Herramientas de Medicion y Registro

PETROGUARICOPETRODELTA

Mayo de 2011

Superintendencia de PerforaciSuperintendencia de PerforaciSuperintendencia de PerforaciSuperintendencia de Perforacióóóón y Rehabilitacin y Rehabilitacin y Rehabilitacin y Rehabilitacióóóón de Pozosn de Pozosn de Pozosn de Pozos

Presentado:Presentado:Presentado:Presentado:Ing. Jean Jorge Achji

http://achjij.blogspot.com

TECNICAS DE PERFORACION DIRECCIONALTECNICAS DE PERFORACION DIRECCIONALTECNICAS DE PERFORACION DIRECCIONALTECNICAS DE PERFORACION DIRECCIONALHerramientas de MediciHerramientas de MediciHerramientas de MediciHerramientas de Medicióóóón y Registros de Pozosn y Registros de Pozosn y Registros de Pozosn y Registros de Pozos

Mayo de 2011

Presentado:Ing. Jean Jorge Achji

http://achjij.blogspot.com

TECNICAS DE PERFORACION DIRECCIONALHerramientas de Medición y Registros de Pozos


CONSTRUCCION del POZO

EVALUACION de FORMACIONES

POSICIONAMIENTO del POZO

DRENAJE del YACIMIENTO

-Motores de Fondo- Low, Medium, High Speed- Sistema Slick Bore

- Sistemas Rotarios- Geo Pilot- RST

-Estabilizadores-Reamers-Software- Torque & Drag- Hidráulicas- Modelos de BHA- Whirl (Vel. de Rot. Crítica)- Well planning- Anti Colisiones

MWD-Inclinación y Dirección

-Detec. Rayos Gama-Resistividad-Sónico-Neutrónico-Geo tap (Pº de Form.)-PWD-ABI-ALD (Az. Litodensity)-SLD (Stab. Litodensity)

- StrataSteer 3D Avances en instalación y completamiento de empalmes multilateralescon mas de 500 trabajosrealizados.

SERVICOS COMPLEMENTARIO

OPTIMIZACION-ADT SERVICES

REAL TIME OPERATIONS -RTO

- INSITE Anywhere

Utilidades de los Sistemas MWD/LWD


LWD - Loging-While-Drilling– Completa evaluación de formación sin

incrementar las horas de equipo. Sustituyen a los registros convencionales. (ahorro $$$).

– Información en Tiempo Real posibilita perforar y registrar el pozo en forma segura, inclusive en pozos de alto ángulo.

– Los ambientes se encuentran “frescos”al momento de registrar con LWD con la consecuente mejor calidad de datos. Poca o nula invasión.

– Correlación en forma inmediata.

– Facilita la elección de puntos de asentamiento de casing o tomas de coronas.

– Re-loggeo de zonas de interes sin alterar las operaciones normales de perforación.


MWD - Measurement-While-Drilling

• Determina la posiciDetermina la posiciDetermina la posiciDetermina la posicióóóón en el n en el n en el n en el espacio tridimensional, mediante espacio tridimensional, mediante espacio tridimensional, mediante espacio tridimensional, mediante la inclinacila inclinacila inclinacila inclinacióóóón, direccin, direccin, direccin, direccióóóón del pozo y n del pozo y n del pozo y n del pozo y la profundidad (la profundidad (la profundidad (la profundidad (SurveySurveySurveySurvey))))

• Determina la ubicaciDetermina la ubicaciDetermina la ubicaciDetermina la ubicacióóóón del los n del los n del los n del los sistemas de perforacisistemas de perforacisistemas de perforacisistemas de perforacióóóón n n n direccional con respecto al hueco direccional con respecto al hueco direccional con respecto al hueco direccional con respecto al hueco para la orientacipara la orientacipara la orientacipara la orientacióóóón de los mismos n de los mismos n de los mismos n de los mismos ((((ToolToolToolTool FaceFaceFaceFace))))

Pulso positivo Pulso negativoElectro Magnético


PROPIEDADES DEL SISTEMA ROCA-FLUIDOS QUE SE REGISTRAN DURANTE LA PERFORACION


Teoria de Sensores Rayos Gamma• Los dispositivos de Rayos Gamma

Naturales son detectores “pasivos” del decaimiento radioactivo de los rayosgamma que se representan dentro de las formaciones

• Los tres isotopos emisores de rayosgamma mas comunes que se encuentranen la corteza de la tierra son Potasio-40, Torio -232, y Uranio -238

