PROBADORES DE FORMACIN Y EXTRACTORES DE MUESTRAS LATERALES1. DEFINICIN DE PROBADORES DE FORMACINLos modernos probadores de formacin operados a cable, aportan conocimientos especiales acerca de la dinmica de los yacimientos que ninguna otra herramienta puede captar. A travs de mltiples pruebas de presin transitoria (variaciones de presin), estos probadores permiten evaluar la permeabilidad tanto vertical como horizontal, dependiendo del tipo de configuracin de las herramientas.La medicin en una escala que se encuentra entre la de los ncleos y la de las pruebas de pozos, permite cuantificar el efecto de capas delgadas no detectadas por otras tcnicas.Estas capas juegan un papel vital en el drenaje del yacimiento, controlando los procesos de inyeccin de gas y de agua, y causando entradas no deseadas de dichos fluidos.2. UTILIDAD DE PROBADORES DE FORMACINPermite determinar la permeabilidad, que es la que indica el comportamiento del yacimiento y del pozo, pero el trmino puede referirse a muchos tipos de mediciones. Por ejemplo, la permeabilidad puede ser absoluta o efectiva, horizontal o vertical. Para estimar la permeabilidad se utilizan datos de ncleos y de registros, pruebas de presin transitoria, pruebas de produccin y datos histricos. Cada medicin tiene diferentes caractersticas, ventajas y desventajas.a. Datos de ncleos. Las mediciones de ncleos proveen la permeabilidad absoluta o intrnseca. En yacimientos arcillosos con alta saturacin de agua o en rocas mojadas por petrleo, la permeabilidad efectiva puede ser significativamente menor que la permeabilidad absoluta. En las figura 1 se muestra curvas de permeabilidad relativa tpicas para petrleo y agua, en donde se ve la interseccin de las dos curvas aproximadamente en Sw= 59%, este valor indica que la roca es mojable al agua y no al petrleo.En las figura 2 se muestra curvas de permeabilidad relativa tpicas para petrleo y agua, en donde se ve la interseccin de las dos curvas aproximadamente en Sw= 41%, este valor indica que la roca es mojable al petrleo y no al agua.Los datos de ncleos se toman en muestras limpias que han sido llevadas a la superficie, de modo que las condiciones de medicin no son las mismas que las que se efectan en sitio.Para que sean tiles para la caracterizacin del yacimiento, es necesario contar con bastantes muestras de ncleos que capten de manera completa la heterogeneidad del yacimiento. b. Datos de registros.Los registros miden la porosidad y otros parmetros que se relaciones con el tamao de los poros. La permeabilidad se puede estimar a partir de estas mediciones utilizando una relacin emprica adecuada. Esta relacin normalmente se debe calibrar para cada yacimiento o rea con mediciones ms directas. El principal uso de la permeabilidad derivada de registros es proporcionar estimaciones continuas en todos los pozos.c. Pruebas de pozo. El anlisis de las pruebas de presin transitoria permite estimar la permeabilidad efectiva promedio de la formacin en sitio. Sin embargo, los resultados tienen que interpretarse a partir del cambio de presin con el tiempo. Los intrpretes usan varias tcnicas incluyendo el anlisis de regmenes de flujo especficos y el ajuste con curvas tipo o con un modelo de formacin. En las pruebas convencionales, el pozo se deja en produccin por un tiempo lo suficientemente largo como para detectar los lmites del yacimiento. Las pruebas de impulsos duran un tiempo corto y son tiles para pozos que no fluyen a la superficie. En ambos casos, pero especialmente para las pruebas de impulsos, no necesariamente hay una solucin nica para la permeabilidad.En la mayora de las pruebas convencionales, el objetivo es medir la transmisividad durante el flujo radial, es decir, medir la cantidad de volumen influjo de agua que satura el espacio poroso cuando est en produccin el pozo. El espesor del yacimiento, h, se puede estimar en el pozo, en la prctica, otros tipos de informacin (modelos geolgicos y datos ssmicos), ayudan a mejorar los resultados. Con las pruebas de pozos convencionales, se puede detectar el grado de heterogeneidad, pero no se puede determinar la distribucin de la permeabilidad y no hay resolucin vertical.En el aspecto econmico, las pruebas de pozos son costosas desde el punto de vista de los equipos de prueba y del tiempo de los equipos de perforacin y/o terminacin de pozos. d. Pruebas de produccin e historia de produccin. Se puede obtener una permeabilidad efectiva promedio a partir del gasto (tasa de flujo, velocidad de flujo, caudal, rata) durante la produccin, preferiblemente de pruebas especficas a diferentes gastos. Tambin se puede determinar una permeabilidad promedio a partir de datos de la historia de produccin. Sin embargo, en ambos casos, la distribucin de la permeabilidad no se puede obtener de manera confiable. En yacimientos multicapas o heterogneos, ste es un problema inverso altamente no lineal, para el que puede haber ms de una solucin.En ausencia de otros datos, a menudo la permeabilidad se relaciona con la porosidad. En teora, la relacin es dbil; hay medios porosos que han sido lixiviados que pueden tener alta porosidad con cero permeabilidad y otros que han sido fracturados que muestran exactamente lo contrario. Sin embargo, en la prctica, existen yacimientos de areniscas bien clasificadas con una relacin consistente entre la porosidad y la permeabilidad. 