Upload
david-bayter-vasquez
View
216
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8/16/2019 Analisis de Registro Sonico 1
1/20
Análisis de Registro Sónico
1
ANALISIS DE REGISTRO SÓNICO PARA ESTUDIO DE PRESIONES
IVÁN FELIPE REINA 2135626DANIELA DUARTE SERRANO 2132460
JAVIER ROBAYO VARGAS 2144103PABLO DAVID CAPACHO SÁNCHEZ 2132437ELIZABETH PILAR PINEDA CIFUENTES 2124662JORGE ANDERSON ARBOLEDA LAMUS 2135628
MSc. EMILIANO ARIZA
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERFACULTA DE INGENIERÍAS FÍSICOQUÍMICASESCUELA DE INGENIERÍA DE PETRÓLEOS
PERFORACIÓN DE POZOSBUCARAMANGA
2016-I
8/16/2019 Analisis de Registro Sonico 1
2/20
Análisis de Registro Sónico
2
TABLA DE CONTENIDO
ContenidoINTRODUCCIÓN .................................................................................................... 3
OBJETIVOS ............................................................................................................ 4
OBJETIVO GENERAL: .................................................................................. 4
OBJETIVOS ESPECÍFICOS: ........................................................................ 4
REGISTRO SÓNICO .............................................................................................. 5
GRADIENTE Y PRESIÓN DE SOBRECARGA. ............................................ 8
GRADIENTE, PRESIÓN DE FORMACIÓN Y DENSIDAD EQUIVALENTE EL
LODO. ................................................................................................................ 10
GRADIENTE, PRESION DE FRACTURA Y DENSIDAD EQUIVALENTE DELLODO PARA LA FRACTURA ............................................................................ 13
LA “VENTANA DE LODO” ........................................................................... 18
Análisis de grafica .................................................................................... 19
CONCLUSIONES .................................................................................................. 20
8/16/2019 Analisis de Registro Sonico 1
3/20
Análisis de Registro Sónico
3
INTRODUCCIÓN
Distintas herramientas son utilizadas en un análisis de presiones a lo largo de la
perforación. El tener a disponibilidad una cantidad considerable de datos por medio de
registros de pozos previamente perforados, con parámetros o características
petrofísicas similares, además de la cercanía a la zona donde se pretende perforar,
permite al ingeniero de perforación tener una mayor idea y confiabilidad respecto a las
decisiones que debe tomar si se presentan variaciones de presiones que puedan alterar
el curso del procedimiento.
En el siguiente informe, se estudia y se interpreta un registro sónico, a partir del cual se
realiza un estudio detallado de presiones y gradientes por los diversos métodos vistos
en los horarios de clase de Perforación de Pozos.
Se brinda datos de Profundidad vs Tiempo de viaje que permite observar, el
comportamiento del registro sónico y algunas anomalías presentadas a distintas
profundidades.
Mediante diferentes modelos matemáticos, y una previa explicación de Analisis dePresiones, se quiere determinar una herramienta primordial para la establecer la
confiabilidad del proceso de perforación, la cual es denominada “Ventana de Lodo”; la
cual nos permite establecer un valor cuantitativo al fluido de perforación que debe ser
usado, para no alterar la estabilidad de la formación
8/16/2019 Analisis de Registro Sonico 1
4/20
Análisis de Registro Sónico
4
OBJETIVOS
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Analizar los datos del registro sónico y determinar las recomendacionesoperacionales con las cuáles se caracteriza el lodo con el que se puede realizarla perforación sin generar ningún problema.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Calcular la presión de sobrecarga utilizando datos escogidos aleatoriamenteque se encuentran en los rangos normales.
Determinar la presión de formación utilizando la correlación para registrossónicos de Eaton.
Hallar la presión de fractura empleando el método de Eaton, además de la
densidad equivalente del lodo para la fractura.
Construir una gráfica del comportamiento de la presión de formación yfractura, junto con las densidades del lodo recomendado, “ventana de lodo” .