• Cuentas altas de rayos gamma medidaspor el sensor indican una altaconcentracion de material radioactivo

• Los dispositivos de Rayos Gamma no pueden distinguir el origen de la radiacion gamma debido al tipo de detector utilizado (Tubos Geiger-Mueller )


Aplicaciones de Sensores de Rayos Gamma• Identificacion Litologica

• Indicador de lutita vs “no-lutita ”

• Respuesta de Gamma bajapuede indicar rocas de reservapotenciales

• Espesor de la Formacion

• Diferencia en el nivel de radioactividad entre la formacion ayuda a los analistade registros a determinar el espesor de la formacion

• En el ejemplo de rayos gamma se muestra el espesor definidode una zona de arenas (grafico)


Aplicaciones de Sensores de Rayos Gamma• Estimacion del Volumen de Lutita

• El volumen de lutita es la razon entre el valor de una zona y la variacion de lutitaen otras zonas

• Se utiliza para corregir informacion de algun otro sensor utilizado en evaluaciónde formacion debido al efecto debido a la presencia de lutita

• Ejemplo:

• VSH (%) = GRlog – GRclean X 100

• GRsh – GRclean

• VSH (%) = 50 – 25 X 100

• 75 – 25

• VSH (%) = 50%

Shale Baseline (75 api)

Clean Line (25 api)

Zone of Interest (50 api)


Interpretacion de Informacion de Rayos Gamma

• La respuesta en litologia esdiferente entre lutita y arenas debido a la cantidadde radiacion dentro de cada formacion

• No se presentan cambiosen la respuesta Gamma en las arenas a pesar del tipode fluido a traves de la formacion

• La informacion Gamma no puede ser utilizada paraidentificar la presencia o tipo de hidrocarburo en la formacion

Shale

Shale

Sandstone

Gas

Oil

Salt H2O


Teoria de Sensor de Resitividad• Principios Fisicos

– Los sensores de resistividad de onda electromagneticas respondena la manera que las ondas de radio frecuencia (RF) se propagan(mueven) a traves de la formacion

– La propagacion de una onda de RF es controlada por lassiguientes propiedades fisicas del material a traves del cual la onda se propaga :

• Conductividad Electrica, es la habilidad que tiene un material para conducir una corriente electrica

• Permitividad Dielectrica, es la habilidad de un material de almacenar carga electrica

• Permeabilidad Magnetica, es la habilidad de un material de poder ser magnetizado

– Para frecuencias de transmision por debajo de 10 MHz, la conductividad de la formacion es el factor dominante

– Si se hacen suposiciones razonables para la permitividaddielectrica y la permeabilidad magnetica, los parametros de la onda medida pueden relacionarse a la resistividad de la formacion


Teoria de Sensor de Resitividad

• Que es lo que mide un sensor de resistividad de una ondaelectromagnetica?

– Defasamiento – la diferenciade tiempo de la llegada de una onda RF entre dos receptores

– Atenuacion – la diferencia de intensidad de la onda RF en cada uno de los receptores

– El defasamiento y la atenuacion pueden ser utilizados para calcular el valor de resistividad


Aplicaciones del Sensor de Resistividad

• Identificacion de la Zona de Hidrocarburos Cualitativa

• Determinacion de Rt en zonas Invadidas

• Evaluacion Petrofisica Quantitativa (saturacion de fluidos, porosidad de la formacion)

• Identificacion de Fluidos Movibles (indicador de permeabilidad)

• Determinacion de puntos de casing y nucleos

• Prediccion de Presion de Poro de la Formacion anormales


Aplicaciones del Sensor de Resistividad• Identificacion Qualitativa de

la Zona de Hidrocarburos

– En general, cuando la respuesta en resistividad esmayor que la linea base de lutita se tiene una indicacionde presencia de hidrocarburos

– En general, cuando la respuesta en resistividad esmenor que la linea base de lutita es una indicacion de presencia de agua salada

Shale Baseline

Increasing Resistivity


Aplicaciones del Sensor de Resitividad

• Determinacion de Rten

Zonas Invadidas

– La informacion LWD se ve menos afectada porla invasion de lodo en la formacion que la informacion wireline

– El tiempo de exposiciontipico en LWD es menora una hora, mientrasque el tiempo de exposicion para un registro por cable es de 1 hasta 7 dias