3. EQUIPOS DE PROBADORES DE FORMACIN AGUJERO ABIERTO Y CAERACuando los riesgos para las herramientas de pruebas o las pruebas de formacin en pozo abierto son demasiado altos, las compaas de exploracin y produccin prefieren bajar el revestidor para evitar las pruebas en pozo abierto. Por esta razn, la capacidad de obtener muestras de fluidos y medir las presiones en pozos recientemente entubados se convierte en una actividad crtica.POZOS ENTUBADOSEl Probador de la Dinmica de la Formacin de Pozo Entubado CHDT, desarrollado por Schlumberger y el Instituto de Tecnologa del Gas, es la primera herramienta capaz de penetrar el revestimiento, medir la presin del yacimiento, obtener muestras de fluidos de formacin y taponar los orificios de prueba en un solo viaje. Schlumberger modific el Multiprobador de Formaciones RFT en la dcada de 1980. El resultado fue la herramienta RFT de Pozo Entubado que perfora el revestimiento con una carga explosiva hueca. Esta herramienta puede hacer pruebas en dos zonas por carrera. Despus de haber realizado las pruebas y extrado la herramienta RFT del pozo, el tnel dejado por el disparo se puede tapar con un parche, un tapn o una cementacin forzada. No se puede bajar en pozos de dimetro pequeo. Esta herramienta nos permite obtener datos de presin, pero la calidad de las muestras de fluidos no es tan buena puesto que no hay control de la cada de presin una vez que se abre la vlvula de la cmara para muestras.POZO ABIERTOLa herramienta DST en pozo abierto permite evaluaciones con un mnimo grado de error al ser aplicada directamente sobre la formacin y no tener contacto con el revestidor y el cemento. Las muestras de fluido para anlisis PVT estarn bien conservadas.Wireline Formation Tester (WFT)Herramienta que se baja con un cable elctrico y que empuja una probeta hacia la formacin, la cual permite entonces la produccin hacia una pequea cmara cerrada. La herramienta se utiliza principalmente para obtener presiones de formacin en ubicaciones seleccionadas en un intervalo y se pueden obtener estimados de permeabilidad con un medidor preciso de cuarzo. Se han desarrollado variaciones modernas de esta herramienta para adquirir muestras del fluido de la formacin.4. MEDICIN DE LAS PRESIONES DE YACIMIENTOSDespus de la perforacin, las preocupaciones existentes en torno a la presin normalmente se trasladan a las operaciones de manejo de yacimientos y produccin. La comprensin de las presiones presentes en el yacimiento incide en ltima instancia en la produccin y la recuperacin de la inversin y, hoy en da, puede incluso proporcionar directrices para colocar pozos adicionales con miras a optimizar la produccin.Las demandas operacionales dictaminan cmo y cundo se obtienen las mediciones de presin, disponindose de numerosos mtodos y herramientas para medir y monitorear las presiones de yacimiento prcticamente en cualquier momento durante el ciclo de vida de un pozo. Como se describi precedentemente, la comprensin de la presin comienza con las estimaciones previas a la perforacin basadas en datos ssmicos y en pozos vecinos, incluyendo durante la perforacin. Los ingenieros de yacimientos y produccin obtienen mediciones adicionales mediante la utilizacin de herramientas de adquisicin de registros o sensores permanentes en el pozo o en la superficie.Sensores de presin de CuarzoEl sensor CQG de aletas, de cristal (dorado), es un resonador de modo dual en el que en un modo depende de la presin aplicada y el otro modo, de la temperatura aplicada. Las mediciones de presin y temperatura se obtienen exactamente al mismo tiempo.El cuarzo es uno de los diversos minerales que posee propiedades piezoelctricas. Cuando se aplica presin a un cristal de cuarzo, se crea una carga elctrica positiva en uno de los extremos del cristal y una carga negativa en el otro. Los cristales de cuarzo tambin son intensamente fotoelctricos; los cambios de temperatura producen el desarrollo de cargas positivas y negativas dentro del cristal. Cuando el cuarzo vibra, se produce una variacin sinusoidal detectable en la carga elctrica sobre su supercie. El esfuerzo inducido por la presin, aplicado al cristal, hace que la frecuencia de la onda senoidal vare en forma predecible y precisa. Estas propiedades convierten al cuarzo en un elemento valioso para muchas aplicaciones relacionadas con dispositivos electrnicos y aplicaciones de deteccin, incluyendo los sensores de presin utilizados en los campos petroleros.Tipos de pruebasa. Abatimiento de Presin (Pressure Drawdown Test)b. Restauracin de Presin (Pressure Buildup Test)c. Multitasad. Prueba de Interferenciae. Drill Stem Test (DST)f. Fall Offg. Prueba de Inyectividad

