INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

I

P

N

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIAY ARQUITECTURA UNIDAD TICOMÁN – CIENCIAS DE LA TIERRA

PROYECTOTERMINAL

“EVALUACIÓNDEFORMACIONESUSANDOREGISTROS

GEOFÍSICOSDEPOZOYSOFTWARECOMERCIAL:

UNCASOPRÁCTICO”

PARA OBTENER EL TITULO DE

:

PRESENTA

:

EDGAR GIOVANNI MORENO GALLEGOS

ASESOR:

DR. ENRIQUE COCONI MORALES

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INDICE

1.1 Introducción a los registros geofísicos de pozo……...……….………. 1.2 Generalidades de las principales herramientas de RGP……… 1.2.1 Registro de potencial espontáneo SP……… 1.2.2 Registro de resistividad o de conductividad eléctrica……… 1.2.3 Registro sónico……… 1.2.4 Registro de rayos gamma………. 1.2.5 Registro de neutrón………. 1.2.6 Registro de densidad……….. CAPÍTULO II ‘SOFTWARE DE EVALUACIÓN DE REGISTROS GEOFÍSICOS DE POZOS’

2.1 Descripción general del software PowerLog©………. 2.2 Herramientas de los menús de PowerLog©……….. 2.2.1 Menú File……… 2.2.2 Menú Import……… 2.2.3 Menú Export……… 2.2.4 Menú View……… 2.2.5 Menú Edit……….. 2.2.6 Menú Compute………... 2.2.7 Menú Interp………... 2.2.8 Menú Reports………... 2.2.9 Menú Tools……… 2.2.10 Menú Window………. 2.2.11 Menú Help……….. CAPÍTULO III ‘SECUENCIA DE PROCESO PARA LA EVALUACIÓN DE FORMACIONES

CON DATOS DE REGISTROS GEOFÍSICOS DE POZOS’

3.1 Introducción……….….. 3.2 Secuencia general del proceso de evaluación de formaciones………... 3.2.1 Carga y presentación de los datos en PowerLog©……….

3.2.1.1 Creación de proyecto y carga de pozos………. 3.2.1.2 Presentación de los datos de RGP……… 3.2.2 Cálculo de parámetros a partir de los datos de pozos………

3.2.2.1 Cálculo de temperatura……….. 3.2.2.2 Cálculo de volumen de arcilla………... 3.2.3 Determinación de la litología dominante por medio de crossplots……… 3.2.4 Cálculo de porosidad……….. 3.2.5 Cálculo de exponente de cementación ‘m’ y resistividad del agua ´Rw’……….. 3.2.6 Cálculo de la saturación de agua Sw……….. 3.2.7 Determinación de la litología……… 3 4 5 6 10 11 11 12 13 14 16 17 19 19 20 20 20 21 21 21 22 22 23 23 23 24 24 25 25 26 28 29 29 30 32 34 36 37

2 CAPÍTULO IV ‘APLICACIÓN A DATOS DE REGISTROS GEOFÍSICOS DE POZOS REALES’

4.1. Introducción………..… 4.2. Casos Reales……….. 4.2.1 Pozo 3 (caso completo)……… 4.2.2 Pozo 1 (caso sin registro sónico)……… Conclusiones……… Recomendaciones……… ANEXO Pozo 2……… Pozo 4……… Pozo 5……… Pozo 6……… Pozo 7……….. Pozo 8……….. Pozo 9……….. Pozo 10………... Pozo 11……… Pozo 12……… Pozo 13………... Pozo 14………... Pozo 15……….. Bibliografía………. 43 43 44 55 63 65 66 76 86 97 110 122 133 146 161 172 183 196 209 224

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AGRADECIMIENTOS.

Esta sección la he encontrado en muchos trabajos casi ‘de cajón’ sin embargo, más que nunca es esto un agradecimiento inmenso para todos aquellos que me apoyaron en el largo camino que he seguido para finalmente llegar al momento de redactar esto, ellos son muchos, espero no olvidar a nadie, si lo hago mil perdones saben cuan despistado soy.

Primeramente (y como siempre será) gracias a las personas que me han dado todo desde la vida hasta regaños para corregirme, ellos son mis papas que siempre han estado allí para alentarme a ser un tipo mejor en todos los ámbitos de la vida, con su amor, con su ejemplo, su simple presencia, etc. así que a ellos el agradecimiento es total y eterno.

A mis hermanos Omar y Ulises que desde pequeños son mis mejores amigos y no los cambiaría por nada, y a dos personitas que llegaron a mi vida y que también aprecio en demasía mi comaye Viri y Alex mi ahijado, a todos ellos gracias por su compañía y cariño que día a día alentó a este que escribe.

Agradecimiento para todos los profesores que contribuyeron a la realización del presente proyecto terminal, primordialmente al profesor Enrique Morales Coconi, quien además de proporcionar el tema del proyecto, tuvo la paciencia necesaria para guiarme en el desarrollo del mismo. Así mismo agradezco a todos los profesores que tuvieron que ver en mi formación profesional en esta gran institución a la que evidentemente también debo agradecer, el IPN, y particularmente a mi escuela, la ESIA.

Otro apartado quiero dedicarlo a mis compañeros de grupo, con los que pase momentos muy gratos y que nunca olvidare y que por supuesto han contribuido en que hoy sea quien soy, así que, a Jessy, Clau, Narce, Mary, Sam, Otho, Uriel, Edgar y sobretodo a mi mejor amigo el buen Fer. Y no quiero olvidar a mis amigos de siempre que también me permitió conocer esta aventura llamada geofísica, Skipi, Chiapas, Lapiz, Ana, Adán y Denis, se les quiere a todos.

Finalmente (lejos de ser por menor grado de importancia), a la persona es quien de todos los mencionados, es la ultima en aparecer en mi vida, pero su presencia ha cambiado la misma, pues me ha permitido amarla y a la vez sentirme amado, mi novia, Miry, gracias amor mío.

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RESUMEN

Este proyecto terminal desarrollo una secuencia de proceso para evaluar formaciones a partir de datos de RGP utilizando el software PowerLog©. La secuencia fue aplicada a datos de 15 registros de pozos, entregando finalmente volúmenes de cuatro diferentes minerales en la roca, además de las zonas de interés encontradas.

Por principio se analizo la información contenida en los archivos de pozo, definiendo los intervalos que poseían las curvas de registros necesarias para aplicar la secuencia de evaluación. Se tuvieron dos clases de pozos una con características ideales de información y otra carente de registro sónico, de cualquier manera ambos fueron desarrollados.

La secuencia de proceso para la evaluación de formaciones incluyó la aplicación de diversos módulos de PowerLog©, útiles en el cálculo de parámetros básicos como: volumen de arcilla, temperatura de pozo, resistividad del lodo filtrado, resistividad del agua y exponente de cementación, ambos últimos obtenidos a partir de la gráfica de Pickett, etc. Muchos de estos parámetros son necesarios para la posterior determinación de los porcentajes de saturación de agua y de hidrocarburos en la formación, con la opción de Basic Log Functions.

En lo que respecta a la determinación de litologías, una de las principales herramientas de este proceso, fueron las crossplots. Estas gráficas se realizaron a partir de la información de tres curvas de registros: la de neutrón, la de densidad y la de sónico. En ellas se graficaron los valores del volumen de arcilla, y apoyándose en rectas que caracterizan a ciertos minerales, se definió la matriz de la roca. Para realizar la determinación litológica porcentual de los tres principales minerales, caliza, dolomita y arena, se utilizo el módulo llamado Multimin

Complex Lithology, que generó también el valor de la porosidad efectiva en la formación.

