Medición de la Invasión de Lodo en Coronas, mediante Trazadores. Impacto sobre la Evaluación de Reservas.

1. Medición de la Invasión de Lodo en Coronas, mediante Trazadores. Impacto sobre la Evaluación de Reservas. Carlos Somaruga Grupo de Medios Porosos Facultad de Ingeniería, UNComahue. Neuquén, Argentina

2. Objetivo El objetivo esencial de esta técnica es el de corregir las saturaciones de fluidos medidas en el laboratorio sobre testigos de corona, sujetos a la invasion o filtrado de lodo. • En la presentación se procura: • Explicar la técnica. • Discutir criterios de corrección de saturaciones • Evaluar impacto sobre evaluación de reservas

3. Descripción de la técnica Esquema El primer paso es el marcado del lodo de perforación. Tratándose de lodos de base acuosa se emplea Agua Tritiada (HTO) Agua Tritiada Bomba Pileta de lodo La inoculación del Agua Tritiada debe realizarse al menos 24 hs previo a la toma de coronas para lograr uniformar su concentración (al circular en el circuito) Pozo

4. Descripción de la técnica Inoculación del lodo con Agua Tritiada Una actividad adecuada para marcar un lodo consiste en inocular 10 mCi de agua tritiada cada 10 m3 de lodo. De esta manera, si durante la extracción de las coronas se circulan 200 m3 de lodo, utilizaremos 200 mCi de agua tritiada. Esta es una pequeña actividad que no reviste ningún riesgo radiológico.

5. Descripción de la técnica Muestreo y análisis del lodo Una vez que tenemos el lodo marcado….. • Durante la toma de coronas, muestreamos el lodo en la boca del pozo. • Es suficiente llenar envases (potes) de unos 200 cm3 de capacidad. • Es usual tomar una muestra por cada metro de corona que se extrae. • Esto significa la toma de 10 muestras por corona. • Si se extraen varias coronas, deberá repetirse el procedimiento de muestreo para cada corona. • Medimos el contenido de Tritio en las muestras de lodo. Para ello se requiere extraer el agua. Esto puede hacerse fácilmente por evaporación suave y condensación del vapor en viales de 20 cm3. • De esta manera se logra “perfilar” la concentración de Tritio en toda la columna de lodo donde se extraen las coronas.

6. Descripción de la técnica Línea base de Tritio (concentración en el lodo) Aquí se aprecia el perfil de Tritio en un tramo de una perforación donde se extrajeron 3 coronas (registro propio de ensayo en pozo de la cuenca Neuquina).

7. Descripción de la técnica Análisis de testigos extraídos de las coronas Luego de su extracción, las coronas deben ser enviadas al laboratorio, adecuadamente selladas y preservadas. Uno de las tareas en el laboratorio es la medición del contenido de los fluidos presentes en distintas muestras de cada corona (testigos). A continuación debe medirse la concentración de Tritio en el agua extraída de cada testigo. Luego, la fracción de invasión se determina calculando el cociente:

8. Resultados Perfil de invasión en la zona productiva Finalmente registrando la invasión de cada testigo en función de su profundidad, se obtiene el “perfil de invasión”.

9. Resultados Evaluación del comportamiento del lodo de perforación en un yacimiento nuevo Aquí se aprecia una estadística de “invasiones” computando testigos de 5 pozos perforados en la misma zona productiva de un mismo yacimiento. P-9 Hs-6 Hs-15 Cn-125 Cn-24

10. Corrección de saturaciones de agua Fundamentos La ultima parte del estudio procura corregir las saturaciones de agua medidas en el laboratorio a partir de los perfiles de invasion. Las saturaciones de agua en el laboratorio, se obtienen generalmente empleando un aparato de Dean Stark (SwDS). Deberán ser corregidas mediante:

11. Corrección de saturaciones de agua Resultados Las saturaciones medidas empleando un equipo de Dean Stark y luego corregidas por invasion de lodo, pueden graficarse conjuntamente a fin de apreciar sus discrepancias.

12. Corrección de saturaciones de agua Precauciones Consideremos un testigo tomado a cierta profundidad, que hubiere dado en el laboratorio una composición de fluidos (Dean Stark): Petróleo………………………………… 50 % Agua …………….............………….. 50 % Si dicho testigo presenta una invasion del 60 %, la composición de fluidos podría corregirse para dar: Petróleo.......................………………. 50 % Agua de formación..…………………. 20 % Agua filtrada desde el lodo………….. 30 % Pero aquí estamos considerando que el lodo o su filtrado han desplazado solamente al agua de formación !!!.............mientras el flujo seguramente es bifásico. Y gobernado por las permeabilidades relativas!!!

13. Corrección de saturaciones de agua Precauciones Entonces, la invasión pudo haber desplazado tanto agua de formación como petróleo. Una situación típica en concordancia con las saturaciones anteriores, podría ser: Originalmente la roca contenía un 70% de petróleo y 30 % de agua de formación. Como consecuencia de la invasión, 30 mL de agua del lodo filtraron hacia el interior de la roca. Y a partir de ello, 20 mL de petróleo y 10 mL de agua de formación pudieron ser desplazados hacia el interior del reservorio. ….

14. Corrección de saturaciones de agua Precauciones La composición de fluidos posterior a la invasión se esquematiza aquí. Esta es la situación que encontramos en el laboratorio.