Tipos de Pruebas de Presin

TESTDEFINCINUTILIDADCOMPORTAMIENTO

Draw Down TestEsta prueba consiste en una serie de mediciones de presin de fondo durante un periodo de tiempo, con el pozo fluyendo a una tasa constante estabilizada.Generalmente, se hace un cierre previo para lograr que la presin en el rea de drenaje del pozo se estabilice y sea uniforme.Se utiliza para hallar: Permeabilidad promedio en el rea de drenaje (k) Efecto Skin (s) Volumen poroso (Vp) Presencia de Heterogeneidades (Fallas, contactos, barreras estratigrficas).

Build upEsta prueba consiste en una serie de mediciones de presin de fondo durante un periodo de tiempo, luego de cerrar el pozo despus de haber estado fluyendo a una tasa constante estabilizada.Se utiliza para hallar: Presin esttica promedio Permeabilidad promedio en elreade drenaje (k). EfectoSkin(s). Presencia de Lmites (Fallas, contactos, barreras estratigrficas).

MultitasaSe realizan a tasa de flujo variable, determinando la presin por perodos estabilizados de flujo. A travs de esta prueba se puede determinar el ndice de productividad del pozo y tambin se puede utilizar para hacer un anlisis nodal del mismo.Estas pruebas son tiles en la determinacin del ndice de productividad del pozo y para hacer un anlisis nodal al mismo. Se usa el principio de superposicin para el anlisis de estas pruebas

FallOffTestSe realizan cerrando el pozo inyector y haciendo un seguimiento a la presin en el fondo del pozo en funcin del tiempo. La teora supone una tasa de inyeccin constante antes de cerrar al pozoSe utiliza para: Determinar las condiciones del yacimiento en las adyacencias del pozo inyector. Dar un seguimiento de operaciones de inyecciones de agua. Estimar la presin promedio del yacimiento. Determinar si existe dao en la permeabilidad efectiva del yacimiento por el fluido inyectado.

PruebasdeinterferenciaConsiste en medir la respuesta de presin en un pozo de observacin debido a cambios en la tasa de flujo de otro pozo.Se utiliza para: Detectar la comunicacin entre pozos. Si existe comunicacin, suministrar estimaciones de permeabilidad

PruebasdePulsoLas pruebas de pulso constituyen un tipo especial de prueba de interferencia, en la cual el pozo activo es pulsado alternadamente con ciclos de produccin y cierre. Se mide la respuesta de presin en el pozo de observacin utilizando un indicador de presinSe utiliza para determinar las propiedades del yacimiento como el flujo.

DrillStemTestBsicamente, la DST es una completacin temporal de un pozo. La herramienta del DST es un arreglo de paquetes y vlvulas localizados al final de la tubera de perforacin. Este arreglo puede ser usado para aislar una zona de inters y dejar que produzca dentro de la tubera. Una muestra de fluido es obtenida en la prueba, de este modo, la prueba nos puede decir los tipos de fluidos que el pozo producir si es completado en la formacin probada.

Un DST provee un medio para la estimacin de la formacin y las propiedades de los fluidos antes de la completacin del pozo.Un medidor de presin en el dispositivo DST puede medir presiones durante los periodos de flujo y de cierre.

