17719510 geologia do petroleo igcusp aula8 perfilagem geofisica

Perfilagem de poços

Perfilagem de poços

Definição: registro das propriedades físicas do sistema rocha-fluido ao longo do poço.

Objetivos: correlação estratigráfica, identificação de litologias, fluidos e fraturas, avaliação da qualidade de reservatórios (porosidade, permeabilidade e saturação em HC)

Tipos de perfilagem

• Perfilagem a cabo

• LWD (Log While Drilling)

Soeiro (2005)

LWD

Soeiro (2005)

Principais perfis

• Calibre

• Raios gama (natural)

• Densidade (gama-gama)

• Sônico

• Nêutrons (“neutrão”)

• Potencial espontâneo

• Resistividade

Fluido de perfuração

• Tipos: a base de água doce, água salgada, óleo ou gás (aerado).

• Importância: resfriar e lubrificar a broca, transportar fragmentos de rocha até a superfície, manter a pressão do reservatório e evitar “blowout”, sustentar as paredes do poço.

Blowout

Feijó (2005)

Fluido de perfuração no poço

Fluido de perfuração: mistura de líquidos e sólidos finos em suspensão

Reboco Zona lavada Zona virgem

Fatores que influenciam o processo de invasão

• Diferença de pressão (Plama>Pformação)

• Porosidade e permeabilidade da rocha

• Tempo

• Tipo de fluido no reservatório e na lama

O ambiente de perfilagem

“As propriedades físicas medidas por perfilagem dizem respeito ao sistema rocha-fluido, que inclui tanto fluidos naturais quanto o fluido de perfuração.”

Base de registro dos perfis

Soeiro (2005)

Perfil de calibre (“caliper”)

Soeiro (2005)

Vamos analisar a curva de

calibre

Soeiro (2005)

Principal uso

• Avaliar qualidade dos dados dos demais perfis (acoplamento da ferramenta)

• Determinar zonas com invasão

Perfil de raios gama (naturais)

Princípio: cristal (iodeto de sódio) emite luz ao receber radiação gama.

Contribuintes para a radiação gama (Th, U e K)

Que tipo de informação podemos obter?

Radiação gama em rochas

Soeiro (2005)

Utilização

• Correlação estratigráfica

• Identificação de litologias

• Particularidades: sais de potássio, arcósios, folhelhos ricos em matéria orgânica e cinzas vulcânicas.

Exemplos

Soeiro (2005)

Soeiro (2005)

Soeiro (2005)

Perfil sônico

Princípio

• Mede-se o tempo de trânsito de ondas P ao longo de 1 pé da formação.

• Unidade (DT): µs/ft

Fatores que afetam o tempo de trânsito

Finalidade

Cálculo de porosidade.

• Modelagem sísmica (cálculo de velocidades e amarração entre poço e seções sísmicas – TTI – tempo de trânsito integrado).

Curva DT

(pista 4, escala linear)

Soeiro (2005)

Cálculo de porosidade

tlog: tempo de trânsito da formação.

tma: tempo de trânsito da matriz.

tf: tempo de trânsito do fluido.

tlog = tf * Φ + (1- Φ) * tma

Perfil de densidade(gama-gama)

Princípio

• Uma fonte radioativa emite radiação gama sobre a formação (rocha-fluido). Parte dos raios gama sofrem espalhamento. O espalhamento dos raios gama é proporcional à densidade de elétrons da formação, que é proporcional à densidade da formação.

Densidade eletrônica vs. densidade real

ρe= ρb (2Z/A)

ρe= densidade eletrônicaρb= densidade da formaçãoZ=número atômicoA=peso atômico2Z/A=1 (maioria dos minerais, rochas e fluidos)2Z/A=1,9841 (gases com alto teor de hidrogênio)Unidade (RHOB): g/cm3

Requer bom acoplamento

Soeiro (2005)

Finalidades

• Identificação de litologias e correlação estratigráfica

• Determinação de porosidade (melhor perfil)

• Identificação de zonas com gás (em combinação com o perfil de nêutrons)

Curva RHOB

*DRHO: correção para distanciamento da ferramenta à parede do poço.

Soeiro (2005)

Cálculo da porosidade

ρma: densidade da matriz.

ρf: densidade do fluido.

ρb: densidade da formação (RHOB)

Influência de HC sobre a porosidade RHOB

ρfgás << ρfóleo < ρfágua

Perfil de nêutrons (neutrão)

Princípio

• Emite-se nêutrons sobre a formação e capta-se a resposta devido às colisões entre os nêutrons e os átomos da formação. A perda de energia é máxima quando há colisão com átomos de hidrogênio. Portanto, a resposta indica a concentração de átomos de hidrogênio na formação.

