cap06 registros resistivos
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1Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Geol. Ricardo Bueno Silva, M.Sc.Ing. Andrés E. Mantilla Z., Ph.D.
Perfiles de Resistividad
PETROFÍSICA E INTERPRETACIÓN DE REGISTROS DE POZOHerramientas – Control de Calidad - Principios de Interpretación
2Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
� Conocer los diferentes tipos de herramientas y su evolución con la tecnología.
� Conocer el principio de funcionamiento de las herramientas, sus fortalezas y limitaciones.
� Conocer las diferentes correcciones que se deben tener en cuenta
� Conocer los principios de interpretación� Conocer las principales aplicaciones (Tipo de
fluido, Calculo de Sw, Netpay, etc.)
Objetivo
3Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Medidas de Resistividad
La electricidad fluye a través de las rocas, a través de los componentes conductivos, e.g., agua y minerales conductivos.
Excepciones Sulfuro, grafito, roca seca (pero es extraño encontrarla durante la perforación).
Las rocas tienen resistividades finitas y medibles, gracias al agua intersticial, al agua ligada a las arcillas, y a los minerales conductivos.
4Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Agua
Medidas de Resistividad
CUBO VACIO CUBO CON MATRIZ y AGUA
CUBO CON AGUA(Resistividad Rw)
CUBO CON MATRIZ YAGUA e HC´s
CUBO VACIO
Ø = Sw=
CUBO CON MATRIZ y AGUA Ø =Sw =Rt ≈
CUBO CON AGUA(Resistividad Rw)Ø = Sw = Rt =
CUBO CON MATRIZ YAGUA e HC´sØ =Sw =Rt ≈
5Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Factores que afectan la Resistividad
• Resistividad del agua• Porosidad de la Formación• Geometría de poro - Tortuosidad• Litología • Grado de cementación• Tipo y cantidad de minerales arcillosos en la roca
J. Jensen, PETE 321
6Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Medidas de Resistividad
Resistencia
r (ohms) = E (volts)
I (amps)
Resistividad
Es la medida de la resistencia de un volumen dado
Es la capacidad de un material para ofrecer oposición al flujo de corriente eléctrica
R (ohms.m) = A (mt2)L (mt)
r
7Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Factor Geométrico
ssttxoxommIL CGCGCGCGC **** +++=
Donde:R
C 1000=
1=+++ stxom GGGG
El Factor Geométrico (G) : es la proporción de la señal total de conductividad contribuida por el medio
( ) tixoiIL CGCGC *1* −+=
EN HERRAMIENTAS ENFOCADAS
EN HERRAMIENTAS NO ENFOCADAS
8Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Medición Convencional
No Enfocado Vs. Enfocado
En el sistema no enfocado, la corriente fluye a través del camino de menor resistencia, por lo tanto la resistividad obtenida puede estar afectada por fluidos de alta conductividad
En el sistema enfocado, usa un diseño en el arreglo de electrodos para forzar la corriente hacia la formación con un espesor predeterminado.La resistividad obtenida corresponde a una corta sección vertical y no esta afectada por fluido en el hueco
9Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Aplicaciones
• Calculo de Saturación de Agua (diferentes modelos)
• Localizar Hidrocarburos
• Identificar Intervalos Permeables
• Discriminar entre Agua Dulce y Salada
• Analizar el perfil de invasión de filtrado de lodo
• Correlacionar con otros registros / otros pozos
10Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Tipos de herramientas de Resistividad
� 6FF40, Ha sido la herramienta mas usada para determinar Rt, Tiene 6 bobinas y el espaciamiento entre el receptor y transmisor principal es de 40 in.
�6FF28, Para Pozos de diámetro reducido, 6 bobinas con espaciamiento entre receptor-transmisor de 28 in.