8/16/2019 Analisis de Registro Sonico 1
5/20
8/16/2019 Analisis de Registro Sonico 1
6/20
Análisis de Registro Sónico
6
Se determinan a cada profundidad las propiedades requeridas de acuerdo a estosdatos, asumiendo que el agua contenida en los poros de las rocas es pura:
SG LA ROCA DESOBRE CARGA
2,5 POROSIDAD ROCADE SOBRE CARGA
(%)
20 GRADIENTENORMAL (Psi/ft)
0,465
SGH2O DE LA ROCA DESOBRE CARGA
1 GRADIENTE ROCADE SOBRE CARGA
(Psi/ft)
0,9526
Tabla N°2. Características petrofísicas y Gradientes de Sobrecarga y Normal de la Formación
Primero se debe realizar una gráfica de la Profundidad vs el Tiempo de viaje paradeterminar cómo es la curva de desviación de algunos datos con respecto a esta. (VerGráfica 1, línea Azul).
La abscisa está dada en escala logarítmica, por tanto la línea de tendencia normal debeestar dada en función logarítmica, esta es:
15931.09756 + 38416.04702
Dónde:
YProfundidad
X Tiempo de viaje
Ahora bien, el tiempo de viaje esperado, es decir la línea de tendencia normal esgraficada despejando x de la ecuación anterior, que es el tiempo de viaje, en funciónde la profundidad, dato que es conocido. (Ver Gráfica 1, Línea Roja).
10−.−.
8/16/2019 Analisis de Registro Sonico 1
7/20
Análisis de Registro Sónico
7
Obteniendo los siguientes valores:
PROFUNDIDAD (ft) TIEMPO DE VIAJE (µs/ft)TIEMPO DE VIAJE NOMAL
(µs/ft)
2000,000 200,000 193,129
2500,000 190,000 179,664
3000,000 140,000 167,138
3500,000 150,000 155,486
4000,000 140,000 144,646
4500,000 140,000 134,562
5000,000 120,000 125,1805500,000 110,000 116,453
6000,000 110,000 108,334
6500,000 115,000 100,781
7000,000 100,000 93,755
7500,000 90,000 87,219
8000,000 80,000 81,138
8500,000 75,000 75,481
9000,000 70,000 70,219
9500,000 65,000 65,323
10000,000 95,000 60,76910500,000 115,000 56,533
11000,000 110,000 52,591
11500,000 120,000 48,925
12000,000 115,000 45,514
12500,000 115,000 42,341
13000,000 115,000 39,389
13500,000 113,000 36,643
14000,000 112,000 34,088
14500,000 110,000 31,712
15000,000 100,000 29,501Tabla N°3. Datos de tendencia para un hipotético registro sónico sin anomalías
8/16/2019 Analisis de Registro Sonico 1
8/20
Análisis de Registro Sónico
8
La gráfica que relaciona entonces la línea de tendencia normal con la curva dedesviación es la siguiente:
Gráfica 1. Línea de tendencia normal y curva de desviación cuando se grafica Profundidad
vs Tiempo de viaje.
GRADIENTE Y PRESIÓN DE SOBRECARGAEl gradiente de sobrecarga es hallado como sigue:
Gsc= 0,052*ɸ *ρH20 *( ɸ* ρH20/ ρH20 – (1- ɸ)* ρeRoca)
Gsc= 0,052*0,15 *8,33 *( 0,15* 8,33 / 8,33 – (1- 0,15)* 2,5)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
10 100 1000
TIEMPO DE VIAJE
GRADIENTE DESOBRECARGA 0,985
8/16/2019 Analisis de Registro Sonico 1
9/20
Análisis de Registro Sónico
9
La presión de sobrecarga es hallada multiplicando cada una de las profundidades por elGradiente de sobrecarga.