15. Corrección de saturaciones de agua Precauciones • Mientras que el filtrado de lodo puede desplazar tanto agua como petróleo, • resulta esencial definir un criterio para decidir cual es la saturación que debe • corregirse. En principio resulta razonable basarlo en las siguientes tres premisas: • si el testigo fue tomado en la zona de agua, se considerará que el filtrado ha • desplazado solamente agua de formación. • si el testigo fue tomado en la zona de petróleo (encima del contacto) se • considerará que el filtrado ha desplazado mayormente petróleo. • si el testigo fue tomado en la zona de transición se considerará el desplazamiento • parcial de cada fase de acuerdo a las curvas de permeabilidad relativa obtenidas • en el laboratorio sobre la misma roca.

16. SwDS Swcomputada Aplicación en la Cuenca Neuquina La Swcomputada se obtuvo a partir de las relaciones de Archie, empleándose valores de “a”, “m” y “n” medidos en el laboratorio sobre testigos del mismo pozo.

17. SwDS Swcomputada Swcorregida1 Aplicación en la Cuenca Neuquina El ajuste entre la Swcomputada y la Swcorregida es excelente en la zona de petróleo. Hay diferencias importantes en la zona de agua... Esto es consecuencia de que el agua filtrada ha desplazado solo agua de formación. Por lo tanto no deben corregirse las saturaciones de agua por debajo del contacto agua-petróleo!!!

18. SwDS Swcomputada Swcorregida2 Aplicación en la Cuenca Neuquina La aplicación del criterio de “corrección selectiva” por zonas, nos condujo a un excelente ajuste final y consecuente validación del modelo petrofísico.

19. Impacto de las correcciones sobre las reservas • La aplicación de este método tiene un impacto directo en las reservas. • Es consecuencia de dos factores que intervienen en el cálculo de las mismas: • Influencia en el calculo de POIS (Petróleo Original In Situ): • Ajuste de los puntos finales de las curvas de permeabilidad relativa: • En cualquiera de los métodos que se utilice para estimar el factor de recuperación final por inyección de agua (analíticos o simulación), los parámetros mas influyentes en la recuperación final (y consecuentemente en las reservas) son los puntos finales de las curvas de permeabilidad relativa Petróleo-Agua. La técnica presentada permite ajustar la Saturación de agua connata y la Saturación de petróleo residual. En relación al POIS se ha observado un aumento del orden del 15% (vía reducción de la Sw) En relación a las curvas de permeabilidad relativa el impacto aún está en evaluación

20. Conclusiones • La marcación de lodos de base acuosa con Agua Tritiada a demostrado • ser una herramienta efectiva para evaluar la invasión y/o filtración. • La técnica es sumamente sencilla y confiable en cuanto a sus resultados. • Las actividades de Tritio utilizadas son pequeñas, sin riesgo radiológico • en la operación y prácticamente nulas consecuencias ambientales. • A partir de los resultados derivados de estos ensayos se genera información • sumamente precisa para la corrección de las saturaciones iniciales de fluidos. • Las correcciones derivadas en las saturaciones tienen consecuencias de • importancia en cuanto a la evaluación de reservas y valuación económica del • yacimiento. • Complementariamente vale mencionar que también pueden efectuarse correcciones de salinidades (y por ende, resistividades), lo cual podría ser de importancia en • perforaciones en reservorios complejos, que presenten mezcla de aguas (multicapas) o con secundarias avanzadas.

21. ANEXO 1 Corrección de saturaciones de agua obtenidas por perfilaje eléctrico

22. Corrección de saturaciones de agua obtenidas por perfilaje eléctrico La saturación de agua puede obtenerse de la resistividad verdadera de la roca (Rt), empleando la ecuación de Archie: Un valor n=2 es una buena aproximación para la generalidad de rocas (water wet). Mayor variabilidad se observa en los parámetros a y m. Para arenas suele considerarse a=0.62 y m=2.15 (formula de Humble), con lo cual:

23. Corrección de saturaciones de agua obtenidas por perfilaje eléctrico Las saturaciones de agua calculadas a partir de: • requieren: • medir la resistividad verdadera (Rt) con una herramienta de radio de exploración profundo • (mas allá de la zona lavada). • Contar con valores de porosidad confiables (requisito satisfecho en pozos coroneados y • porosidades medidas en el laboratorio). • Contar con valores realistas de la resistividad del agua de formación (Rw). • Nuevamente se obtienen ventajas al marcar el lodo, como consecuencia de: • La optimización se basa en reproducir valores de Sw que fueron corregidos por la invasion • de lodo. • La resistividad del agua de formación (medida en el laboratorio) también puede ser • corregida por la invasion en situaciones que lo requieran (reservorios con mezcla de aguas) En síntesis, solo deberían optimizarse los parámetros “a”, “m” y “n”.

24. Corrección de resistividad del agua de formación (Rw) Comentarios • Ya señalamos que la resistividad del agua de formación (Rw) constituye un parámetro • esencial para la evaluación de la saturación de agua mediante perfilaje eléctrico. • Eventualmente la determinación de Rw puede ser crítica debido a que el agua de • formación “intacta” no siempre es fácilmente disponible. • Y cuando se cuenta con ella, son frecuentes las dudas respecto a su verdadero origen, • dilución con agua condensada (o de otros horizontes), contaminación con fluidos de • estimulación, terminación, etc. • En la tabla inferior se presentan resultados de correcciones realizadas reportadas en el • yacimiento White Rose DA.