UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD DE INGENIERÍA DIVJSIÓN DE...
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UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD DE INGENIERÍA DIVJSIÓN DE POSTGRADO SOFTWARE PARA EVALUACIÓN PETROF~SICA - PetroMODEL TESIS EN INGENIERÍA DE PETRÓLEO POR FRANCISCO CAYCEDO MARACAIBO, SEPTIEMBRE 2000
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UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD DE INGENIERÍA DIVJSIÓN DE POSTGRADO
SOFTWARE PARA EVALUACIÓN PETROF~SICA - PetroMODEL
TESIS EN INGENIERÍA DE PETRÓLEO
POR FRANCISCO CAYCEDO
MARACAIBO, SEPTIEMBRE 2000
UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD DE INGENIER~A DIVISTÓN DE POSTGRADO
SOFTWARE PARA EVALUACIÓN PETROF~SICA - PetroMODEL
TESIS EN INGENIER~A DE P E T R ~ L E O
POR FRANCISCO CAYCEDO
TRABAJO PRESENTADO COMO REQUISITO PARCIAL PARA OPTAR AL T~TULO DE
MAGISTER SCIENTARIUM EN INGENIERÍA DE PETRÓLEO
MARACAIBO, SEPTIEMBRE 2000
UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD DE INGENIER~A DIVISIÓN DE POSTGRADO
SOFTWARE PARA EVALUACIÓN PETROF~SICA - PetroMODEL
TESIS EN INGENIER~A DE P E T R ~ L E O
POR FRANCISCO CAYCEDO
MARACAIBO, SEPTIEMBRE 2000
UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD DE INGENIER~A DIVISIÓN DE POSTGRADO
SOFTWARE PARA EVALUACIÓN PETROF~SICA - PetroMODEL
TESIS EN INGENIERÍA DE PETRÓLEO
POR FRANCISCO CAYCEDO
TRABAJO PRESENTADO COMO REQUISITO PARCIAL PARA OPTAR AL T~TUI,O DE
MAGISTER SCIENTARIUM EN INGENIER~A DE PETRÓLEO
MARACAIBO, SEPTIEMBRE 2000
. 1
DEDICATORIA
A Dios, mi familia, mi novia y mis amigos.
PROFESOR ASESOR:
Msc. AMÉRICO PEROZO
AGRADECIMIENTO
A Isandra Villegas de Petrodatos C.A., cuya colaboración fue fundamental para el desarrollo de este proyecto.
RESUMEN ........................................................................................... 1
INTRODUCCION ....................................................................................... 2
INICIALIZACI~N ........................................................................... MODELOS DE POROSIDAD ................................................................
Densidad.Neutron ...................................................................... Densidad ................................................................................. Neutron ............................................................................. Rocky Mountain ....................................................................... Archie ..................................................................................... RHOB Sintético ......................................................................... Promedio Constante .....................................................................
MODELOS DE ARCILLOSIDAD ............................................................ Lineal .....................................................................................
.................................................................................... Clavier Larionov 1 ............................................................................... Larionov 2 ............................................................................... Stieber 1 ................................................................................... Stieber 2 ................................................................................... Stieber 3 ...................................................................................
MODELOS DE SATURACIÓN ............................................................... Doble Agua ............................................................................... Simandoux ................................................................................ Simandoux Modificado ................................................................. Indonesia .................................................................................. Waxman & Smits ........................................................................ Waxman & Smits Normalizado ....................................................... Poupon .................................................................................... Archie ......................................................................................
MODELOS DE PERMEABILIDAD .......................................................... Timur ....................................................................................... Timur Modificado ...................................................................... Turner ...................................................................................... . . Ecuacion General del Lago ............................................................. Morris & Bigs / Oil ...................................................................... Morris & Bigs / Gas ..................................................................... Coates & Dumanoir ..................................................................... Núcleo .....................................................................................
OPCIONES ADICIONALES ................................................................... Corrección por mal hoyo ................................................................ Corrección por hidrocarburos livianos ...............................................
D E F I N I C I ~ N DE PARÁMETROS INICIALES ............................................. 19 CÁLCULO DE POROSIDAD Y ARCILLOSIDAD ........................................ 20 CÁLCULO DE S A T U R A C I ~ N DE AGUA ................................................. 23 CÁLCULO DE PERMEABILIDAD .......................................................... 28 MÓDULO DE PROMEDIOS Y SUMATORIA POR INTERVALOS .................. 29
DISCUSION DE RESULTADOS ....................................................................... 33
CONCLUSIONES ..................................................................................... 36
RECOMENDACIONES .................................................................................. 36
ANEXO 1 . Artículo Técnico .............................................................................. 40
Resumen e Introducción.
En la actualidad existe una gran diversidad de aplicaciones computari;cadas que permiten realizar un análisis de las propiedades físicas de las rocas acumuladoras de hidrocarburos y su relación con los fluidos contenidcis en ellas a partir de las mediciones obtenidas de los perfiles de pozo.
En este trabajo se presenta una nueva aplicación que permite desai-rollar una completa evaluación petrofísica empleando los modelos de mayor aplicación en la industria de una forma muy amigable y sencilla.
El ejercicio de desarrollo del software se dividió en dos etapas. La primera consistió fundamentalmente en la investigación y selección de los modelos de evaluación de mayor aplicación en la actualidad, y la segunda, en un recuento de los principales aspectos y facilidades ausentes en diferentes programas comerciales, con la finalidad de generar nuevas ideas materializadas en lo que se llama PetroMODEL (Software de Evaluación Petrofísica).
Además de aportar nuevas ideas, el software se caracteriza por contar con una interfaz muy amigable que pretende ir guiando al usuario durante toda la evaluación petrofísica.
Al igual que todos los software del mercado, PetroMODEL es una aplic;ación que requiere muchas mejoras y debe ser actualizado constantemente. Ézsta es la primera versión de un software que está naciendo y puede llegar a condertirse en una alternativa diferente para determinados sectores.
A través de la historia se ha demostrado que la caracterizacikn de los yacimientos ha sido la herramienta más efectiva para optimizar su e)cplotación. Dentro de esta caracterización ocupa un lugar muy importante la evaluación petrofísica, la cual se encarga de describir las propiedades del sisterna roca - fluidos, tales como la arcillosidad, porosidad, saturación de fluidos, permeabilidad, espesores, entre otras.
Como estas propiedades físicas no pueden ser medidas directamente en el pozo, se requiere de técnicas que permitan inferirlas y la más rápida, continua, confiable y económica se fundamenta en la interpretación de las med.ciones de los registros de pozo. Por esta razón se hace necesario perfeccionar cada vez más tanto las herramientas de perfilaje como las herramientas para su interpretación.
El objetivo del presente trabajo fue desarrollar una aplicación computarizada que permitiera realizar una evaluación petrofísica completa a partir de perfiles de pozo, empleando los modelos de evaluación de mayor aplicación en I;a industria y de la manera más práctica y amigable posible.
El nombre dado al programa fue PetroMODEL, desarrollado en Visual Basic 6.0 para ejecutarse en ambiente Windows y cuenta con 7 modelos diferentes de porosidad, 8 modelos de arcillosidad, 8 modelos de saturación de agua y 8 modelos de permeabilidad. Adicionalmente se tiene una sección de opc:iones que permite realizar corrección por mal hoyo y por hidrocarburos livianos a los perfiles de porosidad afectados por estos factores.
,T k-s"R 'sh, PHIT, PHIE, Y, iw, K, AN, ANR,
ANP ...
3oscrioc~0ri del Pncwrz~a - v Ciui7domento Te5ico. Manual de Referencia.
El sohare tiene una ventana de entrada en la cual los usuarios deben 1-egistrarse para tener acceso.
I ( 7 Permite cancelar el acceso y termina el programa.
Abre la ventana de diálogo que pregunta por un nombre de usuario y . una contraseña registrada:
Ventana de Registro:
1 F j - Cancela la entrada y vuelve a a pantalla inicial.
1 - Da inicio a la sesión si los datos están
K t - m f
La sesión se inicia con la ventana de selección de archivo y modelos a procesar:
- Permite abrir los r-7 cuadros de diálogo '---" de selección de archivos para ser procesados (formato .las, .txt o cualquier otro formato ascii compatible:
. - - -, < -&-. r- ~ K T ! ! . , -m-:-
C ? ,,T. L . <. lF*,,I',Xtl
Tu!.: i c.ct lrui i"l
- Permite tener acceso al "Panel de control" principal del programa y m seleccionar los modelos con los que va a ejecutarse:
- Permite seleccionar el modelo de Porosidad Total o Absoluta para la evaluación petrofisica.
