Método para el estudio de acuíferos con información de pozos hidrocarburíferos para

proveer agua a la industria petrolera. Ejemplo: Yacimiento Punta Barda, Cuenca Neuquina

Autores: Paula C. Bedini y Gabriel Meconi

Es una nueva empresa formada por unasociedad entre YPF S.A. y el Conicet con lamisión de investigar, desarrollar, producir ycomercializar tecnologías, conocimientos,bienes y servicios en la industria energética.

ÁREA GEOCIENCIAS; HIDROGEOLOGÍA

INTRODUCCIÓN• El Gpo. Neuquén y la Fm. Rayoso (Cretácico) contienen los principales

acuíferos de la Cuenca Neuquina. Constituyen un “sistema acuífero” (Sistema Acuífero Grupo Neuquén y Formación Rayoso: S.A.Ne.Ra.; Meconi en prensa). Su muy abundante agua subterránea tiene gran potencial de uso para todas las actividades hidrocarburíferas.

• Son areniscas y conglomerados con porosidad de 15 a 30 % y transmisividad de 50 a 350 (y hasta 700) m2/d (m3/d.m), lo cual refleja su excelente calidad acuífera.

• Antecedente de pozos de agua de empresas hidrocarburíferas muestran caudales de 1300 a 3000 m3/d, con caudal específico de 1 a 6,5 m3/h.m.

• La salinidad suele oscilar en el límite agua dulce - salobre: 1500 a 2000 ó3000 mg/l.

• Definir pozos hidrocarburíferos abandonados y/o a abandonar del Yacimiento Punta Barda para reconvertir a productores de agua para utilizar en recuperación secundaria y otro usos.

• Se cuenta con escasa información con fines específicamente hidrogeológicos.

• Se adaptó un método con conceptos originales para hidrocarburos, para utilizarlo en la evaluación de capas acuíferas.

• Se analizó la información de 2 pozos productores de agua fuera de servicio y de 12 pozos perforados como productores de hidrocarburos.

• Se evaluaron caudales, niveles estáticos y dinámicos de ensayos de bombeo de los pozos de agua fuera de servicio.

• Se determinó la profundidad a partir de la cual las capas pueden ser explotadas para la extracción de agua.

OBJETIVO ESPECÍFICO DE ESTE TRABAJO

INTRODUCCIÓN

Pozo de agua Nivel Estático Caudal Nivel Dinámico Descenso o depresión Caudal específico Tope 1° filtro

NE Q ND d = ND - NE Qe = Q/d

(mbbp) (m3/h) (m3/d) (mbbp) (m) (m3/h.m) (mbbp)

PuB.A-2 46 70 1680 71 25 2.80 88.23

46 85 2040 76 30 2.83

46 102 2448 81 35 2.91

PuB.A-3 76 15 360 81.3 5.3 2.83 97.00

76 44 1056 93.1 17.1 2.57

76 48 1152 94.8 18.8 2.55

43 ? 15 360 NE=43 mbbp dudoso, contradict.,tomado de informe de terminación.

43 ? 44 1056

43 ? 48 1152

Antecedentes ensayos bombeo terminaciones 2 pozos de agua fuera de servicio.

70

72

74

76

78

80

82

60 70 80 90 100 110

PuB.A-2

Q (m3/h)

80.0

85.0

90.0

95.0

100.0

105.0

110.0

115.0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

PuB.A-3

Q (m3/h)

Caudal vs. Profundidad de Nivel Dinámico de los 2 pozos de agua fuera de servicio.

Grupo Neuquén

• Se dividió el Gr. Neuquén en 6 paquetes de capas denominados con colores.

• La correlación fue realizada con la resistividad como curva principal ya que muchos pozos no tienen GR o el SP no refleja las deflexiones claramente en la zona de interés.

• Se evalúa el perfil a partir de aprox. 100 mbbp ya que a menores profundidades las capas podrían quedar sobre el Nivel Dinámico (si se punzara o se pusieran filtros se correría el riesgo que no queden sumergidos).

