EVALUACIÓN DE FORMACIONES LIMPIAS Y ARCILLOSAS

INTRODUCCION

Como formación limpia podría definirse aquella formación con un porcentaje mínimo de arcilla y cuyos poros se encuentran saturados de fluido (hidrocarburo o agua). Por su parte una formación arcillosa representa todo lo contrario. Estas formaciones arcillosas de cierta magnitud se presentan formando parte de cuencas sedimentarias.

Para realizar la evaluación de formaciones limpias Archie desarrolla una relación entre la resistividad de cada formación y la porosidad.

A través de esta investigación se explicara de manera más extendida la metodología a seguir para la evaluación de dichas formaciones basados en el modelo de Archi. Así como también, lamanera de obtener el volumen de arcilla presente en una formación, esto debido a que algunas formaciones no son completamente limpias, contiene arcilla. La Arcilla es un tipo de Roca Natural Sedimentaria. Proviene de la descomposición de las Rocas Feldespato. Este elemento afecta la porosidad, permeabilidad y causa múltiples inconvenientes en la interpretación de registros debido a sus propiedades eléctricas.

Por otra parte, se mencionaran los distintos tipos de arcilla laminar existentes. Del mismo modo, se presentara el efecto que pueda presentar la arcillosidad sobre los diferentes perfiles, y las correcciones que se deben aplicar por la presencia de esta. En otro sentido, Existen algunos métodos de interpretación de arenas arcillosas, que se desarrollan antes de la salida de los llamados perfiles de porosidad, los mismo se desglosaran en el presente.

EVALUACIÓN DE FORMACIONES LIMPIAS Y ARCILLOSAS

1. Metodología a seguir para evaluar formaciones limpias utilizando el Modelo de Saturación de Agua de Gustavo Archie

Cuando hablamos de formaciones limpias nos referimos a aquellas formaciones donde se muestra poca presencia de arcillas y sus poros se encuentran saturados de agua o hidrocarburo.

La Saturación de un medio poroso con respecto a un fluido se define como la fracción del volumen poroso de una roca que está ocupada por dicho fluido.

La resistividad de una formación limpia es proporcional a la resistividad de la mezcla con la que este saturada. La constante de proporcionalidad se conoce como factor de formación. Considerando un factor de formación con una cantidad dada de porosidad, ysupongamos que la porosidad se encuentra totalmente llena de agua salina de formación de resistividad dada.

Modelo de formación: 100% saturado de agua

La Resistividad de agua de formación (Rw), es muy baja, debido a que el agua salina es capaz de conducir la corriente eléctrica. La resistividad de la formación en si misma (Ro, o resistividad mojada donde la porosidad esta100% llena de agua) dependerá de la resistividad de la formación y algunos factores de resistividad de formación (Fr).

F: Factor de resistividad de la formación.

Ro: Resistividad de una roca de formación no arcillosa.

Rw: Resistividad con agua saturada al 100%

Archie desarrolla una relación entre la resistividad de cada formación y la porosidad. Archie analizo registros eléctricos de varios pozos, y porosidad de núcleos de zonas productoras de los mismos pozos. Él notó que había cierta relación entre la resistividad y la porosidad, y fue capaz de identificar las zonas de interés utilizando solo registros eléctricos. Esto lo realizo solo con el propósito de saber si existía una relación que hiciera posible la determinación de donde una zona podía ser productiva, basándose en mediciones de resistividad y porosidad de núcleo.

Los cambios en la porosidad de una formación pueden tener efectos diferentes simplemente con incrementar o disminuir la cantidad de flujo disponible para conducir una corriente eléctrica. El factor d4 resistividad de la formación (Fr) podría variar con el tipo de yacimiento. Esos cambios son expresados por el factor de tortuosidad (A) y el exponente de cementación (m).

Luego de diversos experimentos y análisis Archiededujo la siguiente fórmula:

Sw= Saturación de agua

n= Exponente de saturación

f= Porosidad

m= Exponente de cementación

a= Factor de formación para f=100%

Rw= Resistividad del agua

Rt= Resistividad de la roca a Sw

Con el conocimiento de la saturación de agua, es posible determinar el porcentaje de espacio porosos lleno con un fluido diferentes de agua y de a allí las reservas de hidrocarburo.

2. Formaciones arcillosas.

Las formaciones arcillosas de cierta magnitud se presentan formando parte de cuencas sedimentarias. En éstas, generalmente la relación longitud a profundidad suele presentar grandes valores, y los gradientes topográficos son comparativamente pequeños.