Los modelos de porosidad (@) disponibles son:
DENSIDAD-NEUTRON: Calcula porosidad a partir de la combinación de los perfiles Densidad y Neutrón mediante las siguientes ecuaciones:
Para formaciones saturadas con líquido: Q = (QDls + ONIs)/2
Para formaciones saturadas con hidrocarburos livianos. @ = O (@DIS~ + @~ls')/2
La aproximación de la corrección para hidrocarburos livianos es aplicada cuando la densidad de grano aparente es menor que la densidad de matriz. Dens.Grano Ap.= (@ * Dens.Fluid - RHOB) / (@ - 1)
Para el cálculo las lecturas de los dos perfiles son corregidas al misrio tipo de matriz de salida (Caliza):
QDls = (2.71-RHOB)/(2.71- Dens. Fluid)
Si matriz de corrida del perfil neutron es Caliza: @NIs = @N
Si matriz de corrida del perfil neutron es Arenisca: Si aNe0.34347: @Nls = -0.0204+0.80819*ON +0.36466*@~~ Si @N<0.34347: (PNls = ( @N -0.0621)/0.9379
Si matriz de conida del perfil neutron es Dolomita: Si @N<0.21: @NIs=0.024273+2.154008*@N -6.3974*@~"9.2478*@~~ Si @N<0.21: @Nls = ,( @N -0. 0959)/1. 0959
DENSIDAD: Calcula porosidad a partir del perfil de Densidad mediante la siguiente ecuación:
@ = (RHOBma-RHOB)/( RHOBma -Dens.Fluid)
La aproximación de la corrección para hidrocarburos livianos es aplicada cuando la densidad de grano aparente es menor que la densidad de matriz:
Xin= 4 -2.5* Dens.Hidroc pHid.Ap. = Dens.Hidroc* ((1 2 + 2*Xin)/(l2 + Xin))*1.0704-0.1883 @ = (RHO&RHOBma)/(pRuid,- RHOBma + (pHid.Ap - muido)*Shr
NEUTRON: Calcula porosidad a partir del perfil de Neutrón dependienclo del tipo de matriz en que fue corrido el registro y la matriz de salida seleccionada por el intérprete.
Si matriz de corrida del perfil neutron es igual a la matriz de salida: @ = @N
Si matriz de corrida del perfil neutron es Caliza y la matriz de salida es P,renisca: Si @N>=0.3: @ = 0.0621 +0.9379*@N Si mNc0.3: @ = 0.0253+1.1833 *@N - 0.408266*@~~
Si matriz de corrida del perfil neutron es Caliza y la matriz de salida es C)olomita: Si @N>=0.3: @ = -0.0959 + l . 0959 *@N Si @Nc0.3:@=-0.005527+0.170926*@N +2.770767*@~~-2.303492*~~~
Si matriz de corrida del perfil neutron es Arenisca y la matriz de salida e!; Caliza: Si mNc0.34347: @ = -0.0204+0.80819*@N +0.36466*@~~ Si ONc0.34347: @ = ( @N -0.0621)/0.9379
Si matriz de corrida del perfil neutron es Arenisca y la matriz de salida es Dolomita:
Si @N>=0.3: @ = -0.0959 + l . 0959 *@N Si @N<0.3:@=-0.005527+0.170926*@N +2.770767*@~'-2.303492*<~:~~
Si matriz de corrida del perfil neutron es Dolomita y la matriz de salida es Arenisca:
Si @N>=0.3: @ = 0.0621 +0.9379*@N Si mNc0.3: 0 = 0.0253+1.1833 *@N - 0.408266*@~~
Si matriz de corrida del perfil neutron es Dolomita y la matriz de salida es Caliza: Si mNc0.21: @=0.024273+2.154008*@N -6.3974*@~~+9.2478*@~~ Si @N<0.21: @ = ,( @N -0. 0959)ll. 0959
ROCKY MOUNTAIN: Este método permite calcular la porosidad en arenas limpias a partir de perfiles de resistividad dependiendo de la opción seleccionada.
La primera opción utiliza la resistividad en la zona invadida (Ri) mediante la siguiente ecuación:
en donde Z representa la fracción de agua de formación en la zoria porosa invadida y 1-Z es la fracción de filtrado de lodo. Este parámetro depende de la litología como se aprecia en la siguiente tabla:
1 Arenas continentales intermedias I
15-25 / -0-
Litología Arenas poco consolidadas tipo Costa del Golfo
Porosidad 30-35 25-30
Z
0.10 0.15
Carbonatos y Arenas apretadas
Invasión Somera Somera :l
10-15 5-1 O
Shr = Saturación de hidrocarburo residual.
La segunda opción utiliza la relación de resictivades en la zona invadida y la zona profunda (RiIRt) mediante las siguientes ecuaciones:
ARCHIE: Calcula la porosidad a partir de la ecuación de Archie si se conoce la resistividad de la formación 100% saturada con agua (Ro):
RHOB SINTETICO: Permite calcular un perfil de densidad por medio de diferentes tipos de ecuaciones que representan una correlación rriatemática entre densidad y otra variable como GR (grados API), Potencial Espontáneo, resistividad o arcillosidad. Esta curva se usa como entrada parca calcular porosidad por medio de la ecuación 10.
Los diferentes tipos de ecuaciones que se pueden emplear son:
Lineal: RHOBslM =A*X+B
Potencial: RHOBslNT =AAX+B
Exponencial: RHOBsINT =A*exp(X*B)
Logarítmica (Ln): RHOBslNT =A*Ln(X)+B
Logarítmica (Log): RHOBsIM =A*Log(X)+B
Polinomial de segundo grado: RHOBsiNT =A*XA2+B*X+C
Polinomial de tercer grado: RHOBslNT =A*XA3+B*XA2+C*X+D
Q, = (RHOBma-RHOBslNT)/( RHOBma -Dens.Fluid)
PROMEDIO CONSTANTE: Al elegir esta opción como modelo de poi-osidad se genera una curva de porosidad total de valor constante.
Q, = cte
A partir de la curva de Porosidad Total o Absoluta es oenerada la curva de Porosidad Efectiva como se explica más adelante.
Una vez seleccionado el rnodelo de porosidad se debe seleccionar un indicador de arcillosidad y uno de los ocho modelos disponibles para cálculo de volumen de arcilla.
\ El la seccidn de información se van registrando todas las cipciones que el usario va selecc~onando, incluyendo el nombre del archivo ".las" que se va a procesar.
- - - Permite seleccionar el modelo de Arcillosidad para la evaluación petrofisica.
Para calcular el índice de Arcillosidad (SI) a partir del indicador o curva seleccionada se emplean las siguientes ecuaciones lineales:
o Gamma Ray: A partir de registros de Rayos Gamma (GR)
SI = (GR - GRclean) 1 (GRshale - GRclean)
o Potencial Espontáneo: A partir de registros SP
SI = (SP - SPclean) 1 (SPshale - SPclean)
o Neutrón: A partir de registros Neutron
SI = (NPHI - NPHI clean) / (NPHI shale - NPHI clean)
El Volumen de Arcilla (Vsh) es calculado a partir del índice de Arcillos,dad (SI) y los modelos disponibles son:
LINEAL: índice de arcillosidad igual a Volumen de Arcilla Vsh = SI
CLAVIER: índice de arcillosidad mayor a Volumen de Arcilla Vsh = 1.7 - [3.38 - (SI + 0.7)*11"
LARIONOV 1: Rocas de edad pre-terciaria (Mesozóico y Paleozóico). SI > Vsh
Vsh = [22.S'-1] 13
LARIONOV 2: Formaciones del terciario o más jóvenes. S1 > Vsh
Vsh = [23.7*S'-1] I [23.7-1]
STIEBER 1: Correlaciones del Mioceno y Plioceno del sur de Louisiana. SI > Vsh
Vsh = SI / (2 - SI)
STIEBER 2: Variación de la ecuación original. SI > Vsh
Vsh =SI 1 (3-2*SI)
STIEBER 3: Variación de la ecuación original. SI > Vsh
Vsh = SI 1 (4 - 3*SI)
PetroMODELB posee la gran ventaja de permitir al intérprete elegir un rriodelo de Saturación principal y varios modelos opcionales o alternos que pueden ser visualizados en el mismo track de resultados para comparación directa, o en otras palabras, petmite evaluar con diferentes modelos de Saturación simultáneainente.