Luego de obtener los cálculos generados por la aplicación del Software en los datos de RGP, se procedió al análisis de los resultados, explicando por que se obtuvieron ciertas respuesta en las curvas de los registros y en los resultados entregados por el software, así mismo se definieron zonas de interés a partir de la información obtenida, basándose en los valores de ciertos parámetros definidos, que son: la saturación de hidrocarburos, la porosidad, la permeabilidad y el contenido de arcilla de la formación.

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ABSTRACT

On this terminal project a process sequence was developed to evaluate formations based on well logging data and commercial software PowerLog©. This sequence was applied to fifteen well logging archives, to make formation evaluation inside borehole, and finally defining interesting zones.

Firstly, all the information contained on the well archives was analyzed, to define the interval of every well that presents all the well logging curves required to apply the methodology developed. It is important to mention that there were two kind of well logging archive on this project, those which include sonic logging and those which not. Both cases were processed according to the defined sequence.

The processing sequence to evaluate formations includes the application of different modules of PowerLog© useful on the calculation of fundamental parameters, such as shale volume, borehole temperature, mud filtrated resistivity, water resistivity and cementation exponent (two last obtained using Pickett plot), etc. Most of these parameters are necessary to determinate how the percentages of water saturation and hydrocarbon saturation are, using the option of Basic Log Functions.

To make determination of lithology, one of the main tools of the software were the crossplots; those plots employ mainly three well logging curves, being: sonic, density, neutron and in our case also include shale volume. Then using the three lines that characterize main minerals, it was possible to find the matrix of rock, and in addition we could compute each percentages of the three main rocks (dolomite, sandstones and limestone), by using Multimin

Complex Lithology module, that in consequence also generate the value of effective porosity.

Once completed all the processing sequence in PowerLog© to well logging data, next step was make the analysis of results, explaining and correlating the curves behavior with the calculated values of fluids saturation and mineral composition of the rock, and so that taking into account every parameter of final well logs, specially hydrocarbon saturation, permeability, porosity and shale content, define which zones have economically interesting.

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INTRODUCCIÓN.

Los registros geofísicos de pozos (RGP) han sido una gran herramienta en el ámbito petrolero, e incluso se ha introducido su aplicación en otros campos, como en estudios de aguas subterráneas y de estructuras minerales. En lo que se refiere al campo del petróleo, el uso de los RGP, ha diversificado también sus aplicaciones, pudiendo a partir de los datos obtenidos en pozo, ya sea abierto o entubado, realizar procesos previos, posteriores e incluso durante la misma producción del crudo.

Probablemente la evaluación de formaciones es la primera de las tareas en las que se emplearon los registros geofísicos de pozos, la importancia de ésta radica en que partiendo de una apropiada evaluación de la formación en turno, se pueden conocer características de dicha formación, lo cual en caso de que se presentarán las condiciones propicias de saturación de hidrocarburos, porosidad, contenido de arcilla y permeabilidad (principalmente), daría pie a definir un posible prospecto de perforación. De la misma manera, también se pueden proponer algunas técnicas que faciliten la futura explotación de la reserva definida, mejorando las características del yacimiento, por ejemplo, técnicas como el fracturamiento son recurrentemente empleadas en tales casos.

En nuestro proyecto el objetivo principal recae, en el poder evaluar con la mayor calidad y certeza las condiciones que imperan en las formaciones de nuestros pozos, los cuales están caracterizados por encontrarse en un ambiente areno-arcilloso y/o carbonatados, esto a partir del uso correcto del software PowerLog© en la carga, presentación y análisis de los datos obtenidos por la corrida de las herramientas de pozo y los posteriores cálculos e interpretación a partir de los mismos.

Existe una diversidad de parámetros empleados para la evaluación de formaciones que se pueden obtener a partir de los datos de RGP, en nuestro caso para cumplir con esta premisa se calcularon además de valores básicos, variables como la porosidad y la porosidad efectiva en la formación, además de la litología que compone a la roca en la formación, definiendo incluso los porcentajes en que se encuentran cada una de ellas y por último también se preciso

7 la saturación de los dos principales fluidos que encontramos en la porosidad de la formación, que son, el agua y los hidrocarburos, todo lo anterior a través del uso del software PowerLog©.

Los datos con base en los cuales se desarrollo el proyecto son 15 archivos de pozos de un campo de exploración, sin embargo se encuentran limitados en cuanto a la información referente a la ubicación precisa del campo donde se encuentran dichos pozos, simplemente contamos con la precisión de que pertenecen a un campo ubicado al norte del estado de Veracruz. Pese a lo antes mencionado, la información que se empleo para aplicar nuestra secuencia de evaluación, es suficiente, contando con los valores generados a partir de la corrida de las herramientas de registros geofísicos de pozo. Los archivos que se hallan almacenados en el formato LAS, y cuentan con la información de 15 curvas, de las cuales en el proyecto solamente se emplearán 11. Éstas son las curvas de profundidad, de porosidad efectiva y la de permeabilidad, además de los registros, que incluyen el registro de rayos gamma, el registro de potencial espontáneo, el registro de calibrador, los registros de resistividad profunda y media, el registro de neutrón, el registro de densidad y el registro sónico.

Para cumplir con un eficaz análisis de la información contenida en los archivos LAS, se contó el Software PowerLog© de la compañía Fugro-Jason©, la cual cedió una licencia al Instituto Politécnico Nacional, con fines educativos. El software se especializa en el trabajo con datos de RGP, aunque posee opciones para manipular información petrofísica. El programa se encarga de actividades relacionadas con los RGP, que van desde procesos iníciales como la carga, presentación o edición de las curvas hasta a procesos mas complejos como la realización de cálculos de porosidad, saturación o litología. Además su presentación es de fácil manejo para el usuario y permite la manipulación de los resultados pudiendo generar desde imágenes de salida de los gráficos creados, hasta archivos para ser importados a otros softwares.

El presente escrito contiene cuatro unidades, las cuales se hallan estructuradas de modo tal que permitan al lector tener primeramente una noción básica de lo referente a las

8 herramientas de RGP, además de tener una breve explicación acerca de las funciones esenciales que el software comercial de registros PowerLog© puede cumplir. Posteriormente, se explica detalladamente la secuencia de evaluación de las formaciones que se aplicó a los datos de RGP, por último se presentan dos ejemplos de aplicación de la secuencia de evaluación de formaciones a dos casos reales de registros de pozos que presentan ciertas diferencias.

En el primer capítulo incluye una introducción a los registros geofísicos de pozos, mostrando una de las clasificaciones más usuales de los mismos. Además se da una explicación general del principio de medición bajo el que trabaja cada herramienta de registros, aunado a los usos prácticos, las escalas, unidades y aplicaciones empleadas para dichas herramientas, haciendo énfasis específicamente en aquellas que son empleados en nuestro proyecto.

En el segundo capítulo se especifican las generalidades del software PowerLog©, explicando a grandes rasgos cada uno de los menús con los que cuenta y ahondando en aquellas herramientas o módulos de mayor importancia para nuestro proyecto. Con esto se pretende proporcionar una base, sobre la cual el lector de este trabajo pueda apoyarse para entender con mayor facilidad los procesos llevados a cabo en la secuencia de proceso, que se aborda en el capítulo III del presente escrito.

