LWD con geodireccionamiento
Con los descubrimientos de petróleo en descenso desde 1970, la industria tiene el reto de maximizar el recobro de sus activos actuales, por lo cual necesita que los yacimientos complejos y difíciles de alcanzar sean evaluados y perforados. En consecuencia, los esfuerzos para manejar los yacimientos con el fin de maximizar la producción mediante la localización óptima del hueco del pozo, requieren una habilidad cada vez más sofisticada en el direccionamiento geológico de los mismos, así como en la evaluación de las formaciones.
Desde su introducción en la década de 1980, las herramientas convencionales de propagación de la resistividad en la toma de registros mientras se perfora (LWD) han demostrado ser útiles en ayudar a mantener el hueco del pozo dentro de los límites de los yacimientos de hidrocarburos, suministrando medidas de resistividad de la formación que se está perforando. A medida que la tecnología avanza, la precisión de las medidas de resistividad mejora; sin embargo, aun con la capacidad de alta precisión en la tecnología de última generación, estas herramientas de LWD carecen de la sensibilidad azimutal que suministra la información direccional y los datos necesarios para direccionar geológicamente y evaluar los yacimientos complejos. Esto limita seriamente su utilización en el direccionamiento requerido hoy en las aplicaciones complejas.
Por el contrario, los últimos avances en la tecnología de la resistividad profunda azimutal LWD utilizan un nuevo diseño en la herramienta, que es inherentemente sensible a las desviaciones azimutales. Este nuevo diseño suministra tanto la direccionalidad geológica como la evaluación de la formación mientras se perfora, para eliminar las limitaciones anteriores.
Con la tecnología de una antena receptora inclinada, el sensor InSite ADR Azimuthal Deep Reading Resistivity (lector de resistividad profunda azimutal) es una herramienta diseñada y construida específicamente para combinar la resistividad compensada de la formación y la capacidad de mediciones direccionales en un servicio dos en uno, de direccionamiento geológico y de evaluación de la formación.
El sensor está formado por un collar simple de
La configuración inclinada de la antena produce unas mediciones sensibles a la dirección y tiene una sensibilidad mayor a la anisotropía de las formaciones; por consiguiente, puede ayudar a determinar tanto la resistividad horizontal como la vertical, el ángulo de buzamiento y el azimut, con una precisión y confiabilidad incrementadas.
Los algoritmos de aplicación avanzada desarrollados para este sensor se utilizan para calcular la anisotropía de la formación, así como el ángulo de buzamiento, suministrando una estimación más fuerte de los parámetros de la formación. El efecto del borde de la formación se corrige automáticamente, lo que resulta en una determinación más precisa de la resistividad de la formación y la anisotropía. Esta nueva tecnología direccional suministra una información más completa para la evaluación de pozos desviados y horizontales, al proveer un mapeo direccional de los parámetros de la formación alrededor del pozo, a diferentes profundidades de investigación.
Características del sensor
El sensor InSite ADR presenta una información que mejora el conocimiento del yacimiento, tanto para el petrofísico que debe entender los parámetros del yacimiento a fin de identificar la localización óptima del pozo, así como del perforador, que debe dirigir el hueco para alcanzarla.
El arreglo del transmisor/receptor (figura 1) incorpora numerosos espaciamientos y frecuencia para cubrir el rango completo de lecturas, desde las menos hasta las más profundas, y genera imágenes múltiples de resistividad para la dirección de las fracturas /fallas, dirección y ángulo de buzamiento, y un perfil avanzado de invasión, además de la estimación de la anisotropía.
La capacidad para adquirir mediciones de resistividad azimutal a diferentes profundidades de investigación, que varían desde algunas pulgadas de la pared del pozo hasta varios pies al interior de la formación, permite una detallada caracterización tridimensional del ambiente cercano al pozo.
Al utilizar los diferentes espaciamientos y las frecuencias de operación, el sensor InSite ADR capitaliza la alta frecuencia y el espaciamiento corto para mapear las propiedades cercanas a las paredes del pozo. Los espaciamientos largos y las bajas frecuencias miden las propiedades de la formación de la zona no invadida.
El sensor utiliza las frecuencias operativas de 2 MHz, 500 kHz y 125 kHz, por lo cual preserva las ventajas de los datos de alta frecuencia, como una mayor precisión en las resistividades altas y una mejor resolución vertical. Las frecuencias también permiten que el sensor obtenga las ventajas de las mediciones de baja frecuencia, lo que resulta en una mayor profundidad de investigación y facilita que los parámetros de la formación cercana a las paredes del pozo sean mapeados hasta una distancia de
Obtener tales datos completos de multifrecuencias, a diferentes espaciamientos, permite una visión mejorada del yacimiento con una interpretación más avanzada de la anisotropía y las condiciones complejas de sedimentación/invasión.
Direccionamiento geológico y localización del pozo
Figura 2. Respuesta computarizada de la onda
El direccionamiento geológico implica guiar activamente la trayectoria del hueco del pozo con base en los datos de evaluación de la formación en tiempo real. La onda de propagación en las herramientas tradicionales de LWD carece de sensibilidad azimutal que suministre información direccional. La figura 2 muestra la respuesta computarizada de la onda de propagación de una herramienta tradicional de LWD en una formación productiva de 20 ohm-m, que está depositada entre dos capas de lutita conductiva de 1 ohm-m. El gráfico superior indica la trayectoria del pozo y el gráfico inferior muestra la respuesta correspondiente de la herramienta.
