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Determinación de la Resistividad del Agua de FormaciónPrecauciones de Corrosiones por el Medio Ambiente

Integrantes:Jeremías de los Santos HernándezÁngel Emilio HernándezMarcos Eliel Pérez MartínezGustavo de la Cruz IzquierdoIsrael Zavala de la Cruz

ITSLV

GRUPO: 5° “R”

Determinación de la Resistividaddel Agua de Formación

¿Qué es el agua de formación?

El agua de formación o agua de producción está asociada con el petróleo existente en los yacimientos y sale a la superficie junto con el gas y el petróleo.

Esta agua tiene las siguientes características:

Usualmente es caliente y con un alto contenido de sales. Puede contener metales pesados, altos niveles de sales y

fracciones de crudo en emulsión o dilución. Puede ser radioactiva Debe ser reinyectada o tratada apropiadamente para evitar

daños ambientales y a la salud. Puede contaminar el agua subterránea de consumo humano.

El agua de formación, a veces llamada agua innata o agua intersticial, es el agua no contaminada por el lodo de perforación que satura la porosidad de la roca. La resistividad de esta agua de formación, Rw, es un parámetro importante para la interpretación, ya que se requiere para el cálculo de saturaciones (de agua o hidrocarburos) a partir de los registros básicos de resistividad.

Existen varias fuentes de información sobre la resistividad del agua de formación:

Rw de catálogos de agua. Análisis químicos. La curva de potencial espontáneo (SP) y diferentes cálculos. Diagramas de resistividad -porosidad.

Rw de Catalogo de Agua

La fuente de los valores Rw puede ser la medición de una muestra de agua obtenida de la producción, de una prueba de producción o de una prueba de-perforación y, en algunos casos, de los registros geofísicos de pozos.

Sociedades geológicas locales u otras sociedades profesionales y compañías productoras de petróleo, entidades del gobierno y grupos educacionales compilan y publican estos catálogos, en los que se puede verificar los valores de Rw obtenidos de la curva SP o de las comparaciones de resistividad -porosidad.

La idea de un catálogo de la resistividad del agua de formación comenzó alrededor del año 1964, cuando Schlumberger de Canadá publicó el primer catálogo Rw para su campo ingenieros. Antes de eso, la mayoría de las grandes compañías petroleras cada uno tenía su propia colecciones de Rw datos. La edición de 1964 fue tan popular que fue ampliado y revisado en 1966 En 1971, la CWLS publicó su primer Catálogo de agua de formación basado en trabajos anteriores de Schlumberger. Este fue seguido de actualizaciones en 1978 y 1987.

La edición del catálogo Rw 2002 ha tardado casi cuatro años para completa.

Los objetivos de la actualización:

1. Añadir nuevos valores (nuevas áreas y nuevos pozos) 2. Corregir los errores conocidos 3. Anexar información adicional (formación y el intervalo ) 4. Establecer un procedimiento para facilitar las actualizaciones 5. Publicar electrónicamente

Rw de Análisis Químicos

Aunque siempre es preferible la medición directa de la resistividad del agua de formación de una muestra de agua producida, algunas veces sólo se dispone de un análisis químico de la muestra de agua, incluso en las listas de catálogo.

Existen métodos para derivar la resistividad eléctrica de una solución a partir de su análisis químico. La Carta Gen-8 describe uno de estos métodos que utiliza coeficientes de ponderación para convertir las concentraciones de iones individuales en concentracionesequivalentes de cloruro de sodio (NaCI). Este método se basa en los trabajos de Dunlap, Desai y Moore y otros.

A partir de la concentración equivalente de NaCI derivada, se puede obtener de la Carta Gen-9 la Rw a cualquier temperatura deseada.

Rw del SPEn muchos casos, se puede encontrar fácilmente un buen valor de Rw a partir de la curva de SP registrada en formaciones limpias (sin arcilla).

Para la soluciones de NaCI, K= 71 a 77°F (25°C); K varía en proporción directa a la temperatura:

El valor de SP estático (SSP) en una formación limpia se relaciona con las actividades químicas de el agua de formación y del filtrado de lodo por medio de la fórmula.

Para soluciones puras de NaCl que no estén muy concentradas, las resistividades son inversamente proporcionales a las actividades. Sin embargo, esta proporcionalidad inversa no permanece exacta en altas concentraciones o para todos los tipos de agua.

Por lo tanto, se emplean las resistividades equivalentes , que por definición son inversamente proporcionales a las actividades . es la resistividad equivalente de la formación de agua y es la resistividad equivalente del filtrado del lodo. En términos de resistividad, la Ecuación puede escribirse como sigue:

El valor del SP estático registrado enfrente de una formación porosa permeable y libre de arcilla, se puede transformar en la relación de resistividad . La Carta SP-1 realiza esta transformación gráficamente.

La curva de SP puede ser usada para determinar Rw si se cumple con las siguientes condiciones:

El espesor de la capa es adecuado (preferiblemente una capa gruesa) o la lectura de SP ha sido corregida por capas vecinas.