• Los paquetes de capas de interés están por debajo del verde.

• En los cortes se observa que en toda el área de estudio presenta un comportamiento similar.

Mapa ubicación pozos y cortes

PuB-A3 PuB-A2 P-1

Pozo de agua

Pozo de HC

P-2

YPF.RN.PuB-8

YPF.RN.PuB-26

YPF.RN.PuB-34

YPF.RN.PuB-78

YPF.RN.PuB-110

YPF.RN.PuB-112

YPF.RN.PuB-122

YPF.RN.PuB.a-10

YPF.RN.PuB.a-23

YPF.RN.VV.a-9

YPF.RN.PuB.a-177

YPF.RN.PuB-A3

YPF.RN.PuB-160

YPF.RN.PuB-A2Corte

Zoom

Grupo Neuquén

YPF.RN.PuB-8

YPF.RN.PuB-26

YPF.RN.PuB-34

YPF.RN.PuB-78

YPF.RN.PuB-110

YPF.RN.PuB-112

YPF.RN.PuB-122

YPF.RN.PuB.a-10

YPF.RN.PuB.a-23

YPF.RN.VV.a-9

YPF.RN.PuB.a-177

YPF.RN.PuB-A3

YPF.RN.PuB-160

YPF.RN.PuB-A2

Tendencia de Rt• Capas Azul y Roja: mejor

calidad acuífera o de reservorio,y agua de mejor calidad. Lacurva de Resistividad semantiene en valores de lamisma magnitud.

• Capa Fucsia: mejora la calidad acuífera o de reservorio pero el agua tienemayor salinidad.

• Capas Naranja y Amarilla:desmejora la calidad acuífera ode reservorio y la calidad deagua. A partir de la arcilla en eltecho de la capa Naranja hastala base de la capa Fucsia se veuna disminución de la curva deRt (aumento de la salinidad conla profundidad).

GR

20 120

GR 250

SPN

-100.0 0.0

CAL[m]

0.00 20.00

100

150

200

250

300

350

400

450

500

Verde

Azul

Roja

Naranja

Amarilla

Fucsia

Fm. Rayoso

YPF.RN.PuB-8 [mM D] RFOC

1E+00 1E+02

RILM

1E+00 1E+02

RILD

1E+00 1E+02

RFOC RILD

Segmento 1

Segmento 3

Segmento 4

Gr. Neuquén

Fm. Rayoso

P-1

Segmento 2

Formación Rayoso

• Reservorio desvinculado hidráulicamente del Gr. Neuquén en esta zona (puede estar conectado en otras áreas), aumento de la resistividad respecto a la tendencia del Gr. Neuquén.

• Hay que evaluar en detalle la litología en esta formación. Hay un ensayo 100% agua con 5 g/l de Cl-

(aproximadamente 5000 ppm NaCl). Hay capas con mayor resistividad que la punzada que serían de menor salinidad.

P-3

Gr. Neuquén

Fm. Rayoso

Métodos de evaluación, pruebas• Para la evaluación de los pozos se intentaron varios métodos de cálculo de

RWA y de salinidades:

Método de RWA calculadocon la fórmula de Archie:

Es necesaria una curva deporosidad, hay un solopozo con esta curva desdeboca de pozo: perfildensidad, pero se descartópara calcular porosidad yaque posee valoresanormales debido a malcaliper.

Mal Caliper

Mal Caliper

P-4

Método de RW a partir de SP:

Los valores no resultabancoherentes debido a la escasadeflexión de la curva SP entodo el Gr. Neuquén y a que engeneral no es coincidente concapas donde el GR deflecta a laizquierda (más limpias). Secalculó por tablas yautomáticamente con Excelpreparado con diferentesparámetros.

Como SP deflectapoco, no puede

realizarse el cálculo de RW.

Capas más limpias (GR), SP más

cercano a línea base de arcilla, indicaría

agua más dulce. Pero no es lo que

indica la Rtprofunda.

