Calibracion de Registro y Mojabilidad

7/24/2019 Calibracion de Registro y Mojabilidad

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UNIVERSIDAD NACIONAL

AUTONOMA DE MEXICO

FACULTAD DE INGENIERA

CARACTERIZACIN ESTTICA DE

YACIMIENTOS

ING. MANUEL J. VILLAMAR VILLEGAS

MEDI CIN DE LA RESISTIVIDAD EN EL LABORATORIO, CALI BRACIN DE

REGISTRO ELCTRICO E INFLUENCIA DE LA MOJABIL IDAD.

Reyna Cabrera Liliana Ivette

Mendoza Ricardo Cecilia

Guerrero Cruz Freddi

Aristides Garcia

Gallardo Jurez Luis Fernando

26 de Octubre del 2015


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Definicin de Resistividad Elctrica.

Se le llama resistividad a la capacidad que una substancia tiene de resistir o impedir el flujo

de una corriente elctrica, es decir, el grado de dificultad que encuentran los electrones en

sus desplazamientos. Un valor alto de resistividad indica que el material es un mal

conductor.

Una roca, en general, se comporta como un aislante elctrico con resistividades elctricasdel orden de 105-107 [-m], exceptuando el caso de algunos metales de ocurrencia extraa

con resistividades del orden de 10.5-10.7 [-m].

En las rocas de los yacimientos los minerales sedimentarios que componen la matriz por lo

general no conducen corrientes elctricas (no conductores), y por consiguiente, el flujo de

corriente est asociado con el agua contenida dentro de los poros. Las mediciones de

resistividad del agua en conjuncin con la porosidad se usan en los clculos de saturacin

en agua, y en consecuencia, en la saturacin de hidrocarburos.

La figura ilustra un esquema para la determinacin de la resistividad elctrica de una muestra de material cuyasdimensiones son 1 m de lado por 1 m de profundidad

Frmula para calcular la resistividad

R= r ( A/L) entonces R= (V/L) (A/L) [-m]

Caractersticas

Es una propiedad independiente de la forma o tamao de roca

Su unidad en el ohmio-metro

La resistividad de una roca no depende slo de su litologa, sino que tambin su

capacidad de alojar en sus poros, soluciones salinas que favorezcan la conduccin

elctrica a travs de iones en solucin

La resistividad en inversamente proporcional a la conductividad. Por lo que una

resistividad alta corresponde a una conductividad baja y viceversa.


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Factores que influyen en la resistividad

Para la resistividad de una roca, resultan entonces importantes factores como:

Litologa

En general, los carbonatos exhiben resistividades ms altas que las rocas clsticas debidas

primordialmente a la geometra de los poros. En el caso de carbonatos el agua sigue vas

mucho ms tortuosas y por lo tanto se reduce la conductividad.

Porosidad

En ambientes someros cerca de la superficie terrestre, la porosidad de las rocas est

ocupada por soluciones acuosas que facilitan la conduccin inica. La resistividad elctrica

disminuye con mayor interconexin entre poros, y en general se tiene a mayor porosidad

efectiva menor es la resistividad.

Salinidad de las soluciones acuosas

A mayor salinidad de las soluciones, mayor es el contenido de iones que pueden conducircorriente elctrica.

Porcentaje de Saturacin

Si los poros no estn ocupados por soluciones acuosas, el medio tendr una mayor

resistividad. La resistividad disminuye con el grado de saturacin segn la Ley de Archie.

Temperatura

A mayor temperatura, disminuye la viscosidad de las soluciones acuosas, facilitando la

movilidad de los iones y por lo tanto, disminuye la resistividad.

Presin

Para rocas sedimentarias, a mayor presin, aumenta el grado de compactacin,

disminuyendo la porosidad y aumentando potencialmente la resistividad. Mientras que para

rocas muy compactas (metamrficas e gneas) la presin provoca fracturamiento,

disminuyendo potencialmente la resistividad en las rocas.


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Mtodo de determinacin de la resistividad en laboratorio

Para medir la resistividad en las rocas, se debe llevar a cabo el siguiente mtodo:

1. Cortar y limpiar muestras de rocas tomadas de los ncleos. Las muestras deben ser

de geometra regular, de preferencia cilndrica.

2. Medir la porosidad efectiva y la permeabilidad absoluta de las muestras, de

preferencia utilizando gas.

3. Pesar las muestras en una balanza analtica.

4. Saturar las muestras al 100% con la salmuera apropiada en un equipo de saturacin

de presin alta.

