PRACTICA N° 2PREPARACION DE MUESTRAS

HUBER ALEJANDRO PUENTES ROA COD. 20122114529OSCAR EDUARDO CORREA CERQUERA COD. 20122115190

ANALISIS DE NUCLEOS

UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANAFACULTAD DE INGENIERIA

INGENIERIA DE PETROLEOSNEIVA-HUILA

TABLA DE CONTENIDO

1. OBJETIVOS

2. MARCO TEORICO

3. PROCEDIMIENTO

4. TABLA DE DATOS

5. CUESTIONARIO

6. ANALISIS DE RESULTADOS

7. CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA

1. OBJETIVOS

Objetivos Generales

Obtener muestras o tapones apropiados para ser utilizados en la determinación de las propiedades petrofísicas.

Objetivos específicos

Realizar las mediciones de la muestra: diámetro, peso seco y longitud. Identificar las principales pruebas y análisis realizados a los núcleos de

roca en el laboratorio. Calcular propiedades del agua de formación tales como resistividad,

compresibilidad, densidad, y viscosidad.

2. ELEMENTOS TEORICOS

Núcleo o Corazón: Es una muestra de roca de la formación de interés de mayor tamaño que las obtenidas de los recortes de perforación, ya que representa una sección litológica en su estado natural a una profundidad determinada. Ella es tan importante pues es el único método de realizar medidas directas de las propiedades de la roca y/o de los fluidos con una buena exactitud.

Corazonamiento o Toma de Núcleos: Es la operación de corte y remoción de una muestra cilíndrica de roca del pozo. Este es el único método con el que es posible realizar mediciones directas de la roca, tales como porosidad, permeabilidad, saturación, humectabilidad, textura, litología, etc., así como también las propiedades de los fluidos contenidas. También se obtienen datos de interés para Geólogos, Ingenieros de Perforación, Petrofísicos e Ingenieros de Yacimiento.

Objetivos Del Corazonamiento: La operación de corazonamiento se lleva a cabo por diferentes razones dependiendo del tipo de pozo a ser corazonado (exploratorio, estimación o desarrollo) y de los objetivos fijados en la fase de planeación ya que las decisiones aquí tomadas tienen gran impacto en el éxito o el fracaso de la operación.

Se toma en cuenta:- La aplicación del corazonamiento- Longitud y diámetro especifico- Obtener un núcleo en las mejores condiciones in situ (con mínima

alteración) para determinar sus propiedades.

APLICACIÓN DE LOS NÚCLEOS DE FORMACIÓN

Al pasar de la fase exploratoria a la fase de producción la información que se requiere es mucho más detallada del yacimiento asimismo, la información obtenida de los núcleos de formación podrá ser utilizada a través de las diferentes etapas del yacimiento de la siguiente manera:

Exploración: En los pozos exploratorios se toman las posibles zonas productoras y además se recoge información de la estructura del subsuelo.

Completamiento: Selección de intervalos a perforar o cañonear. Determinación de la mejor combinación de completamiento cuando se tienen varias zonas productoras.

Desarrollo: Determinación del espaciamiento óptimo entre pozos, nuevas locaciones, Definición de los limites del campo y los contactos de los fluidos dentro de él.

Evaluación: Determinación de espesores netos de producción, evaluación de propiedades petrofísicas como Porosidad, Saturación, Permeabilidad, Presión Capilar, humectabilidad, Compresibilidad, etc. y estimación de secuencia de depletamiento, caídas de presión, determinación reservas de aceite y gas “in-situ”.

TIPOS DE CORAZONAMIENTO

Corazonamiento Convencional: Los barriles corazonadores convencionales es la unidad básica sobre la cual se arma una gama completa de servicios de extracción de núcleos a los cuales se les adicionan partes o se les modifican componentes para alcanzar un propósito específico. Tienen tres secciones: inferior, media y superior; ensamblando una sección a una que este “conectada” con una junta de seguridad se pueden construir barriles de 30 pies hasta 360 pies. Los barriles son construidos en tubos de acero frío sin costuras y son sometidos a pruebas de campo en diferentes condiciones, el barril corazonador básicamente esta constituido por un tubo interno y un tubo externo, el tubo interno almacena el núcleo y el externo transmite peso y rotación a la corona de diamantes (broca corazonadora).

