Estimacion De La Presion De Poro

ESTIMACIÓN DE PRESIÓN DE PORO A PARTIR DE VELOCIDADES SÍSMICAS

RESUMEN

Para el cálculo de la presión de poro generalmente se obtiene un perfil a lo largo del pozo, extrapolándose dicha información a pozos cercanos, lo que puede generar apreciaciones erróneas en la predicción de estas presiones, ya que las condiciones geológicas pueden cambiar y presentar variaciones fuertes al interior de la cuenca. Por esta razón, es importante utilizar otras herramientas que permitan, no sólo detectar y estimar de una forma indirecta zonas con presiones anormales, sino también realizar un seguimiento lateral de los posibles cambios que puedan presentar estos valores en las diferentes formaciones.

Con base en lo anterior, se aplicó una metodología que permite estimar la presión de poro de las formaciones a partir de datos de posibles zonas con presiones anormales y se realizó el análisis de los datos de registros de pozo en conjunto con las pruebas directas de presión de formación, con el fin de comparar dicha información con la obtenida de la predicción basóndose en datos sísmicos del Piedemonte Colombiano.

INTRODUCCIÓN

El análisis de la presión de poro es una actividad importante en la planeación y diseño de la perforación de pozos, ya que permite establecer con mayor certeza algunos parámetros indispensables en este proceso, como son: una ventana de peso de lodo apropiada, la composición química del lodo, una trayectoria óptima del pozo (Muñoz, 2005). El adecuado estudio y predicción de la presión de poro disminuye el riesgo de problemas como pérdidas de circulación, influjos o reventones e inestabilidad del pozo, entre otros problemas, haciendo que el proceso de perforación sea más seguro y menos costoso (Sayers, 2006).

La detección de la sobrepresión se basa en el principio que la presión de poro afecta la compactación, siendo la resistividad, densidad y propagación de ondas sonoras a través de las formaciones, los parómetros mós sensibles a la compactación. Existen diferentes métodos para el cálculo de la presión de poro, algunos ejemplos incluyen el trabajo de Eaton (1975) quien planteó el cólculo de la presión de poro a partir de registros resistivos, conductivos y tiempos de tránsito, Hottman y Johnson (1965) usando velocidades sónicas y Pennebaker (1968) usando velocidades de intervalo obtenidas de las velocidades de apilado. Las velocidades de apilado permiten realizar la predicción de la presión de poro antes de la perforación, pero éstas a menudo carecen de la resolución espacial necesaria para una predicción de poro exacta (Sayers, Jonson & Denyer, 2002), siendo necesaria la información de pozos que estén ubicados al interior del volumen sísmico, para el caso de sísmica 3D ó cerca de la línea sísmica, si es 2D, para la calibración de los datos obtenidos a partir de la sísmica.

Este trabajo plantea una metodología que permite calcular la presión de poro a partir de velocidades sísmicas de intervalo (3D), utilizando el método de Eaton. El método de Eaton, al igual que otros técnicas para calcular la presión de poro de manera indirecta, se basa en la siguiente consideración: a medida que las lutitas se compactan, estas pueden presentar dos comportamientos; el primero ocurre cuando la tasa de sedimentación es baja, en este caso los fluidos asociados a los sedimentos tienen tiempo para migrar de tal manera que las lutitas que presentan este comportamiento muestran una compactación normal, y por ende a una presión de poro normal. Esto se ve reflejado en que a medida que se profundizan, pierden su porosidad por el efecto del peso suprayacente. De esta manera, en una secuencia normalmente compactada, a mayor profundidad se espera menor porosidad. Por el contrario, si una lutita fue sedimentada a altas tasas, los fluidos no logran migrar a medida que esta se profundiza, quedando atrapados y generando un desequilibrio de compactación con profundidad. Este efecto puede ser determinado analizando los parámetros que dependen de la porosidad, como son: la densidad, la resistividad, la velocidad de las ondas del sónico y la perforabilidad.

La precisión de los cálculos de presión de poro a partir de información sísmica depende del procesamiento de la misma, de tal manera que para obtener resultados precisos, deben aplicarse métodos de procesamiento de alta resolución.