Para el caso del tercer capítulo se da una explicación detallada de toda la secuencia de trabajo que se siguió en el software PowerLog© para el acondicionamiento y manipulación de la información de los RGP, que nos va a permitir evaluar las formaciones de una manera adecuada, haciendo hincapié en cada uno de los requisitos que solicita el programa para ejecutar los procesos. A su vez, en los casos en que se considero pertinente, se realizó una breve descripción de la teoría detrás de los procesos ejecutados por PowerLog©, para una mejor comprensión por parte del lector.

En el cuarto capítulo se muestran dos ejemplos de aplicación de la secuencia definida, en dos pozos. En uno de ellos se careció del registro sónico, razón por la cual cierta parte de la

9 secuencia fue modificada, para poder evaluar la formación, en este caso particular. Para el segundo pozo se contó con todas las curvas antes mencionadas. Para ambos casos se da una breve explicación de todos los gráficos generados durante la aplicación de la metodología, y obviamente también del registro final obtenido, brindando las conclusiones y resultados a los que se llego al evaluar dichos pozos.

Cabe mencionar el hecho de que esta secuencia se aplicó en los quince pozos con los que se contó para este proyecto, el análisis de ellos sigue el mismo formato de los pozos contenidos en el capítulo IV, y aparece en el anexo 1, que contiene los trece pozos restantes.

Además por supuesto se cuenta con el apartado de conclusiones en el que se engloban las ideas que se concluyeron a partir del desarrollo de este proyecto terminal, y luego del análisis correspondiente a los resultados obtenidos luego de aplicar la secuencia definida a los quince pozos.

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Capítulo I. REGISTROS GEOFÍSICOS DE POZOS.

1.1 Introducción a los registros geofísicos de pozos.

El término registro geofísico de pozo o RGP se usa para describir a la representación digital o analógica de una propiedad física con respecto de la profundidad. A lo largo del pozo los registros geofísicos van registrando las características litológicas, además de las propiedades petrofísicas del subsuelo, ambas son medidas de manera indirecta por medio de herramientas con distintas características de medición, que permiten registrar los valores de diferentes propiedades físicas, que pueden ser vinculables a determinadas condiciones que se presentan en el pozo.

El uso de los registros geofísicos nos permite caracterizar las propiedades de los pozos, ya sean de tipo exploratorio o de producción. Cada una de las propiedades físicas medidas desde el interior del pozo a través de los RGP, son medidas por medio de diferentes herramientas las cuales poseen un principio de medición distinto, a partir del cual han sido clasificados como se muestra en la Figura 1.1.

Clasificación de los RGP Radiactivos  Neutrón.  Densidad.  Lito-densidad.  Tiempo de decaimiento termal. Naturales Artificiales  Rayos gamma. Eléctricos  Potencial espontáneo.  Resistivos o conductivos. Acústicos  Sónico.

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1.2 Generalidades de las principales herramientas de RGP.

Cada herramienta de RGP posee un modo distinto de operación, puesto que la propiedad física a medir es específica, por ende cada curva resultante de la corrida de dicha herramienta será graficada en términos de una escala y unidades, y por supuesto tendrá ciertas aplicaciones particulares dentro del proceso de la caracterización del pozo. A continuación se dará una breve explicación de las principales herramientas, su principio de operación, sus unidades, escala y algunos de sus usos prácticos.

1.2.1 Registro de potencial espontáneo SP.

El potencial espontáneo de las formaciones en un pozo (SP), se define como la diferencia de potencial que existe entre un electrodo colocado en la superficie del suelo, y otro electrodo móvil en el lodo dentro del pozo.

Principio de medición. Las deflexiones de la

curva del SP resultan de las corrientes eléctricas que fluyen en el lodo del pozo. Estas corrientes del SP se deben a fuerzas electromotrices en las formaciones que tienen un origen electrocinético y electroquímico. En la Figura 1.2 se puede apreciar el principio de medición del SP (Schlumberger 1997)

Escalas y unidades:

 El SP es medido en milivolts y la escala más usada es de 10 o 20 milivolts por división del carril, ver Figura 1.3, página siguiente.

 El carril esta dividido en 10 partes lo que da un total de 100 o 200 mV por carril según convenga en el caso.

 La curva no tiene un valor de cero absoluto.

 La escala se fija durante el registro para tener una mejor curva de SP de la zona de interés y como sea posible del resto del pozo.

Figura 1.2 Principio de medición del SP (Schlumberger 1997).

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Usos prácticos:

 Diferenciar cualitativamente porosidad y permeabilidad en depósitos de rocas impermeables como lutitas.

 Definir límites de capas.

 La máxima deflexión en la curva indicará arena limpia y la mínima indica una arcilla.

 Ayuda a determinar Rw (Resistividad del agua en la formación) en pozos perforados con lodos base sal y base agua.

1.2.2 Registro de resistividad o de conductividad eléctrica.

El registro eléctrico mide la resistividad de las formaciones, que ocasiona resistencia al paso de la corriente eléctrica. La magnitud medida es la conductividad (inverso de la resistividad) de una formación o habilidad para conducir o inducir corrientes eléctricas.

Principio de medición. La resistividad del subsuelo se puede obtener midiendo ya sea

directamente la resistividad o bien su Inversa la conductividad. La primera se logra suministrando una corriente a través de dos electrodos colocados en la herramienta y que generan una diferencia de potencial, mientras que si se induce una corriente alrededor del pozo (Figura 1.4), se puede medir la capacidad de la formación para conducirla, siendo esta la forma de obtener la medición de la conductividad eléctrica.

Figura 1.4 Principio de medición de registros de inducción (Schlumberger 1997).

Figura 1.3 Ejemplo de registro de SP.

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Escalas y unidades:

 El rango de las magnitudes medidas de la resistividad es muy amplio y se mide en ohm-m (Ωm).

 Son graficados en escalas semilogarítmicas (Figura 1.5).  Generalmente se grafican en el carril 2 o 3.

 La escala va regularmente de 0.20-20.0 ohm-m ó de 0.20-2000 ohm-m cuando se gráfica en los carriles 2 y 3.

Usos prácticos:

 Determinación de zonas saturadas de agua o hidrocarburo.  Delimitación de contactos litológicos.

 Existencia de zonas permeables,

 Ayuda a la determinación de porosidades de las formaciones.  De acuerdo al tipo de registro y su profundidad de investigación

permiten medir las resistividades Rxo (Resistividad de la zona lavada), Ri (Resistividad de la zona intermedia) y Rt (Resistividad de la zona verdadera) de las diferentes zonas del pozo.

1.2.3 Registro sónico.

El registro sónico mide el tiempo de tránsito en las rocas (Δt) (Inverso de la velocidad), esto es una medición de la capacidad que tienen de transmitirse las ondas de sonido al pasar por una formación, geológicamente ésta varia con la textura de las rocas y la litología, que determina principalmente la porosidad.

Figura 1.5 Ejemplo de registro de inducción.

Figura 1.6 Herramienta de registro sónico y características de las ondas acústicas en el pozo (Schlumberger 1997).

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Principio de medición. La herramienta del registro sónico consta de dos transmisores de ondas

acústicas y cuatro receptores que permiten eliminar efectos externos como los del pozo (observar Figura1.6), esta herramienta transmite frecuencias desde el origen entre 10-40 KHz (Kilohertz) ó 10,000-40,000 ciclos por segundo. La separación entre receptores determinará una diferencia en el tiempo de arribo de la onda a dichos receptores, definiendo entonces el tiempo que tardará la onda en su camino por la formación hasta ser registrada.

Escalas y unidades:

 La velocidad es el recíproco del tiempo de transito (1/Δt) y las unidades son en m/seg. o ft/seg.