�Dual Inducción, Incorpora una lectura profunda similar al 6FF40 y una lectura somera 5FF40 (ILM) o 6FF34
Normales• Electrical Survey: Curvas presentes: SN 16’’ y LN 64’’, Sistema de medida no enfocado
Inductivas
11Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Tipos de herramientas de Resistividad
Laterolog• LL3, LL7• SFL , SFLA (Average) - SFLU (Un-average)• DLL (LLD, LLS)• HALS (Highly Integrated Azimuthal Laterolog Sonde)• HRLA (High Resolution Laterolog Array)
Microresistivos• MINV, MNOR, PROX
• Phasor, puede ser operado a diferentes frecuencias• AIT, Array Induction Imager Tool
Inductivas (continuación)
12Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Historia de las Medidas de Resistividad
Humble (Primer continuo)
Normals (16”, 64”)
Laterals (18”)
Laterolog
Induction (IES)
Dual Induction (DIT-B)
Dual Laterolog
Spherically Focused Laterolog
Dual Induction (DIT-D)
Dual Induction - Phasor (DIT-E)
Array Induction
AIT-B
Platform Express (AIT-H)
Array Lateralog (HRLA)
1940
1950
1960
1970
1980
1990
1995
2005
(Pechelbronn, 1927)
1930
* Schlumberger
13Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Principio de Funcionamiento, Herramienta de Inducción
� Compuestas por una o mas bobinas transmisoras que emiten corriente alternas de alta frecuencia y de intensidad constante
� El numero de bobinas y el espaciamiento entre ellas determina la profundidad de investigación
� Se aplica una corriente alterna al transmisor que a su vez genera un campo magnético que induce un voltaje en la bobina receptor
� Los voltajes están relacionados a la conductividad de la formación
14Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Principio de Funcionamiento, Herramienta de Inducción
15Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Definición, Herramienta de Inducción
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
0246810
Conductivity, mmho-m
Dep
th, f
t
condcond+cond-
Effect of an error in Conductivity of +/- 0.5mmho
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
10 100 1000 10000
Resistivity, ohm-m
Dep
th, f
t
res
res+
res-
Pequeños errores en conductividad (+/- 0.5 mmho) generan anomalías despreciables en bajas resistividades, pero grandes en altas resistividades. En la escala lineal de conductividad (izquierda) el efecto del error es el mismo en toda la formación, en escala logarítmica de la resistividad (derecha), el efecto del mismo error aparece mucho mayor.
Mide conductividad de la formaciónC
R 1000=
16Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Principio de Funcionamiento, Herramienta de Laterolog
�Diseño de un pequeño electrodo colocado dentro de dos largos electrodos protectores
�Una corriente es aplicada al electrodo del centro y forzada hacia la formación enfocándola radialmente y limitándola dentro de un espesor de 2 ft aprox.
�Una corriente auxiliar es aplicada a los electrodos protectores,ajustada para mantener una diferencia de potencial entre el electrodo del centro y los electrodos protectores en cero
�Estos dos electrodos miden la caída de voltaje entre ellos causada por el flujo de corriente a través de la formación
�La diferencia de potencial esta relacionada a la resistividad de la formación
17Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Definición, Herramienta de Laterolog
LLD
Ao Electrodo de Medición de Corriente
M1&M2 Electrodos de Monitoreo
A1 Electrodo de Corriente de Control
A2 Electrodo de Corriente de Control
LLS
Ao Electrodo de Medición de Corriente
M1&M2 Electrodos de Monitoreo
A1 Electrodo de Corriente de Control
A2 Electrodo de Retorno Corriente de control
LLD LLS
18Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Principios de Funcionamiento
Rm
Rxo
Rt
Respuesta del Inducción
RxoRt
RmRespuesta del Laterolog
Hueco
Zona Invadida
Herramienta
Zona Virgen•El camino tomado por la corriente medida del Laterolog constituye un circuito en serie
•Para el inducción, que mide la conductividad, las resistividades del lodo, de la zona virgen e invadida esta en paralelo
19Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Cual Herramienta de resistividad correr?