Aplicaciones del Sensor de Resitividad

• Evaluacion PetrofisicaQuantitativa para calcularporosidad de la formacion, saturacion de agua, y reservasin-situ

• La ecuacion de Archie proporciona una estimacionrapida

• Otros metodos de calculo son mucho mas rigurosos y tomanen cuenta muchos masparametros


Teoria de Sensores de Porosidad con Neutrones

• La vida de un Neutron

– Una fuente quimica (Am241Be) genera neutroneslos cuales se esparcen en la formacion (neutroneslibres no se forman de manera natural) – “1”

– Estos neutrones “rapidos”son des-aceleradosmediante colisiones con los nucleos de la formacion are

– Los nucleos de Hidrogeno son los mas eficientespara desacelerar a los neutrones porque su masaatomica es muy similar (20 a 30 colisiones) – “2”

– Cuando un neutron es desacelerado al puntodonde no se puede mover y presenta un estado de muy baja energia es denominado neutron “termico”

– En este estado los neutrones termicos son suceptibles a ser absorbidos o capturados porotros nucleos, particularmente cloro – “3”

– Conforme los neutrones termicos son capturados, rayos gamma de captura son emitidos – “4”

3.

FARDETECTORCRYSTAL

NEARDETECTORCRYSTAL

NEUTRONSOURCE

4.

2.

1.

H

H

H

Cl


Aplicaciones de Porosidad de Neutrones

• Indica la presencia de hidrocarburos gaseosos solo, o en combinacion con el sensor de densidad de la formacion

• Tipificacion de Hidrocarburos – valores normalizados de los detectores lejano y cercano puede utilizarse paradistinguir el gas del aceite

• Utilizado con la informacion de densidad de formacionpara determinar el tipo de roca utilizando graficoscruzados


Aplicacion de Porosidad de Neutrones

• El cruzamiento caracteristicode las curvas de neutrones y densidad es una indicacion de presencia de gas

Gas Crossover

Bulk Density

Neutron Porosity

• Los valores lejano y cercano son forzados a empalmarse al escoger escalas de graficosadecuadas en zonas de agua (o aceite)

• Cuando el gas es encontrado, la profundidad de investigacionmas profunda del detector lejanolo hace mas sensible al gas, creando una separacion entre lasdos curvas

• Este metodo puede ser utlizadopara distinguir el gas del aceitesolo con la informacion del sensor de neutrones

Near Counts (dash)

Far Counts (dot)

Hydrocarbon Typing

GAS

SS Porosity


Teoria de Sensor de Porosidad de Densidad

• El objetivo de la medicion de porosidad de densidad es inferir la densidad bulk de la formacion al medir el efecto atenuanteque la matriz y el fluido en los porospresentan sobre los rayos gamma emitidos (En funcion de la densidad de electrones del bulk)

• Conforme la radiacion gamma interactuacon materiales de alta densidad de electrones, presenta una perdidad de energia mas rapidamente

• Por ejemplo, una pieza de 5 cm de espesor atenuara rayos gamma en mayor cantidad que el cuerpo humano

• Otro producto de la esta medicion es el indice del Efecto Fotoelectrico (Pe) el cualle permite al analista de registrosdeterminar la mineralogia


Aplicaciones de Porosidad de Densidad

• Determinar la densidad bulk de la formacion

• Determinar litologia y mineralogia especifica(Efecto Fotoelectrico)

• Indica la presencia de hidrocarburos gaseosos en combinacion con el sensor de porosidad de neutrones


HERRAMIENTAS Y TECNICAS PARA REGISTRAR DURANTE LA

PERFORACION


Principales Herramientas de Registro

• El sistema HEL™ se forma de los siguientes sensores y herramientas:

– IDS (Integrated Directional Sonde) herramienta

– ESM (Environmental Severity Measurement) sensor

– BAP (Bore/Annular Pressure) sensor

– HAGR (High Temperature Azimuthal Gamma Ray) herramienta ó

– SAGR (Spectral Azimuthal Gamma Ray) herramienta

• El sistema PrecisionLWD se forma de los componentes del sistema HEL™, mas las siguientes herramientas:

– MFR (Multi-Frequency Resistivity)

– TNP (Thermal Neutron Porosity)

– AZD (Azimuthal Density)


Componentes comunes de sistema

• Ambos sistemas emplean:

– PMT (Telemetria Modulada de Presion): un pulserensamblado para transmision de datos