La arena debe ser acuífera (Sw = 100%), por ende, debe tener una resistividad baja.

La arena debe ser limpia o libre de arcilla y permeable.

Determinación de RmfeConociendo la relación y la resistividad de una 'muestra de filtrado de lodo, se calcula con facilidad la resistividad equivalente del agua de formación . Sin embargo, la resistividad del filtrado del lodo reportada en el encabezado de registro es su resistividad real, no su resistividad equivalente. Para convertir la resistividad medida del filtrado de lodo en una resistividad equivalente , se emplean las siguientes reglas:

1 Para Iodos con predominancia de NaCI.

A) Si la a 75°F es mayor que 0.1 ohm-m, se utiliza = 0.85 a la temperatura de la formación.B) Si la a 75°F es menor que 0.1 ohm-m, se utiliza las curvas de NaCl (sólido) de la Carta SP-2 para derivar un valor de a partir del valor de medido y corregirlo a la temperatura de la formación a partir de la Carta Gen-9.

2 Para Iodos de yeso en agua dulce, las curvas punteadas de la Carta SP-2 se usan para convertir en .

3 Los Iodos a base de caliza, a pesar de su nombre, por lo general tienen un nivel insignificante de calcio en solución y se consideran como lodo regular.

Precauciones de CorrosionesPor el Medio Ambiente

Sales Diferentes al NaCICuando el agua de formación o el filtrado de lodo contienen ion es Ca++ y Mg++ además de iones Na+, el valor de SSP se obtiene, con una aproximación de unos cuantos mili voltios, con la fórmula:

donde son las actividades iónicas de Na, Ca y Mg en el agua de formación y en el filtrado de lodo.

Si se conocen las concentraciones de los iones de Na, Ca y Mg., la actividad de una solución a 75°F (esto es, ) Se puede determinar a partir de lá Fig. 4.2.

En las formaciones de agua dulce, las sales diferentes al NaCI pueden volverse más importantes. En estos casos, la relación Rw -Rwe puede ser bastante diferente a la del NaCl. La Fig. 4-3 muestra las curvas Rw-Rwe a 25°C (77°F) para soluciones de distintas sales.

En la mayor parte de las aguas de formación existe suficiente NaCl para que el valor K para NaCl (71 a 77°F) (19.5 a 22.5°C) se pueda utilizar.

Sin embargo, cuando ciertas sales son predominantes en Aguas muy Dulces, el valor K se puede ver afectado. Por ejemplo, si tanto el filtrado como el agua de formación fueran soluciones puras de bicarbonato de sodio (Na H CO3), K sería 56 (en lugar del valor de 71 para el NaCI) a 77°F (22.5°C. Para soluciones de cloruro de potasio (KCI) el valor K sería de aproximadamente 60 a 77°F (22.5°C. Las soluciones de bicarbonato de potasio (KHCO3) tiene un valor K de cerca de 45 a 77°F (22.5°C).

Rw A Partir de Registros de Resistividad - Porosidad

Registro Rwa

El registro Rwa se calcula como sigue

Donde:Rt= Proviene de un Registro de Resistividad de Investigación Profunda.F= Calculo apartir de una Lectura de Registro de Porosidad.

Para zonas limpias que contienen agua, Rt = Ro = F Rw y el valor Rwa derivado de la Ec. Anter. es igual a Rw.

Ploteo de resistividad - porosidad

La Fig. 4.4 es una representación de Rwa en función de los valores de SP de un intervalo donde la salinidad cambia rápidamente. La mayoría de los puntos siguen una tendencia paralela y justo abajo de la línea de Rw. (Rw. calculada a partir de la curva de SP utilizando las Cartas SP-l y SP-2) lo que indica cantidades de sales diferentes al NaCl algo mayores que el promedio.

En tal caso, una curva de Rwa en una escala logarítmica en función de la deflexión de SP en una escala linear es útil para estimar Rw ; también puede señalar zonas saturadas de hidrocarburos.

Según su representación normal, la línea del 100% de saturación de agua es el foco de los puntos que caen al "noroeste“ del ploteo de resistividad -porosidad. Conociendo la porosidad (y el factor de formación) y la resistividad real, puede calcularse Rw (Rw = Ro/ F).

Rw A Partir de Rxo Y RtLas ecuaciones para Sw y Sxo en formaciones limpias

El valor de Rxo/ Rt es igual a Rmf / Rw en zonas acuíferas donde Sw y Sxo valen 1 (es decir, 100%). Por lo tanto, al calcular Rxo/Rt sobre un intervalo que contenga arenas limpias invadidas de agua, puede encontrarse el valor de Rmf / Rw. Entonces, al conocer Rmf (según se reporta en el encabezado del registro) puede determinarse Rw.Si un registro se coloca sobre el otro y se desplaza de tal manera que las dos curvas coincidan en zonas limpias que contienen agua, la línea de l-ohm-m de la cuadrícula del registro de Rxo estará sobre la cuadrícula de Rt en un valor igual a Rw / Rmf. Conociendo Rmf , Rw puede calcularse fácilmente.