INTRODUCCIÓN A LA PLANEACIÓN DE POZOS.

INTRODUCCIÓN A LA PLANEACIÓN DE POZOS.

Ing. Julio Ivan R. Guerrero.

933-134-6900

PREDICCIÓN Y DETERMINACIÓN DE LAS GEOPRESIONES.Sin duda alguna la única manera en la que se puede verificar la existencia de reservas de petróleo en el subsuelo, aun después de haber explorado y corrido análisis de su posible ubicación, es perforar un pozo en el lugar.

Problemas que se presentan en un pozo cuando se perfora; como son los flujos y el descontrol, pegaduras por presión diferencial, pérdidas de circulación, colapsos de tuberías de revestimiento, derrumbes de formación y en casos muy severos la pérdida total del pozo; ocasionando considerables incrementos en los tiempos de perforación y por ende en el incremento de costos del pozo, son generalmente causados por una deficiente predicción de las presiones de sobrecarga, poro y fractura (geopresiones) de las formaciones que atravesará el pozo, y cuya comprensión y conocimiento son elementales para definir la profundidad de asentamiento de las tuberías de revestimiento del pozo. En su correcta obtención asegurará el éxito de la planeación del pozo.

PREDICCIÓN Y DETERMINACIÓN DE LAS GEOPRESIONES.Durante el proceso normal de depositación, la presión

de sobrecarga se va incrementando conforme la acumulación de sedimentos incrementa, este incremento de sobrecarga hace que los sedimentos se compacten, dando como resultado que la porosidad disminuya. Este proceso de compactación ocurre a medida que el agua de formación es expulsada del espacio poroso, y el esfuerzo de sobrecarga que soporta el agua de formación se transfiere a la matriz de la roca dando como resultado una reducción en la porosidad.

En algunas áreas donde la permeabilidad de la formación es suficiente para permitir la migración de los fluidos provocada por la reducción de la porosidad, la presión de poro es normal es decir que se comporta como la presión hidrostática ejercida por una columna de agua de formación a la profundidad de interés.

Las zonas de presión de poro anormales son originadas durante el proceso de depositación y compactación, formándose a la vez una barrera impermeable que impide la liberación del agua de formación quedando entrampada por debajo de esta barrera, la cual tuvo su origen debido a un ritmo más rápido de depositación y compactación que el del movimiento ascendente del agua. Por lo tanto la porosidad existente debajo de esta barrera impermeable difiere de la tendencia normal.

Pp Normal Pp Anormal

Proceso de sedimentación y compactación.

BARRERA IMPERMEABLE

Presión de Sobrecarga.Es la presión que ejerce el peso combinado de una columna de roca más los fluidos que están contenidos en el espacio poroso que soporta una formación a una determinada profundidad.

Presión de fractura.La presión de fractura es la cantidad de presión necesaria para deformar permanentemente la estructura rocosa de la formación.

Presión de Poro.Es aquella a la cual se encuentran confinados los fluidos en los espacios porosos de la formación, estas presiones que se encuentran en el pozo pueden ser normales, anormales (altas), o subnormales (bajas).

Normales: Cuando son iguales a la presión hidrostática ejercida por una columna de fluidos de formación extendida hasta la superficie. Teniendo un gradiente de presión normal de 1.07g/cc en zonas costa fuera.Subnormales: Cuando son menores a la presión normal, es decir, a la presión hidrostática ejercida por la columna de fluidos de formación extendida hasta la superficie.Anormales: Cuando son mayores a la presión hidrostática de los fluidos de formación.

Existen varios mecanismos que dan origen a las presiones anormales. El fenómeno está relacionado a procesos geológicos, físicos, geoquímicos y mecánicos.

