Capitulo ii reistro by Briana Barrancos

CAPITULO II EL REGISTRO DE POTENCIAL ESPONTANEO

General Este capítulo y los exitosos capítulos (III hasta el V) introducen al lector a los tipos de registros específicos tales como los registros SP, de resistividad, y rayos gamma. El texto discute como los diferentes tipos de registro miden varias propiedades en el pozo productor y las formaciones cercanas, que factores afectan estas mediciones, donde se graba una sola curva particular, y como los datos son obtenidos a partir de los registro usando ambos las gráficas y las fórmulas matemáticas. El registro de potencial espontáneo (SP) fue uno de los primeros registros eléctricos usados en la industria petrolera, y continúa jugando un papel importante en la interpretación de registro de pozo. Hasta el momento el mayor número de pozos tienen este tipo de registro incluido en sus historiales. El registro SP se usa para identificar las zonas impermeables como ser arcillas y zonas permeables como ser arenas. sin embargo, como veremos luego, el registro SP tiene otras aplicaciones de igual importancia. El registro SP es una grabación de las diferencias de voltaje de la corriente directa (DC) entre el potencial natural de un electrodo en el pozo productor y el potencial de un electrodo corregido ubicado en superficie (Doll, 1948). Se mide en milivoltios. Las corrientes ascendentes crean la respuesta al registro SP dentro del agujero a partir de los factores electroquímicos. Estos factores llegan debido a las diferencias en salinidades entre el filtrado del lodo (Rmf) y la resistividad del agua de formación (R w) dentro de estratos permeables. No se puede usar lodos (ej: base aceite) en fluidos no conductivos, debido a que se necesita un fluido conductivo en el agujero para operar el registro SP. El SP es grabado en el carril o pista izquierda del registro en el carril #1 y se usa para: (1) detectar estratos permeables, (2) detectar regiones de estratos permeables, (3) determinar la resistividad del agua de formación (R w), y (4) determinar el volumen de arcilla en los estratos permeables. Se lo usa como auxiliar de la curva SP en la detección de hidrocarburos debido a la supresión de la respuesta SP. El concepto de potencial espontáneo estático (SSP) es importante porque representa el SP máximo que una formación con espesor permeable, libre de arcilla y porosa pueden tener por un radio entre Rmf/Rw. el SSP se determina por fórmula o gráfica y es esencial para determinar valores precisos de R w y el volumen de arcilla. El valor del SP que se mide en el agujero es influenciado por el espesor de capa, resistividad del estrato, invasión, diámetro de agujero, contenido de arcilla, y lo más importante: la relación de radio entre Rmf/Rw (Fig. 10a).

Espesor de capa.- como una formación delgada (< 10 pies de espesor) el SP medido en el agujero grabará un valor SP menor que el SSP (Fig. 10b). Sin embargo, la curva SP puede ser corregida por cuadros para los efectos de espesor de capa. Como regla general cuando la curva SP es angosta y tiene forma punteada, el SP debe ser corregido para el espesor de estrato. Resistividad del estrato- A mayores resistividades reduce la deflexión de las curvas SP. Agujero e invasión-Hilchie (1978) indica que los efectos del diámetro del agujero y la invasión del registro SP son muy pequeños y por lo general se desprecian. Contenido de arcilla- La presencia de arcilla en una formación permeable reduce la deflexión del SP (Fig. 10b). En zonas productoras de agua la cantidad de la reducción SP es proporcional a la cantidad de arcilla en la formación. En zonas productoras de hidrocarburos la reducción SP es mayor al volumen de arcilla y se conoce como ‘’supresión de hidrocarburo’’ (Hilchie, 1978). La respuesta SP de arcillas es constante y sigue como una línea recta llamada línea base de arcilla. Las deflexiones de la curva SP se miden a partir de esta línea. Las zonas permeables se indican donde exista deflexión SP en la línea base de arcilla. Por ejemplo, si la curva SP se mueve ya sea a la izquierda (R mf >Rw) o a la derecha (deflexión positiva; Rmf <Rw) de dicha línea, significa que las zonas permeables están presentes. Las regiones de estratos permeables se detectan por el punto de inflexión de la línea de base de arcilla. Tomar nota, al registrar zonas impermeables o permeables donde R mf = Rw , la curva SP no deflexionará en la línea base de arcilla. La magnitud de deflexión del SP se debe a la diferencia de resistividad entre filtrado de lodo (R mf) y la del agua de formación (Rw) y no se debe a la cantidad de permeabilidad.