 Las unidades del registro sónico son microsegundos por pie (Figura 1.7).

 Los tiempos de transito mas comúnmente usados esta entre 40 μs/ft y 140 μs/ft pero puede variar de acuerdo con el registro.  La curva normalmente se corre en el centro del pozo.

Usos prácticos:

 Las velocidades que podemos obtener del registro se asocian a diferentes litologías, por ejemplo altas velocidades a carbonatos o rocas compactas, medias a arenas y bajas a lutitas.

 Se puede obtener la porosidad de formación.  Determinación de litologías.

 Zonas de gas.

 Zonas de presiones anormales.

1.2.4 Registro de rayos gama.

Existe un tipo de radiación natural de la roca originada principalmente por tres familias de elementos radiactivos: el uranio (U), potasio (K) y torio (Th). Este registro responde a los rayos gamma producidos en el proceso de decaimiento radiactivo que ocurre naturalmente en los minerales que componen la roca.

Figura 1.7 Ejemplo de registro sónico.

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Principio de medición. La herramienta para RG consta de

un detector adecuado al pozo que mide la emisión continua de rayos gamma naturales producidos por el decaimiento de los elementos radiactivos (potasio, torio, uranio). El detector de centelleo dependiendo de la longitud genera un pulso eléctrico por cada Rayo Gamma observado y el parámetro reconocido es el número de pulsos por segundo registrados por el detector (Figura 1.8).

Escalas y unidades:

 Regularmente la curva de GR se presenta en el carril 1, junto con la curva de SP y calibrador.

 La escala es de 0 a 100 ó 0 a 150 y son API (American Petroleum Institute en Houston Texas, USA) Figura 1.9.

 API esta definida como 1/200 de la respuesta generada por un calibrador patrón constituido por una formación artificial que contiene cantidades bien definidas de uranio, torio y potasio, mantenida por el API.

Usos prácticos:

 Facilita el cálculo de volumen de arcilla en porcentaje.

 Determinar espesores de capa, utilizando los puntos de inflexión de la curva de GR.

 Valores altos de la curva indican lutita y los valores bajos arenas.  Detección de capas permeables.

 Interpretación de sistemas de depósito mediante el reconocimiento de patrones.

 Definición de depósito de minerales no radiactivos como el carbón.

 Las arcillas tiene un alto contenido de Torio lo que ayuda a

identificar esta litología. Figura 1.9 Ejemplo de registro de rayos gama. Figura 1.8 Principio de medición del registro

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Figura 1.11 Ejemplo de registro de neutrón.

1.2.5 Registro de neutrón.

Este registro genera directamente un valor de porosidad, el cual es medido incluyendo la porosidad primaria y secundaria, es decir mide la porosidad total, además se utiliza principalmente para delimitar formaciones.

Principio de medición. El registro de neutrón

tiene una fuente radiactiva en la sonda que emite neutrones de alta energía, éstos chocan con los núcleos de los materiales de la formación, a estos choques se les conoce como colisiones elásticas (Figura 1.10). Y con cada una el neutrón pierde cierta cantidad de energía y la cantidad depende de la masa relativa del núcleo con el que choca el neutrón, la mayor perdida ocurre cuando el neutrón que es una partícula eléctricamente neutra golpea un núcleo con masa igual en este caso el hidrogeno tiene una masa semejante.

Escalas y unidades:

 Al igual que la curva de Rayos Gamma, la de neutrón es en unidades API, que para las herramientas de neutrón están definidas como: 1/1000 de la diferencia entre el cero del instrumento sin radiación y la deflexión de la curva causada por la caliza.

 La escala más común va de 45% (a la izquierda) a -15% (unidades de porosidad) o también puede ser utilizada una razón en vez de porcentaje siendo la escala de 0.45 a 0.15 unidades de porosidad (Figura 1.11).

Figura 1.10 Principio de medición del registro de neutrón (Schlumberger 1997).

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Usos prácticos:

 Determinación de límites de capas.  Determinación de litología.

 Tipos de fluidos y porosidad.

 La interpretación será la variación del contenido total de hidrogeno en la formación obteniéndose propiamente lo que a veces se llama un índice de porosidad.

1.2.6 Registro de densidad.

El registro de densidad mide indirectamente la densidad de la roca en formaciones constantes. Además, también se puede obtener la porosidad en función de la densidad de la roca por medio de fórmulas. Este registro puede tomarse en pozos con fluidos o sin ellos. Otra consideración relevante es que los valores obtenidos por este registro en zonas arcillosas son muy confiables.

Principio de medición.Es un método artificial debido a que cuenta con una fuente de radiación

que bombardea la formación (ver Figura 1.12). Este registro es llamado también gama-gama ya que su funcionamiento

consiste en que el flujo de rayos gama es captado en los receptores y a su vez éste flujo esta en función de la densidad electrónica de la matriz de la roca, la del electrón está en relación con la del elemento sólo si el número de protones es igual al numero de neutrones.

Figura 1.12 Principio de medición del registro de densidad (Schlumberger2009)

Long-spacing detector

Short-spacing detector

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Escalas y unidades:

 La escala que se ocupa es lineal y va de 1.95 a 2.95 gr/cm3

(Figura 1.13).

 La curva se presenta en el carril 2 ó 3.

 La profundidad de investigación es de aproximadamente 30 cm.

Usos prácticos:

 Calcular porosidades.

 Obtener la densidad volumétrica.

 Determinar litologías en conjunto con otros registros.  Obtener volumen de arcilla.

 Saturación de agua.

 En conjunto con el registro sónico proporciona información para determinar módulos elásticos e impedancia acústica.

 Porosidad total. Es necesario conocer la densidad de la matriz que se pude obtener de tablas.

De manera general se podrían resumir las aplicaciones de los registros geofísicos de pozos en la Tabla 1 mostrada abajo, donde aparecen las principales herramientas así como los usos prácticos que tendrían sus mediciones en la caracterización de las formaciones y en el conocimiento de las condiciones imperantes en el pozo.

Resistivos Potencial Espontáneo Corriente enfocada (Focused Current) Micro esférico enfocado (MSFL) Rxo Rt Sw Correlación geológica Rw Correlación geológica Estratos permeables Contenido de arcilla Rxo Rt Rxo Diámetro de pozo Limites de formaciones

Sónico Densidad Neutrón Rayos gamma Tiempo de decaimiento

termal Porosidad Fluidos de formación Litología Cementación Porosidad Minerales Arcilla Litología Porosidad Gas Contenido de arcilla Correlación geológica Perforación Depósitos minerales Contacto agua-aceite Canalización de agua detrás de la tubería Rw

Tabla 1 Resumen de los RGP y sus principales aplicaciones (Tomado de Lugardo Zamora Ivón, 2008).

Figura 1.13 Ejemplo de registro de neutrón.

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Capítulo II SOFTWARE DE EVALUACIÓN DE REGSITROS

GEOFÍSICOS DE POZOS.

2.1 Descripción general del software PowerLog©.

El software PowerLog© de Fugro-Jason© es una herramienta especializada en el manejo, graficado, y evaluación de datos de registros geofísicos de pozo e información petrofísica. Por tanto ha sido utilizado en el presente proyecto terminal, para ser la herramienta que permita realizar una correcta evaluación de las formaciones.