• Unidades (PHIN): porosidade (%)

8Cálcio

10Cloro

12Silício

21Oxigênio

28Carbono

100Hidrogênio

Perda máx. de energia devido a colisão

Elemento

Finalidades

• Determinação de porosidade.

• Definição de litologia.

• Detecção de gás (em combinação com o perfil de densidade).

Curva PHIN

Pista 4, escala linear.

Soeiro (2005)

Determinação da porosidade

• Leitura direta na curva PHIN.

• Correção para arenitos: φarenito=φcalcário + 4%

Atenção: a leitura de porosidade é confiável apenas em reservatórios “limpos”, pois a PHIN é influenciada pela argilosidade (argilas possuem muita água na estrutura).

Detecção de gás

Qual o efeito da presença de gás sobre a porosidade neutrônica?

Concentração de hidrogênio nos fluidos da formação

A presença de gás reduz a porosidade neutrônica e a porosidade determinada pela densidade.

Zona com gás

Soeiro (2005)

Os perfis de nêutrons e densidadesão representados de modo quea redução da porosidade devido àpresença de gás provoca afastamentodas curvas PHIN e RHOB (escalas invertidas) (ver entre 1650 e 1663 m).

Resposta de litologias

Soeiro (2005)

Perfil de potencial espontâneo (SP)

Princípio de funcionamento (SP)

Mede-se a diferença de pontencial entre dois eletrodos, sendo um fixo na superfície e outro móvel dentro do poço.

Informações importantes

• A diferença de potencial é proporcional à diferença de resistividade entre o filtrado (Rmf) e a água da formação (Rw).

• Só opera com fluido de perfuração condutor (água+sal).

Finalidades

• Detectar camadas permeáveis (com invasão).

• Posicionar limites de camadas permeáveis.

• Medir resistividade da água de formação (Rw).

• Determinar o volume de argila em camadas permeáveis.

• Auxiliar na detecção de HC.

Curva SP

Linha base do folhelho

Deflexão negativa

Deflexão positiva

*Registro na pista 1

SSP

Onde estão as zonas permeáveis?

SSP

Efeito da presença de HC – atenuação do SP

HC

A

Perfis de resistividade

O ambiente de perfilagem

Perfis de indução

Emissão de campo magnético sobre a formação

Formação gera campo magnético

Mede-se o campo magnético emitido pela formação

Tipos:

ISF (induction spherical focused): curvas Rild (funda) e Sflu (rasa)

DIL (dual induction log): curvas Ild (profunda), Ilm (média) e Sflu (rasa)

AIT (array induction image tool): curvas AHT 10, 20, 30, 60 e 90 polegadas

Princípio

Perfis focalizados

Princípio: mede a resistividade através da emissão de corrente elétrica.

Tipos:

DLL (dual laterolog): curvas LLD (profunda) e LLS (rasa)

ARI (azimutal resistivity imager)

HALS (high resolution azimutal Llog): curvas HLLD (profunda) e HLLS (rasa)

Importante

• Não é possível usar perfis de indução em lamas com salinidade acima de 70.000 mg NaCl/l.

• Resolução vertical: ~80 cm

• Profundidade de investigação: até ~2,5 m

Microperfis

• Microlog (ML)

• Microlaterolog (MLL)

• Microesférico focalizado (MSFL)

*Maior resolução vertical (2-5 cm) e menor profundidade de investigação (zona invadida, <20 cm)

Finalidades dos perfis de resistividade

• Definir diâmetro de invasão

• Avaliar heterogeneidades de reservatórios

• Indicador qualitativo de permeabilidade

• Medir resistividade da água da formação (Rw)

• Calcular saturação em água (Sw)

Soeiro (2005)

Resistividade de zonas com invasão

e sem invasão

Soeiro (2005)

Rxo=Zona invadidaRT=Zona não invadida

Soeiro (2005)

Influência do fluido sobre Rt

Resposta ao tipo de fluido

Soeiro (2005)

Sal. Fm. >> Sal. filtrado

Rxo=Zona invadidaRT=Zona não invadida

Resposta ao tipo de fluido

Soeiro (2005)

Sal. Fm.<< Sal. filtrado

Rxo=Zona invadidaRT=Zona não invadida

Soeiro (2005)

Resposta ao tipo de fluido

Gás e invasão de água salgada

Rxo=Zona invadidaRT=Zona não invadida

Soeiro (2005)

Resposta ao tipo de fluido

Óleo e invasão de água salgada

Rxo=Zona invadidaRT=Zona não invadida

Soeiro (2005)

Profundidade de investigação e resolução vertical

Soeiro (2005)