Resistividad del Agua de formación (Rw) Calculada a partir de la curva SP La figura 11 es un registro de inducción eléctrica con una curva SP de la arena superior Morrow de Pensilvania en Beaver County, Oklahoma. En este ejemplo, la curva SP se usa para encontrar el valor para R w mediante el siguiente procedimiento: luego de determinar la temperatura de formación, se corrigen las resistividades (obtenidas en el cabezal de registro) del filtrado de lodo (R mf) y lodo de perforación (Rm) a la temperatura de formación (ver Cap. I) A continuación, minimizar los efectos de espesor de capa. El SP es corregido al SP estático (SSP). El SSP representa el SP máximo que una formación puede tener si no es afectada por el espesor de capa. La figura 12 es un cuadro usado para corregir del SP al SSP. Los datos necesarios para usar este cuadro son: (1) espesor de capa, (2) resistividad de la herramienta de resistividad de lectura

somera (Ri), y (3) la resistividad del lodo de perforación (R m) a la temperatura de formación. Una vez que el valor del SSP es determinado, se usa en el cuadro ilustrado en la figura 13 para obtener un valor para la relación de radio R mf/Rwe. La resistividad equivalente (Rwe)se obtiene dividiendo Rmf entre el valor Rmf/Rwe del cuadro (fig.13). El valor Rwe es posteriormente corregido a Rw, usando el cuadro de la figura 14, para la desviación promedio de las soluciones de cloruro de sodio, y para la influencia de la temperatura de formación. Una examinación cuidadosa de las figuras 11-14 deben ayudar a comprender el concepto de R w a partir del procedimiento SP. Pero, en cambio si se prefiere usar las fórmulas matemáticas enlistadas en la tabla 3, en lugar de utilizar los cuadros. Es importante recordar que normalmente la curva SP tiene menor deflexión en zonas productoras de hidrocarburo; esto se conoce como supresión de hidrocarburos, y resulta un valor muy alto de R w para SSP, por lo tanto para determinar Rw del SP es mejor, usar la curva SP llamada curva opuesta de zonas productoras de agua.

Volumen de arcilla el registro SP se puede usar para calcular el volumen de arcilla de la siguiente formula:

Donde: Vsh= volumen de arcilla PSP= potencial espontáneo pseudo-estático (SP de una formación arcillosa) SSP= potencial espontáneo de un espesor de arena o carbonato limpio. SSP= - k x log ( Rmf/Rw) K= 60 +(0.133 x Tf)

El volumen de arcilla puede usarse para evaluar los reservorios de arenas arcillosas (capítulo IV) y como mapeo de parámetros para análisis de facies de areniscas o carbonatos (Capitulo VII)

Tabla 3. Cálculos matemáticos de Rw a partir del SSP (modificada después por Bateman y Konen, 1977). En vez de usar cuadros, algunos preferirán usar estas fórmulas, especialmente si ellos quieren computar el procedimiento.

Figura 10. Ejemplos de la deflexión a partir de la línea de base de arcilla. 10A-la deflexión SP con diferentes resistividades del filtrado de lodo (R mf) y del agua de formación (Rw). Donde la resistividad c del filtrado de lodo (R mf) es igua a (Rw), no existe deflexión positiva o negativa, a partir de la línea base de arcilla. Donde (Rmf) es mayor que (Rw), la línea SP dobla a la izquierda de la línea base de lutitas (deflexión negativa). Donde (Rmf) excede (Rw), la deflexión es mayor proporcionalmente. Donde Rmf es menor que Rw , dobla a la derecha de la línea base de arcilla. Esta es la deflexión positiva. El potencial espontáneo SP se usa solamente con lodos conductivos (salados).

10B- la deflexión con la resistividad de (R mf) mucho mayor que (Rw). el SSP en el tope del diagrama, es la deflexión máxima posible en una arenisca (mojada) espesa, libre de arcilla y productora de agua para un radio dado de (R mf /Rw). Todas las otras deflexiones son menores, y son relativos en magnitud. El SP es la respuesta debido a la presencia de estratos delgados y/o presencia de gas. El PSP (potencial espontáneo pseudo-estático) es la respuesta SP si hay arcilla presente. Notar al fondo del diagrama: una fórmula para valor teórico calculado de SSP es dada: SSP= -k x log(Rmf/Rw), donde K= (1.33 x Tf) + 60.

Figura 11. Determinación de Rw con un registro SP. Este ejemplo es un ejercicio relacionando los cuadros de la fig. 12 a la 14.

Dados: Rmf= 0.51 a 135 °(BHT) Rw= 0.91 a 135° (BHT) Temperatura de superficie= 60°F Profundidad total= 8,007 pies Temperatura de fondo de pozo (BHT)= 135°F

Del carril o pista del registro: 1. SP= 40 (SP medido de un registro a una profundidad de formación de 7,446 pies y no corregido para un espesor de estrato). Aquí esta medido como divisiones de 20mv de la línea de base. La deflexión es negativa, por lo tanto el valor (-40mv) es negativo. 2. Espesor de capa igual a 8 pies (7,442 a 7,450 pies). 3. Resistividad normal corta (Ri) igual a 28 ohm-metros. 4. Profundidad de formación igual a 7,446 pies.