El programa posee una gama de herramientas, las cuales permiten al usuario manipular los datos de registros geofísicos de pozos, para los fines que se tengan. Por ejemplo, las operaciones que se pueden desempeñar en el software incluyen: carga de datos en distintos formatos, su edición en caso de ser necesaria, capacidad de graficar los datos, realización de cálculos a partir de los datos de pozo, evaluación de potenciales zonas de interés, generación de datos de salida, que van desde imágenes, hasta datos en formatos ASCII, LAS, LIS, etc.

El uso de este software resulta sencillo, ya que maneja elementos similares a los de programas tan comunes como WORD o EXCEL, siendo entonces mas fácil el adaptarse y entender el ambiente de operación. A su vez cuenta con información extra acerca de la teoría de los distintos métodos que pueden ser aplicados en el software, permitiendo entonces que el usuario puede tener mejor entendimiento acerca de los procesos que están siendo llevados a cabo por el programa. Así también contiene un módulo de ayuda, que contiene diversos temas que auxilian al usuario en la resolución de problemas e incluso para aprender a emplear correctamente algunas de los herramientas que ofrece el programa.

2.2 Herramientas de los menús de PowerLog©.

Como ya ha sido mencionado el programa PowerLog© puede realizar distintas tareas a partir de la información obtenida de los registros de pozo, esto a través de la aplicación de las herramientas que componen al programa. Estas herramientas se hayan agrupadas en distintos menús, de acuerdo con sus funciones.

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Figura 2.3 Menú Export.

De manera general se brindará una explicación general de cada uno de los menús que componen a este programa, para servir de referencia para los posteriores cálculos que se realizaran en este software.

2.2.1 Menú File.

El menú contiene algunas herramientas habituales que generalmente contiene un menú file, para distintos programas, como imprimir, salir, etc. Además claro de las opciones especiales para tratar con datos de registros geofísicos de pozo, como son las de crear o abrir pozos, proyectos, formatos, zonas, cimas y overlays. Posee además una alternativa muy útil en la que el usuario puede crear imágenes en distintos formatos, como emf, wmf, etc. En la Figura 2.1 podemos observar el menú File.

2.2.2 Menú Import.

Este menú (Figura 2.2) resulta de utilidad para importar los archivos de registros de pozos, o bien de datos petrofísicos con distintas extensiones, como pueden ser LAS, LIS, DLIS, ASCII, Petra, JGW, etc. También posee una opción la cual nos permite cargar varios pozos en formato LAS al mismo tiempo, llamada LAS Batch.

2.2.3 Menú Export.

Al igual que el software contiene un menú capaz de cargar archivos de distintos formatos, también encontramos un menú (Figura 2.3) que puede exportar los datos procesados, o incluso sin procesar en distintos formatos, siendo los mencionados anteriormente con excepción del formato DLIS.

Figura 2.1 Menú File.

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Figura 2.6 Menú Compute.

2.2.4 Menú View.

En este menú encontramos las distintas opciones de visualización de las gráficas generadas por el usuario, como el logplot o registro, las

distintas crossplots, incluso de distintos pozos, con la opción multiwell crossplots, histogramas, etc. También hallamos alternativas las cuales son empleadas para generar gráficos de salida a partir de las gráficas realizadas en la interpretación de los datos. En la Figura 2.4 se pueden observar las opciones que ofrece este menú.

2.2.5 Menú Edit.

A través del menú Edit (Figura 2.5) el usuario puede editar ciertos datos de sus curvas de registros, cambiando las escalas, aplicando filtros, cambiando valores de profundidad o algunos otros registros, todo con miras a ajustar la información de modo que posea la mayor confiabilidad posible, para obtener los resultados deseados.

2.2.6 Menú Compute.

El menú Compute (Figura 2.6) ofrece diversas alternativas para calcular muchos de los parámetros que serán necesarios para poder evaluar la formación. Con dos opciones como

Mathpack y Basic Log Functions calcula

parámetros como porosidades, temperaturas, resistividades, exponentes y otros factores.

Figura 2.4 Menú View.

22 La opción de generar curvas sintéticas, de calcular el valor de la resistividad del agua empleando el registro de SP, de confirmar la verdadera profundidad del pozo empleando algunos registros especiales. Además el link User Programs, conecta a la base de los programas que el usuario ha generado para mejorar alguno de los procesos de cálculo o bien para algún proceso extra.

2.2.7 Menú Interp.

Este menú nos muestra los accesos a módulos de interpretación de los datos obtenidos por las herramientas de registros geofísicos de pozos. Cada una de estas opciones ofrece distintas alternativas de métodos que aplicar, que se ajusten a las condiciones del pozo, para con ello realizar de manera mas confiables los cálculos de saturaciones de agua o hidrocarburos, volúmenes

de distintos minerales en la formación, porosidades efectivas. Incluso se da la opción de efectuar correcciones ambientales a los registros que requieran de ellas, sabiendo que estos procesos de corrección generalmente se realizan previamente a la creación de los archivos LAS finales (Figura 2.7).

2.2.8 Menú Reports.

Por medio del uso del menú Reports, el usuario puede generar reportes acerca de las curvas de los registros de pozos, así como también de los procesos de cálculo e interpretación realizados en el software. También se tiene acceso a información del pozo. En la Figura 2.8 aparece desplegado el menú Reports.

Figura 2.8 Menú Reports. Figura 2.7 Menú Interp.

23

2.2.9 Menú Tools

El menú (Figura 2.9) ofrece las opciones para llevar un seguimiento de los procesos ejecutados por el software, a su vez poder visualizar u ocultar la lista de los pozos. En cuanto a las curvas de los registros, muestra sus nombres asignados, opciones de tipo de letra, y también para hacer anotaciones.

Además como una herramienta extra de gran utilidad, incluye un editor de programas que admite la creación de programas o rutinas de proceso diseñados por el usuario para fines específicos de evaluación de los datos de RGP.

2.2.10 Menú Window

El Menú Window (Figura 2.10) presenta las opciones referentes al tipo de configuración visual que el software tendrá, por ejemplo, si se tienen distintas ventanas de trabajo, determina como se mostraran si en cascada o en

bloques horizontales o verticales. Del mismo modo se puede ajustar el acomodo que los iconos tienen en la pantalla.

2.2.11 Menú Help

El menú Help muestra los temas referentes a la aplicación de las opciones que contienen cada uno de los menús, con referencias teóricas en caso de existir. Además de un

apartado que contiene información del programa, diseñadores y la compañía que lo desarrollo. Las opciones que ofrece este menú aparecen en la Figura 2.11.

Figura 2.9 Menú Tools.

Figura 2.10 Menú Window.

24

Capítulo

III.

SECUENCIA

DE

PROCESO

PARA

LA

EVALUACIÓN DE FORMACIONES CON

DATOS DE REGISTROS GEOFÍSICOS DE

POZOS.

3.1 Introducción.

La evaluación de formaciones es una de las principales tareas que se pueden realizar a partir del uso de los registros geofísicos de pozos, debido a que al correlacionar las mediciones obtenidas por distintas herramientas de registros, podemos conocer en mayor o menor medida (dependiendo de la cantidad de información y de su calidad), cual es la composición de la roca en la formación, en particular su composición mineralógica y por supuesto también, los fluidos que saturan su porosidad.

3.2 Secuencia general del proceso de evaluación de formaciones.

La presente secuencia comprenderá de varios apartados en los cuales se brindara una breve explicación de los procesos realizados en el software PowerLog©, para la carga, acondicionamiento, cálculo e interpretación de los datos contenidos en los archivos generados por la corrida de los RGP. A continuación se muestra un diagrama de flujo (Figura 3.1) el cual, integra todos y cada uno de los pasos que fueron empleados para realizar la evaluación de las formaciones areno-arcillosas, por medio de datos obtenidos de RGP:

Presentación los registros. Carga de los datos.