Las evaluaciones de las formaciones arcillosas, por lo general, son hasta cierto punto complejas. La lutita modifica todas las mediciones del registro, y se requieren correcciones debido al contenido de lutitas. A través de los años, los investigadores han propuesto varios modelos de interpretación para el caso de arenas arcillosa. En ciertos casos el modelo se basa en la lutita presente en una geometría específica dentro de una arena arcillosa.

La determinación de las características de permeabilidad de las formaciones arcillosas requiere, además del estudio directo de las mismas, el estudio indirecto mediante el análisis y ensayo hidrológico de las formaciones suprayacetes e infrayacentes de mayor permeabilidad, y el establecimiento de un modelo a la escala global de la cuenca.

2.1. Definición de arenas arcillosas.

La Arcilla es un tipo de Roca Natural Sedimentaria. Proviene de la descomposición de las RocasFeldespato, siendo un silicato alumínico hidratado. Puede ser un elemento suelto o puede estar formando una masa en estado sólido, puede ser coherente o incoherente. Es un material terroso de grano generalmente fino y capas de convertirse en una masa plástica al mezclarse con cierta cantidad de agua.

Los estudios de núcleos revelan que las arcillas pueden estar presente en la formación de tres maneras posibles: estructural, laminar y dispersa.

Arcilla estructural: En la arcilla estructural los granos de cuarzo son sustituidos por partículas de arcillas. La porosidad de la arena es poco afectada en este tipo de deposición, ya que se supone que la partícula de arcilla ocupa el lugar del grano de cuarzo y deja libre el espacio poroso.

Arcilla laminar: Se depositan en forma de láminas dentro de la arena, por lo que es poco afectada a porosidad y la permeabilidad propias de la arena.

Arcilla dispersa Es la forma que más afecta las porosidades y permeabilidades de las formaciones, puesto que el material arcilloso se encuentra disperso, llenando parcialmente los espacios intergranulares.

Entre otro grupo podemos mencionar las siguientes:

Arcilla Migajosa: Presenta unidades esféricas con bordes y caras más o menos redondeadas, con poca cantidad de puntos de contacto y con gran cantidad de espacio entre ellos, como es el caso de la arena.

Arcilla Granular: Agregados sin apenas poros en su interior, de forma redondeada (no se ajustan a los agregados vecinos) Es similar a la migajosa pero con los agregados compactos de los horizontes A.

Viro Consultoria Ltda.

Capítulo 13:

Formaciones Arcillosas de Litología Compleja

10-Nov-97

Capítulo 13 con 6 Páginas

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Capítulo 13: Formaciones Arcillosas de Litología ComplejaResumen:

Discusión de la metodología de interpretación manual en formaciones arcillosas delitología compleja. Se asume conocimiento total del Capítulo 9: Formaciones Limpias,Capítulo 11: Arcillosidad, y Capítulo 12: Formaciones Arcillosas de Litología Simple).

1.

Formaciones arcillosas de litología compleja

La designación de formaciones delitología compleja se refiere acualquier formación en la cual lacomposición de la matriz no-arcillosa contiene varios minerales(por lo menos dos), lasproporciones de los cuales varíancontinuamente dentro del intervaloanalizado, caso común encarbonatos. Como ya se mencionóen el Capítulo 12, la combinaciónde varios minerales cuando lasproporciones se mantienenrazonablemente constantes, esconsiderada como litología simple.La composición de la litología esfrecuentemente conocida demuestras, o del conocimientogeológico local, o de pozosvecinos. En los casos en que no sedispone de esta informaciónpueden identificarse los minerales que constituyen la roca a partir de gráficas obtenidas de las lecturas delos registros densidad-neutrón y de factor fotoeléctrico, preferentemente en zonas limpias y acuíferas.En caso de identificarse tres minerales en la matriz no arcillosa, generalmente es posible dividir el intervaloen zonas con dos minerales cada una, para efectuar el análisis que se describe a continuación; este análisistambién puede ser aplicado a niveles que contienen tres minerales, si el valor de la porosidad obtenido de lagráfica densidad-neutrón no varía apreciablemente al considerar diferentes combinaciones de dosminerales. La Figura 13-1 ilustra este último caso: el punto A muestra un nivel con cuarzo, caliza y dolomía,con valores de registro

ρ

b

= 2.284 gr/cc y

φ

NL

= 25 pu, indicando una porosidad

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