El modelo principal se debe seleccionar de la lista desplegable "Selected model" y los modelos alternos haciendo clic sobre las cajas de verificación mostradas (no es obligatorio seleccionar modelos alternos).
Los modelos seleccionados en esta ventana estarán disponibles para ser agregados haciendo clic con el botón derecho sobre el track de Saturación, si no es seleccionado ninguno no estarán disponibles hasta regresar a esta ventana y activar los deseaclos.
- Permite seleccionar el modelo de Saturación de Agua para la evaluación petrofísica.
PetroMODELB cuenta con 7 modelos para cálculo de Saturación (Sw) en areniscas arcillosas y un modelo para areniscas limpias (Archie).
DOBLE AGUA: Permite corregir el efecto de la reducción de la resistividad por acción de la arcillosidad presente en la roca a partir del parámetro Rwb, que es la resistividad del agua íntimamente ligada a la arcilla.
DWRO = (a/Qm)*[Rw*Rwb 1 (Rw*Vsh + Rwb*(l-Vsh))]
Nota: Q = Porosidad Total o Aparente
SIMANDOUX: Permite corregir el efecto de arcillosidad suponienclo que la resistividad de las lutitas vecinas es igual a la de la arcilla presente en la formación (Rsh) por medio de las siguientes ecuaciones:
Nota: @ = Porosidad Efectiva
SIMANDOUX MODIFICADO: Se basa en el mismo principio de la ecuación de Simandoux
Nota: cD = Porosidad Efectiva
INDONESIA: Al igual que el modelo de Simandoux, corrige el efecto de la arcillosidad por medio de la resistividad de las lutitas vecinas (Rsh) pero, por medio de la siguiente ecuación:
Nota: @ = Porosidad Efectiva.
WAXMAN & SMITS: Este modelo corrige el efecto que tiene en la lectura de la resistividad el material arcilloso presente en la formación por medio de la Capacidad de Intercambio Catiónico por Unidad de Volumen Poroso (Qv), utilizando la siguiente ecuación iterativa:
En donde,
Rwe = Rw 1 [1 + (Rw*B*Qv/Sw)]
El término B se conoce como la conductividad equivalente o conductaricia de los cationes de arcilla intercambiables a una temperatura especific;a y una concentración de cationes específica. Sus unidades con de (mholm por meqlcm3) y es una función de la temperatura y la salinidad del agua que rodea a la arcilla:
T = Temperatura de formación en grados Centígrados.
En la literatura se encuentran diferentes métodos para calcular la Capacidad de Intercambio Catiónico por Unidad de Volumen Poroso (Qv) y PetroMODELB posee la gran ventaja de pemitir al intérprete elegir entre 6 ec:uaciones diferentes de Qv según su conveniencia:
1) Ecuación Original: Propuesta por W&S
QV = (pcldV Vcldry * C. l.Cddry ) 1 @ En donde, Pddry Pma Vddv Z Vsh*(I-WCLP) WCLP es la porosidad de las lutitas (Wet Clay Porosity). C.I.Cddv es la Capacidad de intercambio Catiónico de la arcillzi pura en meqlgr.
En la siguiente tabla se muestran valores promedio de algunos parámetros de arcillas:
1 Parámetro 1 llita 1 Glauconita 1 Caolinita 1
Nota: 0 = Porosidad Total o Aparente
RHOB (g/cc) C.1.C (rneqlgr)
WCLP (%)
2) Ecuación de Laboratorios de Núcleos: Ecuación encontrada en la literatura de los diferentes laboratorios de análisis de núcleos.
C.1.C es la capacidad de intercambio catiónico medida en muestras de arena arcillosa. Sus unidades son meqlgr.
2.79 0.25 15.6
3) Ecuación Potencial: Correlación de Qv en función de Porosidad Total.
2.96 0.23 15.6
2.59 0.09 O. 15 5.8 1 O. 1 4.2.5
4) Ecuación Exponencial: Correlación de Qv en función de Porosidad Total.
5) Ecuación Logaritmica: Correlación de Qv en función de Porosidacl Total.
6) Ecuación Lineal:
En esta ecuación X normalmente es llamada Qsd y corresponde al valor más limpio y de máxima porosidad.
Nota: Q = Porosidad Total o Aparente
WAXMAN & SMlTS NORMALIZADO Este modelo, propuesto por por l. Juhasz, permite utilizar la ecuación de Waxman & Smits en ausencia de datos de núcleo (Qv desconocido), aplicando una expresión adimensional de Qv definida como "Qv normalizado":
Qvn = QvIQvsh,
este parámetro es equivalente a la "saturación de agua de las lutitas":
Qvn = Vsh * WCLP / Q,
y es un parámetro que puede ser derivado de perfiles. Qvsh, el valor de Qv de las lutitas íntimamente asociadas con las arenas puede también ser derivado de perfiles como la diferencia entre la conductividad del agua de las Ii~titas y la conductividad del agua de formación dividida entre B, la conductancia específica de los cationes de intercambio de la arcilla. De esta forma Qv puede ser calculado en cualquier punto por medio de la siguiente ecuación:
Qv = Qvn * Qvsh
Usando el concepto de Qv normalizado la ecuación de Waxman & Smits es llevada a una forma normalizada para la cual todos los parámetros, con excepción de n*, pueden ser obtenidos de perfiles:
En donde,
Rwe = Rw*Rwsh*Sw / [Rwsh*(Sw-Qvn) + Rw*Qvn]
Rwsh = Rsh * O/VCLP)'"*/~
Qvn = V s h W L P 1 Q
Nota: <Í, = Porosidad Total o Aparente
POUPON: Permite corregir el efecto de la arcillosidad por medio de la resictividad de las lutitas vecinas (Rsh) por medio de la siguiente ecuación:
Nota: = Porosidad Efectiva.
ARCHIE: PetroMODELB permite utilizar la ecuación original de Archie de dos maneras para calcular la saturación de agua en formaciones limpias:
La primera opción requiere como entrada todos los parárnetros de la ecuación original:
La segunda opción requiere como entrada sólo el valor de resistivitlad de la formación 100% saturada con agua (Ro):
Sw = [Ro 1 Rt] ""
PetroMODELB posee la gran ventaja de permitir al intérprete elegir un modelo de Permeabilidad principal y varios modelos opcionales o alternos que pueden ser visualizados en el mismo track de resultados para comparación directa, o en otras palabras, permite evaluar con diferentes modelos de Permeabilidad simultáneamente.
El modelo principal se debe seleccionar de la lista desplegable "Selected model" y los modelos alternos haciendo clic sobre las cajas de verificación mostradas (no es obligatorio seleccionar un modelo principal ni modelos alternos).
Los modelos seleccionados en esta ventana estarán disponibles para ser agregados haciendo clic con el botón derecho sobre el track de Permeabilidad, si no es seleccionado ninguno no estarán disponibles hasta regresar a esta ventana y activar los deseados.
-- --
Modelo Principal de Permeabilidad (no es obligatorio, el valor predeterminado es "no 1 calcular K")
I Modelos opcionales c !~? Permeabilicad (estaran disponibles para ser agregados en el track de Permeabilidad)
- Permite seleccionar el modelo de Permeabilidad para la ~!valuación petrofísica.
PetroMODELB cuenta con 7 modelos para cálculo de Permeabilidad (K) y la opción de introducir una ecuación en función de la porosidad derivada a partir de análisis de núcleos.
La mayor parte de los modelos de permeabilidad encontrados en la literatura utilizan la saturación de agua irreducible (Swirr) como uno de sus parámetros de entrada. Este parametro depende de la configuración, tamaño y forria de los granos y de la calidad de la roca en general, y puede ser correlacionado con propiedades como porosidad y permeabilidad.
En el caso de contar con una correlación entre la porosidad y la saturación de agua irreducible, PetroMODELB permite al intérprete definir como entrada de Swirr una ecuación lineal en función de la porosidad total o efectiva, o simplemente definir un valor constante.
o Swirr = A*@ + B
o Swirr = cte
En la siguiente figura se presenta un ejemplo real de un análisis especial de un núcleo, en el que se realizaron mediciones de porosidad, permeabilidad y presión capilar a varias muestras y se definió una buena correlación lineal entre porosidad y saturación de agua irreducible.