• Factores como la porosidad y la diferencia entre las resistividades entre el filtrado de lodo y el agua de formación, se tienen en cuenta para escoger la herramienta
• Porosidades > 10 y Rmf/Rw < 2 favorecen a la herramienta de Laterolog
20Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Limitaciones de las herramientas resistivas
Inducción
• La herramienta lee conductividad que luego es convertida a resistividad
• Funciona mejor en formaciones de baja resistividad o Rw/Rmf > 2.5
• Se satura en formaciones con resistividades mayores de 500 Ohmm
• Esta mas influenciado por la invasión si Rxo < Rt• Esta mas influenciada por la zona mas conductora• Funciona mejor en lodos resistivos (base aceite y agua
fresca)
21Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Limitaciones de las herramientas resistivas
Laterolog
• Útil en formaciones de alta resistividades• Se satura en formaciones con resistividades mayores de 2000 Ohmm• Esta mas influenciado por la invasión si Rxo > Rt• Funciona mejor si Rw/Rt > 2.5 y si la relación Rt/Rm esalta• Esta mas influenciada por la zona mas resistiva• Funciona mejor en lodos conductivos (base agua salada)
22Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Diámetro de Invasión Vs. Tipo de Roca
Ø=30%
Ø=18%
Ø=12%
Rocas con porosidades bajas presenta mayor diámetro de invasión, debido a que el volumen de filtrado no encuentra el espacio suficiente en la roca
Rocas con buenas porosidades presentan menor diámetro de invasión, debido a que la torta de lodo se forma rápidamente
dj/dh = 2 Rocas de alta porosidaddj/dh = 5 Rocas de porosidad intermediadj/dh = 10 Rocas de baja porosidad
From Asquith and Krygowsky, 2004
23Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Modelos de Invasión
* Schlumberger
24Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Modelos de Invasión - Modelo 1
* Schlumberger
25Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Modelos de Invasión – Modelo 2
* Schlumberger
26Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Modelos de Invasión – Modelo 3
* Schlumberger
27Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Modelos de Invasión – Modelo 4
* Schlumberger
28Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Modelos de Invasión - Modelo 5
* Schlumberger
29Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Modelos de Invasión – Modelo 6
Lodo fresco invade una zona donde el agua de formación es muy salada. Al desplazar esta agua salada, se genera una zona de transición de alta conductividad que produce una especie de “corto circuito”, impidiendo que se registren las resistividades altas de la zona virgen.
* Schlumberger
30Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Correcciones – Calculo de Diámetro de Invasión
• El diámetro de Invasión se calcula a partir de las tres herramientas de resistividad utilizando las cartas de tornado.
• Los intervalos con perdidas solo son reportados en la historia de perforación y en muchos casos ignorados por los registros.
• En zonas de perdidas, el diámetro de invasión es muy grande y los registros solo leerán zona invadida.
• El diámetro de invasión calculado a partir de los registros para este caso no es el real
31Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Calculo de Diámetro de Invasión – Zonas de perdidas
* Schlumberger
32Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Calculo de Diámetro de Invasión – Zonas de perdidas
Poro = 20%h
Vol = ╥ r2hØ* (1-Sor)
wi 1300
Poro 0.2
Sor 0.3
h 25
Radio de Invasion 2.4 MtRadio de Invasion 7.9 Ft
Lectura de la Herramienta 7.5 Ft ZONA LAVADA90 Inches
33Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Correcciones – Calculo de Rt
Para determinar Rt se requiere una combinación de tres mediciones de resistividad con diferentes profundidades de investigación
RLLD = 230 ohm.mRLLS = 80 ohm.mRMSFL = 45 ohm.m
Rt = ? di = ?
* Schlumberger
34Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Principios del Microlog – Calculo de Rxo
Dispositivo no enfocado
Tres pequeños electrodos alineados espaciados en 1’’A través del electrodo A se emite una corriente constante se hacen dos medidas simultaneas
Micro Normal: Medición normal usando M2 con espaciado 2’’
Micro Inverso: Medición lateral usando M1 y M2 con espaciado 1’’
La curva Micro-normal de 2’’ Mayor profundidad de investigaciónMayor resistividad frente a zonas permeables, en presencia de mudcake
35Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Aplicaciones – Rxo
• Determinación de aceite movible.• Indicación de permeabilidad.• Aplicaciones (Rxo, Rmf, hmc).• Determinación de Rt.• Sw=[(Rxo/Rt)/(Rmf/Rw)]5/8
36Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Ecuación de Archie
Rtm
RwanSw
∗
∗=
ØRt
RwF
nSw =
Rxom
RmfanSxo
∗
∗=
Ø Rxo
RmfF
nSxo =
ZONA VIRGEN
n
RwRmf
RtRxo
Sxo
Sw/1
=
8/5
=
RwRmf
RtRxoSw
Relación empírica
51SwSxo ≈
ZONA LAVADA
37Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Nuevas Herramientas:
Tiene un arreglo de 8 receptores balanceados
Registro con mejor resolución vertical 1, 2 y 4 Ft(AHO, AHT y AHF)
Cada una tiene 5 profundidades de investigación (10, 20, 30, 60 y 90 in.)