A medida que la herramienta se acerque a la base de la lutita conductiva, comienza a leer una resistividad más baja; de la misma manera, cuando la herramienta se acerca al tope de la lutita conductiva, también comienza a registrar una resistividad más baja, De hecho, la herramienta hace las mismas medidas, ya sea que se acerque a la lutita conductiva por el tope o por el fondo. Esto debido a la falta de sensibilidad azimutal, lo que hace impredecible e incierto el direccionamiento geológico en la zona productiva.
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Figura 3. Respuesta computarizada del sensor InSite
La figura 3 muestra una respuesta computarizada del sensor InSite ADR. La gráfica superior señala la trayectoria del pozo, la gráfica intermedia muestra las resistividades del lado alto y el lado bajo, y el gráfico inferior indica la señal direccional geodirigida. La señal direccionada geológicamente es la diferencia entre las medidas determinadas en orientaciones opuestas por el sensor.
A medida que el sensor se acerca a la parte inferior de la lutita conductiva, la resistividad del ladeo bajo (resistividad del compartimiento No. 16) lee una resistividad menor, indicando que la herramienta se aproxima a la lutita desde el tope de la formación positiva. En forma similar, la señal geodireccional dirigida disminuye mientras el sensor se acerca al límite conductivo desde la parte inferior de la zona positiva, y se incrementa a medida que el sensor se aproxima al límite conductivo desde la parte superior de la misma zona positiva.
Como se ha visto, tener una resistividad azimutal y una señal geodireccionada ayuda a ese direccionamiento geológico preciso, mediante una interpretación en tiempo real tanto de la localización de los límites como de las resistividades de las capas. Debido a que el sensor InSite ADR en su diseño permite el uso de espaciamientos más grandes en las herramientas, y menores frecuencias de operación, este suministra imágenes de resistividad geodireccionadas a múltiples profundidades de investigación para su detección en tiempos reales y el seguimiento de los límites de la formación hasta a
Comparada con una LWD tradicional, el incremento de la profundidad de investigación permite la detección de los límites de las capas mucho más rápido, y en forma más precisa una determinada dirección de perforación relativa a los límites del yacimiento. La capacidad de "ver alrededor, no sólo revela hacia dónde dirigir, sino que también le brinda al perforador el tiempo suficiente a fin de realizar los ajustes para permanecer dentro del yacimiento, asegurando una localización óptima del hoyo del pozo.
Debido a que fue diseñada como una herramienta sensible a desviaciones azimutales, el sensor InSite ADR provee lecturas de resistividad profundas, con una máxima flexibilidad geodireccional. En otras palabras, es posible el geodireccionamiento utilizando todas las configuraciones de espacio y frecuencia, para permitir así la navegación aun en yacimientos muy delgados.
Evaluación avanzada de formaciones
Para los petrofísicos es esencial una medida de los parámetros físicos, como la resistividad de la formación, en la evaluación de la cantidad y el tipo de fluidos que se encuentran en el espacio poroso de los yacimientos. Las medidas de resistividad pueden suministrar indicaciones de las concentraciones de los hidrocarburos y otras informaciones útiles, tanto para los petrofísicos como para los ingenieros de yacimientos. Sin embargo, tales mediciones pueden exhibir artificios que dificultan la interpretación, especialmente en situaciones en las que el pozo atraviesa la formación en ángulo. El sensor InSite ADR no presenta los mismos problemas, puesto que numerosas medidas azimutales son efectuadas alrededor de las paredes del pozo. Utilizando todas las medidas azimutales, una medida precisa del registro de resistividad se puede obtener con un procesamiento mínimo.
Muchos yacimientos de hidrocarburos, especialmente lutitas y secuencias de areniscas y lutitas delgadas laminadas intercaladas, pueden exhibir anisotropía micro y macroscópica. La anisotropía microscópica se manifiesta por sí misma en la orientación de los minerales de arcilla en la lutita. La anisotropía macroscópica se puede presentar en una secuencia de areniscas y lutitas laminadas.
Tecnología LWD InSite Generation
El sensor InSite ADR es el primero de una nueva generación de tecnologías LWD, de Sperry Drilling Services. InSite Generation se está construyendo con técnicas avanzadas de miniaturización, que reducen drásticamente el número de componentes, al tiempo que incrementan en forma significativa la potencia de procesamiento. Este sistema de LWD, completamente nuevo, está formado por sensores de registro más profundo, resolución más alta, con una telemetría más rápida y una mayor confiabilidad. InSite Generation, y el sensor InSite ADR en particular, permiten un nuevo entendimiento de la formación, que no era posible con los sistemas tradicionales.
Conclusiones
El sensor InSite ADR, herramienta construida con el fin de registrar la resistividad azimutal profunda, está diseñado para incorporar tanto la capacidad de evaluar las formaciones, como el direccionamiento geológico. Este sensor suministra datos de resistividad azimutal en interpretaciones avanzadas en profundidades de investigación múltiples.
Enviando continuamente múltiples imágenes de los límites alrededor del hueco del pozo, el sensor InSite ADR sensible a la desviación azimutal puede reducir la incertidumbre en las propiedades de la estructura y de la formación, lo que resulta en modelos de yacimiento más precisos, estimados de reservas más exactos y la posición dentro del pozo mejorada para un recobro máximo del petróleo.
REFERENCIAS:
WD con geodireccionamiento
