Conceptos básicos de geología. Fluidos y Presiones del Yacimiento

UNIDAD 1

1.1 Inicios de la perforación

1.2 Conceptos básicos de geología

1.3 Fluidos y presiones del yacimiento

1.4 Ambientes de perforación

1.5 Equipos convencionales de perforación

1.6 Evolución de las técnicas de perforación

Inicios de la perforación

(Presentación)

Conceptos básicos de geología

Fluidos y Presiones del Yacimiento

Las presiones del yacimiento o Geopresiones, son los fluidos contenidos dentro de las formaciones geológicas que ejercen presión dentro de ella. La magnitud del efecto de esas presiones se relaciona directamente con el tipo de fluido contenido, con la porosidad de la formación, con la permeabilidad (la capacidad del fluido para moverse) y con el ambiente geológico en que la formación se encuentra. Una formación esta geopresurizada (o sobrepresurizada) si esas presiones de fluido son anormalmente altas.

Una presión anormal es aquella que es mayor que la presión hidrostática de los fluidos de formación que esta por arriba de ella. La presión hidrostática ejercida por el peso de una columna de fluido. Esta presión depende solamente de la densidad del fluido y de la altura de la columna, cualquiera que sea la forma o tamaño de esta última.

Los fluidos asociados con formaciones geológicas son agua (dulce salmuera, sal) petróleo y gas. En formaciones recientes y costa afuera, el fluido de formación está constituido por agua salada. Por el contrario, en formaciones más antiguas o localizadas en medio del continente el agua de formación es usualmente dulce.

Cuando se piensa en presiones a profundidades arbitrarias, lo común es referirse al gradiente de presión. Un gradiente de presión del fluido es la presión del mismo fluido a cualquier profundidad, dividido por esa profundidad, dicho de otra manera, es el aumento constante de la presión por cada unidad de profundidad (kg/cm2) /m)..

Se considera como presión normal, a una columna de salmuera de 80000ppm de sal y un gradiente de presión de 0.107kg/cm2/m, equivalente a un fluido de densidad de 1.07 gr/cm3.

Considerando, la presión hidrostática del agua salada como una presión normal, es necesario tener ahora, una presión anormal máxima. A este valor máximo se le denomina gradiente de sobrecarga o su equivalente en densidad de sobrecarga.

La sobrecarga se define como la presión ejercida por el peso combinado de todos los materiales y fluidos contenidos en los poros de los mismos, sobrepuestos unos a otros hasta determinada profundidad, por tanto, el limite superior para un gradiente de presión anormal es la sobrecarga.

Si bien este gradiente varía con la profundidad y con el área, un promedio aceptable es el valor de 0.230 kg/cm2/m (1psi/pie). Los valores anormales de presión pueden ser semejantes, pero rara vez son iguales o mayores que este gradiente de sobrecarga.

No se debe confundir el gradiente de sobrecarga con el gradiente de fractura. Este último es la presión que se debe aplicar a una formación para romperla o extender las fracturas existentes, y está en función, además de la sobrecarga, de la resistencia química y cohesión molecular de la roca. Vencer esta resistencia da como resultado una pérdida de lodo en la formación.

CLASIFICACION DE LA PRESIONES ANORMALES

Las presiones anormales se definen como aquellas presiones mayores que la presión hidrostática de los fluidos de la formación. Si se considera una capa de sedimentos depositados en el fondo del mar, a medida que mas sedimentos se agregan encima de la capa, el peso adicional las compacta. Parte del agua existente en los espacios porosos se expulsa por la compactación. Mientras este proceso no sea interrumpido y el agua superficial permanezca con el mar arriba, la presión dentro de la formación se dice que es normal o hidrostática.

Por definición, la presión hidrostática es la presión ejercida por el peso de una columna de agua. Cualquier presión mayor a la presión hidrostática, es una presión anormal alta, así también, presión menores a la hidrostática son llamadas presiones subnormales o anormalmente bajas.

A la densidad de los fluidos de formación, generalmente se les llama gradiente de presión, aunque estrictamente no lo es, puesto que el gradiente de presión se obtiene dividiendo la presión de formación entre la profundidad y sus unidades son kg/cm2/m en el Sistema Internacional y lb/pulg2/pie en el sistema ingles. Sin embargo, se ha hecho costumbre en el ambiente del campo utilizar densidades como gradientes, lo cual dimensionalmente no implica error.

Se debe considerar como sobrepresión de la formación, a la presión ejercida por algún fluido dentro de los poros de la roca y que es mayor a la presión hidrostática ejercida por una columna de agua salada con densidad equivalente a 1.07gr/cm3 y una concentración de cloruros de 80000 ppm a la profundidad a la que se encuentren los fluidos en la formación. Este valor es aceptado por las regiones costera y costa afuera. En regiones continente adentro se ha observado que los gradientes de presión normal varían de 0.098ª 0.106 kg/cm2/m, equivalentes a una densidad de 0.98 a 1.06 gr/cm3. Debido a que en muchas de estas áreas prevalecen las presiones subnormales, en ocasiones el gradiente normal se define como un valor igual al del agua dulce, esto es, una densidad de 1.0gr/cm3 para zonas continente adentro.

Se ha establecido que el gradiente anormalmente alto es mayor al equivalente en densidad de 1.07 gr/cm3 cerca de las costas y costa afuera y 1.0gr/cm3 en zonas continente adentro, especialmente en las partes altas; sin embargo, no existe limite bien definido para su valor máximo, aunque en términos generales se acepta un equivalente en densidad de 2.30 gr/cm3 o un gradiente de

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