Caracterización de los yacimientos fracturadosModelos predictivos confiables para optimizar el desempeño de los yacimientos carbonatados

FRACTURAS EN EL FOCO

A la hora de considerar las fracturas en los yacimientos carbonatados,existen numerosos factores significativos a destacar:� Comúnmente su rumbo y su echado exhiben la misma dirección� Su productividad está relacionada con su densidad, apertura y

conectividad.� Varían en tamaño, tanto horizontal como verticalmente.

Los corredores de fracturas pueden distinguirse de las fracturasdifusas. La densidad y la orientación de las fracturas en los sistemasde fracturas difusas pueden medirse con levantamientos sísmicos de alta definición que muestrean de manera uniforme el plano desplazamiento-azimut. Estos levantamientos proveen informacióncolectiva que se utiliza para construir un modelo estocástico, el cualdescribe la geometría y las propiedades de la red de fracturas.

En contraposición a las fracturas difusas, los corredores de fracturasestán compuestos por miles de fracturas paralelas densamente empaquetadas que forman un volumen de habitualmente algunos metros de ancho, unas decenas de metros de altura y varios cientos de metros de largo. Los corredores de fracturas actúan como atajospreferenciales para los fluidos en el yacimiento, y el conocimiento de su posición exacta posibilita un proceso dinámico de simulación deyacimientos para proveer resultados confiables.

LA SOLUCIÓN: UN ENFOQUE INTEGRADO

Los regímenes y volúmenes de producción también son afectados porlas características de flujo de las redes de fracturas existentes entrelos pozos de producción. No obstante, las herramientas analíticas,originalmente diseñadas y desarrolladas para los yacimientos clásticos,miden las propiedades de las fracturas sólo en las proximidades del ode los pozo(s) e intentan pronosticar la distribución de las fracturassobre la base de observaciones indirectas o supuestos. En losyacimientos carbonatados naturalmente fracturados, estos métodos no proveerán datos suficientes como para definir toda la estructura del yacimiento.

El desarrollo de estos yacimientos requiere un enfoque que puedamuestrear todo el yacimiento en forma directa a fin de obtener la mejorcomprensión posible de la red de corredores de fracturas y su impactosobre el flujo de fluidos dentro del yacimiento. Esto incluye de quémanera el régimen dinámico de esfuerzos (geoesfuerzos) presentes enel yacimiento afecta la permeabilidad, y puede lograrse utilizando unenfoque integrado de procesamiento sísmico de avanzada y modeladode redes de fracturas discretas (DFN)—un modelado que consideralas redes de fracturas discretas—para proveer una metodología detrabajo completa que abarca desde la interpretación sísmica hasta lasimulación dinámica de yacimientos.

Un afloramiento de un carbonato fracturado en Medio Oriente.

Hoy, los combustibles fósilessatisfacen más del 85% de laenergía del mundo. Con el crecimiento rápido de lademanda y el consumoenergético global pronosticadopara los próximos 20 años—ydado que la industria no puedegarantizar nuevos hallazgos—una solución más realista con-siste en seguir obteniendo laproducción de los campos yadescubiertos. La amplia ma -yoría de estas reservas seencuentra entrampada en losyacimientos carbonatados frac-turados. Por consiguiente, seránecesario comprender en formamás exhaustiva los me canismosde flujo de fluidos en talesyacimientos para lograr nivelesde recuperación óptimos.

LOS CARBONATOS IMPORTAN

Un porcentaje significativo de las reservas de petróleo y gas seencuentra entrampado en los yacimientos carbonatados fracturados;más del 60% de las reservas comprobadas de petróleo del mundo y el 40% de las reservas mundiales de gas‡. Si bien el incremento de laproducción de petróleo y gas de los yacimientos carbonatados quizáno sea la única solución para satisfacer la demanda energéticapronosticada, está claro que estos yacimientos desempeñarán un rol cada vez más importante en el futuro de nuestra industria.

Debido a su complejidad y heterogeneidad, los yacimientos carbonatados son considerados extremadamente desafiantes cuando, entre otras cosas, se trata de predecir en forma precisa surecuperación. En su mayoría son yacimientos naturalmente fracturadosy contienen fracturas que abarcan desde fisuras microscópicas aisladas hasta agrupamientos de varios kilómetros de ancho, que se denominan enjambres o corredores de fracturas. Estas fracturascrean trayectos complejos para el movimiento de los fluidos queimpactan la caracterización de yacimientos y, en última instancia, el desempeño de la producción y la recuperación total.