– DBM (Modulo de Bateria Dual) ensamble paraproporcionar energia

– Spectrum software de adquisicion en superficie paraprocesamiento y adquisicion de datos


Configuracion del Sistema HEL™

• PMT esta en la parte superior porque:

– No es un sensor

– Debe estar conectado al inserto de control (driver, PMT y DBM)

– Componente que puede modificarse en campo (orificio)

• ESM es un componente del inserto de control

• DBM es utilizado para extender la capacidadde energia

• IDS en la parte inferior para permitirdecisiones rapidas respecto a las decisionesque conciernen a la trayectoria del agujero


Configuracion MFR• El diseño de antenas simetricas

minimiza efectos del agujero y cancelacambios de impedancia en las antenascausados por variaciones de presion y temperatura al perforar

• Puede utilizarse solo (con dos baterias)

• La configuracion tipica tambien incluyeel sensor HAGR


Caracteristicas de MFR

• Caracteristicas y Beneficios:– Arreglo de antenas

compensadas integradas al collar para aumentarconfiabilidad

– Electronica digital quemide el defasamiento y atenuacion en cada par transmisor-receptor, lo cual resulta en lecturasexactas

– Tres espaciamientostransmisor-receptor miden12 lecturas de defasamiento y atenuaciona distancias radiales del agujero

– El diametro de investigacion de 197” a 20 ohm-m es la lectura masprofunda en mediciones de resistividad LWD


Caracteristicas de MFR• Caracteristicas y Beneficios:

– El MFR puede utilizarse en cualquier sistema de lodo

– Tres espaciamientos independientes entre transmisores y receptores y dos frecuencias de operacion proporcionanmediciones exactas sobre un rango amplio de condiciones de perforacion

– Las lecturas mas profundas a 400 kHz no son afectadaspor la excentricidad y rugosidad el agujero, proporcionando lecturas estables en formacionesaltamente conductivas perforadads con lodo base aceite(OBM)


Caracteristicas de MFR

• Caracteristicas y Beneficios:

– Cualquiera de las tres mediciones compensadaspuede combinarse para invertir radialmente el diametro de invasion(DOI), la resistividad de la zonafiltrada (flushed,Rxo), y la resistividad real (Rt) en rango amplio de condiciones del agujero y resistividades

– La lectura de resistividades profundas y capacidadde inversion de registro mejoran las aplicacionesgeosteering en interpretacion de registroshorizontales


Configuracion AZD / TNP

• Los sensores AZD y TNP ofrecenmediciones LWD de porosidad de neutronesy densidad a ROP’s de hasta 400 ft/hr –con la precision y exactitud de lasherramientas wireline

• AZD y TNP se encuentran juntos en el mismo collar

• Puede ser utilizado solo (con dos baterias)

• Combinable con MFR y HEL (Triplecombo)


AZD

• Caracteristicas y Beneficios:– El diseno optimizado logra que laslecturas sean menos afectadas porstandoff y una mejor correccion de espinas y costillas

– Electronica digital con un muestreode 50 msec para una correccion de standoff para ambas lecturas de densidad y neutrones

– Tecnica Patentada self-binning corrige con exactitud la lectura de la herramienta de standoff durantela rotacion

– Cuenta con una fuente emisora de Gamma de Cs-137, 2 Curies


TNP

• Caracteristicas y Beneficios:– Diseno Multi-detector combinadocon una fuente mayor proporciona precision estadisticaexcepcional

– Espaciamiento optimizado entre detectores He3 resulta en lecturas de alta precision con efectos ambientales reducidos

– Multiple detectores en cadaespaciamiento proporcionanredundancia para incrementar la calidad del registro y entrega

– Fuente emisora de neutronesAm241Be, 18 Curies


Configuracion Revolution RST

• La tecnologia point-the-bit del sistemaRevolution utiliza un estabilizadorpivote entre la barrena y la herramienta RST para orientar el ejede la barrena con el eje del agujero

• La rotacion relativa entre el eje central, el cual proporciona torque a la barrena, y la camisa no-rotatoriacontrolan una bomba hidraulica

• La bomba genera suficiente fuerzamotriz para flexionar la tuberia de acuerdo al programa del pozo


ABI™ - Inclinación en la mecha

� Utiliza un paquete de acelerómetros triaxial ubicado a 16” de la mecha en motores de fondo de 6-3/4” y mayores. La inclinación se transmiten hasta el MWD y se incorpora a los datos en tiempo real que se transmiten a la superficie.

