135508675 capitulo iv geopresiones

8/18/2019 135508675 Capitulo IV Geopresiones

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GEOPRESIONES

Universidad Veracruzana



LitodensidadRHOBCNLBHC

DensidadDe roca sin considerar fluidos

Presión de poro

Presión desobrecarga

Fluidos gasagua acei!e

Línea delas lutitas

RG

GR"DFR"#$UR"

%&nea de !endenciade co'por!a'ien!o

Las geopresiones se pueden determinar por 3 métodos:

a).- Análisis ísmi!o").- Registros geo#ísi!os apli!an el método de $A%ON de resisti&idad.!).- 'étodo (ni!o de arner.

Las geopresiones determinan las presiones de so"re!arga* poro + #ra!tura de las #orma!iones a per#orar es importante ,ue,ueden "ien de#inidas.

$O R$ ON$



GEOPRESIONES

'etodología pra!ti!a me/or !ono!ida !omo eopresiones* !al!ula:

Presión de poro Presión de Frac!ura Presión de sobrecarga

Cuando 0a+ una de#i!iente predi!!i(n de las presiones de so"re!arga* poro +1ra!tura de las #orma!iones a per#orar* se pueden presentar pro"lemas de#lu/o + des!ontrol* pegaduras por presi(n di#eren!ial* perdidas de !ir!ula!i(n*!olapsos de tu"erías de re&estimiento + derrum"es de #orma!i(n. $stoin!rementara sustan!ialmente el !osto del po2o + ele&ara los tiempos de

er#ora!i(n.

urante el pro!eso de deposita!i(n normal* la presi(n de so"re!arga sein!rementa !on#orme los sedimentos se a!umulan. $l in!remento de laso"re!arga !ompa!ta los sedimentos* resultando en un de!remento de laporosidad.



La #ig. ane4a nos indi!a ,ue el pro!esode !ompa!ta!i(n o!urre a medida ,ueel agua de #orma!i(n es e4pulsada delespa!io poroso.La permea"ilidad ,ue 0a permitido lamigra!i(n del agua* !ausada por

redu!!i(n de la porosidad nos indi!ara,ue es una presi(n de poro normal.%a presión "nor'al se origino duranteel pro!eso de deposita!i(n +!ompa!ta!i(n* #ormándose una "arreraimpermea"le ,ue impidi( la li"era!i(ndel agua de la #orma!i(n por de"a/o deesta "arrera. $sta "arrera impermea"lese #ormo de"ido a ,ue el pro!eso desedimenta!i(n + !ompa!ta!i(n o!urri(a un ritmo mas rápido ,ue elmo&imiento as!endente del agua*!onse!uentemente* la porosidad de la

#orma!i(n de"a/o de esta "arreraimpermea"le di#iere de la tenden!ianormal.Presión de sobrecarga(S) es el pesode la !olumna de ro!a mas los #luidos!ontenidos en el espa!io poroso ,uesoporta una #orma!i(n a unadeterminada pro#undidad



%a presión de poro (Pp) es la presi(n natural* originada porlos pro!esos geol(gi!os de deposita!i(n + !ompa!ta!i(n. A la,ue se en!uentran sometidos los #luidos !ontenidos en los

espa!ios porosos5porosidad) de la #orma!i(n.

Presión de Poro

I N G E N I E R Í



Las lutitas están dire!tamente rela!ionadas !on la porosidad de la #orma!i(n. Cuandoestos &alores se gra#i!an !on respe!to a la pro#undidad* la presi(n normal sigue unatenden!ia lineal de !ompa!ta!i(n* !on#orme la porosidad de la #orma!i(n disminu+e!on respe!to a la pro#undidad. 1ig. 3



$sta des&ia!i(n de la tenden!ia normal es el prin!ipio utili2ado por los prin!ipalesmétodos de predi!!i(n de presi(n de poro.%odos los métodos de predi!!i(n de presi(n de so"re!arga* poro + #ra!tura están

"asados en el prin!ipio de ter2ag0i ,ue de#ine la presi(n de so"re!arga * esigual a la suma del es#uer2o &erti!al e#e!ti&o 6 mas la presi(n de poro pp. 7 p 8 6