Dado que los yacimientos

carbonatados habitualmente

poseen un factor de recuperación menor al de losyacimientos de

areniscas, los mismos ofrecen un

gran potencial para incrementar

la producción.

Un enfoque integrado: Mejora del desempeño.

Distribución mundial de las reservas de carbonatos

† BP Statistical Review 2007‡ Schlumberger Market Analysis 2007§ World Energy Outlook 2006

Pacífico Asiático

América del Norte

América del Sur y Central

África

Europa y Eurasia

Medio Oriente

Miles de millones de barriles

40.5

59.9

103.5

117.2

144.4

742.7

Reservas probadas de petróleo†

Petróleo en carbonatos‡

Arrecife

Carbonatos de plataforma

Carbonatos profundos

Provincia de petróleoen carbonatos

ATRIBUTOS DE LAS FRACTURAS DERIVADOS DE DATOS SÍSMICOS

El servicio de hardware y software que emplea sensores sísmicos unitarios Q-Technology*, en conjunto con los nuevos métodos deprocesamiento sísmico, ayudan a detectar y evaluar las propiedadesde las fracturas entre pozos.

El análisis de los parámetros de anisotropía azimutal—las variacionesproducidas en la velocidad y la amplitud de las ondas sísmicas que sepropagan en diferentes direcciones—provee mediciones relacionadascon la intensidad y la orientación de las fracturas subsísmicas difusasentre los pozos.

El procesamiento de los atributos sísmicos revela detalles estructu ra lesdel yacimiento del orden de una longitud de onda sísmica. Los atributosde curvatura se utilizan para inferir los regímenes de esfuerzos que secorresponden con la densidad de las fracturas.

El método de Mapeo de Fracturas Agrupadas FCM* posibilita la ejecución de procedimientos de extracción de la discontinuidad, talescomo los algoritmos de seguimiento de las huellas de hormigas (ant tracking). Si se utilizan en metodologías de trabajo orientadas porpozo, estos procedimientos extraen automáticamente tanto zonas defallas—con escalas del orden de los kilómetros—como corredores de fracturas con alcances espaciales de varios cientos de metros.

La calibración de las fracturas—inferidas a partir de las característicassísmicas—con los datos obtenidos del pozo, provee al geólogo o alingeniero de yacimiento una medida de confiabilidad cuando se tratade incorporar estas características en un modelo de fracturas.

MODELADO DFN: EXPLOTACIÓN DE LA CONECTIVIDAD DE LAS FRACTURAS

El procesamiento sísmico no puede proveer información sobre laspropiedades geomecánicas e hidráulicas de una red de fracturas. Porconsiguiente, no basta con mapear simplemente las estadísticas delsistema de fracturas naturales de un yacimiento. Es el comportamientodinámico de la red de fracturas lo que resulta crucial para determinar el desempeño del yacimiento.

El software Petrel*, que abarca desde la interpretación sísmica hasta la simulación dinámica de yacimientos, combina la informaciónproveniente de múltiples dominios en una representación unificada del yacimiento. Para ello, el software utiliza el modelado DFN para representar en forma realista el comportamiento dinámico de las fracturas que generan un comportamiento de flujo no continuo en el yacimiento y el pozo. En el modelado DFN, cada fractura se caracteriza por sus propiedades físicas, tales como la superficie y la forma, y cada una posee propiedades de flujo de fluido específicas,tales como permeabilidad, compresibilidad y apertura.

Resultados obtenidos luego de efectuar el análisis de la anisotropía de las ondas flexurales para examinar las características de las ondasde corte rápidas y lentas utilizando la herramienta Sonic Scanner*;herramienta que provee mediciones acústicas de avanzada. Dos zonasexhiben un grado significativo de partición de ondas de corte, tal comose observa en la banda sombreada verde en el carril de la profundidad.

En esta sección transversal, el modelado FCM revela muchas zonas deintensidad de fracturas variable. El inserto alrededor del pozo muestrabuena concordancia entre la intensidad de las fracturas derivada de unregistro FMI y la pronosticada por la sísmica 3D.

Un modelo DFN habitualmente combina fracturas discretas deter -minísticas y estocásticas. Las fracturas determinísticas se observanutilizando los registros de imágenes de la pared del pozo provistas porel generador de Imágenes Microeléctricas de Cobertura Total FMI* ylos corredores de fracturas que son representados directamente por

imágenes sísmicas de alta resolución, obtenidas con el servicio Q-Technology. Otras fracturas, normalmente de escala más pequeña,que forman redes de fracturas difusas se generan estocásticamentepara ajustar sus propiedades colectivas (densidad y orientación)observadas en los datos sísmicos.