� Pozos con tendencias difíciles de perforación direccional.

� Kickoffs poco profundos y pozos de alcance extendido.

� Uso de mechas difíciles de dirigir (bi centricas).

� Formaciones en malas condiciones.


DGR – Dual Gamma RayDetector dual azimutal con capacidad para geonavegar

Medición de la radioactividad natural de las rocas

Elementos radioactivos mas comunes:� Potasio y Torio, asociado a las presencia de minerales de arcilla.� Uranio, asociado a diversos tipos de rocas.

Aplicaciones:

�Correlación

�Calculo de volúmenes de Arcilla

�Identificación de litología / Facies

�Integración Núcleo-Perfil

�Ambientes Deposicionales

�Geo Navegación

�Punto de asentamiento de revestidor

�Punto de toma de núcleos

PETROGUARICOPETRODELTA EWR Phase 4 - Electromagnetic Wave Resistivity

Sensor de resistividad de inducción de alta frecuencia

�Medidas precisas en formaciones poco consolidadas o inestables. �Medidas poco afectadas por invasión�Calculo preciso de RT de alta resolución en pozos desviados y/o con capas inclinadas�Reemplazo sensores resistivos de guaya �Cálculo de Inclinación de capas�Identificación de Fracturas y de Limite de capas

Capacidad de una sustancia para impedir el flujo de una corriente eléctrica. Aguas saladas - conductoresHidrocarburos - malos conductores

4 trasmisores de radio-frecuencia y 2 receptores. Medición del cambio de fase y la atenuación8 curvas de resistividad con diferentes PDI

PETROGUARICOPETRODELTA PWD - Pressure-While-Drilling

Optimizando la eficiencia durante la perforación

Medición de la presión anular, presión interna y temperatura en fondo para calcular la densidad equivalente de circulación (ECD) en tiempo real

�Optimizar la limpieza del agujero�Reducir riesgos de fractura o colapso inesperado de la formación�Evitar pérdidas de circulación e influjos�Mantener la presión dentro de los límites seguros de operación�Creación de base de datos para optimizar las practicas de perforación


CTN-C™ - Neutrón Térmico Compensado

Identificando Litologías Complejas y Gas

CTN responde a la concentración de hidrógeno en la matriz de la roca. El hidrógeno atenúa los neutrones. A mayor cantidad de hidrógeno mayor numero de neutrones atenuados y menor el conteo obtenido.

• Medidas de porosidad• Detección de gas• Tipificación del fluido del yacimiento• Evaluación de la litología• Calibración del hueco• Reemplazo de registros de guaya

Detector de neutrones He3 con Caliper acústico triaxial integrado


OPERACION EN TIEMPO REAL

WEB SCREENS

CUSTOMER’S MONITORING BY WEB

LAPTOP/DESKTOP/POCKET PC

MWD / LWD

SYSTEM

INSITE SERVER

COMPANY

COMPANY

OFFICES

TALADRO

INTRANET / COMPANY

WITS

INTERNET EXPLORER

INTRANET

INSITE ANYWHERE

SERVER WEB

COMPANY

Concentrator

OW SERVER

LANkMARD

guzman

INSITE SERVER

WITS

MADLOGGIN

SYSTEM

GEOSCIENCE

EDM – Compass

/ Wellplan


GeoSteering Services INSITE Anywhere™

Hydraulic Management Drill string Integrity Wellbore Integrity

Drilling Optimisation Services Data Aggregation

Surface

Measurements

Down hole

Measurements

Rig Instrumentation

Data Infrastructure

Service company

Data Infrastructure

ProfibusModbus

WITS Level 0-2b

Structured Files

DEX

INSITE

Server

OpenWorks® EDM®

Decision Space®

INSITE to OW

Direct Interactivity with

SD Down hole Tool

Servicio de RTO y sus Aplicaciones


En Resumen

ABI™ (Inclinación en la mecha) - Reducción de la incertidumbre en la perforación

ADR / AFR / EWR®-PHASE 4™- Geo navegación/Evaluación completa de resistividad

DGR™ (Dual Gamma Ray) - Registro preciso y confiable de Rayos Gamma

PWD (Pressure While Drilling) - Sensor para optimizar la perforación

ALD™ (Lito densidad Azimutal) - Medidas de Densidad e Imágenes de Formación

CTN™ (Neutron Térmico Compensado) - Identificación de Litologías Complejas y Gas

Servicio de RTO

Herramientas de Medicion y Registro

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