PROCESO DE INVASION DE FORMACIONES PETROLERAS

1. Interpretación de Registros de Pozos
Proceso de Invasión de las Formaciones
Realizado por:
Lui Alfonso Trujillo
C.I.: E.-587.998
DICIEMBRE 2019

2. 1. Proceso de invasión de las formaciones
1.1.- Invasión
1.2.- Variables que inciden en la invasión
1.3.- Parámetros del proceso de invasión
1.4.- Formación acuífera
1.5.- Formación petrolífera
Contenido

3. Proceso de Invasión
Durante la perforación de un pozo, la
presión hidrostática de la columna de lodo
es generalmente mayor que la presión de
poro de las formaciones.
Esto evita a que el pozo se descontrole.
La diferencia de presión resultante entre la
columna de lodo y de la formación obliga
al lodo a entrar en la formación
permeable, dando lugar al proceso de
invasión del lodo de perforación
Invasión: Proceso

4. Variables que inciden en el
proceso de invasión:
1. Fluido de perforación
2. Peso del FP
3. Porosidad
4. Permeabilidad
5. Arcilla
6. Fluidos presentes
7. Tiempo de permanencia
del FP en contacto con las
formaciones desnudas
Invasión

5. 1. Fluido de perforación
Debe ser de baja pérdida de agua, de tal
manera que el diámetro sea pequeño; y no
afecte la lectura de los registros. Se ha
demostrado experimentalmente lo
siguiente:
Invasión: Variables
Pérdida de filtrado (cc) Invasión
<= 10 Moderada
> 10 Profunda
2. Peso del Fluido de perforación
A mayor peso del lodo, mayor será la
presión hidrostática y por ende también lo
será el diámetro de invasión
3. Porosidad
A menor porosidad la invasión es
profunda, a mayor porosidad la invasión es
menor
4. Permeabilidad
A menor permeabilidad la invasión es
menor, a mayor permeabilidad la invasión
es mayor
6. Fluidos presentes
Frente a un acuífero (100% agua) el
diámetro de invasión es mayor; sin
embargo, frente a una formación
petrolífera el diámetro de invasión es
menor
7. Tiempo de permanencia del FP en
contacto con las formaciones desnudas
A mayor tiempo de permanencia, mayor
invasión. A menor tiempo de permanencia,
menor será la invasión
5. Arcilla
A menor contenido de arcilla, la invasión
es profunda, a mayor contenido de arcilla
la invasión es menor

6. Parámetros de la invasión
Rm = Resistividad del lodo
Rmc = Resistividad del revoque
Rmf = Resistividad del filtrado de lodo
Rxo = Resistividad zona lavada
Rt = Resistividad verdadera de la
formación
Rs = Resistividad de la capa adyacente
Rw = Resistividad del agua de formación
dh = Diámetro del hoyo
di = Diámetro de invasión
Sxo = Saturación de agua de la zona lavada
Sw = Saturación de agua de la zona virgen
Invasión: Parámetros del proceso de invasión
Ilustración de la Saturación de cada zona
por efecto de la filtración

7. Invasión: Parámetros del proceso de invasión
Ilustración del Perfil de Resistividad en una formación Invadida

8. Parámetros de la invasión
Resistividad del lodo (Rm)
Se obtiene por medida directa de
muestras tomadas en el momento de
correr perfiles.
Resistividad del filtrado de lodo (Rmf)
Se determina por medida directa de una
muestra de filtrado de lodo obtenida en un
filtro-prensa
Resistividad del revoque (Rm)
Se obtiene del grafico GEN-7 a partir de
Rm a la temperatura deseada en función
de la densidad del lodo.
Diámetro de invasión (Di)
Depende del tipo y peso del lodo,
permeabilidad y porosidad de la formación
y tiempo de permanencia del lodo en
contacto con la formación
Invasión: Parámetros del proceso de invasión

9. Se generan tres zonas, la zona lavada en
conjunto con la zona de transición se
denomina zona invadida.
Zona Lavada
El volumen cercano a la pared del pozo
en el que todos los fluidos móviles han
sido desplazados por el filtrado del lodo.
Normalmente, el 70% al 95%,
aproximadamente, de los hidrocarburos
son desplazados; el hidrocarburo restante
se llama hidrocarburo residual.
Zona de Transición
Volumen existente entre la zona lavada y
la zona no invadida. En esta zona, los
fluidos de una formación y el filtrado de
lodo están mezclados.
Invasión: Zonas generadas por la Invasión

10. Se generan tres zonas, la zona lavada en
conjunto con la zona de transición se
denomina zona invadida.
Zona Virgen o no Lavada
Zona que no ha sido afectada por la
invasión, es decir, los poros en la zona no
invadida no están contaminados por el
filtrado de lodo. La movilidad del
hidrocarburo se puede determinar
mediante la proporción entre la saturación
de agua de la zona no invadida y la
saturación de agua de la zona lavada.
Invasión: Zonas generadas por la Invasión

