Registros Electricos Para Seleccion de Barrenas_External

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Registros Eléctricos Usadospara Selección de Trépanos

Estimación de LitologíaEsfuerzos Compresivos

Concepto de Energía Específica

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Rayos Gamma (GR) Tiempo de Tránsito Sónico Compresivo (DTc)

DATA MINIMAREQUERIDA

Registros Electricos para selección de trépanos

Tiempo de Tránsito Sónico Transversal (DTs)Densidad (RHOB)Porosidad Neutrón (NPHI)Factor Fotoeléctrico (PE)

DATA ADICIONAL

Registro de Recortes (mud log)Data de Rendimiento

-WOB -RPM -Diámetro BNA-ROP -Torque BNA

Peso de LodoCalibre (CAL)Factor de Fricción (MU o µ)

OTRO TIPODE DATA

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¿Qué es lo que indica?Tipo de DataRayos Gamma (GR) –Mide la radiación natural de la formación

Contenido de LutitaUn alto GR infiere un alto contenido de lutita, un bajo GR infiere un bajo contenido de lutita Se puede usar esta relación para estimar el % que contiene la formación de lutita y no-lutita.

PorosidadUn alto DTc infiere alta porosidad, un bajo DTc infiere una baja porosidadSe utilizan mínimos valores conocidos de DTc para areniscas, calizas, dolomitas para hacer supuestos de litología...y para estimar la Resistencia Compresiva No-Confinada(UCS) cuando el Sónico Transversal (DTs) no esta disponibleTambién se usa la combinación con las curvas Densidad (RHOB), Porosidad Neutrón (NPHI) & Sónico Transversal (DTs) para refinar la litología que estima

Tiempo de Tránsito Sónico Compresivo (DTc) – Mide el tiempo que ondas compresivas se mueven a través de la formación


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¿Qué es lo que indica?Tipo de DataTiempo de Tránsito Sónico Transversal (DTs) –Mide el tiempo en que ondas transversales se mueven a través de la formación

Indicador de PorosidadLecturas altas de DTs infieren una alta porosidadSe usa DTs para calcular la Resistencia Compresiva No-Confinada (UCS)Todas estas curvas de datos son usadas para refinar la estimación de litología cuando las tenemos disponibles

Densidad (RHOB) – Mide la pérdida de energía de rayos gamma emitidos

Porosidad Neutrón (NPHI) – Mide la pérdida de energía de Neutrones emitidos

Factor Fotoeléctrico (PE) – Mide la absorción de la formación rayos gamma emitidos

LitologíaUsado para refinar la estimación de litología


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¿Qué es lo que indica?Tipo de DataMud Log – detalla el tipo de roca de formación real, como lo determina el geólogo de los recortes de formación

Confirma o refuta la litología estimada y provee la información para hacer correcciones cuando es necesario

Data de Rendimiento - Provee referencia visual de

WOB ROP

RPMTorque BNA

Diam. BNA

Usado para calcular Energía Específica y Eficiencia de Perforación

Peso de lodo – mide la densidad del fluído del lodo

Factor de Fricción (MU or µ) – Un término que relaciona Torque de BNA a WOB

Usado para calcular Energía Específica y Eficiencia de Perforación cuando el torquede BNA no está disponible

Usado para determinar Presión de fondo de Pozo (BHP) y la Resistencia Compresiva Confinada (CCS)

Calibre (CAL) – mide el diámetro del hoyo cuando es registrado

Indicador de eficiencia de Perforación y problemas de perforación potenciales; puede también indicar lecturas de registro equivocadas

Data Adicional para selección de trépanos

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Estimandolitología de formación

conData de Registros

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• Estimando contenido de lutita con Rayos Gamma (GR)

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Paso 1: Establecer una línea base de lutita

• En general, la línea base de lutita está en algún lugar entre 90 a 140 unidades API

• Rocas con Rayos Gamma (GR) que responden con cercanía de esta línea probablemente tengan un alto contenido de lutita

- Rayos Gamma +

Estimando el contenido de lutita con Rayos Gamma (GR)

2500 m

3000 m

4500 m

4000 m

3500 m

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Paso 2: Establecer una línea de no-lutita

• La línea de no-lutita va a estar normalmente entre 20 a 40 unidades API

• Rocas con respuesta de Rayos Gamma (GR) que se acercan a esta línea tendrán poco o no lutita

2500 m

3000 m

4500 m

4000 m

3500 m

- Rayos Gamma +


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- Rayos Gamma + Paso 3: Calcular el porcentaje de lutita en la roca (Vsh)

GRalto- GRbajo (GRalto - GRbajo)

GR-GRbajo

(GR - GRbajo)

• la diferencia entre el valor de GR a la profundidad de interés y la línea de base no-lutita

• por la diferencia entre la línea de base de lutita y la de no-lutita

Vsh =

2500 m

3000 m

4500 m

4000 m

3500 m

XDividir:


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• Estimando litologías no-lutita con Rayos Gamma (GR) & Sónico Compresivo (DTc)

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? ? ?? ?