5. Pesar las muestras saturadas de agua en una balanza analtica.

6. Determinar el grado de saturacin de los ncleos comparando el volumen de

agua inyectada en cada ncleo con el correspondiente volumen de poros

medido con gas en un porosmetro tipo Boyle. Estos volmenes deben ser iguales

para tener Sw=100%

7. Medir la resistividad de las muestras con un resistivmetro. Como los ncleos estn

saturados al 100% con salmuera, la resistividad medida ser Ro.

8. Desaturar un poco los ncleos por medio de inyeccin de gas o con algn otroprocedimiento. Pesar las muestras para determinar su grado de saturacin de

salmuera por diferencias, la cual deber ser menor al 100%.

9. Medir la resistividad de las muestras. Como tienen saturacin de salmuera menor al

100%, la resistividad ser Rt.

10. Repetir los pasos 8 y 9 varias veces para tener los valores Rt a distintas

saturaciones de agua.

Esquema del porta muestras del resistivmetro


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Calibracin del Registro Elctrico

Para la calibracin de registros elctricos se plantean dos alternativas:

Con informacin de laboratorio obtenida de anlisis de muestras de roca del

yacimiento en cuestin

Con informacin de campo proporcionada por dos registros geofsicos, tomados en

pozos del yacimiento en estudio, aplicando la tcnica o grfica de Pickett. Los

registros son de: porosidad y de resistividad.

Tambin puede ser realizado usando resistencias fijas o variables conectadas a los

electrodos. Puede utilizarse el mismo calibrador del registro de SP apagando la batera y

utilizando resistencias en su interior, que pueden ser determinadas con un multmetro. A

continuacin el procedimiento de calibracin paso a paso.

1. Cortar y limpiar muestras de rocas tomadas de los ncleos. Las muestras deben ser

de geometra regular, de preferencia cilndrica.

2. Medir la porosidad efectiva y la permeabilidad absoluta de las muestras, de

preferencia utilizando gas.

3. Pesar las muestras en una balanza analtica.

4. Saturar las muestras al 100% con la salmuera apropiada en un equipo de saturacin

de presin alta.

5. Pesar las muestras saturadas de agua en una balanza analtica.

6. Determinar el grado de saturacin de los ncleos comparando el volumen de agua

inyectada en cada ncleo con el correspondiente volumen de poros medido con gas

en un porosmetro tipo Boyle. Estos volmenes deben ser iguales para tener

Sw=100%

7. Medir la resistividad de las muestras con un resistivmetro. Como los ncleos estn

saturados al 100% con salmuera, la resistividad medida ser Ro.

8. Desaturar un poco los ncleos por medio de inyeccin de gas o con algn otroprocedimiento. Pesar las muestras para determinar su grado de saturacin de

salmuera por diferencias, la cual deber ser menor al 100%.

9. Medir la resistividad de las muestras. Como tienen saturacin de salmuera menor al

100%, la resistividad ser Rt.

10. Repetir los pasos 8 y 9 varias veces para tener los valores Rt a distintas

saturaciones de agua.

11. Calcular el valor de F para cada muestra (F=Ro/Rw), en caso necesario medir Rw

con el resistivmetro.

12. Para cada ncleo calcular los valores de I correspondientes a las distintas

saturaciones (I=Rt/Ro)

13. Con los datos obtenidos de las muestras preparar grfica de F vs en papel doble

logartmico. Determinar las constantes a y m (pendiente de la recta y ordenada al

origen) y obtener la ecuacin de la recta.


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Mojabilidad

En los ltimos aos la Mojabilidad ha sido reconocida como uno de los ms importantesparmetros en un yacimiento. La industria tiene el privilegio de tener una serie de excelentesartculos hechos por Anderson (1986-1987) que provee discusiones exhaustivas de como lamojabilidad afecta otros parmetros del yacimiento. El nico mtodo cientfico apropiado demedir mojabilidad es obtener el ngulo de contacto entre dos fluidos y la roca. Si el ngulode contacto medido a travs de un fluido es menor que 90, se puede decir que existe una

situacin neutralmente mojada. Sin embargo las medidas directas son raramentepracticadas con materiales reales de yacimiento. Los materiales reales del yacimiento sonalgunas veces aproximados por superficies lisas "puras": cristal (slice) por areniscas ocristales de calcitas para los carbonatos. Cuando dos fluidos inmiscibles estn en contacto,debido a la fuerza de tensin interfacial, la interface ser curvada con una presin mas altaen al lado cncavo que en el convexo.