I - q PRESION CAPllAR N # CORRELACION Swirr vs POROSIDAD
i I 1 . . por celda de plato poroso PERMEABILIDAD
. . ! a , . . -e. K=2975 PHk23.4 . \ --. K-593 PHI=22.6 / +K=398 PH1=21.4 ; 7'''
i --K=5.56 PHI=16.3 ' j
K=67.1PHI=18.5 " " ¡ 1 1 ; -K=15 PH1=17.8 S , ,
1 l b , .7 ! CL 1 1 '
1 1 fl .~ .
t' = 0.9703 i
1 1
. ~ 8 a , , , I
1 O 10 20 30 40 50 <>O 70 80 90 I I X O 5 10 15 20 25 3 35
i Saturacan de agua (% de espacio poroso) Swim (% sw @ Pc=60 Ipc)
Entre los modelos de permeabilidad se tienen:
TIMUR: Es un modelo empírico que permite calcular la permeabilidad somo una función de la porosidad y la saturación de agua irreducible.
TlMUR MODIFICADO: Este modelo incorpora la arcillosidad como variable en la ecuación de Timur
TURNER: Es un modelo empírico que al igual que el de Timur Modificado incluye la arcillosidad como variable.
ECUACIÓN GENERAL DEL LAGO Modelo empírico generado a piar-tir de la correlación de varios núcleos tomados en el Lago de Maracaibo.
MORRIS & BlGS 1 OIL: Correlación generada para yacimientos con p?tróleo de gravedad media.
MORRIS & BlGS 1 GAS: Correlación generada para yacimientos con gas seco a profundidades someras
COATES & DUMANOIR Modelo empírico que permite calcular la pernieabilidad como una función de la porosidad y la saturación de agua irreducible.
NUCLEO: Permite incorporar los datos obtenidos en las correlaciones de Porosidad-Permeabilidad de los análisis de núcleos por medio de :3 tipos de ecuaciones diferentes:
Una vez definidos los modelos de evaluación se debe presionar el botón G-Lr para tener acceso a la ventana de opciones adicionales para el procesamiento final de los datos y selecciones de entrada.
Opcion e
m Corrección de porosidad por hoyo en
Corrección de ~ertilec de oros si dad 1
es no activas en esta versión. 1
Entre las opciones disponibles en esta versión se tienen la corrección de la curva de porosidad en zonas alteradas por efecto de hoyo en malas condiciones y corrección de porosidad por el efecto de hidrocarburos livianos.
Al activar las casillas de verificación de las opciones se tiene acceso a la selección de los parámetros correspondientes:
CORRECCIÓN POR MAL HOYO: Permite elegir uno o varios indicadores de mal hoyo que en caso de exceder valores predefinidos, automiiticamente califican la lectura de porosidad de la zona como alterada por efecto nial hoyo y hacen que sea remplazada por otra curva según la selección del intérprete.
Los indicadores de malas condiciones de hoyo son:
o DCAL: Caliper diferencial, es la resta de la lectura del perfil de calibración de hoyo "Caliper" y el diámetro de la broca (Bit Size ó BS).
DCAL = Caliper - BS
o DRHO: Curva de corrección o de control de calidad del perfil de densidad.
o HRUG: es una medida de la "Rugosidad" del hoyo y se calcula a partir de la primera derivada del perfil caliper.
HRUG = [ CALi+l-CALi ] 1 [ DEPTHi+, 1 DEPTHi ]
Las curvas de porosidad disponibles para remplazar a los perfiles de porosidad que e en afectados en caso de presentarse malas condiciones de hoyo son:
o Perfil Sónico (Ec. Wyllie): Con registros sónicos, cuando se usa la ecuación de Wyllie, la porosidad es calculada a partir de un canal de entrada de tiempo de viaje acústico (DT) con una ecuación cle tiempo promedio sin corrección por compactación.
cD = (DT - DTma) 1 (DTfld - DTma)
o Perfil Sónico (Ec. Hunt Raymer): Con registros sónicos, cuando se usa la ecuación de Hunt Raymer, la porosidad es calculada a partir de un canal de tiempo de viaje acústico (DT)
cD=a*[DTlDTma]lDTma
o Perfil Sónico (PHIS): Utiliza como canal de entrada para corrección por mal hoyo la curva PHlS (porosidad procesada del perfil sónico).
cD = PHlS
o Canal externo de Porosidad: Permite darle al programa como canal de entrada para corrección por mal hoyo cualquier curva externa definida por el usuario.
o Perfil de Densidad Sintético: En el caso de no contar con un pf!rfil Sónico o un canal externo que permita corregir por efecto de rnal hoyo, PetroMODELB pemite al intérprete definir como canal de entrada de porosidad en mal hoyo una ecuación polinomial de segundo grado que genera una curva sintética de Densidad (RHORsint) a partir de la curva de arcillosidad (Vsh).
0 = (RHOBma-RHOBslNT)/( RHOBma -Dens.Fluid) 11 01
+ CORRECCIÓN POR HIDROCARBUROS LIVIANOS: Las correcc ones por hidrocarburos livianos son aplicadas a los perfiles de entrada de Densidad y Neutron, si el usuario selecciona la opción.
Existen 2 opciones para realizar la corrección:
La opción de Factor de Aproximación pregunta por un valor constante por el cual es multiplicado el valor del perfil de Densidad y uno para el Neutron en e1 caso de tener densidades menores a un valor definido por el usuario. El factor predeterminado para el perfil de Densidad es 0.85 y para el Neutron 1.1 5.
opción de corrección Compleja es aplicada al perfil de Densidad cuando la densidad de grano aparente [3] es menor que la densidad de matriz:
Xin= 4 -2.5* Dens.Hidroc [ l 11 pHid.Ap. = Dens.Hidroc* ((1 2 + 2*Xin)/(l 2 + Xin))*1.0704-0.1883 [12] 0 = (RHOB-RHOBma)/(pRUa- RHOBma + (pHid.Ap - muido)*Shr [13]
Una vez seleccionado el archivo .Las con los perfiles digitalizados, definidos los modelos de evaluación y definidas las opciones
adicionales se activa el botón ejecutar el cual procesa todas las seleccioní?~ y abre la ventana que permite seleccionar las curvas de entrada para cada canal.
Es importante resaltar que los canales de entrada solicitados por el programa están en función de los modelos seleccionados por el usuario.
En el módulo de definición de parámetros iniciales de PetroMODELB inicialmente se deben definir las curvas de entrada para cada Lino de los canales requeridos.
Param~*rs Si el archivo ascii tiene formato LAS 2.0, PetroMODELB es capaz de leer -m.1m1 a los nombres de las curvas contenidas, las cuales están disponibles en las
caias de texto de selección.
Una vez definidos los canales de entrada, se debe seleccionar un intervalo de procesamiento.
NOTA: MIENTRAS MAS CORTO SEA EL INTERVALO DE PROCES/\MIENTO DEFINIDO, MAS RÁPIDO SE EJECUTARA LA APLICACIÓN.
Si el usuario desea visualizar las curvas de litología, resictividad y porosidad seleccionadas para cada canal de entrada el botón :
El cual muestra el intervalci total, independientemente del intervalo de procesamiento.
El botón "Porosity/Shale" permite definir los parámetrc~s que el software empleará en los cálculos de porosidad y ai-cillosidad, dependiendo de los modelos de evaluación seleccionaclos por el usuario.
Todos los parámetros de entrada requeridos por PetroMODEL son introducidos mediante la Caja de Edición de Parámetros por zonas. Esta herramienta permite definir hasta 5 zonas diferentes para definir el mismo parámetro:
Con el bot6n 3 se pueden
selectivamente. El botón . I permite eliminar zonas previamente definidas.
Una vez definidos los parámetros de porosidad y arcillosidad se realiza el cálculo y la visualización de los resultados.
PetroMODEL permite visualizar las curvas resultantes en cada etapa de la evaluación junto con tres indicadores de Arena Neta (amarillo), Arena Neta Reservorio (verde) y Arena Neta Petrolífera (rojo), calculados a partir de los cortes o cutoffs predeter- minados, y que a su vez pueden ser definidos por el usuario en cualquier momento. Esto tiene como propósito ir adelantando al intérprete que intervalos pasan los cortes v Dor ende hacer ., m sTyJ .!O : - 1 - 2 .,j 2~~~ P- 1- .e- u . d i - . 11 t?w,.uoof~. F ~ d b g h ld ( W! " .i .? l f n w
más eficiente la evaluación -
W
,Y-,,* m u. m En el menú principal el usuario tiene la opción de cambiar o
w...-.-r. r7 1 redefinir los cortes utilizados por PetroMODEL para los cálculos, T h . i L . 8 7
a través de una ventana de diálogo. -M.. ..*,m ..,.,A q Para el cálculo de Arena Neta se usa el corte de aicillosidad.