*E$ODO%OG+" PR,#$I#" P"R" E% #,%#U%O DE %"S PRESIONES DESO-RE#"RG" PORO . FR"#$UR"/

0/1 De!er'inar la presión de sobrecarga ( S )/2/1 Definir los in!ervalos de lu!i!as li'pias(no aplica cuando 3nica'en!e se cuen!a coninfor'ación s&s'ica)/4/1 De!er'inar la presión de poro ( Pp )/5/1 De!er'inar la presión de frac!ura ( pFR )/6/1 #alibrar las predicciones de las presiones de poro 7 frac!ura/

Determinar la presión de sobrecarga n 7 9 Fi 5 i ; i-<) n =< <>

Fi 7 >.>?><@V >. &7 &elo!idad del inter&alo5 m seg)

Fi es la densidad promedio de la formación (gr/cc), comprendida entre Di y Di-1,se determina en forma directa del registro de densidad o con la siguiente relaciónempírica



Definir los in!ervalos de lu!i!as li'pias

%odos los métodos para e&aluar la presi(n deporo emplean los &alores de tiempo detránsito o de resisti&idad en las lutitas para

de#inir la tenden!ia normal de !ompa!ta!i(n.ara esto* es #undamental sele!!ionar los

inter&alos de lutitas limpias.



Presion de

Sobrecarga

EE

<.> gr !!línea

> gr !!línea

PP

Presión de Poro + Esfuerzo Efectivo = Presión de Sobrecarga

Presión Nor'al



PP

< gr !!> gr !!

PresiónPoro

PP EE

EE

GradienteSobrecarga

Presión "nor'alI N G E N I E R Í



PP

<.> gr !!> gr !!

Presión de Poro

PP

Esfuerzo Efec!ivo



%&nea base de lu!i!as A partir de un registro de litología* !omo ra+os gamma 5R ) o poten!ial espontáneo 5 )*tra2ar la línea "ase de lutitas limpias sele!!ionando los &alores má4imos del registro. Altra2ar esta línea !onsiderar los &alores má4imos de resisti&idad +* en el registro s(ni!o*tomar en !uenta los &alores mínimos 51igura D).



Selección de pun!os de lu!i!aara !ada le!tura en el registro R o * igual o ma+or ,ue la línea "ase de lutitas*

mar!ar la le!tura de tiempo de tránsito o de resisti&idad a la pro#undidad!orrespondiente. e esta manera se estarán sele!!ionando los puntos de lutita en

el registro a utili2ar para el registro utili2ado. re!isamente* so"re la línea ,ue unelos puntos de lutita se tra2ará la tenden!ia normal de !ompa!ta!i(n para el !ál!ulode la presi(n de poro 51igura ?).



Unión de pun!os de lu!i!aCon los puntos de lutita sele!!ionados* se pro!ede a unir éstos para de#inir el!omportamiento de la porosidad en el 5los) registro5s) utili2ado5s). re!isamente*so"re la línea ,ue une los puntos de lutita se tra2ará la tenden!ia normal de!ompa!ta!i(n para el !ál!ulo de la presi(n de poro 51igura E).



Determinar la presión de poroLos métodos más usados en la industria petrolera son: el método de Hottman +Fo0nson* el método de 1oster + G0alen o pro#undidad e,ui&alente* el método de$aton + el método del e4ponente dc/

*8!odo de 9o!!'an 7 :o;nsonsa &alores de tiempo de tránsito o resisti&idad + presiones de #orma!i(n realesmedidas en #orma!iones del 'io!eno + Oligo!eno de las !ostas de %e4as +Louisiana* HIF desarrollaron dos !orrela!iones empíri!as para la determina!i(nde la presi(n de poro* !omo se indi!a a !ontinua!i(n a partir de la uni(n de lasle!turas de puntos de lutitas limpias* gra#i!ar pro#undidad &s. tiempo de tránsito o

resisti&idad de lutitas limpias 5línea a2ul en #igura J)



%ra2ar la línea de tenden!ia normal + e4trapolarla 0asta la pro#undidad total 5línea&erde en 1igura J).