1100 ppm NaCl

1700 ppm NaCl

P-1

Métodos de evaluación, pruebasLas curvas SP no están normalizadas ni corregidas a la línea de base de arcilla, por lo que se usó la diferencia entre la deflexión y la línea de arcilla local en el tramo calculado.

Métodos de evaluación, pruebas

GR limpio, SP cerca la línea de arcilla.

Salinidades calculadas.

P-1 P-3

3200 ppm NaCl Calculado

5000 ppm NaCl único ensayo en

Gr. Rayoso y Gr. NQN

Método utilizado• Se calculó una curva de RWcon el método de Archie en elúnico pozo que cuenta con unperfil para calcular porosidada partir de los 258.50 mbbp.

• Se definió un Cut-off, se utilizóel valor de TSD en g/l tomadode un análisis de uno de lospozos de agua dulceactualmente abandonados(para que el agua consideradatenga igual o mejor calidadque la que se extraía).

• Ese valor de TSD fueconvertido a ppmequivalentes de NaClmediante este gráfico deSchlumberger.

Método utilizado• Luego se utilizó una tabla de la misma compañía para encontrar la resistividad

que corresponde a esa concentración de ppm equivalente de NaCl calculada, utilizando como dato de entrada la temperatura de la profundidad media del Gr. Neuquén en la zona evaluada.

Método utilizadoP-2

• El valor hallado es 1.07Ohm.m que se usacomo Cut-off en lacurva RW_Archiecalculada (Track 3celeste).

• Se reprodujo la zonasombreada para 1.07Ohm.m de la curva deRW_Archie en la curvade resistividadprofunda del mismopozo y se determinó elCut-off para la Rtprofunda (Track 2 azul):3.5 Ohm.m.

Chequeo método utilizado• Se chequearon que los

espesores calculados conRW_Archie con el Cut-off de1.07 Ohm.m en el P-2 en lascapas naranja, amarilla, fucsia yFm. Rayoso, sean parecidos a losespesores que se calculan en lasmismas capas del mismo pozocon la Rt y el Cut-off de 3.5Ohm.m, para luego extrapolar ala zona que no poseeRW_Archie en el mismo pozo(capas azul y roja P-2) y al pozoP-1.

• Luego se agregaron losespesores del pozo de aguaabandonado y se confirma quelos espesores son de un ordensimilar.

POZO Gr/Fm/PAQUETE Comentario

Metros HU de

agua calculados

curva Rt

Metros HU de

agua calculados

curva RW_Archie

P-1 Gr. Neuquen 92.97 N/A

P-1 Azul 47.95 N/A

P-1 Roja 32.02 N/A

P-1 Naranja 5.1 N/A

P-1 Amarilla 7.8 N/A

P-1 Fucsia 0.1 N/A

P-1 Fm. Rayoso 6.3 N/A

P-2 Gr. Neuquen 114.37

P-2 Azul Como mín 47.95 N/A

P-2 Roja Como mín 32.02 N/A

P-2 Naranja 12.8 14.75

P-2 Amarilla 19.7 22.4

P-2 Fucsia 1.9 2.7

P-2 Fm. Rayoso 22 19.4

P Agua Gr. Neuquen 110.2 N/A

P Agua Azul 42.5 N/A

P Agua Roja 29.1 N/A

P Agua Naranja 14.6 N/A

P Agua Amarilla 24 N/A

Método utilizado

P-1 P-2

• Se utilizará laresistividad profundacomo dato cualitativode salinidad paracalcular los espesoresacuíferos y marcar lasposibles capas deinterés en los pozosevaluados teniendo encuenta el Cut-offdefinido.

• Hay que tener encuenta que el GR esmuy sensible al Cut-offya que hay capas comola naranja y la amarillaque tienen valores muycercanos al mismo.

OBSERVACIONES• El método es válido sólo para el Gr. Neuquén, o corroborando bien la

litología de la Fm. Rayoso.

• Debido a la evolución natural teórica del agua, suele esperarse que cuanto más profunda se encuentra tiende a poseer mayor concentración en NaCl, motivo por el cual la industria petrolera utiliza la salinidad para los cálculos en ppm equivalentes de NaCl.