Corazonamiento No Convencional: Tubos internos Desechables, estos tubos reemplazan a los tubos internos de acero, perfeccionando en forma significativa la calidad y la extracción, así la extracción de núcleos es más segura, más eficiente y se maneja el núcleo con mayor eficiencia.

EQUIPOS PARA CORAZONAMIENTO

Los equipos de corazonamiento están diseñados para recuperar muestras de roca desde la profundidad de la tierra para estudios geológicos y de ingeniería. Las herramientas hacen un excelente trabajo de recuperar material para núcleos, y se han desarrollado equipos especializados para colectar fluidos en yacimientos y hasta encerrar la presión de fondo.

Los sistemas de corazonamiento consisten de un sacanúcleo interior suspendido de un montaje giratorio dentro de un sacanúcleo exterior conectado a la cadena del taladro. Se conecta una barrena cortanúcleos al fondo del cilindro exterior y se adapta un colector de muestras en el fondo del cilindro interior. Se bombea el fluido para perforación por la cadena del taladro, a través del montaje giratorio, por la corona circular entre los cilindro interior y exterior, y sale por la broca del taladro.

3. PROCEDIMIENTO

4. TABLA DE DATOS

MEDIDAS DE LA MUESTRA

Medida Longitud (cm) Diámetro (cm) Peso (grs)1 4,6 2,7

114.82 4,6 2,8

3 4,6 2,75

La concentración de iones disueltos en el agua de producción del pozo San Francisco 25 a la profundidad superior de 3070 ft, parte superior del intervalo productor es:

Catión ppm Anión ppm

Sodio 3208 Cloro 4850

Calcio 352 Sulfato 0

Magnesio 28 Carbonato 0

Hierro 2,1 Bicarbonato 1390

Datos del pozo San Francisco 25

Temperatura inicial del yacimiento 111°F

Temperatura promedio actual de superficie de Yacimiento 88°F

Presión Inicial del yacimiento 1187 Psia

Profundidad de agua de producción 3070 ft

Espesor del intervalo productor 72 ft

5. CUESTIONARIO

5.1. Determinar la resistividad del agua de formación a condiciones de laboratorio, por el método Dunlap y por el método de Schlumberger.Se utiliza el método de Dunlap:

Ilustración 1 Grafico GEN-8 de Schlumberger

Ilustración 2 Comportamiento Resistividad del Agua Vs. Temperatura

Para hallar el contenido de sal equivalente ingresamos con el contenido de Cationes y Aniones totales en ppm y con este valor entramos en la Ilustracion 1. Los valores son los siguientes:

Catión Ppm Fd Fd*ppmSodio 3208 1,0 3208Calcio 352 0,8 281,6

Magnesio 28 1,3 36,4Hierro 2,1 1,0 2,1

Anión ppm Fd Fd*ppmCloro 4850 1,0 4850Sulfato 0 0,55 0,0

Carbonato 0 0,65 0,0Bicarbonato 1390 0,30 417

8795,1

NaCl-eq

%NaCl=8795,1÷10000=0,87951%

Para obtener la resistividad del agua por el método de Schlumberger se lleva el valor de la salinidad total equivalente de NaCl con la siguiente ecuación:

Rw=0,0123+ 3547,5[NaCl]0,955

Rw = 0,619 Ωm , por método schlumberger

Por el método de Dunlap con el dato de NaCl equivalente que obtuvimos anteriormente entramos a la Ilustracion 2. y obtenemos el valor de la resistividad del agua por el método de Dunlap.