ÁLCULO DE PRESIÓN DE PORO

La presión de poro, también llamada presión de formación, es aquella que ejercen los fluidos confinados en el espacio poroso, sobre la matriz de la roca. Puede ser de dos tipos:normal, cuando la presión es igual a la presión hidrostática que ejerce una columna de fluido, propio de la formación; y anormal, cualquier presión diferente a la presión normal de una formación, para un área dada (Bowers, 2002). Si la presión de formación excede a la presión hidrostática, se le denomina anormalmente alta, o sobre-presión, o simplemente presión anormal; pero si es menor que la normal, entonces se le llama presión de formación anormalmente baja o subnormal (Bowers, 2002). Las zonas con presiones de formación anormales, pueden ser generadas a partir de diferentes mecanismos: generación de hidrocarburos, efectos termodinámicos, fenómenos de diagénesis o los osmóticos, actividad tectónica, recarga o represionamiento, nivel piezométrico del fluido y sobre todo, el desequilibrio en la compactación normal de los sedimentos (Velásquez &, Espinosa G, 2002).

Con base en la relación de compactación mencionada anteriormente, Ben Eaton propuso una serie de ecuaciones empíricas basadas en las mediciones de propiedades sensibles a la compactación de la roca como la resistividad, conductividad y los tiempos de propagación (Eaton, 1975). Estas ecuaciones relacionan directamente la presión de poro con la magnitud de la desviación entre los valores del registro observado y los valores obtenidos de la línea de tendencia normal. Las ecuaciones (1), (2) y (3) muestran las relaciones matemóticas para el cálculo de la presión de poro utilizando registros resistivos, conductividad y sónicos:

Siendo S la presión de sobrecarga, PN la presión normal de formación y α un coeficiente cuyo valor depende de la cuenca a analizar. El subíndice O denota datos observados de registros y el subíndice N denota datos obtenidos a partir de la curva de tendencia normal, asumiendo en este caso que en la parte somera del subsuelo se tiene un comportamiento de compactación normal, que debe verse reflejado en los registros, ya sea para el caso en que se utilicen registros resistivos (R), de conductividad (C) ó sónicos (T).

Para definir la curva de tendencia normal se asume que los tiempos de propagación medidos, disminuyen con la profundidad en una sección normalmente presurizada, debido que al aumentar la profundidad aumenta la compactación y por consiguiente disminuye gradualmente la porosidad. En secciones sobrepresionadas, los tiempos de propagación medidos son mayores debido al incremento en la porosidad de la formación y su baja compactación, en comparación con una formación con presiones normales a la misma profundidad (Sayers, 2006).

Con base en lo anterior, es posible obtener la curva de tendencia normal calculando los tiempos de propagación a partir de las velocidades de intervalo provenientes de la sísmica de superficie. Sin embargo, debido que el cólculo de presión de poro depende del campo de velocidades, es importante considerar los siguientes parómetros que pueden disminuir la precisión del resultado de este campo de velocidades: una baja relación señal-ruido, el muestreo inadecuado de la información sísmica, fuerte comportamiento anisótropo en los datos debido a una geología compleja, entre otros, (Salinas & Guerra, 2006).

Se debe tener en cuenta que para la aplicación de esta metodología es fundamental un adecuado procesamiento para obtener velocidades intervalo, y dependiendo de la certidumbre de este procesamiento, será la validez de las interpretaciones del campo de presión. Así mismo es necesario calcular para cada zona de estudio los valores de exponente adecuados, ya que estos dependen de las características mismas de las lutitas y no son extrapolables de una cuenca a otra.

METODOLOGÍA IMPLEMENTADA

El primer paso para realizar el cálculo de la presión de poro, consistió en obtener la curva de tendencia normal a partir de la información 3D de velocidades sísmicas de intervalo. LaFigura 1 muestra un inline y un crossline, del cubo de velocidades de intervalo (2.500-5.300 ft/s) extraído de la sísmica 3D de una zona del Piedemonte Colombiano, en la cual se han reportado zonas sobre-presionadas.

Escogiendo una sección somera del campo de velocidades, normalmente presurizada, se construyó un registro pseudo-sónico y a partir de éste, se calculó la curva de tendencia normal. La Figura 2 muestra el registro sónico (DT), de uno de los pozos ubicados dentro del volumen sísmico, el registro pseudo-sónico calculado a partir de las velocidades sísmicas, para este pozo (Pseudo DT) y dos modelos para la curva de tendencia normal (DT Normal, DT Normal_2).

Una vez se calculó la curva de tendencia normal, se extrapoló a todo el volumen sísmico, para de esta manera obtener no un perfil (información 1D), sino un volumen (información 3D) con los tiempos de propagación para una tendencia normal, de la zona a analizar. También se puede obtener la curva de tendencia normal utilizando la información del registro sónico y de

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