PROFUNDIDAD(ft)
PRESION DESOBRE CARGA(PSI)
2000 1905,22500 2381,53000 2857,83500 3334,14000 3810,44500 4286,7
5000 47635500 5239,36000 5715,66500 6191,97000 6668,27500 7144,58000 7620,88500 8097,19000 8573,49500 9049,7
10000 952610500 10002,311000 10478,611500 10954,912000 11431,212500 11907,513000 12383,813500 12860,114000 13336,414500 13812,7
15000 14289Tabla N°4. Gradientes de Sobrecarga
8/16/2019 Analisis de Registro Sonico 1
10/20
8/16/2019 Analisis de Registro Sonico 1
11/20
Análisis de Registro Sónico
11
110,000 31,712 0,941
100,000 29,501 0,940
La presión de formación es hallada multiplicando el Gradiente de formación por laprofundidad Pf= Gf*h , para cada caso:
PROFUNDIDAD (ft)GRADIENTE DE
FORMACIÓN (PSI/ft)PRESIÓN DE FORMACIÓN
(PSI)
2000,000 0,465 930,000
2500,000 0,465 1162,500
3000,000 0,465 1395,0003500,000 0,465 1627,500
4000,000 0,465 1860,000
4500,000 0,465 2092,500
5000,000 0,465 2325,000
5500,000 0,465 2557,500
6000,000 0,465 2790,000
6500,000 0,465 3022,500
7000,000 0,465 3255,000
7500,000 0,465 3487,500
8000,000 0,465 3720,000
8500,000 0,465 3952,500
9000,000 0,465 4185,000
9500,000 0,465 4417,500
10000,000 0,825 8249,721
10500,000 0,895 9394,086
11000,000 0,899 9892,435
11500,000 0,920 10574,882
12000,000 0,922 11068,471
12500,000 0,928 11603,303
13000,000 0,933 12129,097
13500,000 0,936 12635,646
14000,000 0,939 13143,937
14500,000 0,941 13643,302
15000,000 0,940 14101,218
La densidad equivalente del lodo se calcula con la siguiente fórmula:
8/16/2019 Analisis de Registro Sonico 1
12/20
Análisis de Registro Sónico
12
0,052 ∗ ℎ
Como el gradiente de formación es , basta con dividir el Gf entre 0,052:
0,052
GRADIENTE DEFORMACIÓN (PSI/ft)
DENSIDAD EQUIVALENTEDEL LODO (lb/gal)
0,465 8,9420,465 8,942
0,465 8,942
0,465 8,942
0,465 8,942
0,465 8,942
0,465 8,942
0,465 8,942
0,465 8,942
0,465 8,942
0,465 8,9420,465 8,942
0,465 8,942
0,465 8,942
0,465 8,942
0,465 8,942
0,825 15,865
0,895 17,205
0,899 17,294
0,920 17,684
0,922 17,7380,928 17,851
0,933 17,942
0,936 17,999
0,939 18,055
0,941 18,095
0,940 18,078
8/16/2019 Analisis de Registro Sonico 1
13/20
Análisis de Registro Sónico
13
GRADIENTE, PRESION DE FRACTURA Y DENSIDAD EQUIVALENTE DELLODO PARA LA FRACTURA
Para realizar el cálculo de la presión de fractura se hizo el uso para el cálculo de los 3métodos distintos aprendidos en clase: Método de HUBBERT Y WILLYS, método deMATTHEWS Y KELLY Y el método de EATON que fue el seleccionado debido a que seajusta de mejor manera, puesto que permiten hacer un factor de seguridad del 0,2 a ladensidad equivalente de fractura del lodo para generar el gradiente de lodo máximopermitiendo que la ventana del lodo tenga un mayor intervalo, la cual más adelante semostrara.
