmente deben cubrir el yacimiento lateralmente y verticalmente.

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U.4.- Tipos de Rocas. Flujo de Trabajo Rock Typing: 2.- Identificación de los tipos de rocas en los pozos clave

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U.4.- Tipos de Rocas. Flujo de Trabajo Rock Typing: 2.- Identificación de los tipos de rocas en los pozos claves: La identificación de los tipos de rocas debe ser hecha integrando toda la información disponible, facies geológicas, RCA y SCAL

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U.4.- Tipos de Rocas. Flujo de Trabajo Rock Typing: 2.- Identificación de los tipos de rocas en los pozos clave Cada tipo de rocas debe cumplir los siguiente requisitos: - Deben presentar un comportamiento único dentro del yacimiento - Deben predecibles en zonas y pozos sin núcleos - Cada tipo de roca debe ser mapeable y correlacionable con el resto de pozos

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U.4.- Tipos de Rocas. Flujo de Trabajo Rock Typing: 2.- Identificación de los tipos de rocas en los pozos claves: Control de calidad:

Datos de núcleos, registros, sísmica, etc diferentes escalas:

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U.4.- Tipos de Rocas. Flujo de Trabajo Rock Typing: 3.- Predicción del tipo de roca en secciones con/sin núcleos del pozo control y en pozos sin núcleos.

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U.4.- Tipos de Rocas. Flujo de Trabajo Rock Typing: 3.- Predicción del tipo de roca en secciones con/sin núcleos del pozo control y en pozos sin núcleos. Las relaciones entre los tipos de rocas y la data común entre pozos (registros), se debe identificar para cada tipo de roca y ser utilizada para extrapolar los tipos de rocas de acuerdo con algoritmos de solución al problema inverso, por ejemplo y entre otros algoritmos. (Redes Neurales, lógica difusa entre otras)

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U.4.- Tipos de Rocas. Flujo de Trabajo Rock Typing: 4.- Rock Type Modeling. (Modelado 3D)

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U.4.- Tipos de Rocas. Flujo de Trabajo Rock Typing: 4.- Rock Type Modeling. (Modelado 3D), ¿por que es la parte más importante? • Yacimiento Arab D, espesor promedio 100 mts. • Volumen 250000x35000x100 = 875000000000 m3 • Mas de 3400 pozos perforados en el campo Ghawar • Volumen de yacimiento perforado por cada pozo 3,65 m3 • Volumen del yacimiento perforado por los 3400 pozos es 12441 m3. • Relacion del yacimiento cortado por la perforación es Menos de 0.00000014 %

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U.5.- Unidades de Flujo. Unidades de Flujo Es una intervalo estratigráficamente continuo, con condiciones de sedimentación similar, que conserva el mismo marco geológico y las mismas características de tipos de rocas.

Rock/ Pore Type Unidades representativas del yacimiento con condiciones similares de depositación, resultando en una relación única de Por-Perm, Pc, Sw para una HAFWL

Winland Plot Grafico semilog de permeabilidad (mD) Vs. Porosity (%), con líneas de igual tamaño de garganta poral (R35)

R35 radios Corresponde al radio de garganta poral (micrones), encontrados a una saturación de 35% de Hg, en un análisis de inyección de Hg, puede ser calculado directamente por la ecuación de Winland 24

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U.6.- Gráficos de Winland y Pittman Calidad de Roca???

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U.6.- Gráficos de Winland y Pittman Calidad de Roca???

Los contornos Ka/Φ representan constantes que divide el grafico en áreas de tipos de poros similares. Puntos dentro de una relación constante tienen similar calidad de flujo a lo largo de su rango de Ka/Φ. 26

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U.6.- Gráficos de Winland y Pittman Calidad de Roca??? H. D Winland de Amoco utilizó curvas de inyección de mercurio para desarrollar una relación empírica entre Φ, Ka y radio de garganta poral (r) El probo 312 muestras diferentes humectadas al agua. Los datos incluían 82 muestras (56 areniscas y 26 carbonatos) con baja permeabilida corregida por gas slippage y 240 muestras sin corregir. Winland encontró que el sistema de porosidad efectiva que domina el flujo a través de la roca corresponde a una saturación de 35 % de Hg, ese sistema poral posee una garganta poral llamada r35 igual o mas pequeña que las gargantas porales atravesadas cuando una roca es saturada con 35 % de la fase no mojante, luego que el 35 % del sistema poroso es llenado con la fase no mojante, el restante sistema poral no contribuye al flujo, sino al almacenamiento. Pittman especulo: “Quizás Winland encontró que la mejor correlación es r35 porque es allí cuando el promedio modal de la apertura ocurre y donde la red poral desarrolla el punto que sirve como sistema de poro efectivo que domina el flujo” 27

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U.6.- Gráficos de Winland y Pittman Calidad de Roca???

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U.7.- Conversion de Pc a Ri

¿Que es Presión Capilar? Es la fuerza de Resistencia a la migración del hidrocarburo, es una función de la tensión interfacial (γ), de la humectabilidad (Θ) y del radio de garganta poral (r). La presión Capilar aumenta con la disminución del tamaño de garganta poral, con el incremento de la tensión interfacial y del ángulo de contacto (mayor humectabilidad al petróleo) y se expresa:

La presión Capilar asume que el fenómeno ocurre dentro de un tubo con sección transversal circular. En la realidad los poro solo se aproximan a esto, si son intergranular o intercristalinos.

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U.7.- Conversion de Pc a Ri Procedimiento:

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U.7.- Conversion de Pc a Ri Procedimiento:

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U.7.- Conversion de Pc a Ri Procedimiento:

La curva de Presión Capilar puede ser convertida a perfil de radio de garganta poral.

La curva de Presión Capilar para una Sw dada, puede ser convertida a una aproximación de altura sobre el nivel de agua libre (HAFWL), dentro de un yacimiento. De la curva de Pc a una determinada Sw, se lee la Pc y se multiplica por un factor que convierte la Pc a Presión de Flotación (Pb), si no se conoce el factor de flotación se utiliza 0,4 para gas y 0,7 para petróleo.

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U.7.- Conversion de Pc a Ri Procedimiento: Estimar Ri

Sw 33

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U.7.- Conversion de Pc a Ri Procedimiento: Estimar HAFWL

H= 0,4 X Pc (Gas) H= 0,7 X Pc (Oil)

Sw 34

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U.7.- Conversion de Pc a Ri Ejemplo: Utilizando la curva de Pc dada, estimar: Pc, tipo de roca y ri, H para yacimiento de gas y de petróleo, cuando la Sw = 40 %

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U.7.- Conversion de Pc a Ri Ejemplo: Utilizando la curva de Pc dada, estimar: Pc, tipo de roca y ri, H para yacimiento de gas y de petróleo, cuando la Sw = 40 % Pc = 50 psi H = 0,4X50 =20 pies (gas) H = 0,7X50 =35 pies (petróleo) Tipo de Roca = Macro porosa ri= 2,5 micrones

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MAESTRÍA EN PETROFÍSICA E INTERPRETACIÓN DE REGISTROS ELÉCTRICOS Módulo VII Caracterización y Modelado Petrofísico Avanzados

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