5. APLICACIONES DE LAS MEDICIONES DE PRESINLas pruebas de presiones sirven para:a. Obtener caractersticas y/o propiedades del yacimiento, como lo son: Presin esttica del yacimiento. Permeabilidad.b. Estimar parmetros adicionales de flujo, tales como: Comunicacin entre pozos. Lmites del yacimiento (fallas, fracturas). Dao de formacin.6. ESTIMACIN DE LA PERMEABILIDAD A PARTIR DE DRAW DOWN Y BUILD UP TEST ABATIMIENTO DE PRESINDRAW DOWN TESTAsumiendo que el pozo se encuentra produciendo en un yacimiento infinito, la formacin y los fluidos poseen propiedades uniformes.La permeabilidad puede ser estimada por la siguiente expresin:

BUILD UPLa permeabilidad de la formacin se puede determinar de la siguiente manera:1) Establecer el probable inicio del tiempo intermedio real (TIR) cuando desaparezca el efecto consistente en el movimiento del fluido al pozo (afterflow).2) Asumir que el probable final del TIR ocurre cuando la curva de Horner se vuelve no lineal.3) Luego, calcular la pendiente de la aparente lnea del TIR y estimar la permeabilidad por medio de:

7. EXTRACCIN DE NCLEOS DE ROCAEs una herramienta que se usa en la etapa de perforacin para efectuar una extraccin de ncleos de las formaciones. Est formado por un barril de extraccin y un trpano sacamuestras (CORE) que se conecta al fondo del barril. El trpano avanza por perforacin rotatoria, se hace circular agua a travs de la barra de perforacin durante la extraccin y los recortes son lavados hacia afuera.Se dispone de dos tipos de barriles: el barril para ncleo de tubo simple (a) y el barril para ncleo de tubo doble (b). Cuando las muestras se recuperan, la profundidad de recuperacin debe ser apropiadamente registrada para su posterior evaluacin en el laboratorio. Los ncleos pueden ser ncleos de dimetro completo (es decir, su dimetro es casi tan grande como el de la barrena de perforacin) extrados en el momento de la perforacin de la zona, o ncleos laterales (generalmente de menos de 2,5 cm [1 pulgada] de dimetro) extrados despus de la perforacin de un pozo. Las muestras de ncleos se utilizan para muchos estudios, algunos de los cuales se relacionan con los fluidos de perforacin y con el dao que stos producen.8. OBTENCIN DE MUESTRAS PVTUtilizando un recipiente especialmente diseado para ese fin, es posible obtener una muestra que contiene petrleo atmosfrico y parte del gas asociado, durante los ensayos de produccin, sin interferir con las operaciones habituales.En el laboratorio se determinan cromatogrficamente las composiciones del petrleo atmosfrico y del gas entrampado en el recipiente y se realizan todas las mediciones experimentales de rutina sobre el petrleo atmosfrico.Gracias a la simplicidad de la metodologa de clculo se abre la posibilidad de contar con datos termodinmicos razonablemente confiables. 9. UTILIZACIN DE MUESTRAS PVTLos Anlisis PVT se realizan con el propsito de analizar los yacimientos y a partir de los resultados obtenidos. Dicho anlisis permite obtener clculos estimados del POES, predecir la vida productiva, evaluar los mtodos de recuperacin primaria y secundaria y las propiedades caractersticas del yacimiento. As pues, el Anlisis PVT es un conjunto de pruebas que se realizan en el laboratorio a diferentes presiones, volmenes y temperaturas para poder determinar las propiedades caractersticas de los fluidos existentes en el yacimiento.PRUEBA DE LIBERACIN INSTANTNEA

De esta prueba se va a obtener los siguientes resultados: Presin de Burbujeo (Pb). Volumen Relativo en funcin de la presin. Compresibilidad del Petrleo (Co). Funcin Y

PRUEBA DE LIBERACIN DIFERENCIAL

De esta prueba se va a obtener los siguientes resultados: Factor de Compresibilidad (Z). Relacin Gas Petrleo en Solucin (Rs). Factor Volumtrico del Petrleo (Bo). Factor Volumtrico del Gas (Bg). Factor Volumtrico Total (Bt). Densidad del Petrleo (pt). Gravedad Especfica del Gas (Yg). Gravedad API del crudo residual (API).

PRUEBA DE SEPARADORES

De esta prueba se va a obtener los siguientes resultados: Factor Volumtrico del Petrleo (Bo). Relacin Gas Petrleo en Solucin (Rs). Gravedad API del Crudo en el Tanque (API). Composicin del Gas Separado. Gravedad Especfica del Gas en el Separador (Ygs). Gravedad Especfica del Gas en el Tanque (Ygt).

DEPLECION A VOLUMEN CONSTANTE (CVD) Factor de compresibilidad del Gas Producido (a presin y temperatura de la celda) Factor de compresibilidad bifsico (a presin y temperatura de la celda) Porcentaje de gas producido (a condiciones estndar) Porcentaje de lquido formado en el espacio porosoExpansin a composicin constante (CCE) Presin de Roco. Volumen relativo del fluido de reservorio respecto al volumen a la presin de roco.Factor de Compresibilidad del Gas a presin mayor que la P de roco