? ? ?? ?

? ? ?? ?

? ? ?? ?

? ?

?

Si con Rayos Gamma (GR) se estima el porcentaje de lutita versus no-lutita en la formación....

Rayos Gamma (GR)0 API 150

Litologías Componentes

lutita Syst Limest Dolo

¿Cómo sabemos que tipos de roca no-lutita tenemos?

0%.....................................100%

Estimando litologías No-lutita con GR & DTc

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• Arenisca - DTc 56 µs/ft o mayores

• Caliza – DTc 47 µs/ft o mayores

• Dolomita – DTc 40 µs/ft o mayores

40 Sónico Compresivo (DTc) µsec/ft 120

Arenisca

Caliza

Dolomita

56

47

40

Sabemos que el Sónico Compresivo (DTc) responde a 3 tipos de roca común:

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• DTc mayores que 56 µs/ft - asumimos Arenisca

• DTc entre 47 µs/ft & 56 µs/ft - asumimos Caliza

• DTc menores que 47 µs/ft – asumimos Dolomita

40 Sónico Compresivo (DTc) µsec/ft 120

Arenisca

Caliza

Dolomita

56

47

40

Hacemos las siguientes supuestos para litologías no-lutita con respecto a los rangos de Sónico Compresivo (DTc):


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• Estimar litologías de registros no es una ciencia exacta!

• Rocky03 hace sus estimaciones y supuestos basado en estándares publicados y aceptados por la industria.

• No se pueden generar mejores predicciones o estimaciones cuando la ÚNICA data que se tiene como input es Rayos Gamma (GR) y Sónico Compresivo (DTc)

• Necesitamos más data (registros, mud logs) y conocimiento local para mejorar la precisión!

Importante!!!!!


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• Refinando litología con Data Adicional

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Refinando litología con Data Adicional

• Podemos refinar un poco más y mejorar nuestra estimación de litología con registros adicionales:– Densidad (RHOB)– Porosidad Neutrón (NPHI)– Fotoeléctrico (PE)– Sónico Transversal (DTs)

• Existen gráficos cruzados o cross-plots con combinaciones de la data de estos registros para estimar litología.

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Con los siguientes gráficos cruzados:• Densidad (RHOB) vs. Sónico Compresivo (DTc)• Sónico Compresivo (DTc) vs. Porosidad Neutrón (NPHI)• Densidad (RHOB) vs. Porosidad Neutrón (NPHI)• Densidad (RHOB) vs. Fotoeléctrico (PE)• Sónico Compresivo (DTc) vs. Sónico Transversal (DTs)

...tenemos la capacidad para estimar 6 de los tipos de roca más comunes no-lutita :

• Arenisca• Caliza• Dolomita

• Anhidrita• Sal• Carbón


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A A AA A A A AAnhidrita

L

LL

L

LL

L

L

LLL L

L L

L L L L

L L

LL LL L

LLL L

L

L

L L LLL L

L

L

L

L L

L

L L

L L

Podemos usar esta gráfica para estimar:

• Caliza• Arenisca• Dolomita

Una vez más, podemos ver un patrón de respuesta muy similar, pero los puntos de la data tienden a estar lo suficientemente apartados para hacer una razonable predicción de litología, especialmente para dolomita.

Podemos también confiar en esta gráfica para distinguir Sal & Anhidrita.

