17719510 geologia do petroleo igcusp aula8 perfilagem geofisica
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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)
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