Rw = 0,952 Ωm , por método Dunlap

5.2. Si el agua de formación proviene de un pozo que tiene un gradiente geotérmico aproximado de 1.85 0F/100 ft, determinar la resistividad de la muestra.

T ¿=88F h=2731 ft

T−T ¿

h(100 ft )=G

T=(1.85 ft100 ft

∗3070 ft)+88FT=144,795 F

Con el método Dunlap y con los parámetros hallados obtenemos R.

R=0.35Ω−m

5.3. ¿Qué factores afectan la resistividad de la roca?

La resistividad de la roca se puede ver afectada por la composición química de los minerales que la conforman, la granulometría, las propiedades petrofísicas que dan al combinarse distintos minerales así como también la concentración iónica de los fluidos que se encuentran dentro de la roca

Fase Solida: La matriz de las rocas sedimentarias al estar formadas por minerales en mayor porcentaje, no son conductoras de electricidad generalmente, por lo cual actúa como un aislante eléctricos

Fase Acuosa: El agua de formación es un medio conductor debido a que presentan sales en solución que es capaz de disociarse en dos grupos atómicos de cargas contrarias

Fase de Hidrocarburos: Los hidrocarburos son muy malos conductores, por tanto la resistividad de estos es del orden de millones de Ohm/m.

Temperatura: A altas la resistividad disminuye debido a factores como la viscosidad los cuales disminuyen. Esto se debe a que los iones de la solución tiene la capacidad de moverse con mayor energía cinética lo que da como resultado una mayor conductividad eléctrica.

Presión: En el caso de las rocas sedimentarias, al aumentar la presión, aumenta el grado de compactación, disminuyendo la porosidad, aumentando potencialmente la resistividad

Porcentaje de saturación: Si los poros no están ocupados por fluidos, esto generara una mayor resistividad

Porosidad: En ambientes someros o poco profundos, la porosidad de las rocas está ocupada por soluciones acuosas que facilitan la

conducción iónica. Por lo tanto cuando es mayor la porosidad efectiva, es menor la resistividad

Permeabilidad: Entre mayor sea la conexión de los poros y el tamaño de los poros sea grande. Menor será la resistividad.

Salinidad: A mayor presencia de sales, hay menor resistividad del agua de formación

5.4. ¿Cuáles son las nuevas tecnologías de corazonamiento?

Corazonamiento Mientras se Perfora (Coredrill System):

El sistema de Corazonamiento usa tuberías estándar de 30 ft, un barril interno de 6 ¼ x 2, y un diseño especial de cortadores PDC. Puede operar en huecos de 7 ⅞ a 8 ¾ y puede ser corrido en longitudes de quince 15 ft y 30 ft para obtener corazones de 2". El sistema de Corazonamiento puede producir continuamente muestras de corazones de calidad superior comparadas con las muestras de pared.

Corazonamiento de Baja Invasión (Coregard Low InvasionCoring):

El Corazonamiento de baja invasión Core Gard minimiza la invasión de fluidos debido a un comportamiento de filtración dinámica. El diseño del diámetro interno de la broca corazonadora protege la torta del daño causado por la rotación de la broca. Los fluidos de Corazonamiento especialmente formulados y diseñados con el sistema CoreGard pueden minimizar la invasión dinámica del fluido, debido a ciertas partículas adicionales que hacen puente entre ellas permitiendo que la torta se forme rápidamente.

Corazonamiento con Gel (Gel Coring) :

El sistema de Corazonamiento con gel proporciona un Corazonamiento más económico, el corazón es encapsulado en un viscoso, no invasor y protector. Diseñado para evitar la invasión en la broca saca - núcleos durante el corte, protege el núcleo de la contaminación durante su corte hasta su transporte hasta superficie. Mejora la integridad física de núcleo después de su descompresión. La muestra resultante es mucho más representativa de la mojabilidad y la saturación de agua de la formación in - situ.