11. Zona Lavada (Rxo)
Efecto de la invasión sobre las medidas de Resistividad: Formación Acuífera
(Limpia: Vsh≤0,05, Sw=100%, presencia de un
lodo dulce: Rmf>>Rw).
mf
xo
R
R
F 
Zona de Transición (Ri)
Varía desde Rxo en la zona lavada hasta
Rt en la zona virgen y su valor se
representa como Ri.
La resistividad de la mezcla (filtrado-
agua de formación) se representa por Rz.
Por definición se tiene que:
z
i
R
R
F 
Zona Invadida
Para determinar Rz es necesario aplicar
el método de Tixier, que establece que un
factor de mezcla “Z” definido como la
fracción de espacio poroso ocupado por la
mezcla (filtrado-agua de formación).
Z se puede estimar conociendo la
porosidad de la formación según los
siguientes criterios:
Porosidad (f) Z
f < 10% Z = 0,025
10% ≤ f < 18% Z = 0,050
18% ≤ f < 25% Z = O,O75
f ≥ 25% Z = 0,1
Una vez conocido Z se calcula Rz, mediante la ecuación:
mfwz R
Z
R
Z
R


11

12. Zona Virgen (Rt=Ro)
(Limpia: Vsh≤0,05, Sw=100%, presencia de un
lodo dulce: Rmf>>Rw).
w
o
R
R
F 
Efecto de la invasión sobre las medidas de Resistividad: Formación Acuífera

13. Zona Lavada (Rxo): Una saturación Residual
Srh
(Limpia: Vsh≤0,05, Sw<50%, presencia de lodo
dulce : Rmf >> Rw).
Zona de Transición (Ri)
Además se tiene que Sxo + Srh = 1.0
donde Srh = 1 – Sxo
Zona Vírgen (Rt)
Finalmente, hay una zona que no es alcanzada
por el filtrado, llamada la Zona No Contaminada
o Zona Virgen, cuya resistividad es Rt. La
saturación de agua en esta zona, Sw, puede
evaluarse por la ecuación de Archie.
Por otra parte se cumple que Srh + Swi = 1,0; donde, Srh = 1 – Swi
A veces en capas petrolíferas o gasíferas se forma una zona denominada ZONA ANULAR después de la zona
invadida. Entre la zona de transición y la zona virgen, y que solo contienen agua de formación.
Contiene una mezcla de fluidos (filtrado de
lodo, agua de formación e hidrocarburos).
Esta zona junto con la de la zona lavada
constituye la Zona Invadida, la resistividad
aquí es Ri y saturación de agua Swi.
Aplicando la ecuación de Archie se tiene:
La resistividad de la zona anular puede ser
mayor o menor que Rxo dependiendo del
contraste de salinidad entre el filtrado y el agua
de formación. Si Rmf es mayor que Rw, esta
zona tendrá una resistividad menor que Rxo y
que Rt.
La formación de la zona anular no ocurre en
todos los casos en que existe petróleo o gas en
las formaciones, y cuando así sucede, el
fenómeno es transitorio, es decir, desaparece
con el tiempo.
Efecto de la invasión sobre las medidas de Resistividad: Formación Petrolífera

14. La resistividad es la propiedad física de
una sustancia, definida como la habilidad
de impedir el flujo de la corriente
eléctrica.
La resistividad es la resistencia de un
material conductivo de 1 metro de
longitud con área transversal de 1 metro
cuadrado. La unidad de la resistividad es el
Ohm-metro, también escrito como ohm-m
o –m.
Efecto de la Invasión: Resistividad y Fluidos Invasivo
En el presente experimento el cubo esta
lleno con agua de formación. La porosidad es
100%, ya que no existe roca o sedimentos en el
cubo.
La saturación de agua es del 100% ya que
todos los espacios porosos están llenos de
agua de formación. Sobre estas condiciones la
resistividad medida del cubo (Rt) es la misma
resistividad del agua (Rw)

15. En el segundo experimento, arena fue
añadida al cubo, así que la porosidad se
redujo al 70%.
La saturación de agua se mantuvo al
100%. Sobre estas condiciones la
resistividad medida del cubo (Rt) es mayor
que la resistividad del agua de formación
(Rw); ya que esta agua conductiva fue
reemplazada por roca no conductiva.
Conclusión: Al variar porosidad, Rt, que en
este caso particular puede llamarse Ro es
inversamente proporcional al cuadrado de la
porosidad, mientras Sw es constante
Efecto de la Invasión: Resistividad y Fluidos Invasivo

16. En el tercer experimento, la mitad del
agua del experimento anterior fue
reemplazada por petróleo. La porosidad se
mantuvo en 70%, mientras que la
saturación de agua fue del 50%.
Sobre estas condiciones la resistividad
medida del cubo (Rt) fue mayor que la Rt
del experimento anterior.
Conclusión: Al variar la saturación de agua, Rt
es inversamente proporcional al cuadrado de
Sw, mientras la porosidad es constante.
Efecto de la Invasión: Resistividad y Fluidos Invasivo

17. En el cuarto experimento, la salinidad del agua de formación aumento al adicionarle
mas sal, resultando una disminución en el Rw.
Sobre estas condiciones la resistividad medida del cubo (Rt) es directamente
proporcional a la resistividad del agua de formación (Rw); con porosidad y saturación de
agua constantes.
Efecto de la Invasión: Resistividad y Fluidos Invasivo

18. Final
Fin…
Proceso de invasión
de las Formaciones