A la pro#undidad de interés* leer los &alores de tiempo de tránsito o resisti&idad dela tenden!ia normal + de la !ur&a gra#i!ada !on los &alores del registro.

e !al!ula la di#eren!ia de le!turas de tiempo de tránsito 5 tlu-tlun ) o la rela!i(n deresisti&idades 5 Ron/Ro )lu entre los &alores reales del registro + los &alores leídosde la línea de tenden!ia normal e4trapolada. Con el &alor o"tenido en el punto* seentra a la !orrela!i(n de HIF 51igura <> + <<) se determina el gradiente. depresi(n de poro.

1ig. J



$l gradiente de presi(n de poro o"tenido se multipli!a por la pro#undidad para o"tener lapresi(n de poro "us!ada. 'att0eK I ell+ + 1ertl desarrollaron !orrela!iones similaresusando un ma+or nMmero de datos de otras áreas geol(gi!as* utili2ando el mismo prin!ipiode Hottman + Fo0nson.

*8!odo de Fos!er 7 <;alen o de profundidad e=uivalen!e /$sta"le!e ,ue #orma!iones !on el mismo &alor* dependiente de la porosidad 5tiempo detránsito* resisti&idad* densidad* et!.) se en!uentran "a/o el mismo es#uer2o e#e!ti&o 6. Apartir de la uni(n de las le!turas de puntos de lutitas limpias* gra#i!ar pro#undidad &s. tiempode tránsito o resisti&idad de lutitas limpias 5línea a2ul en 1igura < ). %ra2ar la línea detenden!ia normal + e4trapolarla 0asta la pro#undidad total 5línea &erde en 1igura < ).

A la pro#undidad de interés D* leer el &alor e4trapolado tlun + o"ser&ados tlu .osteriormente* de la le!tura o"ser&ada tra2ar una línea &erti!al 0a!ia arri"a 0asta



inter!eptar la línea de tenden!ia normal + leer la pro#undidad !orrespondiente Dn .

e !al!ula el es#uer2o e#e!ti&o a la pro#undidad Dn * el !ual es igual al es#uer2oe#e!ti&o a la pro#undidad de interés.

6 5D) 7 6 5Dn ) 7 S 5Dn ) - pp 5Dn )

∴ p p 5Dn ) 7 p ff @Dn

<>onde p FF es la densidad del #luido de #orma!i(n en la 2ona de presi(n de poro

normal* ,ue se !onsidera apro4imadamente igual a <.>3 gr !m3* !uando no setiene in#orma!i(n de la densidad del agua de #orma!i(n de po2os de !orrela!i(n.1inalmente se !al!ula la presi(n de poro a la pro#undidad de interés.

p p 5D) 7 S 5D) - 6 5D)



*8!odo de Ea!on

$l método de $aton esta"le!e ,ue la tenden!ia normal de !ompa!ta!i(n esalterada en la 2ona de presi(n anormal.

$aton utili2( una gran !antidad de datos de registros geo#ísi!os + medi!iones depresiones de poro de di#erentes áreas geol(gi!as para desarrollar una serie dee!ua!iones* las !uales rela!ionan dire!tamente la presi(n de poro !on la magnitud.de des&ia!i(n entre los &alores o"ser&ados + los o"tenidos de la tenden!ia normale4trapolada a partir de la uni(n de las le!turas de puntos de lutitas limpias* gra#i!arpro#undidad &s. tiempo de tránsito o resisti&idad de lutitas limpias 5línea a2ul1igura < ). %ra2ar la línea de tenden!ia normal + e4trapolarla 0asta la pro#undidadtotal 5línea &erde en 1igura < ). A la pro#undidad de interés D* leer los &alores de

tiempo de tránsito de la tenden!ia normal t lun

+ de la tenden!ia o"ser&ada t lu + la pro#undidad$,ui&alente al mismo &alor del tiempo de tránsitoo"ser&ado Dn . Cal!ular la presi(n de poro a lapro#undidad de interés D, segMn el registro ,uese tenga* !on las siguientes e!ua!iones:



SONI#O

p p 5D)7 S 5D) - ( S 5D) - p p 5Dn ) ) * ( t lun ) 3

t lu

RESIS$IVO

p p 5D)7 S 5D) - ( S 5D) - p p 5Dn ) ) * ( R ) <.