. , , Para el cálculo de Arena Neta Reservorio se usa adicionalmente el corte de porosidad y para el cálculo de Arena Neta Petrolífera
se adicionan los cortes de saturación de agua y permeabilidad (este ultimo se aplica sólo si el usuario lo requiere).
Para la definición de parámetros la Caja de Edición de Parámetros por zonas de PetroMODEL, el botón k!?!F"' permite cargar cualquiera de las curvas indicadas en los canales de entrada o de las ya calculadas en la evaluación y haciendo click con el ratón definir gráficamente un valor que puede ser aplicado al parámetro deseado.
- - - -- -
Desplazando el ratón con € 1 botón presionado se puede seleccionar
el valor deseado. -- - -- --
El valor seleccionado puede ser aplicado al parámetro que el usuario elija y en la zona especificada previamente.
Otra de las opciones disponibles en la Caja de Edición de Parámetros por zonas de PetroMODEL (también puede ser desplegada desde el menú principal) y que puede ayudar al intérprete en la definición de los parámetros de evaluación, es la herramienta de grafiws cruzados de correlación, también conocidos como crossplots.
El boton IC'""P'"LI muestra la ventana de configuración de crossplots descrita a continuación:
los perfiles definidos en los canales de entrada o los perfiles que generados durante la evaluación
, . . . . -~ ~p . - -
Configuración del grid /, 1
~ P ~ ~ ~ O M O D E L 1
permite calcular una ~ línea de tendencia con 5 diferentes tipos de ecuaciones, empleando todos los datos o discriminan- do con base en lo: valores del eje "Z"
-/todos los puntos del iintervalo de procesamiento lo definir un int~~rvalo menor lpara la generzción del jcrossplot
- - . - - - .- - -- -- . - - -
Definición de las escalas de 10s ejes " X y ' Y . I - - - - - - - . - .
'~uestra valores de los 1
datos en el grtifico. l 1 l - - - - -. - -- -. -
Extrapolación de la línea de tendencia.
- bostrar la eciiación y el 1 oeficiente de regresión en .I gráfico. L
El cuadro de configuración puede ser desplegado sobre un cros!;plot para visualizar los cambios mientras interactivamente.
Junto con los grhficos de con.elaci6n cruzados o crossplots tambie i son mostradas e i profundidad las curvas seleccionadas para loa ejes "X" y " Y , la escala de co'ores automátic3 del eje " Z y el intervalr> correspondiente.
Los parámetros empleados por PetroModel para el cálculo de porosidad y arcillosidad dependen del tipo de modelo seleccionado y están entre los siguientes:
RHOfluidOUT=
Finalizados los cálculos de porosidad y arcillosidad, se procede a definir los parámetros que el software empleará en los aílculos de
(1. -- saturación de agua, dependiendo del modelo de c!valuación seleccionado por el usuario.
El procedimiento de definición de parámetros se realiza de la misma forma que para el cálculo de porosidad y arcillosidad empleando la Caja de Edición de Parámetros por zonas de PetroMODEL Esta heiPramienta también puede ser desplegada sobre la pantalla con la!s curvas resultantes, lo que permite variar los parámetros y observar los resultados de forma interactiva. La utilidad k!2!d clescrita en la sección anterior también puede ser desplegada de la misma forma.
Para llamar empleando la Caja de Edición de Parámetros por zonas desde una pantalla de resultados se selecciona el menú "Parameters" y el sub-menú con la sección requerida.
Dentro de los parámetros fundamentales requeridos para el cálculo de saturación se tienen la rissistividad del agua de formación y los valore!; de las propiedades eléctricas de la roca (a, m y n).
Para ayudar al intérprete a definir estos parámetros PetroMODEL cuenta con la herramienta de definición de Rw o "R\v Tools", la cual permite realizar gráficos Pickett (Pickett Plot) y10 utilizar la herramienta de análi!ris fisico- químico de aguas de formación.
El pickett Plot ayuda a con-oborar, definir '.. .- o calibrar de forma integrada los valores
de a, m y Rw si se cuenta con un intervalo de arenas linpias 100% 1 saturadas de agua. El fundamento teórico de este aráfico
Sw"=a*Rw 1 PHlm*Rt, y si Sw=l,
E . . - ..,. e--3.-- *--..m. ..-- A .., ..,- representa el valor de a*Ru.r.
'
Log(Rt)=-d"'og(PH1) + LWJ('*'->W)
Por lo que en un grAfico lo)-log de PHI y Rt, la pendiente de Iia recta que representa la ecuaci6n es -m y el intercepto con el eje X cuando PHI=I
- -- -- -
\l La caja de configuracibn de Pickett Plot permite modificar los valores de los parámetros y seleccionar intervalos de forma interactiva
-
Dada la gran importancia que tiene la resistividad y la salinidad de' agua de formación en el cálculo de saturación, se consideró necesario incluir Lin módulo de caracterización de aguas de formación que permite hacer un análisis y clasificación de acuerdo con su composición química.
La caracterización de las aguas de formación adicionalmente ayuda a:
+ Identificar fuentes de producción de agua. + Optimizar los programas de reparación de pozos. + Detectar comunicación vertical, tanto a nivel de pozos como de yacimientos. + Delimitar arealmente el yacimiento. + Monitorear el avance del frente de agua de inyección. + Cuantificar el agua producida en proyectos de inyección de vapor.
PetroMODEL permite almacenar los datos de muestras y patrones de análisis físicoquímicos de aguas de fotmación en una base di! datos y realizar análisis y diagnósticos de éstas mediante los métodos de Stiff y Sulin, al igual que calcular resistividades y salinidades equivalentes.
Por lo general los hidrocarburos ocupan una fracción del volumen poroso total y el resto es ocupado por el agua de formación, cuya concentración salina es variable (normalmente, mientras más antigua y profunda sea la roca, la concentración salina del agua contenida es mayor).
El análisis de las muestras de agua de formación se hace generalmente con base en 8 componentes principales: Na, Ca, Mg, Fe, CI, S04, HC03 y C03, y la suma de los pesos equivalentes de los iones positivos (cationes) debe ser iagual a la suma de los iones negativos (aniones).
De los métodos de clasificación el más conocido es el de Stiff (1951) en el cual los miliequivalentes/Lt de cationes y aniones son representados a la ii:quierda y derecha de un eje vertical. Los valores son unidos con líneas rectas para conformar una figura geométrica característica de cada tipo de agua.
V.A. Sulin (1946) propuso una clasificación del agua de formación que depende del ambiente de origen y el anión predominante en solución. Un resumen de esta clasificación es ilustrado a continuación:
+ Aguas Meteóricas: Se caracterizan por la baja concentración de sólidos disueltos, por lo general menor a 10.000 mgr/Lt y además contiene una cantidad considerable de iones bicarbonato.
- Tipo Bicarbonato de Sodio: lntercambio de bases negativo. Bajo contenido de sulfatos. Favorables a altas salinidades. Condición estática cuando no hay altas salinidades. El anión predominante es el HC03.
- Tipo Sulfato de Sodio: lntercambio de bases negativo. Anión predominante S04. Desfavorable para acumulac~ones de hidrocarburos. Sistema abierto.
+ Aguas Connatas: Saon usualmente saladas, por lo general con 20.000 - 250.000 mgrILt de sólidos disueltos. Presenta concentraci6n alta de cloruro y muy bajos iones de bicarbonato y sulfato.
- Tipo Cloruro de Calcio: Intercambio de bases positivo. Bajo contenido de sulfatos y magnesio. Sistem a estático, favorable a las acumulaciones de hidrocarburos. Proveniente (le aguas marinas.
- Tipo Cloruro de Magnesio: Intercambio de bases positivo. Bajo contenido de sulfatos y alto de magnesio. No conclusivo. Proveniente de ambientes transicionales.
Adicionalmente Sulin, englobó estos cuatro tipos de aguas de formacitjn en una clasificación más general y práctica, considerando la dinámica de las niismas en el subsuelo y las concentraciones de los iones Na+ y CI-. La siguiente tabla resume los tipos de aguas postulados por Sulin, y las relaciones de concentración utilizadas como criterio para diferenciarlas.