Cálculo de la temperatura.

Cálculo del volumen de arcilla.

Definición de matriz (gráficas cruzadas).

Cálculo de la porosidad.

Cálculo del exponente de cementación m.

Cálculo de la resistividad del agua Rw

Determinación de la litología.

Determinación de la saturación de agua Sw.

25

3.2.1 Carga y presentación de los registros en PowerLog©.

En el presente apartado se definirán los pasos a seguir para realizar la carga y el acondicionamiento de los datos de los quince pozos a los que se les aplicará la presente secuencia, esto, por supuesto en el dominio del software PowerLog©.

3.2.1.1 Creación de proyecto y carga de pozos.

Al ejecutar el programa PowerLog©, el primer paso a realizar para la evaluación de las formaciones, es el crear un proyecto nuevo, el cual contendrá toda la información generada durante esta secuencia de proceso de

evaluación de la formación. Por lo tanto en el menú File, se elige la opción Project, para luego seleccionar New (Figura 3.2) posteriormente se especificara la dirección en donde la información será guardada, así como también el nombre que el proyecto tendrá.

Una vez creado el proyecto lo que procede es el importar los archivos que contienen la información que fue obtenida con las herramientas de registros geofísicos, en el o los pozos pertenecientes al proyecto. Para esto es necesario pulsar en el menú Import para luego elegir el formato en el que el o los archivos capturados fueron almacenados, se abrirá una ventana en

Figura 3.2 Creación de un nuevo proyecto.

26 la que hay que definir la ubicación de los archivos (Figura 3.3 derecha), una vez elegidos, se da aceptar. A continuación se desplegará una ventana la cual muestra los datos generales que PowerLog© identificó del archivo (Figura 3.3 izquierda), como cima y base del pozo, curvas contenidas en el registro, intervalo de muestreo, ubicación del archivo. Además también ofrece opciones para cargar los datos en el programa, como interpolación de datos, agregar prefijos o sufijos a las curvas, filtrar algunos datos, proteger curvas, etc. Una vez definidas las opciones requeridas por el usuario se puede elegir la opción Create, Load o bien Create &

load para comenzar a realizar los cálculos.

Posteriormente a haber creado y cargado el pozo, este aparecerá en una ventana, llamada ‘Well

list’, la cual puede contener uno o varios pozos, los que

hayan sido cargados. En dicha ventana (Figura 3.4) aparecen las generalidades del pozo.

3.2.1.2 Presentación de los datos de RGP.

A partir de la ventana ‘Well list’ se puede seleccionar uno de los pozos que aparecen en ese listado, para posteriormente acceder a las distintas aplicaciones que PowerLog© ofrece al usuario, y de este modo interpretar los datos de registros de pozos. Generalmente el paso a seguir es el de visualizar las curvas

generadas a partir de los datos del archivo, para realizar esto, se puede picar sobre el acceso directo o bien accesando al menú View, y dando clic en la opción LogPlot. El resultado es el registro en forma, tal cual se muestra en la Figura 3.5, sin embargo dicho registro es mostrado acorde a un formato que por default el software tiene preestablecido,

por lo cual, es probable que este formato no coincida con el formato que se desea, ya que puede no tener la opción de mostrar las curvas de todas las herramientas que nuestro archivo

Figura 3.4 Lista de pozos.

27 contiene, o bien mostrarlas en una manera que resulte poco conveniente para nuestros fines, mostrándolas en distintos colores, escalas, carriles, unidades, etc.

Es por lo anterior, que lo más conveniente es redefinir tanto los carriles que el registro va a tener, como también las variables que irán en cada carril, probablemente escalas, tipo de línea para cada curva, intervalo de interés, etc. Para llevar a cabo esto es necesario dar clic con el botón derecho del mouse, sobre el registro y luego elegir la opción Format, esto desplegara una ventana con opciones acerca del registro como las que se muestran en la Figura 3.6.

En estas ventanas se pueden cambiar el numero de carriles que contendrá el registro, la escala en la que graficaran los datos de registros, el intervalo de estudio, las curvas que se graficaran con sus respectivas características como unidades, limite inferior y superior, tipo de curva, estilo de línea, etc.

Una vez definidas las características del formato deseado, estas se pueden guardar, usando la opción Save Logplot, en donde es necesario el asignar un nombre y ubicación, y posteriormente en caso de ser necesario, estas características pueden ser aplicadas rápidamente en otros pozos con la opción Recall Logplot, ambas opciones se encuentran en el mismo menú que Format, el cual se muestra en la Figura 3.7.

Figura 3.6 Ventanas para modificar el formato en el que se muestra el registro.

Figura 3.7 Menú desplegable de registro.

28 Por último la presentación elegida para mostrar los datos de registros geofísicos pozos de nuestro proyecto es la que se muestra en la Figura 3.8, en la cual se definieron 6 carriles, los primeros tres y el último contienen los datos contenidos en los archivos LAS generados por la corrida de los registros. En el caso de los carriles 4 y 5 mostrarán los resultados obtenidos, luego de haber aplicado los cálculos de PowerLog© a los datos de pozo, siendo para el cuarto lo referente al contenido de fluidos en la formación, y en el quinto aparecerá las distintas proporciones en las que presentan los minerales en la formación, además claro del valor de la porosidad.

3.2.2 Calculo de parámetros a partir de los datos de pozos.

Para realizar una correcta interpretación de los datos de registros geofísicos de pozos es requerido calcular ciertas variables, como son: volumen de arcilla, temperatura, porosidad, resistividad del agua, exponente de cementación, saturación de agua, etc. Los procedimientos seguidos para obtener estas variables usando PowerLog©, son descritos a continuación.

29

3.2.2.1 Cálculo de la temperatura.

Para obtener este dato, es necesario acceder al menú Compute, para elegir la opción Basic Log

Functions, en donde elegiremos el apartado de General, en su sección Temperature, la cual se

puede observar en la Figura 3.9. En primera instancia, se solicita el nombre de la curva generada, además de las unidades en las que estará dada,

para luego dar la posibilidad de generar esta curva partir de datos de temperatura a ciertas profundidades, o bien usando el gradiente geotérmico, a su vez como en la mayoría de los cálculos es preciso el definir el intervalo de profundidad en el que se realizará la operación, luego de haber definido las variables solamente se debe de pulsar Run para llevar a cabo el cálculo.

3.2.2.2 Cálculo de volumen de arcilla.

El cálculo de este parámetro es fundamental para poder evaluar la formación, ya que esta litología causa que varias de las herramientas muestren comportamientos inusuales o extraños, que pudieran indicar ciertas situaciones que probablemente no sean reales, sino más bien creadas por la presencia de este material. La arcilla también provoca que algunas correcciones se tengan que aplicar a algunos registros para que estos tengan una calidad óptima.

Para obtener el volumen de arcilla, se debe acceder al menú Interp, para luego seleccionar Clay volume, esto desplegará la ventana que se muestra Figura 3.10 de la página siguiente. En ella se distinguen varias pestañas las cuales, con excepción de la última, piden distintos parámetros para poder calcular el volumen de arcilla a partir de datos de ciertas curvas del registro, o bien de datos de crossplots, o usando discriminadores, además también se

definen ciertos métodos y/o características necesarias para desarrollar el cálculo. En la última

Figura 3.9 Sección Temperature de la ventana Basic Log Functions.