Por medio grafico se obtuvo los valores de la relación de Poisson para las distintasprofundidades:
Continuamente se calculó el valor de K, que se obtiene por:
8/16/2019 Analisis de Registro Sonico 1
14/20
Análisis de Registro Sónico
14
1
Y finalmente se halló los correspondientes valores de la presión de fractura con lasiguiente ecuación:
+ ℎ
Coeficiente U GULF COASTVARIABLE OVERBURDEN
PRESIÓN DE FRACTURA(PSI) METODO EATON
0,340 1432,3760,350 1818,885
0,370 2254,105
0,380 2673,481
0,390 3106,977
0,400 3555,300
0,420 4090,448
0,430 4580,612
0,440 5088,686
0,450 5615,645
0,460 6162,541
0,461 6615,287
0,462 7069,758
0,463 7525,963
0,464 7983,913
0,467 8476,107
0,470 9381,516
0,471 9935,615
0,472 10416,431
0,474 10917,332
0,475 11396,654
0,476 11879,635
0,480 12364,207
0,481 12843,666
0,482 13323,024
0,483 13801,560
0,484 14277,355
8/16/2019 Analisis de Registro Sonico 1
15/20
Análisis de Registro Sónico
15
Ya obteniendo dichos valores, se puede hacer el cálculo del gradiente y la densidad delodo equivalente para la fractura:
ℎ
=
0.052
PROFUNDIDAD(ft)
PRESIÓN DE FRACTURA(PSI) METODO EATON
GRADIENTE DEFRACTURA (PSI/ft)METODO EATON
DENSIDADEQUIVALENTE DEL
LODO PARA FRACTURA(lb/gal) METODO
EATON2000,000 1432,376 0,716 13,773
2500,000 1818,885 0,728 13,991
3000,000 2254,105 0,751 14,449
3500,000 2673,481 0,764 14,689
4000,000 3106,977 0,777 14,937
4500,000 3555,300 0,790 15,194
5000,000 4090,448 0,818 15,732
5500,000 4580,612 0,833 16,016
6000,000 5088,686 0,848 16,310
6500,000 5615,645 0,864 16,614
7000,000 6162,541 0,880 16,930
7500,000 6615,287 0,882 16,962
8000,000 7069,758 0,884 16,995
8500,000 7525,963 0,885 17,027
9000,000 7983,913 0,887 17,060
9500,000 8476,107 0,892 17,158
10000,000 9381,516 0,938 18,041
10500,000 9935,615 0,946 18,197
11000,000 10416,431 0,947 18,211
11500,000 10917,332 0,949 18,256
12000,000 11396,654 0,950 18,264
12500,000 11879,635 0,950 18,276
13000,000 12364,207 0,951 18,290
13500,000 12843,666 0,951 18,296
14000,000 13323,024 0,952 18,301
14500,000 13801,560 0,952 18,304
8/16/2019 Analisis de Registro Sonico 1
16/20
Análisis de Registro Sónico
16
15000,000 14277,355 0,952 18,304
Ahora para graficar profundidad contra la densidad de lodo o gradiente hay que conocerla densidad del lodo máxima a trabajar sin que ocurra una fractura o en el peor de loscasos un reventón, se hace necesario calcular el gradiente máximo del lodo:
0,052 ∗ 0.5
DENSIDAD EQUIVALENTEDEL LODO PARA FRACTURA
(lb/gal) METODO EATON
DENSIDAD MAXIMA DELODO (lb/gal) METODO
EATON
GRADIENTE MAXIMO DELODO (lb/gal) METODO
EATON
13,773 13,273 0,690
13,991 13,491 0,702
14,449 13,949 0,725
14,689 14,189 0,738
14,937 14,437 0,751
15,194 14,694 0,764
15,732 15,232 0,792
16,016 15,516 0,807
16,310 15,810 0,822
16,614 16,114 0,838
16,930 16,430 0,854
16,962 16,462 0,856
16,995 16,495 0,858
17,027 16,527 0,859
17,060 16,560 0,861
17,158 16,658 0,866
18,041 17,541 0,912
18,197 17,697 0,920
18,211 17,711 0,921
18,256 17,684 0,920
18,264 17,738 0,922
18,276 17,851 0,928
18,290 17,942 0,933
18,296 17,999 0,936
18,301 18,055 0,939
18,304 18,095 0,941
8/16/2019 Analisis de Registro Sonico 1
17/20
Análisis de Registro Sónico
17
18,304 18,078 0,940
Es necesario establecer la densidad o gradiente de lodo mínima que se necesita paraperforar, ésta debe estar por encima de la densidad de lodo equivalente o como mínimoser igual a ésta para evitar reventones. Se utilizó un factor de seguridad de 0,5 porencima de la densidad de lodo hasta los 11000 ft, de ahí en adelante, se decidióperforar con un gradiente de lodo igual al gradiente de formación.