Sulfato de Sodio >1 ~ E F b ó n a t o de Sodio > 1 >1
I Cloruro de Magnesio < 1 'Onnata 1 Cloruro de Calcio 1
Generalmente, los resultados del análisis físico químico realizado en el laboratorio a las muestras de agua de formación se expresan unidades de miligramos por litro (mgrILt).
Para que un análisis sea representativo debe tener un balance iónico entre los cationes y los aniones y por eso la concentración de cada ion es corivertida a miliequivalentes por litro (meq/Lt). Por definición esta unidad viene dada por:
MeqILt = (mgr1Lt) / Peso Equivalente En donde,
Peso Equivalente = Peso Molecular 1 Valencia
Y el inverso del peso equivalente se denomina "coeficiente de reacción'.
1 Bicarbonato- 0.0164
2 . ,,,, ., "...llisis son1
1,103 1- HC33 + - --+- almamados en una
base de datos en la -1 cual el usuario se r-7 r! T-7 puede desplazar libre-
LiEEEd [E IEÜ mente para visualizar. S d 1
-y( a0m1ar rnt-x-jficar o 1 fador de escala8 !para cada i6n. __' ) o F ~ . - v ~
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I I C - 1
Cuiilauiera de los vglores de Rw. tanto
v.--e la escala de los eles del diagrama de Sfff asignado a CUalcuier intervalo de los fadores de escala de cada i6n. 4 interbs en la evaiuai6n petmfisca
Una de los mayores beneficios con que cuenta PetroMODlIL es la posibilidad de realizar cálculos simultáneos con un modelo principal y varios modelos alternos de Saturación y Permeabiliclad, los ciiales son almacenados en memoria y pueden ser adicionados o eliminados del track correspondiente en la pantalla de resultados simplemente utill'zando el botón derecho del ratón.
Los parámetros empleados por PetroModel para el cálculo de Saturación dependen del tipo de modelo seleccionado y están entre los siguientes:
pleada ei (:dad del ciri ir- A*
7 la ecua aqua de m*r( ; r l r i
WCLP= Rwb= Rsh= CEC=
QV X = Qv Y =
inaonesian D cons.
Indonesian B cons.
Poupon D const.
Rw= RwT= Rmf=
RmfT= a=
m= n=
m*= n*=
Tsup= BHT=
TD=
Finalizados los cálculos de porosidad, arcillosidad y saturación, se procede a definir los parámetros que el sohare empleará en los
m:; - 1: cálculos de permeabilidad, dependiendo del modelo de r?valuación - 1 - - - seleccionado por el usuario.
Permea bili
El procedimiento de definición de parámetros se realiza de la misma forma que para el cálculo de porosidad,. arcillosidad y saturación empleando la Caja de Edición de Parámetros por zonas de PetroMODEL con todas sus utilidades.
Porosidad de las lutitas Resistividad de agua ligada a las lutitas Lectura de Resistividad frente a las lutitas Capacidad de Intercambio Catiónico cte para Capac. de Int. Cat. Por volumen poroso
cte para Capac. de Int. Cat. Por volumen poroso
Cte empleada en la ecuaci6n de Indonesia Cte empleada en la ecuación de Indonesia Cte eml ci6n de Poupcsn Resisti~ formación Tempetdluld uc lllcuiua de Rw Resistividad del filtrado de lodo Tempetarura de medida de Rmf Constante de tortuosidad Factor de cementación Exponente de Saturaci6n Fac. de cement, corregido por arcillosidad Exp, Saturación corregido por arcillosidad Temperatura de superficie Temperatura de fondo Profundidad de medida de BHT
Al igual que para los modelos de saturación PstroMODEL. permite utilizar varios modelos alternos de permeabilidad que pueden ser añadidos o eliminados del track de resultados, haciendo click con el botón derecho del ratón. Como ya se mencionó antes, esti utilidad permite realizar una comparación de resultados corr diferentes modelos de una forma fácil, rápida y eficiente.
V> K c e - W 5 $
g a o u 0 Y L 2 z
U
A cn a UJ 2 ¡= E 5 W 8
Ternp. Gracliant
Los parámetros empleados por PetroModel para el cálculo de Pemieabilidac dependen del tipo de modelo seleccionado y están entre los siguientes:
PetroMODEL cuenta con el mddulo WellSum, el cual permite al intérprete calcular promedios ponderados por espesor de las propiedades pc?trofisicas evaluadas y determinar espesores de arena y lutita, todo esto, tomarido como base litointervalos y cortes definidos previamente por el usuario.
K rnax = Swirr cte =
A (nucleo) = B (nucleo) = C (nucleo) =
A (Swirr) = B (Swirr) =
El primer paso que el usuario de WellSum debe llevar a cabo es definir los intervalos (Litointervalos) con los cuales desea calcular promedios y sumatorias para su análisis.
Límite mdximo de permeabilidad Saturación de agua irreducible cte para cálculo de Permeabilidad cte para cálculo de Permeabilidad cte para cálculo de Permeabilidad .cte para cálculo de Sw irreducible cte para cálculo de Sw irreducible
E 9 d JJ
5 5 E 1
Los litointervalos de trabajo pueden ser definidos en PetroMODEL de varias formas:
- ~~d ó a f Se pueden importar las zonas previamente t U t a Z a t d c m n l m lhsnddm 4 (; S & l / Dslns m Lh-emral<
definidas en la Caja de Edición de
t . t n z t -l Parámetros por zonas de PetroFAODEL durante la evaluación.
M - 1 II-' I-- L Se pueden definir nuevos litointervalos o si
I I r - 1 -1
Cba 1 Paimdra n i t --
el usuario lo prefiere, se ~ueden seleccionar de una base de datos previamente definida.
En cualquiera de las opciones seleccionadas el usuario puede agregar
- / o eliminar libremente litointervalos mediante los botones de personalización.
En el caso de elegir la opción de seleccionar litointervalos de la base de datos, el usuario puede seleccionar entre diferentes grupos o arreglos de intervalos, o si es el caso definir uno nuevo que estará disponible para las próximas evaluaiones.
La ventaja de esta herramienta se aprecia en los casos en los que el intérprete trabaja comúnmente con una columna estratigráfica determinada, en la cual tiene definidas varias subiinidades. 3e no poder almacenar los nombres en una base de datos, cada vez que utilice el programa tendría que definir cada una de ellas.
Una vez definidos los nombres de los litointervalos de deben definir los tapes de cada uno.
- - - - - --
E] Una vez definidos los litointervalos con sus topes respectivos, se debe establecer cuales de las propiedades van a ser calculadas y bajo que parámetros va a realizarse el conteo de arenas y lutitas.
PetroMODEL agrupa los resultados en tres categorías: + Las calculadas para el espesor bruto (Gross) y para la arena neta (FJet) + Las calculadas para la arena neta reservorio (Net reservoir) + Las calculadas para la arena neta petrolífera (Net pay)
Espesor Bruto y Arena Neta 1 Arena Neta/Reservorio 1 ¡ Arena Neta Petrol[fi?ra 1 7 .-- ... ~ --- [.::J--) Nel R s i a v a i 1 Nd Pay 1
wib'mr:
+ Nel P w Thekmii G Gcort l)rclvcrx
Giorr/NMAuh F1*0*1y
7 NeITkknctr
7 SadVoimeFiactun
7 ShcbVdvns F i a d m
7 Nel Shde T k k m
Net P w Stueps Cw (PHIEII NslPayHrf-bm Faoniy T h c k r m Ncl Pay G t m T k k r FamlNlOGl
Nrl Rerava i Giar Trcwrr Rdn
Nel Rcravoi Ava Pxoiiy
Is h M Pay Avetep. Pu i
h e Pay Clay Vdvns F ~ k b D n
t+d Pay A v a w Wd 'aluhar
tiel P w Avaapa FamcaMv
N"' Pay Fiau c m (Khl
El último paso antes de realizar los cálculos consiste en verificar o establecer los parámetros de corte (cutoffs).
La sección de definición de parámetros de corte de WellSum es muy similar y consistente con el cuadro de cliálogo de PetroMODEL. Los dos leen y almacenan los valores definidos en la misma base de datos y por tanto los cambios realizados en un módulo son reflejados en el otro.
Los valores de corte se pueden definir numéricamente en las casillas cle la parte superior de la ventana o,
Gráficamente, arrastrando el ratón con el botón presionado, sobre las curvas resultantes de la evaluación petrofísica.