GradienteSobrecarga

EE

1.0 gr/cclínea

0 gr/cclínea

PP

Presión de Poro + Esfuerzo Efectivo = Presión de Sobrecarga

PRESIÓN NORMAL

PP

1 gr/cc0 gr/cc

PresiónPoro

PP EE

EE

GradienteSobrecarga

PRESIÓN ANORMAL

PP

1.0 gr/cc0 gr/cc

Presión de Poro

PP

ESFUERZO EFECTIVO

La Tendencia Normal de Compactación es la línea idealizada que deberían seguir los sedimentos en un ambiente de depositación cualquiera.La tendencia de compactación normal y la determinación de la magnitud de los gradientes de presión de sobrecarga, formación y fractura juegan un papel muy importante dentro de la perforación de pozos petroleros.

Compactación Normal (Acumulación Normal)

(μ seg/ft)

Sónico Densidad

(g/cc)

Resistividad(g/cc)

(Ω m)Agua de Formación

Porosidad

Formacióna PresiónNormal

Formacióna PresiónAnormal

Compactación Baja (Acumulación Rápida)

La premisa para trazar una tendencia normal es que respete el comportamiento normal del indicador de porosidad que estas utilizando: sí es resisitividad la TNC debe aumentar con respecto a la profundidad, sí es sónico debe disminuir con respecto a la profundidad.

Las propiedades de la lutita medidas por los registros geofísicos (tiempo de tránsito, resistividad, densidad, temperatura y presión), así como la velocidad sísmica, están directamente relacionados con la porosidad de la formación. Cuando estos valores se grafican con respecto a la profundidad la sección de presión normal sigue una tendencia lineal conforme la porosidad de la formación decrece con respecto a la profundidad. Una desviación de esta tendencia normal es una indicación de presión anormal.Esta desviación de la tendencia normal es el principio utilizado por los principales métodos de predicción de presión de poro.

Todos los métodos de predicción de presión de sobrecarga, poro y fractura están basados en el principio de Terzaghi1 el cual define que la presión de sobrecarga S , es igual a la suma del esfuerzo vertical efectivo σ más la presión de poro Pp definido como:

*Presión de Poro (Pp) + Esfuerzo Efectivo ( ) = Presión de Sobrecarga (S)

Geopresiones a partir de Información Sísmica (Pozos Exploratorios) y a partir de Registros Geofísicos (Pozos de Desarrollo).

1. Recopilar Información2. Determinar Presión

de Sobrecarga.3. Definir Intervalos de

Lutitas “limpias” (no aplica con datos sísmicos)

4. Determinar la Presión de Poro

5. Determinar la Presión de Fractura

6. Calibración*Terzaghi, 1943

•Para el cálculo de Sn (presión de sobrecarga):

   y el gradiente del mismo    

•Para el cálculo de la relación de Poisson:

•Para el cálculo de la presion de fractura:

ECUACIONES UTILIZADAS:

donde d es la profundidad a analizar

•Para el cálculo dela tx normal se utiliza la ecuación de la grafica que se obtuvo de la TNC despejada para X:

donde Y toma los valores de TxobY= mX + CX= C – Y m

•Para el cálculo de presión de poro.

Registro Sónico.

Registro Resistivo.

Registro Conductivo.

• La evaluación de las geopresiones debe realizarse antes, durante y después de cada etapa de perforación.

• Incluir en cada programa de perforación gráfica con los pérfiles de geopresiones, y posteriormente en informe final de pozo, incorporar los perfiles ratificados o modificados.

• Para la planeación de pozos exploratorios, solicitar al Activo de Exploración la información sísmica (velocidades de intervalo) en los datos de base para elaboración de programa de perforación.

• Al determinar adecuadamente las geopresiones, se abatirán los tiempos y consecuentemente los costos de perforación, al evitar las operaciones no programadas generadas por la mala predicción de las geopresiones.

CONSIDERACIONES:

PLANEACION DE LA PERFORACIÓN DE POZOS.

“Nada sobre esta tierra puede detener al hombre que posee la correcta actitud mental para lograr su meta. Nada sobre esta tierra puede ayudar al hombre con la incorrecta actitud mental”.

Thomas Jefferson.

GRACIAS POR SU ATENCIÓN.