La capacidad de un lquido para esparcirse y cubrir la superficie de un slido se le conocecomo mojabilidad y depende de la tensin de adhesin.

La tensin de adhesin es una funcin de la tensin interfacial y determina cual de losfluidos puede preferentemente mojar al slido, esquemticamente en la figura se muestran

dos lquidos, aceite y agua, que estn en contacto con un slido y las variables queintervienen para definir la mojabilidad del medio.

Variables involucradas en el fenmeno de mojabilidad.

El criterio que se utiliza para definir la mojabilidad de una roca es que si el valor de la tensinde adhesin es positivo indica que la fase densa moja preferentemente al slido y unatensin de adhesin de cero indica que ambas fases tienen igual afinidad para mojar lasuperficie slida. La magnitud de la tensin de adhesin indica la habilidad de la fase

mojante para adherirse al slido y esparcirse sobre su superficie, si el valor de la tensin deadhesin es grande o el ngulo de contacto pequeo, la fase densa puede esparcirse ycubrir la superficie mientras que si el ngulo de contacto es grande una fuerza externaadicional puede ser requerida para causar que la fase densa cubra la superficie.


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En la figura se muestra lo que sera una vista de una roca que tiene diferente mojabilidad.Puede observarse para el caso (a) que la fase continua en la superficie de la roca es elaceite por lo que representa a una roca mojada por aceite en donde el fluido que se movercon mayor facilidad ser el agua y en el caso (b) existe una mojabilidad al agua en el que lafase continua es el agua y en la cual el aceite tendr mayor facilidad para moverse, enambos casos los poros mas pequeos tienden a estar llenos con el fluido mojante.

Medicin de la mojabilidad

Ya que las rocas de un yacimiento son en gran parte agregados de pequeos minerales yfragmentos de roca es imposible determinar las propiedades mojantes por una medicindirecta del ngulo de contacto, sin embargo por analoga con el efecto de las propiedadesmojantes sobre la presin capilar en tubos capilares se puede realizar una medida indirecta.

En la figura se muestra un ejemplo en el que para el caso del agua experimenta unaelevacin dentro del capilar debido a su afinidad con el vidrio del tubo, en cambio elmercurio dentro del capilar est por debajo de su nivel en el recipiente debido a su nomojabilidad con el vidrio.

Mojabilidad por agua y por mercurio en tubos capilares.


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Un fluido mojante tiende a entrar a un poro espontneamente, mientras que un fluido nomojante opone cierta resistencia, esto sugiere que el ngulo de contacto y algn grado demojabilidad puede ser calculado de una presin de garganta de un medio poroso, que sedefine como la presin a la que el fluido no mojante entra en el poro.

Criterios para identificar la mojabilidad de un sistema roca-fluidos a partir de las curvas de permeabilidadrelativa.

Efecto de la temperatura en la mojabilidad

Aunque las operaciones de recobro trmico en este momento sean ya casi usuales, y seentienda grosso modo el mdium y el fin de estas vale hacer un alto, para mirar lapreponderancia que en realidad esta envuelve, ya que no es solo reducir la viscosidad delaceite para que este fluya, si no que ese aumento en temperatura comprende tambin laalteracin de un equilibrio termodinmico y de propiedades tales como: densidad de lasfases individuales, propiedades interfaciales aceite, gas, agua, energas interfaciales ymineralizaciones de la superficie slida como por nombrar solo algunas que de maneradirecta o indirecta afectan el movimiento de las fases en el medio poroso.

Aunque el planteamiento de una metodologa, para la caracterizacin del cambio de lamojabilidad con la temperatura, se muestra como un asunto prctico y de relevante uso,

basta con solo una mirada a la literatura para saber que este estudio dista mucho de sersimple, por las diversas corrientes de pensamiento, la dispersin y algunas vecesalineacin de la informacin.

Bibliografa

ARROYO CARRASCO, F. A.Bases Tericas de la Interpretacin de Registros Geofsicos de PozosMxicoFacultad de Ingeniera, UNAM, 1985BASSIOUNI, Z.

Theory, Measurement and Interpretation of Well LogsTulsa, OKSPE Textbook Series 4, 1994DEWAN, J.T.Essentials of Modern Openhole Log InterpretationTulsa, OKPennWell Publishing Company, 1983


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