La curva de 4 Ft equivale a la herramienta de inducción antigua
Presenta menos efectos ambientales
Array Induction Tool (AIT)
38Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Resolución Vertical AIT
4’ 2’ 1’
• Capas delgadas que no las ve la resolución vertical de 4’, son visibles para la de 1’.
• La curva de 1’ de resolución vertical se encuentra afectada por el lodo
* Schlumberger
39Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Cual Herramienta nueva correr? (AIT)
Rt/Rm < 100 Registros de 1 Ft de resolución verticalRequiere buenas condiciones del hueco
Rt/Rm < 300 Registros de 2 Ft de resolución verticalResolución Standard, el mas indicado en la mayoría de los casos
Rt/Rm < 1000 Registros de 4 Ft de resolución verticalEl mas indicado para hueco malo
* Schlumberger
40Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Cual Herramienta nueva correr?
High Resolution Laterolog Array (HRLA)
* Schlumberger
41Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Cual Herramienta nueva de resistividad correr?
DLL
AIT
AIT y/oDLL
Área de Overlap donde cualquiera de las dos herramientas de resistividad es valida
* Schlumberger
42Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Profundidad de Investigación – Resolución Vertical
Standardmnemonic Depth of investigation Vertical resolution Comments
Resistivity toolsDeep Induction (6FF40) ILD 40 inches 6 - 8 feet Depth is from 50% pseudo-geometrical factor
Medium induction (5FF28) ILM 28 inches 3 - 5 feet Vertical resolution is a function of formation
conductivity.
Spontanious Potential SP 0 - 10 inches 6 inches (variable) Resolution depends on SP magnitude and
sample frequency.
AIT - 90 AO90,AT90,AF90 90 inches O=1ft, T=2ft, F=4ft AIT depths of investigation are fixed.
AIT - 60 AO60,AT60,AF60 60 inches O=1ft, T=2ft, F=4ft Three resolutions are output, but higher
AIT - 30 AO30,AT30,AF30 30 inches O=1ft, T=2ft, F=4ft resolution depends on borehole quality and
AIT - 20 AO20,AT20,AF20 20 inches O=1ft, T=2ft, F=4ft low mud salinity.
AIT - 10 AO10,AT10,AF10 10 inches O=1ft, T=2ft, F=4ft
Laterolog - 8 LL8 10 inches 1 foot
Spherically Focused log SFL 8 inches 1 foot
Short Normal SN 8 - 12 inches 16 inches Normal and lateral devices varied on
Deep Lateral 18ft lateral 60 inches 18 feet resolution depending on the technique used
Medium Normal 64 in normal 20 inches 6 feet for interpretation.
Deep Laterolog LLD 60 - 90 inches 14 inches Laterologs are focused electrical devices
Shallow Laterolog LLS 30 inches 14 inches which require salt muds to operate. In
Azimuthal Laterolog ARI 60 - 90 inches 8 inches fresh muds the depth of investigation drops
High Resolution Azimuthal Laterolog HALS 61 - 90 inches 8 inches to that of shallow devices (LL8).
Microlaterolog MLL 3 inches 2 inches Micro-resistivity devices are subject to hole
Proximity log PL 5 - 8 inches 3 inches conditions and mud properties.
Microlog ML 1 inch 1 inch
MicroSpherically focussed log MSFL 4 - 6 inches 2 inches
MicroCylindrically focused log MCFL 3 inches 1 inch
Electromagnetic Propagation log EPT 1 - 2 inches 2 inches
Deep Propagation tool DPT 5 - 12 inches 15 inches
Standen, 2004
43Petrofísica Básica e Interpretación de Registros
Aplicaciones: Monitoreo de Fluidos con Resistividad
n
w
w
n
w
m
wt
S
RF
S
RaR ==
φ
�La resistividad sería la propiedad física ideal a medir para monitorear el movimiento de fluidos.
�Problema: Por ser una propiedad eléctrica, está afectada por la presencia de materiales conductivos en el hueco
�Aunque ha habido varios diseños, las herramientas que miden resistividad en hueco entubado no están completamente desarrolladas.