Tecnología Anti - Giros (Anti - Whirl Technology):

A la nueva generación de brocas PDC corazonadoras, se les aplica la tecnología anti -giros para reducir la rotación dinámica de la broca. La rotación exagerada de la broca, es la causa de daño de los cortadores PDC en formaciones duras.

La combinación de brocas anti-giros de baja invasión, el corazonamiento con gel y el fluido de corazonamiento pueden reducir efectivamente la invasión de filtrado hacia el corazón

5.5. ¿Cuáles son los fluidos utilizados en la operación del corazonamiento? ¿Cuál es su importancia?

REFRIGERANTES

Los refrigerantes usados para cortar muestras de núcleos son esencialmente de base aceite para que no sean afectadas las propiedades de la muestra y así obtener un análisis objetivo y confiable; este tipo de refrigerante se clasifica en 4 categorías:

100% aceite: contienen una sola fase de aceite, comúnmente utilizado para mantener lo más estable posible la formación.

Filtrado relajado: contienen bajas concentraciones de emulsificantes y de agentes controladores de filtrado, al aumentar el filtrado aumenta la rata de perforación. Son estables a temperaturas menores a 325F.

De alto contenido de agua: su máximo contenido e agua es del 50%, es aplicable a temperaturas menores de 250F.

Emulsión firme: Aplicado a formaciones de temperaturas menores a 500F, es decir a formaciones que tengan presiones de poros subnormales.

Fluidos de Corte: Agua Fresca, Keroseno, Aire, Aceite Mineral y Nitrógeno Líquido.

La selección de un fluido para sondaje debe basarse en cuatro puntos:

- Seguridad. - El objetivo principal del programa de sondaje. - Intereses ambientales. - Costo.

La seguridad tiene prioridad sobre todos los demás factores. El fluido de perforación debe diseñarse para soportar las presiones esperadas de la formación como también limpiar, lubricar, y estabilizar la perforación. Los objetivos del programa de sondaje deben influir en la selección del fluido de sondaje/perforación. Todos los fluidos para sondaje deben ser diseñados para tener una pérdida de filtro API de baja estática y muy baja pérdida de arranque dinámico para minimizar la purga de núcleos.

Los intereses ambientales también deben considerarse e incluirse en el presupuesto. Esto puede significar el uso de un sistema más costoso de fluido para perforación para cumplir con los objetivos ambientales, o proporcionar equipos adicionales para el manejo de fluido para perforación para asegurar su contención

La pregunta acerca de cuál fluido de perforación sea mejor para el sondaje no puede contestarse directamente. Se han utilizado fluidos de perforación con base en agua, en aceite, espuma, y aire/vapor para cortar núcleos exitosamente. La mejor recomendación es seguir los criterios indicados arriba. Una evaluación de las necesidades del programa de perforación y análisis de núcleos resultará en una selección apropiada.

5.6. Existe alguna diferencia entre extraer un núcleo de manera horizontal a extraerlo de manera vertical. Si existe dicha diferencia, cual es su importancia en la industria petrolera.

La diferencia es que el ambiente de depositación de las cuencas sedimentarias se realiza luego de la superposición entre capas de material desprendido, lo cual permite que la organización de los granos varíe en forma vertical u horizontal, dependiendo directamente de los canales de tortuosidad que se formen entre ellos.

Al ser extraídos se puede influenciar fuertemente en las características de flujo, la movilidad de los fluidos, análisis de permeabilidad y saturación de fluidos. La principal importancia que se dan en la industria petrolera, se debe a que si se tiene un pozo vertical u horizontal, el núcleo tendrá la misma orientación, aspecto que debe conocerse para lograr calcular las variables con mayor exactitud.

5.7. ¿La broca corazonadora es la misma broca que se usa para la operación de perforación? ¿Si no es la misma, cual se utiliza?