• Pero en acuíferos que se encuentran más someros que la profundidad típica de los reservorios de HC, el agua tiene menor tiempo de evolución y la concentración en NaCl puede ser menor proporcionalmente a otras sales/iones.

• Por lo tanto se necesita un análisis químico completo del agua de la zona de estudio para convertir la salinidad total (TSD) a ppm equivalentes de NaCl y luego con ese valor obtener la resistividad de esta salinidad equivalente para utilizarla como Cut-off (de esta forma se utiliza metodología petrolera en la hidrogeología, compatibilizando conceptos).

CONCLUSIONES• Se determinó que la profundidad a partir de la cual se deberían realizar los

punzados para que queden por debajo del nivel dinámico es aproximadamente 100 mbbp.

• Los pozos estudiados tienen espesores acuíferos totales que varían entre 90 y 115 m con agua dulce y/o salobre en el Grupo Neuquén. Este Grupo y las facies clásticas de la Formación Rayoso constituyen el principal sistema acuífero de la Cuenca Neuquina, con un muy importante potencial para producir agua dulce y salobre para todos los usos necesarios en la industria hidrocarburífera.

• Si se comparan los pozos P-1 y P-2 a partir de la capa naranja, se evidencia que las capas acuíferas del pozo P-2 tendrían un GR menor, por lo tanto se infiere que estos acuíferos serían más arenosos y tendrían un mayor espesor útil de agua.

• Se observa que la zona estudiada tiene un comportamiento relativamente homogéneo arealmente, por lo tanto se esperaría que las capas azul y roja del pozo P-2 tengan características semejantes a las de P-1 o mejores.

CONCLUSIONES

• En el pozo P-1 la zona de interés abarcaría hasta los 275.35 mbbp (Capa Naranja), pudiéndose punzar la capa que se encuentra a los 321.50 mbbp (Capa Amarilla) y realizar un ensayo para comprobar la salinidad de la misma y así extender la zona de espesores acuíferos útiles hasta aproximadamente los 330 mbbp.

• En el P-2 la zona de interés es hasta los 330 mbbp; pudiéndose extender hasta los 354 mbbp previa comprobación de salinidades con ensayos selectivos.

• Teniendo en cuenta la corrección del Cut-off para Rayoso, para el pozo P-2 la profundidad de interés sería hasta los 453 m, agregando aproximadamente 11 m de espesor útil (a corroborar). Para el pozo P-1 estos espesores útiles son menores.

LOS RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÁNEOS SON ESTRATÉGICOS PARA LA PRODUCCIÓN DE HIDROCARBUROS. PUEDEN ESTUDIARSE CON LAS MISMAS HERRAMIENTAS USADAS PARA LOS HIDROCARBUROS, ADAPTADAS; ADEMÁS

DE UTILIZAR LAS HERRAMIENTAS HIDROGEOLÓGICAS ESPECÍFICAS.

RECOMENDACIONES

• Dependiendo del costo/beneficio y de las limitaciones existentes, se presentan 3 alternativas:

1. Realizar punzados en los paquetes azul y rojo, que representan el 94% del espesor acuíferos útil del Gr. Neuquén.

2. Realizar los punzados de todo el espesor útil en el Gr. Neuquén, incluyendo los paquetes naranja y amarillo (más recomendable).

3. Realizar punzados hasta la Fm. Rayoso utilizando todos los espesores útiles existentes en el Sistema Acuífero Gr. Neuquén - Fm. Rayoso (menos recomendado ya que no se agrega mucho espesor útil).

TENER EN CUENTA QUE LOS PUNZADOS NO TENDRÁN EL MISMO RENDIMIENTO QUE LOS CAÑOS FILTRO QUE POSEEN LOS POZOS DE AGUA, POR LO TANTO LOS CAUDALES ESPERADOS SERÁN MENORES A LOS POZOS DE AGUA ABANDONADOS.

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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