DETERMINACION DE LA PRESION DE FORMACIÓN

Contenido

1. INTRODUCCIÓN 4

2. PRESIÓN DE FORMACIÓN 5

2.1 Presión Normal de Poro 5

2.2 Presión Anormal de formación o Geo-presión 5

2.3 Presión Subnormal de Poros 6

2.4 Causas de Las Presiones Anormales 6

3. MÉTODOS PREDICTIVOS DE LA PRESIÓN DE FORMACIÓN 9

3.1 Métodos sin información previa: sísmica 9

3.2 Métodos con información previa 14

3.2.1Método de Hottman y Johnsson 14

3.2.2 Método de profundidad equivalente 17

3.3.3 Método de Bowers 17

3.3.4 Método de Harrold 20

3.3.5 Método explicito utilizando registros de resistividad 21

4. MUD LOGGING METHODS 22

5. MÉTODOS DE MEDICIÓN DURANTE LA PERFORACIÓN (MWD) Y CON REGISTROS DURANTE LA PERFORACIÓN (LWD) 29

5.1 Peso sobre la broca en fondo (DWOB) 30

5.2 Torque en fondo 31

5.3 Temperatura en fondo 32

5.4 Gamma Ray 32

5.5 Registros sónicos 33

5.6 Registros de resistividad 35

5.7 Registros de densidad de formación 36

6. MEDICIÓN DIRECTA DE LA PRESIÓN DE PORO 37

6.1 Drill Stem Test (DST) 37

6.2 Herramienta de prueba a la formación (TESTRAK) 40

7. CONCLUSIONES 42

8. BIBLIOGRAFÍA 43

1. INTRODUCCIÓN

La presión de formación es un aspecto muy importante tanto en perforación y en producción, en el ámbito de la perforación se utiliza para el control del pozo cuando se hallan presiones anormales y en el caso de la producción se utiliza para implementar sistemas de levantamiento artificial, mecanismo de producción terciarios y también evitar daños en la formación.

En este trabajo nos enfocaremos en la perforación, el control de la presión de poro o presión de formación es muy importante para evitar influjos desde la formación a la superficie, generación de pegas diferenciales, daños a la formación y filtración de los lodos de perforación, entre otros procedimientos que afectan el normal desarrollo de la perforación de un pozo.

Por tal motivo surgieron diferentes métodos para hallar la presión de formación, tanto cualitativos como cuantitativos, principalmente aplicados cuando se genera una presión anormal o sobrepresión, en las zonas que se encuentran estas presiones anormales es donde se generan los problemas. Estos métodos permiten la planeación del programa de perforación, principalmente en cuanto a la determinación de las etapas del proceso de perforación, y también permiten la corrección de los problemas que se presentan a lo largo del procedimiento tomando soluciones como aumentar o disminuir el peso del lodo, utilizar aditivos, o generar más peso en la broca, etc.

En este trabajo se va a realizar una explicación breve de los conceptos básicos acerca de la presión de poro y se van a explicar los métodos para hallar tanto cualitativa como cuantitativamente la presión de formación, los cuales se clasifican en métodos predictivos, métodos de registro de lodos, métodos de medición mientras se lleva a cabo la perforación y los métodos de medición directa. Estos se utilizan de acuerdo al presupuesto, el momento y la complejidad del problema que en la mayoría de casos se asocia a la litología.

2. PRESIÓN DE FORMACIÓN

La presión de poro se define como la presión que actúa sobre los fluidos en los espacios porosos de la roca. Este es el significado científico de lo que se conoce generalmente como la presión de formación.

Dependiendo de la magnitud de la presión de formación, puede ser clasificada como normal, anormal o subnormal.

2.1 Presión Normal de Poro

La presión normal de poro se define como la presión hidrostática de una columna de fluido de formación que se extiende desde la superficie hasta el subsuelo de la formación. En otras palabras, si la formación se abre y se llena una columna cuya longitud es igual a la profundidad de la formación, entonces la presión en la parte inferior de la columna será igual a presión de formación y la presión en la superficie será igual a cero.

La presión normal de poro no es una constante, la magnitud de esta presión varía con la concentración de las sales disueltas, tipo de fluido, gases presentes y del gradiente de temperatura. Por ejemplo, como la concentración de sales disueltas aumenta la magnitud de los poros normales entonces aumenta la presión.

2.2 Presión Anormal de formación o Geo-presión

Se denominan presiones anormales aquellas que son significativamente altas para la profundidad en consideración. Estas presiones siempre van a caer o estar graficadas a la derecha de lo que se considera presiones normales o hidrostáticas. También las podemos definir como aquellas presiones que se expresan en un gradiente de más de 0.50 psi/ft.