Procedimiento: 1. Determinar Tf- usar la figura 8 para determinar la temperatura de formación. Usar BHT= 135°F, TD= 8,007 pies, presión de superficie =60°F, y profundidad de formación=7,446 pies.(la respuesta debe ser 130°F). 2. Corregir Rw y Rmf para Tf- usar la figura 9 para corregir los valores para la resistividad del lodo y el filtrado de lodo, usando T f (130°F) del paso 1. Usar Rw= 0.91 a 135°F y Rmf= 0.51 a 135°F.( la respuesta debe ser: R w= 0.94 a 130°F y Rmf= 0.53 a 130°F). 3. Determinar SP- leer directamente de la curva SP en la figura 11. Mide dos unidades ( a escala de 20mv por división) de la línea de base de arcilla. La deflexión es negativa, por eso la respuesta también es (-40mv) negativo. 4. Corregir SP a SSp- la corrección del SP para el espesor dará un valor de SSP; usar el cuadro de la figura 12 para encontrar el factor de corrección de SP. Dada Ri /Rmf (o Rw/Rmf)= 28/0.94=n30. Espesor de capa (leer del SP) Fig.11 igual a 8 factor de corrección (De la figura 12) =1.3. SSP= SP x SP factor de corrección (Fig.12) SSP=(-40mv)x 1.3 SSp=-52mv respuesta) 5. Determinar el radio Rmf/Rwe-usar el cuadro en la figura 13 (respuesta 5.0) 6. Determinar Rwe dividir el valor corregido Rmf por el radio Rmf/Rwe. Rwe =Rmf (Rmf/ Rwe) Rwe =0.53/5.0

Rwe =0.016 7. Corregir Rwe a Rw usar el cuadro de la figura 14 y el valor R we en el paso 6 (respuesta Rw=0.11 a Tf). Nota: el tĂŠrmino normal corto describe un registro usado para medir la resistividad de la formaciĂłn somera, o de la zona invadida R i . resistividad normal corta Rsn fue utilizada en el procedimiento del paso 4 arriba, y su uso como un registro/resistividad es muy comĂşn.

Definidos: Ri= resistividad somera Rm= resistividad del fuido de perforación a temperatura de formación

Ejemplo: Ri/Rm =30 Espesor de capa= 8 pies

Procedimiento: 1. Ubicar un espesor de capa en escala vertical ( en este caso 8pies) 2. Seguir el valor horizontalmente hasta intersectar la curva R i/Rm (en este caso30, por lo que estará a la derecha de la curva 20). 3. Bajar verticalmente de esta intersección y leer el factor de corrección a través del fondo (en este ejemplo, un valor de 1.3). 4. Multiplicar SP por el factor de corrección para encontrar SSP. SSP= SP x Factor de corrección SSP= -40 mv x 1.3 (-40 mv es el valor SP tomado a 7,446, ver fig.11) SSP= -52 mv

Figura 13. Cuadro usado para determinar el radio Rmf/Rwe de los valores SSP Cortesía, Industrias Dresser Derechos de autor 1975, Dresser atlas.

Ejemplo. SSP= -52 mv (del registro SP y figura 12) Tf= 130 °F

Procedimiento: 1. Ubicar el valor SSP en escala vertical (en este caso -52 mv) 2. seguir el valor horizontalmente hasta que intersecte el declinamiento de la línea de Tf (130°F, imagine uno entre las líneas de temperatura de 100° y 150°). 3. Dejar caer verticalmente de esta intersección y lea el valor del radio en el fondo de escala (en este ejemplo, el valor es 5.0).

Figura 14. Cuadro para determinar un valor de resistividad para R w a partir del Rwe. Cortesía, Industrias Dresser Derechos de autor 1975, Dresser atlas.

Dados: El Rw se calcula dividiendo el Rmf corregido para la temperatura de formación (Tf) por el radio para Rmf /Rwe.de este ejercicio se puede calcular para Rwe= 0.53/5 o para Rwe= 0.106 a para Tf= 130 °F.

Procedimiento: 1. Ubicar el valor de para Rwe en la escala vertical (0.106) 2. Seguir horizontalmente hasta intersectar la curva de temperatura deseada (en este caso 130°F entre las curvas de temperatura de 100° y 150°) 3. Bajar verticalmente desde la intersección y leer el valor de para R w en la escala del fondo en este caso 0.11) Repaso –capitulo II 4. El SP se puede usar para: (1) para detectar estratos permeables, (2) detectar regiones de estratos permeables, (3) determinar R w y , y (4) determinar Vsh en un estrato permeable. 5. Las variaciones en el SP son resultados del potencial eléctrico que están presentes entre el agujero y la formación como resultado de la diferencia de salinidades entre Rmf y Rw 6. El SP en arcillas es relativamente constante y su continuidad de amplitud se refiern como línea base de arcilla. En estratos permeables el SP hará la siguiente relación a la línea de base de arcilla: (1) la deflexión negativa que está a la izquierda de la línea de base de arcilla donde R mf> Rw , (2) la deflexión positiva que está a la derecha de la línea base de arcillas R mf< Rw, y (3) no existe deflexión Rmf=Rw 7. La curva SP puede ser suprimida en los estratos delgados, la arcillosidad y la presencia de gas.