Es importante resaltar que en i:ualquiera de los dos casos, para que lo!; cambios
l en los valores sean aplicado: se debe presionar el botón M y
Con base en los parámetros de corte o cuttofs, PetroMODEL calcula los espesores de arena neta, arena neta reservorio y arena neta petrolifel-a, al igual que todas los propiedades relacionadas a cada uno de ellos.
En el siguiente diagrama se presenta la estructura de cálculo de WellSum tomando como base los parámetros de corte definidos por el intérprete:
Arena Neta (Net)
Arena no comercial
, , níi Neta ~ e s e r ~ o e (blet Resewoir)
Una vez definidos todos los litointervalos, seleccionadas las propiedades a calcular y establecidos los parámetros de corte se realiza el cálciilo final.
p p . . ' X
- Tabla de resultados finales -
p. 4 Well Summation Results )ml
GROSS GROSS lm?-r - ~p
rw - ~ m l l ,-lvh) %-irfr 1 h t n ~ J ~ i 1 r
2 - 1 i r1 i - c :o o2v5 0.4 1 O 41 OFB Zaa 2 2 3 1.1' ..i " 2 3 1 7 O2:I 1 O i0 0251 - .?m 3 zm m a onn 02;. 0 6 a i 18 o ñ
i
Ventana de resumen 1
Cc>ncii~ciornes. Discusión de Resultados, Conclusiones y Recomendaciones.
El software desarrollado en este proyecto más que una herramienta es un nuevo y original concepto en materia de aplicaciones, y propone nuevas ideas que permiten optimizar las evaluaciones petrofísicas con respecto a otros programas del mercado.
Entre las mejoras y nuevas ideas con respecto a algunas aplicaciones comerciales y otros aspectos que se quieren resaltar se tienen las siguientes:
Se incluyeron en los modelos de porosidad 2 modalidades de los mcitodos de Rocky Mountain, que permiten evaluar, bajo determinadas circunstancias, pozos viejos que sólo cuentan con registros eléctricos.
Se habilitó la posibilidad de generar directamente, por medio de 6 tipos de ecuaciones diferentes, perfiles sintéticos de densidad en los casos en los que se dispone de correlaciones matemáticas.
Se incluyó el modelo de Waxman & Smits Normalizado (Juhazs) y 131 modelo Original con la posibilidad de escoger entre 6 tipos de ecuaciones diferentes para el cálculo de Qv.
Una de las innovaciones más importantes de PetroMODEL con respecto a los modelos de saturación de agua y permeabilidad, consiste en la posibilidad que tiene el usuario de definir un modelo principal y a la vez seleccionar varios modelos alternos que son calculados simultáneamente y cuyos resultados son almacenados para ser desplegados en cualquier momento. Esta opcióri le facilita al usuario la comparación directa de los resultados obtenidos con diferentes modelos de una manera rápida y eficiente.
Otra innovación de PetroMODEL se aprecia en las pantallas de despliegue de resultados, y consiste en 3 curvas o ''tlags" que van indicando simultáneamente a la evaluación los intervalos que pasan los cortes definidos para arena neta, arena neta reservorio y arena neta petrolífera.
Añadiendo aspectos a la lista de mejoras del petroMODEL, también :;e puede resaltar la inclusión de un módulo de caracterización físico-química de aguas de formación que permite generar diagramas de Stiff y comparar con patrones, conocer la clasificación Sulin, calcular salinidades equivalentes y resistividades, y almacenar los resultados en una base de datos para su posterior utilización.
Se incluyó la posibilidad de generar crossplots (incluyendo Pickett Plot) con 3 ejes y realizar ajuste de ecuaciones lineales, potenciales, log;irítmicas, exponenciales y polinomiales.
PetroMODEL permite definir parámetros directamente sobre el despliegue de una curva haciendo click con el ratón y también permite discriminar por zonas la definición de dichos parámetros.
El módulo de promedios y sumatoria por intervalos permite definir nuevos litolntervalos o seleccionarlos de diferentes arreglos en una base de datos que puede ser totalmente manipulada por el usuario. Este módulo permite realizar una sumatoria de las propiedades por espesor bruto y ieto, por arena neta reservorio y por arena neta petrolífera. También tiene la opción de permitir cambiar los cortes simplemente haciendo click con el ratón sobre las diferentes curvas obtenidas en la evaluación.
Los resultados obtenidos en el módulo de promedios y sumatoria pueden ser guardados como archivos de texto o exportados directamente a .:ablas de excel.
- 2 .- :El - ñ/ Well Summation Results
El sofware PetroMODEL es una herramienta versátil que incorpora nuevas ideas que facilitan a los usuarios desarrollar una evaluación petrofísica en arenas arcillosas.
Los dos "insumos" requeridos y los cuales tienen igual importancia a Iia hora de realizar evaluaciones petrofísicas con PetroMODEL son los perfiles digitalizados y los parámetros de evaluación definidos por el usuario.
PetroMODEL facilita al usuario la aplicación de sus criterios en la evaluación petrofísica de formaciones.
En la mayoría de los casos la selección de los modelos de evaluación está sujeta al tipo de perfiles e información disponibles y el modelo más confiable es aquel que hace uso óptimo de ella, incluyendo datos de núcleo y pruebas de producción.
PetroMODEL es una aplicación exclusivamente de evaluación, por lo que se recomienda realizar un programa de edición que permita manipular los perfiles de entrada.
Realizar un programa que permita aplicar correcciones ambientales a los perfiles de entrada que las requieran.
Clavier, C., Coates, G. and Dumanoir, J., 1984. Theoretical and experimental bases for dual-water model for interpretation of shaly sands: Society of f3etroleum Engineers Joumal. Abril. P. 153-1 68.
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Juhazs, l., 1986, Porosity systems and petrophysical models used in formation evaluation: SPWLA London Chapter- Porosity Seminar. Septiembre.
Juhazs, l., 1981, Normalizaed Qv - The key to shaly sand evaluation using the Waxman-Smits Equation in the absence of core data: SPWLA X X I Annual Logging Symposium, Junio 23-26.
Labarca et al. 1994, Sistema de caracterización de aguas de fc)mación: Petroleum. Febrero. P. 31-33.
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Serra O., Arcilla, Limo, Arenisca, Pelita. Una guia para la interpretación de perfiles de pozo de depósitos silicoclasticos. Schlumberger. Apéndice A.
Schlumberger Educational Services., 1996, Log lnterpretation Principlesl Applications. Houston, Texas.
Schlumberger, 1994. Wireline & Testing, Log lnterpretation Charts. Houston, Texas.
Western Atlas International., 1992, lntroduction to Wireline Log Analysis. Houston, Texas.
ANEXO 1 . Artículo Técnico
PetroMODELO - Francisco Caycerlo (fcaycedoC~cantv.net)
SOFTWARE PARA INTERPRETACI~N PETROFlSlCA - PstroMODEiLB NUEVAS IDEAS EN MATERIA DE EVALUACIÓN
Francisco Caycedo. Septiembre, 2000.
Asesores: Américo Perozo, Isandra Villegas.
Introducción Generalidades
Este trabajo fue presentado como tesis de PetroMODEL fue desarrollado en Visual grado para optar al título de Magister Basic 6.0 para ejecutarse en ambiente Scientarium en Ingeniería de Petrdleos en la Windows. Universidad del Zulia (Maracaibo, La pantalla inicial (figura 1) perniite tener Venezuela) y tuvo como objetivo desarrollar control de acceso a los usuarios por medio una aplicacidn que permitiera al usuario de un nombre v una contrasefía. realizar una com~leta~evaluacidn petrofísica de pozos empleando los principales modelos de arenas arcillosas de la literatura de la forma más amigable posible.
El ejercicio de desarrollo del software se dividid en dos etapas. La primera consistid fundamentalmente en realizar una investigación y seleccidn de los modelos de evaluación de mayor aplicacidn en la actualidad, y la segunda, en hacer un recuento de los principales aspectos y facilidades con los cuales me hubiese gustado contar en los diferentes programas comerciales con los que he tenido la oportunidad de trabajar, con la finalidad de generar nuevas ideas materializadas en lo que se llama PetroMODEL.
Además de aportar nuevas ideas, el software se caracteriza por contar con una interfaz muy amigable que pretende ir guiando al usuario durante toda la evaluacidn petrofísica.