R n

#ONDU#$IVO p p 5D)7 S 5D) - ( S 5D) - p p 5Dn ) ) * ( ! n ) 0/2



$l método de $aton esta "asado en datos de áreas geol(gi!as di#erentes a lasper#oradas en 'é4i!o* pero es el más pre!iso + sen!illo de utili2ar.

*8!odo del e>ponen!e dcFordán + 0irle+ propusieron usar el modelo de Bing0am para normali2ar elritmo de penetra!i(n R !onsiderando los e#e!tos o!asionados por !am"io delpeso so"re "arrena " * de las re&olu!iones por minuto de la rotaria # + deldiámetro de la "arrena db a tra&és del !ál!ulo del e4ponente dc * de#inido!omo: R

d!7 log 5<E. J N)

log 5 < G ) P P d "



onde R esta en m 0* # en R '* " en toneladas + db en pulgadas. ara!orregir el e4ponente dc por !am"ios de densidad de lodo* Re0m +

'!Clendon propusieron la siguiente e!ua!i(n:

d! mod 7 d! @ p ##

p lodo

onde p lodo es la densidad e,ui&alente de !ir!ula!i(n durante la

per#ora!i(n + p ## es la densidad del #luido de #orma!i(n. Basado en el

prin!ipio ,ue esta"le!e ,ue la tenden!ia normal de !ompa!ta!i(n esalterada en la 2ona de presi(n anormal.Cal!ular el e4ponente dc + el e4ponente modi#i!ado dcmod durante laper#ora!i(n de lutitas. Los datos de per#ora!i(n o"tenidos en #orma!iones,ue no sean lutitas de"en eliminarse. ra#i!ar pro#undidad &s. e4ponentedcmod 51igura <3).



A la pro#undidad de interés D* leer los &alores del e4ponente dcmod * + en latenden!ia normal dcmodn . Además* para el &alor de dcmod * leer la pro#undidade,ui&alente* en la 2ona de presi(n normal Dn . 1inalmente* !al!ular la presi(n deporo a la pro#undidad de interés D* usando la #(rmula de $aton.



p p 5D)7 S 5D) - ( S 5D) - p p 5Dn ) ) * ( d c mod ) <.

dc 'od n

P resión de fracturaLa presión de fractura se define como la presión necesaria para encer la

presión de formación y la resistencia de la roca ! "ara determinar esta presión utili#ando el m$todo de %aston se determina lo siguiente&

*8!odo de Ea!on

La e!ua!i(n de $aton para el !ál!ulo de la presi(n de #ra!tura 5 Pfr )

está en #un!i(n de la presi(n de poro 5 p p ) + de la so"re!arga 5 S )*pre&iamente !al!uladas* así !omo de la rela!i(n de oisson 5Q ).



p FR 5D) 7 p p 5D) 8 5 ) 5 S 5D) - p p 5D) ) $ - %

La rela!i(n de oisson es un propiedad me!áni!a de la #orma!i(n ,uerela!iona la de#orma!i(n lateral de la ro!a !on respe!to a su de#orma!i(na4ial* !uando está sometida a un es#uer2o. ara !al!ularla* tenemos dosop!iones: a) A partir del registro s(ni!o dipolar de po2os de !orrela!i(n:

ts & 7 >. 5 t! )

5 ts) - <

t!

donde ts tiempo de transito de !orte* mi!roseg pie* %! tiempo de transito !ompresional* mi!roseg pie



La e!ua!i(n de $aston para !ada pro#undidad de interés.

7 >.>DP @ Ln 5 ) ; >.>D?3

e sustitu+e en la e!ua!i(n + se o"tiene la presi(n de #ra!tura.La rela!i(n de oisson se o"tiene a partir de ensa+os me!áni!os dela"oratorio a muestras de nM!leos* !on la !onsidera!i(n de ,ue esta medi!i(nes puntual + re#erida a la pro#undidad a la !ual se o"tu&o la muestra

$s ne!esario !ali"rar la predi!!i(n de los per#iles de poro + de #ra!tura !ondatos reales* o"tenidos durante la per#ora!i(n + termina!i(n del po2o.