30 pestaña, únicamente se han de definir las curvas de salida, y también el intervalo en el que aplicara este cálculo. De igual manera que en la mayoría de los procesos se requiere definir el intervalo en el que realizará este proceso.

Para nuestro caso se aplicó la primera opción, en la cual se marcan ciertas curvas del registro las cuales serán empleadas para poder calcular el contenido de arcilla. A cada una de dichas curvas se elegirán valores que diferencien zonas limpias de zonas arcillosas, estos valores han de ser definidos por el usuario, de acuerdo con lo que los registros indiquen y llenar los espacios correspondientes en la ventana.

3.2.3 Definición de litología dominante por medio de crossplots.

Las Crossplots o gráficas cruzadas se conforman de tres variables principales, que son la lentitud (Δt), la densidad (ρ) y la porosidad (Ø), al combinar dos de estas tres mediciones en un eje coordenado, se generan las tres principales gráficas cruzadas, que son: neutrón-densidad, neutrón-sónico y densidad-sónico. Además se define una tercera variable, que para nuestro caso será el ya calculado volumen de arcilla.

La realización de estas gráficas se puede llevar a cabo accediendo al menú View (ver Figura 3.11), para luego elegir la opción Crossplots,

desplegándose entonces alternativa de seleccionar alguna las tres gráficas cruzadas principales, es decir, la neutrón-densidad, la neutrón-sónico o bien la sónico-densidad. Existen también accesos directos a las Crossplots, representados por los siguientes iconos .

Una vez seleccionada la crossplot a crear, aparecerá una ventana la cual tendrá solamente un plano coordenado en blanco, partiendo de este se definirán las variables que incluirá la gráfica. La definición de dichas variables se realiza dando clic con el botón derecho sobre la gráfica, esto mostrará un submenú, eligiendo la opción Format de dicho submenú, podremos observar una ventana como la que aparece en la Figura 3.12, en la que hay que

31 definir cada una de las variables que aparecerán en la gráfica (incluso se pueden designar dando doble clic sobre el recuadro de las curvas del registro), sus rangos de variación, el intervalo de estudio, etc. una vez elegidas las características deseadas se da clic en OK, para crear la crossplot.

El mismo proceso se realizará para las dos restantes crossplots, definiendo nuevamente sus variables y el rango de profundidad estudio. Así pues la obtención de estas tres gráficas será de utilidad para definir la litología dominante en la formación para el intervalo previamente definido, ya que una vez creadas las gráficas sobre el eje coordenado aparecerán

también las rectas que caracterizaran a las tres principales litologías: la dolomía, la caliza y la arenisca. Teniendo estas rectas como apoyo y haciendo algunas consideraciones podemos evaluar las concentraciones de puntos para entonces definir la litología que se encuentra en mayor medida en la formación, la importancia de realizar esta tarea es la de lograr definir la matriz de la roca.

Cabe mencionar el hecho de que en caso de contar con las tres curvas de registros con las se pueden crear estas tres principales crossplots, se deben de generar las tres gráficas, además claro, de definir también una litología con cada una de ellas (estas pueden ser diferentes). De esta manera se podrá realizar una evaluación final que nos permita tomar en cuenta los resultados de las tres gráficas, y así tener una litología predominante final, la cual será más confiable.

Por ejemplo, la Figura 3.13 de la página siguiente, se muestra la crossplot de neutrón-sónico, en ella podemos observar las tres variables definidas (las dos principales, en este caso:

32 NPHI y DT y la tercera: VSHALE) en sus respectivos ejes del plano, además cruzando el plano observamos las rectas caracterizan a las tres litologías principales, es decir: la arenisca, dolomita y caliza. Por supuesto, también se aprecia la distribución que tienen los datos del intervalo marcado sobre el plano coordenado, todos los puntos se hallan identificados por un código de colores, el cual se halla referido al valor de volumen de arcilla que dicho punto contenga.

3.2.4 Cálculo de porosidad.

Para realizar este proceso, es necesario puntualizar que este parámetro, es directamente entregado en los registros de pozo por la herramienta de neutrón. Sin embargo, puede también ser calculado a partir de distintas curvas de registros, definiremos únicamente las metodologías que nos permiten obtener la porosidad a partir de los registros de densidad y del registro sónico. Los valores de porosidad obtenidos a partir de diferentes herramientas de registros, generalmente tendrán valores ligeramente diferentes, esto a causa de los distintos métodos de medición de tales herramientas.

Para llevar a cabo el cálculo de la porosidad se debe de acceder al menú Compute, donde encontraremos la opción Basic Log Functions, la cual ofrece la posibilidad de calcular la porosidad a través de distintos métodos, como por ejemplo, usando el registro de densidad

33 (Figura 3.14 derecha). De la misma manera se ofrece la alternativa de calcular la porosidad usando la curva del registro sónico y aplicando la fórmula Wyllie (como se muestra en la Figura 3.14 izquierda).

Para ambos casos se requiere el definir distintos valores, uno de ellos es el del valor de la matriz de la formación, para el respectivo registro. Con la litología predominante o matriz ya determinada por medio del uso de las crossplots, se tienen valores preestablecidos para cada litología y cada uno los distintos registros de pozos, por ejemplo para el sónico y para el de densidad. Así pues se puede insertar el valor que identifica a cada la litología en la casilla correspondiente para realizar las cálculos.

Otro parámetro relevante es el del valor de cada herramienta par al fluido (agua), siendo para la densidad de 1 gr/cm3 y para el tiempo de tránsito 179 μs/ft. Por supuesto un requisito obligado es el insertar cada una de las curvas para cada cálculo para la porosidad de sónico DT y para la densidad RHOB; además como en todos los cálculos es imprescindible marcar de que profundidad a que profundidad será calculada la porosidad, el nombre de la curva de salida y las unidades en que estará dadas.

De este modo se contarán ya con tres porosidades, la de neutrón (directa de registros), la de densidad y la del sónico, las cuales poseen distintas características aplicables para diferentes cálculos, ya que de acuerdo con la herramienta que haya sido empleada para poder obtener dicha porosidad, será más o menos sensible a tales o cuales fenómenos, como pueden ser la karsticidad, fracturamiento, etc.

Figura 3.14 Calculo de la porosidad a partir del registro de densidad RHOB (derecha) y del registro sónico DT (izquierda)

34

3.2.5 Cálculo de exponente de cementación ’m’ y de resistividad del agua

‘Rw’.

Existen diversos métodos que nos permiten obtener el valor de m y de Rw, a partir de diversas herramientas de registros geofísicos o bien a partir de datos generados por estudios de laboratorio. Para este flujo de proceso el método empleado es la grafica de Pickett, o gráfica cruzada de los registros de resistividad y de porosidad. La resistividad empleada para la grafica es el valor de la resistividad profunda (ILD) y para la porosidad se usa el valor de la curva de neutrón (NPHI), ya que esta es sensible a la porosidad primaria y secundaria.

Para poder generar la gráfica de Pickett en PowerLog© se debe de desplegar el menú View, y elegir la opción Crossplots, que a su vez muestra distintas alternativas, entre ellas la de

Pickett la cual se debe de elegir (Figura 3.15). De

igual manera existe un acceso directo para crear la gráfica de Pickett, representado por el icono

Lo anterior desplegará una página con un plano coordenado en escala logarítmica, como el que se muestra en la Figura 3.16. Para poder definir cada una de las variables que la

Figura 3.15 Creación de la gráfica de Pickett

35 grafica contendrá se debe dar clic con el botón derecho sobre el plano coordenado, y se elige la opción Format, la cual nos permitirá observar una ventana como la que se muestra en la Figura 3.16. Allí se insertarán los nombres de las tres curvas a usar, resistividad, porosidad y volumen de arcilla, respectivamente ILD, NPHI y VSHALE, así mismo es necesario ingresar sus respectivas unidades, valor mínimo y valor máximo, nombres de los ejes y del gráfico, intervalo de profundidad en que se realizará el cálculo, etc. Posteriormente se pulsa en OK, y la gráfica será creada.