Las presiones anormales ocurren cuando la matriz de la roca se compacta y los fluidos de los poros no pueden escapar o cuando los gases y fluidos dentro de los poros se expanden y la matriz de la roca no lo permite en cualquiera de los casos el resultado que se tiene es que la permeabilidad disminuye y los gases o fluidos no pueden salir.

Las presiones anormales son supremamente comunes en muchas cuencas sedimentarias alrededor del mundo. Se encuentran u ocurren a diversas profundidades y en formaciones de diferentes edades geológicas. Podemos decir que se encuentran mayormente asociadas a secuencias clásticas de granos finos o grandes masas de arcilla. Sin embargo, pueden estar asociadas a otras litologías.

2.3 Presión Subnormal de Poros

Se define como cualquier presión de poro que sea menor a la correspondiente presión hidrostática normal (de una columna de fluido de salinidad Normal promedia) a una profundidad dada• Ocurre con menor frecuencia que las presiones anormales. Puede tener causas naturales relacionadas con el historial estratigráfico, tectónico o geoquímico del área.

De forma general tenemos que los gradientes para las distintas presiones son:

Gradiente de Presión Anormal de Formación >0.465 psi/ft (80,000 PPM)

Gradiente de Presión Normal de Formación =0.465 psi/ft

Gradiente de Presión Subnormal de Formación <0.465 psi/ft

2.4 Causas de Las Presiones Anormales

La presión de formación anormal se desarrolla como resultado de una combinación de geológica, geoquímica, geofísica y mecánica. Estas causas se pueden resumir en:

1. Efectos relacionados con la depositación

2. Procesos diageneticos

3. Efectos tectónicos

4. Causas estructurales

5. Efectos termodinámicos

1. Efectos Relacionados con la Depositación:

1.1 Sub compactación:

Proceso mediante el cual se desarrolla una presión de poros anormal debido a la interrupción del balance entre la velocidad de sedimentación de las arcillas y la velocidad de expulsión de los fluidos desde los poros al compactarse las mismas por el cubrimiento con capas superiores. Si los fluidos no pueden escapar debido a la disminución de la permeabilidad de los poros, el resultado será una presión anormal alta dentro de los poros

1.2 Depositación de Evaporitas:

La presencia de depósitos de evaporitas puede causar alta presión anormal cercana al gradiente de sobrecarga .La Halita es totalmente impermeable a los fluidos y se comporta plásticamente pudiendo ejercer una presión igual al gradiente de sobrecarga en todas direcciones.

2. Procesos Diagenéticos:

La Diagénesis se define como la alteración de sedimentos y sus minerales durante la compactación posterior a la depositación. Por ejemplo la Diagénesis de la Arcilla: Con los aumentos de la presión y la temperatura, los sedimentos sufren un proceso de cambios químicos y físicos. Los cambios diagenéticos se dan en las lutitas y pueden generar presiones anormales altas dentro de ellas.

3. Efectos relacionados con la tectónica:

La actividad tectónica puede resultar en el desarrollo de presión de poros anormal como consecuencia de mecanismos como los que se mencionan a continuación:

3.1 Plegamientos: El plegamiento de los mantos de roca se produce por la compresión tectónica de una cuenca geológica lo cual resulta en el desarrollo de altas presiones de poro anormales.

3.2 Fallas: El desarrollo de fallas puede llevar a presión anormal por cualquiera de las siguientes causas:

Comúnmente hay un aumento en la velocidad y volumen de la sedimentación a través de una falla en un bloque hundido, esto puede introducir un sello contra la formación permeable que evita la expulsión del fluido. Una falla no sellada puede transmitir fluidos de la formación más profunda a la más somera, lo cual resulta en presiones anormales en la zona somera.

3.3 Diapirismo de Sal:

Se define como la penetración de una formación por otra formación plástica, móvil, menos densa. La formación se curva hacia arriba formando un domo de sal.

fuente: autor

4. Causas estructurales

La presión de poro anormal puede existir en las dos estructuras de yacimientos, horizontales y no horizontales que contengan fluidos en poros de diferentes densidades, es decir, agua, aceite y gas. Algunos ejemplos de estructuras en la que esto puede ocurrir son reservorios lenticulares, embalses y reservorios de inmersión anticlinales. En la inmersión de embalses, las presiones de formación que son normales en la zona más profunda de agua del depósito, se transmitirá buzamiento arriba en la estructura.

En las grandes

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