La !ali"ra!i(n de la presi(n de poro* se pueden 0a!er !on datos de prue"as

de #orma!i(n. !omparar los &alores* en gradiente* de prue"as de #orma!i(n*' % o % * !on el gradiente de presi(n de #orma!i(n* a las respe!ti&aspro#undidades +* en !aso de ,ue e4ista una des&ia!i(n* se a/usta la tenden!ianormal de !ompa!ta!i(n* de tal manera ,ue el per#il de la presi(n de poro sea/uste a estos &alores 51igura <P).



Cali"ra!i(n !on la densidad del lodoComparar la densidad del lodo utili2ada durante la per#ora!i(n* !on el gradientede presi(n de #orma!i(n +* en !aso de ,ue estos per#iles se inter!epten* se a/ustala tenden!ia normal de !ompa!ta!i(n* !omo se muestra en la 1igura <P. e igualmanera* será ne!esario tomar en !uenta otros parámetros* !omo gasi#i!a!iones*prue"as de #orma!i(n* #lu/os o "rotes.Cali"ra!i(n !on e&iden!ias durante la per#ora!i(n. Comparar el &alor engradiente de presi(n de las e&iden!ias* !omo gasi#i!a!iones* #lu/os o "rotes*!on el gradiente de presi(n de #orma!i(n a las respe!ti&as pro#undidades +* en!aso de ,ue e4ista una des&ia!i(n* se a/usta la tenden!ia normal de!ompa!ta!i(n* de tal manera ,ue el per#il de la presi(n de poro se a/uste aestos &alores 51igura <P).



GR

Indicador de

Tendencia deCompactación normal

Φ en LutitasTENDENCIA DE COMPACTACIÓNOB ER!ADO

L"neas #asede lutitas

Datos de entrada Resultados Obtenídos

PRE IÓNDE PORO

Presión de$ractura

Pesode Lodo

Presión o#recar%a

I N G E N I E R Í A



#alibración de la presión de frac!urae o"tendrá !on la !ali"ra!i(n de datos de prue"as de goteo 5leaS o## test) o mini#ra!s.

$sta es una prá!ti!a de !ampo empleada para e&aluar la !ementa!i(n primaria de unatu"ería de re&estimiento + para estimar el gradiente de la presi(n de #ra!tura. $n unaprue"a de goteo se !onsidera ,ue la presi(n* donde las #ra!turas !omien2an a a"rirse eini!ian a tomar #luidos* es una apro4ima!i(n del gradiente de #ra!tura* a la respe!ti&apro#undidad 51igura < ).

en !aso de ,ue e4ista una des&ia!i(n* se a/usta la tenden!ia normal de !ompa!ta!i(n* detal manera ,ue el per#il de la presi(n de #ra!tura se a/uste a estos &alores. $s ne!esariotomar en !uenta los parámetros anteriores* !omo prue"as de LO% o mini #ra!s.



Reco'endaciones

Los métodos des!ritos en esta guía no son apli!a"les a #orma!iones densas +!ompa!tas* tales !omo #orma!iones !al!áreas !onstituidas por !ali2as* an0idritas+ o dolomitas* +a ,ue la presi(n de poro está in#luen!iada por las propiedades ,ue dependen de la !ompa!ta!i(n de las lutitas + apli!a"le parapo2os de desarrollo !omo para po2os e4ploratorios.

í se apli!a el método de $aton* para el !ál!ulo de la presi(n de poro* sere!omienda !ara!teri2ar el e4ponente de la e!ua!i(n de $aton para !ada !ampo*una &e2 ,ue se !uente !on su#i!iente in#orma!i(n.

e re!omienda emplear pre#erentemente datos de tiempo de tránsito* +a ,ue seeliminan los pro"lemas originados por los !am"ios de salinidad del agua de#orma!i(n empleando la in#orma!i(n de resisti&idad + o !ondu!ti&idad de las#orma!iones.

La e&alua!i(n de geopresiones de"e reali2arse antes* durante + después de laper#ora!i(n de un po2o.

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