Densidad (RHOB) vs. Porosidad Neutrón (NPHI)

40%

Neutrón porosidad (NPHI)

S S S S

S S S S S

S S S S

Den

sida

d de

Bul

bo (R

HO

B)

1.9 g/cc

3.0 g/cc

Sal

S

S

S

SS

S

S

SS S

SSSS S S

S

S

S S

S S S SSS S

S SSS SSS

S

S

S

S S

S

S

D DDD

D

DD

D

DD

D

D

D D

D D

D D

D D

D D

D

DDDDD D

DD

D

D

D

D

DD

DDDD

D

D

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Estimando litología de formación con Data de Registros RESUMEN

• Rayos Gamma (GR) – estima el porcentaje de lutita versus no-lutita en una formación

• Sónico Compresivo (DTc) - estima la porción no-lutita de la formación: arenisca, caliza o dolomita

Recuerden, esta es una estimación muy limitada basada en la mínima data requerida

Más data (Registros, mud logs) y conocimiento local de las formaciones son críticasNo se pueden generar mejores estimaciones o predicciones cuando únicamente tenemos como data de input los registros Rayos Gamma (GR) y Sónico Compresivo (DTc)

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• Data de Registros adicionales puede ayudarnos a refinar nuestra estimación de litología un poco más:

– Densidad (RHOB)

– Neutrón porosidad (NPHI)

– Fotoeléctrico (PE)

– Sónico Transversal (DTs)

Esto es todavía imperfecto y debe ser suplementado con conocimiento local e idealmente confirmado con un mud log

Estimando litología de formación con Data de Registros RESUMEN

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EstimandoResistencia de Formación con

Data de Registros

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• Resistencia Compresiva No-Confinada (UCS)

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A

F1F2F3

La Resistencia Compresiva No-Confinada (UCS) de una roca es la presión o fuerza (F) aplicada sobre un área (A) requerida para cizallar la roca a presión atmosférica

Resistencia de Roca Compresiva No-Confinada (UCS)

P = atmosférico

UCS es la resistencia fundamental de una roca

UCS es el mínimo valor posible de resistencia de una roca

UCS = F3/A

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AA

F3

Para un mismo tipo de roca, una muestra que tenga mayor porosidad será más débil, requiriendo menos fuerza (F) sobre el área (A) para cizallarla

P = atmosférico

F1

• Podemos usar después esta relación para calcular UCS con data de registros

UCS = F3/AUCS = F1/A

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• Incremento de porosidad es indicado por incremento de Sónico (DT)

Dec

rem

ento

de

Dur

eza

Increasing Sonic (DT), us/ft

Incremento de porosidad

• Dado que las rocas se vuelven más débiles con el incremento de porosidad, UCS va entonces a disminuir a medida que el Sónico (DT) incrementa

UC

S, p

si

Incremento Sónico (DT), us/ft

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Dec

rem

ento

de

Dur

eza

• Podemos graficar esta relación para cualquier litología en una gráfica UCS versus Sónico Compresivo (DTc)

Incremento Sónico (DTc), us/ft

Incremento porosidad

UC

S, p

si

UCS vs DTc para Varias Litologías

• Entonces, si tenemos Sónico (DTc) y hemos estimado la litología, podemos inferir UCS


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• La discusión previa esta basada en la siguiente ecuación:

UCS* = 1.2*(1000/DTs)4 + 60.5*(1000/DTs)2

<< K. L. Mason – SPE No. 13256 – 1984 >>

DTs/DTcAnhidrita 2.4calizas 1.9dolomitas 1.8lutita 1.7areniscas 1.6

• La ecuación puede ser re-escrita con DTc usando el ratio DTs/DTc para cualquier litología específica:

ej calizas .... DTs/DTc = 1.9 >> DTs = 1.9*DTc

UCS* = 1.2*(1000/1.9DTc)4 + 60.5(1000/1.9DTc)2

• Debido a la relación lineal entre DTs & DTc para una litología dada:


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• Resistencia Compresiva No-Confinada (UCS) – fuerza por unidad de área requerida para cizallar la roca a presión atmosférica

• Esta expresado en términos de presión – Es la resistencia intrínseca de la roca – Es el mínimo valor posible de resistencia de la roca

• Sónico (DT) es usado para estimar UCS porque esta directamente relacionado con porosidad, un incremento de este debilita la roca

– Sónico Compresivo (DTc):• Requerido por Rocky03

• Debe saber o estima el tipo de roca de la formación

– Sónico Transversal (DTs)• Puede calcular UCS sin saber el tipo de roca de formación• Si disponible, Rocky03 va a usar DTs en vez de DTc

Resistencia de Roca Compresiva No-Confinada (UCS)RESUMEN

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• Resistencia Compresiva Confinada (CCS)

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A

F4

La Resistencia Compresiva Confinada (CCS) de una roca es la Fuerza (F) sobre el área (A) requerida para cizallar la roca si una presión es aplicada alrededor de toda la roca

Presión

CCS = F4/A

Resistencia Compresiva Confinada (CCS)

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Presión de Sobrecarga

Presión Lateral

Presión de Poro In-Situ

Presión deFondo de Pozo


En el fondo de Pozo la Presión de Confinamiento esta determinada por:

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Presión de Sobrecarga

Presión Lateral

Presión de Fondo de Pozo

Hay muchos temas al estimar CCS:

• Lo quieres en la pared, centro o rincón del fondo de pozo?