Al igual que todos los software del mercado, PetroMODEL es una aplicacidn que requiere muchas mejoras y debe ser actualizado constantemente. Ésta es la primera versidn de un software que está naciendo y puede llegar a convertirse en una alternativa diferente para determinados sectores.
El formato del archivo de entrada con los perfiles digitalizados debe ser "Las 2.0", el cual es el formato ASCll empleadci por casi la totalidad de los programas de evaluación. Este archivo es direccionado mediante un cuadro de diálogo que permite loccllizarlo en cualquier directorio disponible, inclusive en red.
Para la selecci6n de los motlelos de evaluación se cuenta con una ventana (figura 2) que agrupa 7 modelos diferentes de porosidad, 8 modelos de arcill3sidad, 8 modelos de saturación de agua y E modelos de permeabilidad. Adicionalmente se tiene una sección de opciones que permite realizar corrección por mal hoyo y por hidrocarburos livianos a los perfiles de porosidad afectados por estos factcires.
Pe'-roMODEL(a - Francisco Cayced.3 ([email protected])
Modelos disponibles
Entre los modelos de porosidad disponibles en esta primera versión de PetroMODEL se tienen:
Densidad-Neutrón: Permite calcular porosidad a partir de la combinación de los perfiles Densidad y Neutrón. Densidad: Emplea sólo el perfil de densidad. Neutron: Emplea sólo el perfil neutrón. Rocky Mountain: En determinadas ocasiones permite calcular porosidad a partir de los perfiles de resistividad en ausencia de otra información (método para pozos viejos). Archie: Calcula la porosidad a partir de la ecuación de Archie si se conoce la resistividad de la formación 100% saturada con agua (Ro). RHOB sintético: Permite generar un perfil de densidad por medio de 7 diferentes tipos de ecuaciones que representan una correlación matemática entre densidad y otra variable como GR (grados API), Potencial Espontáneo, resistividad o arcillosidad. Promedio constante: Al elegir esta opción como modelo de porosidad se genera una curva de porosidad total de valor constante.
~
I ~ ..- --p.-- -- . - .- - . Pantalla de selección de modelos.
Para el cálculo de arcillosidad, PetroMODEL permite seleccionar un indicador de arcillosidad (GR, SP o Neutrón) y uno de los siguientes modelos:
Lineal: Volumen de arcilla igual al indice de arcillosidad.
Para los casos en los que el índice de arcillosidad representa un con.:enido de arcilla superior al real:
Variable: Corrección variable de acuerdo con el indice de arcillosidad. Clavier et al. Larionov 1 : Corrección representativa de volumen de arcilla para rocas de edad pre-terciaria (Mesc~zoico y Paleozóico). Larionov 2: Para formaciones del Terciario o más jóvenes. Stieber 1: Correlaciones del Vlioceno y Plioceno del sur de Louisiana. Stieber 2: Variación de la ec. Original. Stieber 3: Variación de la ec. Original.
Los modelos de saturación de agua incluidos en el programa son:
Doble agua: Corrige el efecto de reducción de la resistividad por acción de la arcillosidad presente en la roca por medio de la resistividad del agua íntimamente ligada a la arcilla (Rwb). Simandoux: Corrige el efecto de arcillosidad a partir de la resistividad de las lutitas adyacentes (Rsh). Simandoux modificado: Modificación de la ecuación original. Indonesia: Corrige el efecto de arcillosidad a partir de la resi:;tividad de las lutitas adyacentes (Rsh). Waxman & Smits: Corrige el efecto de arcillosidad por medio de la capacidad de intercambio catiónico por unidad de volumen poroso (Qv). Waxman & Smits Normalizado (Juhasz): Permite emplear la ecuación c!e W&S en ausencia de datos de nijcleo (Qv desconocido). Poupon: Corrige el efecto de arcillosidad a partir de la resistividad de las lutitas adyacentes (Rsh). Archie: Permite aplicar la ecuación original de Archie en dos modalidades.
Los modelos de permeabilidad incluidos en el programa son los siguientes:
Timur: Modelo empírico que permite calcular permeabilidad como una función de la porosidad y la saturación de agua irreducible. Timur modificado: Modificación de la ecuación original que incorpora la arcillosidad en el cálculo.
PctroMODEL(3 - Francisco Cayccd3 (fcaycedo(ci)cantv.net)
Turner: Este modelo, al igual que el obtenidos con diferentes modelos de una anterior incluve la arcillosidad como manera rápida v eficiente. variable. Ecuación general del Lago: Modelo empirico generado a partir de la correlación de diversos núcleos del Lago de Maracaibo. Coates-Dumanoir: Permite calcular permeabilidad como función de porosidad y saturación de agua irreducible. Morris-Bigs 1 Oil: Correlación generada para yacimientos con petr6leo de gravedad media. Morris-Bigs 1 Gas: Correlación generada para yacimientos con gas seco a profundidades someras. Núcleo: Permite incorporar los datos obtenidos en análisis de núcleos por medio de 3 tipos de ecuaciones diferentes.
Ventajas I Nuevas ideas
Se incluyeron en los modelos de porosidad 2 modalidades de los métodos de Rocky Mountain, que permiten evaluar, bajo determinadas circunstancias, pozos viejos que sólo cuentan con registros eléctricos.
Se habilitó la posibilidad de generar directamente, por medio de 6 tipos de ecuaciones diferentes, perfiles sintéticos de densidad en los casos en los que se dispone de correlaciones matemáticas.
Se incluyó el modelo de Waxman & Smits Normalizado (Juhazs) y el modelo Original con la posibilidad de escoger entre 6 tipos de ecuaciones diferentes para el cálculo de Qv.
Una de las innovaciones más importantes de PetroMODEL con respecto a los modelos de saturación de agua y permeabilidad, consiste en la posibilidad que tiene el usuario de definir un modelo principal y a la vez seleccionar varios modelos alternos (fig.3) que son calculados simultáneamente y cuyos resultados son almacenados para ser desplegados en cualquier momento (fig.4). Esta opción le facilita al usuario la comparación directa de los resultados
t i c 1- Selección de rnodí!los de Saturcloón
: Añadir modelo alrc!mos slrnultár~earnente.
Otra innovación de PetroMODEL se aprecia en las pantallas de despliegue de resultados, y consiste en 3 curvas o "flags" que van indicando simultdnearriente a la evaluación los intervalos que pasan los cortes definidos para arena neta, arena neta reservorio y arena neta petrolífera.
Afíadiendo aspectos a la lista ce mejoras del petroMODEL, tambien se puede resaltar la inclusión de un módulo de caracterización fisico-química de aguas de forrriación que permite generar diagramas de Stiff y comparar con patrones, cclnocer la clasificación Sulin, calcular :;alinidades equivalentes y resistividades, y almacenar los resultados en una base de datos para su posterior utilización (fig.5).
Pc:roMODELO - Francisco Cayccd3 ([email protected])
Se incluyó la posibilidad de generar Los resultados obtenidos en el rnddulo de crossplots (incluyendo Pickett Plot) con 3 sumarización pueden ser guardados como ejes y realizar ajuste de ecuaciones lineales, archivos de texto o exportados directamente potenciales, logaritmicas, exponenciales y a tablas de excel. polinomiales (fig.6).
r. E.
Bu-
Well Surnrnation Results
1
3
I
,.,. O = W ls_e_-. _..-e : l , Modulo de sumar zanón por lnt sr~alos hlod~ilo de caractenzaclón de aguas
PetroMODEL permite definir parámetros Conclusiones directamente sobre el despliegue de una curva haciendo click con el ratón y también El sofware PetroMODEL es una herramienta permite discriminar por zonas la definición versátil que incorpora nuevas ideas que de dichos parámetros. facilitan a los usu:irios desarrollar una
1 I 11 Modulo de Crossplots
El módulo de surnarización por intervalos permite definir nuevos litolntervalos o seleccionarlos de diferentes arreglos en una base de datos que puede ser totalmente manipulada por el usuario. Este m6dulo permite sumarizar las propiedades por espesor bruto y neto, por arena neta reservorio y por arena neta petrolífera. También tiene la opci6n de permitir cambiar los cortes simplemente haciendo click con el ratón sobre las diferentes curvas obtenidas en la evaluación (fig.7).
evaluación petrofisica en arenas arcillosas.
En la mayoría de los casos la selección de los modelos de evaluación está su.jeta al tipo de perfiles e información disporibles y el modelo más confiable es aquel que hace uso óptimo de ella, incluyendo datos ce núcleo y pruebas de producción.
Referencias
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