0,052 ∗ + 0,3
GRADIENTE DEFORMACIÓN (PSI/ft)
DENSIDAD EQUIVALENTEDEL LODO (lb/gal)
GRADIENTE MINIMO DEL
LODO (lb/gal) FACTORSEGURIDAD 0,3 SOBRE
DENSIDAD
0,465 8,942 0,481
0,465 8,942 0,481
0,465 8,942 0,481
0,465 8,942 0,481
0,465 8,942 0,481
0,465 8,942 0,481
0,465 8,942 0,481
0,465 8,942 0,481
0,465 8,942 0,481
0,465 8,942 0,481
0,465 8,942 0,481
0,465 8,942 0,481
0,465 8,942 0,481
0,465 8,942 0,481
0,465 8,942 0,481
0,465 8,942 0,481
0,825 15,865 0,841
0,895 17,205 0,910
0,899 17,294 0,915
0,920 17,684 0,920
0,922 17,738 0,922
0,928 17,851 0,928
0,933 17,942 0,933
0,936 17,999 0,936
8/16/2019 Analisis de Registro Sonico 1
18/20
Análisis de Registro Sónico
18
0,939 18,055 0,939
0,941 18,095 0,941
0,940 18,078 0,940
LA “VENTANA DE LODO”
Graficando todo en una misma grafica (profundidad vs gradiente de formación,gradiente mínimo del lodo, máximo gradiente del lodo y gradiente de fractura).
1500
3500
5500
7500
9500
11500
13500
15500
0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
GRADIENTE DE FORMACIÓN GRADIENTE MAXIMO DE LODO
GRADIENTE DE FRACTURA GRADIENTE MINIMO DE LODO
8/16/2019 Analisis de Registro Sonico 1
19/20
Análisis de Registro Sónico
19
Análisis de grafica
Problemas que se presenta:
1. Se observa que a una profundidad mayor de 9500 ft el gradiente de la formacióntiende acercarse mucho y después de los 11500 ft no se logra diferenciaralcanzando al gradiente del lodo máximo.
2. Se obtuvo un factor de seguridad de 0,3 sobre por encima de la densidad dellodo equivalente a la formación para encontrar el gradiente de lodo mínimo peroéste solo sirve hasta los 110000 ft porque de ahí en adelante sobrepasaría algradiente de lodo máximo y el de fractura.
Posibles soluciones
1. Especificar que la ventana de lodo para profundidades superiores a los 11000 ftva a ser desde el gradiente de formación, como se observa en la tabla el valordel gradiente de lodo mínimo y máximo es el mismo que el gradiente deformación para profundidades mayores a los 11000 ft para que no sobrepasara.
8/16/2019 Analisis de Registro Sonico 1
20/20
Análisis de Registro Sónico
20
CONCLUSIONES
El registro sónico que se estudió en el informe, proporcionó datos que puedenindicar problemas en el manejo y control de presiones en el avance de laperforación; puesto que las curvas de la ventana de lodo obtenida, presentan unacercamiento considerable después de los 11000 pies de profundidad, lo queproporciona dificultades para seleccionar la composición adecuada y la densidaddel fluido de perforación.
La aleatoriedad de los datos de formación, influyen en la construcción de lascurvas de la Ventana de Lodo. Esto implica que el registro sónico pudo seraplicado a un pozo con distintas características, para lograr unos valores
estipulados de densidad equivalente de lodo capaces de acomodarse a lasvariaciones de presión.
La corrección para obtener la densidad equivalente para el gradiente de presión,establecido en un valor de 0,3 lpg, brinda un límite de seguridad antes de los11000 pies, considerada de buen valor. Pero luego de sobrepasar estaprofundidad es necesario aplicar un análisis más profundo, ya que al tener estefactor de corrección, sobrepasa el límite del gradiente de fractura, lo cual es unerror gravísimo en el proceso de perforación. Existe dos posibles hipótesis: 1) Latoma de datos del registro no es lo suficientemente confiable y 2) Existe un fallo
en la correlación usada para la estimación del gradiente de fractura (En estecaso correlación de Eaton).