OPERACIONES INTEGRADAS

Una de las numerosas ventajas del enfoque DFN, utilizando el softwarePetrel, es que integra la información de una amplia gama de fuentes,incluyendo sísmica 2D y 3D, mapas, afloramientos, geomecánica deyacimientos, registros de pozos, pruebas de pozos, y registros de flujo,además de modelos conceptuales estructurales o depositacionales.

Un modelo DFN puede contener millones de fracturas y, en consecuen-cia, debe introducirse en el software de simulación de yacimientosECLIPSE* a través de un proceso de rescalado. Se genera unacuadrícula de simulación 3D, la cual contiene la porosidad de las frac-turas, su permeabilidad, y el parámetro sigma requerido para unasimulación de la doble porosidad o la doble permeabilidad. El modelose puede correr luego en el software ECLIPSE, el cual modela en formaprecisa y rápida el flujo de fluidos en el yacimiento con el objetivo decomparar la efectividad de las diversas estrategias de producción.

UN ENFOQUE SISTEMÁTICO

Nosotros generamos datos de entrada de alta calidad para el modeloDFN a través de nuestros propios servicios de adquisición de datos sísmicos y análisis de datos (servicios Q-Technology); nuestras herramientas de pruebas de formaciones (tales como el ProbadorModular de la Dinámica de la Formación MDT*), y nuestros registros

de imágenes de la pared del pozo (los generadores de ImágenesMicroeléctricas de Cobertura Total FMI, Imágenes Microeléctricas en Lodos Base Aceite OBMI*, Imágenes Ultrasónicas de la Pared del Pozo UBI*, y la plataforma de barrido acústico Sonic Scanner).

La calidad del modelo depende no sólo de los datos de entrada más precisos sino también de la mejor interpretación posible; aquella que seajusta a sus necesidades específicas. El segmento de Servicios de Datosy Consultoría (DCS) de Schlumberger aplica en cada proyecto su ampliaexperiencia en el modelado de yacimientos naturalmente fracturadosde todo el mundo, utilizando un enfoque sistemático y un sistema de revisiones internas que aseguran la calidad de nuestro servicio.

El segmento DCS provee centros de excelencia dotados de espe cia -listas en los campos de la geología, la geomecánica y la ingeniería de yacimientos; todos grupos de conocimientos esenciales para el modelado preciso de las fracturas. Además, el simulador de análisis de esfuerzos Visage* relaciona los esfuerzos ejercidos sobre las rocascon las propiedades de los yacimientos para lograr una mejor capacidad de predicción.

Nuestros sistemas y tecnologías proveen modelos predictivos confiablesde sistemas de yacimientos notoriamente complejos. Dado que cadayacimiento naturalmente fracturado es único, la combinación de nuestraexperiencia, un enfoque sistemático y los esfuerzos de ingeniería correctamente enfocados, nos permite construir modelos de fracturasóptimos. A través de este enfoque, estamos mejorando el proceso decaracterización de fracturas en todas las escalas de la operación, perfeccionando los conocimientos y el desempeño en muchas áreas,incluyendo la planeación de pozos y la optimización de las operacionesde perforación y producción.

La clave para el modelado de los yacimientos fracturados consiste en integrar una combinación única de datos. El software Petrel integra múltiplesmediciones de escala variable. Además, soporta metodologías de trabajo iterativas que permiten acoplar la descripción estática de las fracturas alsimulador de yacimientos ECLIPSE. Esto se traduce en decisiones más confiables de manejo de yacimientos.

Combinación de datos de entrada de diferentes fuentes

Software Petrel

Pruebas de pozos

Pruebas de interferencia

Software ECLIPSE

Caracterización

de yacimientos

fracturados

Los yacimientos naturalmentefracturados plantean numerososdesafíos. Las incertidumbres asociadas con el tamaño de laestructura física y el contenidode fluidos del yacimiento hacenque la comprensión del flujo defluidos sea impredecible.

Schlumberger utiliza una combinación singular de técnicas de modelado y visualización para simular las propiedades de las fracturas,lo que provee una comprensiónmás completa del yacimiento y sus mecanismos de flujo de los fluidos.

www.slb.com/carbonates

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