• Sabes el gradiente de Presión de Poro?

• Haz identificado zonas sobre y subpresurizadas?

• Sabes la permeabilidad de la roca?

• Cuál será el peso del lodo?• Sabes cuál es el TVD?• Sabes cual es el filtrado de lodo?• Sabes cual es la tasa de

deformación del diente?• Sabes cual será el ROP?


Presión de Poro In-Situ

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• Resistencia Compresiva Confinada (CCS) – fuerza por unidad de área requerida para cizallar la roca si una presión de confinamiento es aplicada

– Presión de Sobrecarga

– Presión Lateral

– Presión de Poro In-Situ

– Presión de Fondo de Pozo

• CCS varía a lo largo del fondo de Pozo

• Muchos otros factores afectarán el cálculo:

– Permeabilidad

– Peso de Lodo

– ROP

– TVD, etc.

Resistencia Compresiva Confinada (CCS)RESUMEN

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EstimandoEnergía Específica &

Eficiencia de Perforación

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ROP

WOBWOB

T

En perforación, Energía Específica (SE) es una función de:

• Peso sobre Barrena (WOB)• Cuando WOB aumenta, SE aumenta

• RPM• Cuando RPM aumenta, SE aumenta

• Torque (T)• Cuando Torque (T) aumenta, SE aumenta

• Tasa de Penetración (ROP)• Cuando ROP aumenta, SE disminuye

• Diámetro de Barrena (D)

RPM

Energía Específica (SE)

SE =480 * * ___ 1.27 * + RPM T (ft-lbs)

ROP (ft/hr)

D

WOB (lbs)

D (in.) 2

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• Torque en la Barrena es difícil de obtener en unidades de lb-ft

• En estos caso en los que no obtenemos valores de torque, se puede calcularlos con WOB, Diámetro de Barrena (D) & un Factor de Fricción (MU o µ) donde :

• La ecuación SE escrita en términos de MU & WOB es

T = µ * WOB * D36

13.3 RPM µ WOB1.27 WOB D2SE =

D (ROP)+

Para PDC , µPDC = 0.5 to 1 Para Tricónicas, µRC = 0.2


Nota: Este calculo no es 100% confiable por la estimación única de µ para todo el pozo.

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• En laboratorio, podemos medir la Energía Específica (SE) requerida para perforar la formación a distintas tasas de penetración

UCS


SE

RPM Constante

ROP

• cuando la data es graficada, toman la forma de una curva que se aproxima a un mínimo

• Ese valor mínimo resulta ser la Resistencia Compresiva No-Confinada (UCS) de la formación

• Compare las curvas SE y UCS para encontrar oportunidades de mejora

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• Si estuviéramos perforando un pozo real podríamos calcular la Energía Específica (SE) y compararla a la Resistencia Compresiva No-Confinada (UCS) de la formación perforada

UCS


SE

ROP

• El ratio de SE a UCS representa que tan eficientemente estamos perforandoSE

Eficiencia de

Perforación

=

SE

UCS

• En este caso, se ve como que hay mucho espacio para mejora, como por ejemplo cambiando los parámetros de perforación

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• A medida que perforamos más eficientemente, la Energía Específica (SE) se aproxima al valor de la Resistencia Compresiva No-Confinada (UCS)

UCS


SE

ROP

• En este caso, no hay mucho espacio para mejora;

• La barrena & y los parámetros operativos están optimizados; La Eficiencia de Perforación se aproxima a 1.0

SE

41

• Energía Específica (SE) es una función de

– Torque – si no está disponible usar WOB & Factor de Fricción (µ)

• Para trépanos PDC, µ = 0.5 – 1.0

• Para trépanos triconos, µ = 0.2

– ROP

– RPM

– Diámetro de Barrena

– WOB

• Cuando la Energía Específica (SE) se aproxima al valor de la Resistencia Compresiva No-Confinada (UCS), la Eficiencia de Perforación se aproxima a 1.0

– Eficiencia = UCS / SE

Energía Específica (SE) & Eficiencia de PerforaciónRESUMEN

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