Las brocas para sondaje son una parte básica del sistema de sondaje. Desafortunadamente para los expertos y los principiantes igual, las brocas de

sondaje vienen en una confusa variedad de estilos. Afortunadamente, existen pautas generales de brocas/formaciones de los fabricantes para ayudar en la selección de la broca apropiada. Con un poco de información básica, es posible tomar decisiones informadas sobre los tipos de cortadores, perfiles de brocas, y consideraciones hidráulicas para el margen de condiciones de sondaje anticipadas. La selección final de brocas debe ser guiada por los objetivos del programa de sondaje, junto con una confirmación que la broca ha sido aprobada en el campo para aplicaciones similares.

La dureza (fuerza compresiva), abrasividad, y variabilidad de las rocas a sondear tendrá la influencia mas grande sobre la selección de cortadores. Las pautas generales sugieren el uso de cortadores mas pequeños, mas resistentes a impactos entre mas duras sean las formaciones.

Las brocas de taladro de descarga frontal con baja invasión diseñadas para formaciones de resistencia no consolidada-a-mediana pueden ser utilizadas en rocas mas duras o mas abrasivas, pero la vida útil de la broca puede ser reducida drásticamente.

La información presentada en la Tabla ofrece un resumen de los tipos de brocas para sondaje disponibles. Se debe obtener los detalles específicos sobre las brocas de sondaje y las recomendaciones para aplicaciones particulares de las empresas de servicios.

6. ANALISIS RESULTADOS

Para el caso de la relación gas en solución agua (Rsw), se observa una caída de esta propiedad al mismo tiempo que disminuye la presión, esto sucede debido a que al caer la presión, el gas empieza a ser liberado, y de esta manera pierde su solubilidad en el agua.

La resistividad aumenta a una menor temperatura, comportamiento predecible debido a que la conductividad en el agua de formación disminuye por las sales ionizadas que contiene.

El efecto del gas en solución agua, influye directamente sobre la compresibilidad, ya que a mayor solubilidad del gas será mayor la disminución en el volumen del agua en superficie.

Al aproximar las cifras decimales de las propiedades calculadas posiblemente se obtiene un desfase con relación a las propiedades reales del yacimiento.

A mayor concentración de sales disueltas en el agua se tiene una menor resistividad, esto porque los iones contribuyen a la facilidad del paso de corriente eléctrica.

Con una mayor cantidad de gas disuelto en el agua, la viscosidad se ve reducida.

7. CONCLUSIONES

El núcleo extraido en el corazonamiento permite analizar las propiedades en el yacimiento como son resistividad, saturación, porosidad, presión capilar.

Mediante el uso de graficas es necesario una gran precisión y al realizar las lecturas de las diferentes gráficas como en la de resistividad, el ojo humano no tiene la suficiente exactitud ya que la escala no es lo suficientemente amplia para mirar los valores afectando de esta manera los resultados obtenidos.

Es importante utilizar el refrigerante, ya que ayuda a evitar la propagación de polvo y a lubricar el equipo.

El procedimiento de corazonamiento requiere de fluidos lubricantes afines a las propiedades físico-químicas de las rocas y fluidos del yacimiento que garanticen la estabilidad del pozo en complemento con bajos costos y menor tiempo.

Existen diferentes métodos para la determinación de la resistividad de las rocas que cuanto más porosa mayor es la capacidad de absorción eléctrica de las mismas. Schlumberger y Dunlap, proponen dos métodos para esto.

Se observó que el gradiente geotérmico varía según las condiciones dadas, a una mayor profundidad existe un mayor aumento de la temperatura.

BIBLIOGRAFIA

PARRA PINZÓN RICARDO. Propiedades físicas de los fluidos de yacimientos. Neiva, Huila Julio/2007. (Propiedades físicas del agua: capitulo 7)

ESCOBAR MACUALO, Freddy Humberto, PhD. Fundamentos de Ingeniería de Yacimientos. Editorial Universidad Surcolombiana

Norma API RP 40, Recommended Practices 40 for core Analysis, Exploration and Production departament American Petroleum Institute.