En la Figura 3.17 se observa la distribución que los distintos valores de volumen de arcilla tienen en función de los valores de resistividad y porosidad. Del conjunto de los puntos graficados se debe de identificar la zona en donde se concentran los valores con mayor concentración de arcilla, pues esta zona es la más saturada de agua.

Para poder obtener los valores de m y Rw se traza una recta tangente al punto de mayor arcillosidad, para realizar esto se debe de pulsar el botón derecho del mouse, para luego elegir una de las dos opciones que nos permiten calcular los valores que nos interesan, las opciones son 2-Pt Sw Line y 2-Pt Sw Line-Fixed m, la segunda de ellas posee un valor fijo de m.

Para nuestros fines es mejor calcular ambos valores, tanto m como Rw, por lo tanto se debe de elegir la opción de 2-Pt Sw

Line. En la Figura 3.17 se

muestra la grafica de Pickett, además del menú de opciones de la gráfica, que aparece al pulsar el botón derecho del mouse

36 Una vez seleccionada la opción se deben de elegir dos puntos uno de ellos, preferentemente en la zona de mayor arcillosidad (mayor Sw) y el segundo en una ubicación que permita a la recta que se dibuja entre ambos puntos, ser tangente a la totalidad de los puntos graficados. Al

trazar la recta, se definirá Rw en el punto en donde se intercepte la recta con el eje de la resistividad en la parte superior de la gráfica,

m por otra parte será la

propia pendiente de la recta trazada. En la Figura 3.18 se observa la recta tangente que marca los valores de m y Rw.

De este modo se tendrán ambos valores el de la resistividad del agua y también el del exponente de cementación, a partir de la Grafica de Pickett, estos valores resultan vitales para el cálculo de la saturación de agua Sw.

3.2.6 Cálculo de saturación de agua Sw.

La obtención de este dato es trascendental ya que a partir de conocer la saturación de agua (Sw) es posible determinar la saturación de hidrocarburos (Sh). En PowerLog© diversos módulos pueden calcular este valor como un extra a su función principal, por ejemplo, el apartado para el cálculo de la litología, Multimin/Complex Lithology, se da la opción de determinar un valor de Sw. Para nuestro caso se obtuvo este valor a partir de la opción Basic

Log Functions, esta se localiza en el menú Compute, seleccionando tal opción el software

muestra una ventana como la que se muestra en la Figura 3.19 de la página siguiente.

Zona de mayor arcillosidad

37 En el costado izquierdo de la Figura 3.19 aparecen distintos apartados, entre ellos el de

WATER SATURATION del cual

elegiremos la opción Archie. Una vez realizado esto se puede observar la fórmula de Archie, además de las casillas en que se insertarán las variables de la fórmula, como son el factor de formación (a), el exponente de saturación (n), el exponente de cementación (m), la resistividad del agua (Rw) ambos obtenidos de la Gráfica de Pickett, la resistividad de la formación (Rt) ILD y la porosidad en la cual emplearemos la de neutrón (NPHI).

También como en la mayoría de los cálculos se pide el nombre de salida de la curva, las unidades y el intervalo de profundidad en el que se realizará el cálculo, para luego pulsar sobre Run y ejecutar el cálculo. Es preciso mencionar que luego de obtener Sw es fácil el determinar el valor de Sh, al hacer la suposición de que la totalidad de la porosidad se haya saturada por estos dos fluidos, el agua y los hidrocarburos.

3.2.7 Determinación de litología.

La parte final de la presente secuencia consiste en determinar en que porcentaje se encuentran las principales litologías que encontramos en las formaciones estudiadas por las herramientas de registros, estas litologías como ya se ha mencionado son esencialmente tres: la dolomía, la arena y la caliza, además claro del volumen de arcilla que se encuentre presente en dicha formación, este parámetro ya fue calculado con anterioridad. Es preciso el puntualizar que para poder calcular los porcentajes en los que se encuentran los tres principales minerales, es necesario contar con tres registros, estos son: el registro de densidad (RHOB), el registro de porosidad (NPHI) y el registro sónico (DT).

Figura 3.19 Cálculo de saturación de agua (Sw) a partir de Basic

38 En este proyecto se trató con 15 diferentes pozos, de los cuales existen 3 que carecen de registro sónico, por lo cual el cálculo de las tres litologías no se pudo llevar a cabo. Para estos casos simplemente se definió el material predominante en la formación, es decir la matriz, mediante el uso de las Crossplots, de este modo la representación de la composición de la roca que se realiza incluye únicamente la arcilla, la porosidad y el material predominante en la formación.

Obviamente el hecho de presentar solamente estos tres elementos al momento de representar a la roca, es una idealización obligada, por la carencia de datos; en este caso, debido a la falta del registro sónico. Así pues la roca se compone de más materiales litológicos, además de los representados en los registros finales de estos tres pozos. Por tanto sobra decir que la representación en el caso de los pozos carentes de registro sónico es aún menos confiable, ya que solo presenta un mineral además del volumen de arcilla y la porosidad

Para poder realizar la determinación de la litología usando PowerLog© se debe de accesar al menú Interp, en donde encontraremos la opción de

Multimin/Complex Lithology (Figura 3.20), la cual

al ser elegida despliega una ventana que posee cuatro distintas páginas, a través de las cuales se elegirán las opciones adecuadas para determinar la litología de la formación a la profundidad preferida.

En la primera página (Ver Figura 3.21, página siguiente) encontramos la opción de elegir el modelo sobre el cual se realizará la determinación de la litología, se tienen varios modelos en los que se combinan distintas curvas de registros, pudiendo ser desde 2 hasta 4. Los registros de pozos que involucra el software en el proceso de determinación de litología en las formaciones son 4: el de densidad, el de neutrón, el sónico y el de factor fotoeléctrico (PEF), con este último desafortunadamente no se cuenta en nuestros datos de pozos.

Figura 3.20 Acceso al módulo de determinación de litología

39 Dependiendo del modelo

seleccionado se habilitarán las casillas para definir las curvas apropiadas, cada herramienta tiene distintos parámetros que precisar, por ejemplo, el tipo de herramienta o la compañía en el caso de la herramienta de neutrón, el tiempo de tránsito del fluido, etc. Además de las curvas principales, se requiere de curvas como la temperatura y como el volumen de arcilla para poder complementar la información de esta primera ventana.

En la siguiente página del módulo Multimin/Complex Lithology (Figura 3.22) se solicita el anotar ciertos valores con base en los cuales el programa podrá diferenciar distintas litologías, utilizando un proceso de

sistema de ecuaciones teniendo ciertas variables (las curvas de registros) y generando las respuestas de las incógnitas (los volúmenes de cada mineral en la formación). En el primer apartado se debe indicar que minerales se pueden tener en la formación, para cada uno de ellos se pide asignar un valor de densidad (RHOB) y un valor de tiempo de tránsito (DT), además existe la alternativa de definir el nombre de dicho material, en nuestro caso los datos empleados se muestran en la Tabla 2.

Figura 3.21 Página 1 de la ventana

Multimin/Complex Lithology

Figura 3.22 Página 2 de la ventana