Este documento presenta información sobre la caracterización y modelado petrofísico avanzado. Explica conceptos como litología, tipos de rocas, unidades de flujo, gráficos de Winland y Pittman, y conversión de curvas de presión capilar a radio de garganta poral. El objetivo principal del análisis de tipos de rocas es generar un marco para la distribución 3D de propiedades que represente las variaciones observadas en los pozos y permita predecir las propiedades en áreas no perforadas.

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MAESTRÍA EN PETROFÍSICA E
INTERPRETACIÓN DE REGISTROS
ELÉCTRICOS
http://campus.inegas.edu.bo
• Docente: MSc. Jean Rangel
• Correo: jean.rangel@gmail.com
• Cel.: 58-416-6762720
Módulo VII
Caracterización y Modelado Petrofísico Avanzados

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Temario – Clase II.
Unidad 4. Litología y Tipos de Rocas (Rock Typing) (Workflow)
Unidad 5. Unidades de Flujo
Unidad 6. Gráficos de Winland y Pittman.
Unidad 7. Conversión de curvas de Pc a Ri.

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Litología y Tipos de Rocas
U.4.- Tipos de Rocas.
• La identificación de las propiedades de las rocas, depende en su mayor
parte de la respuesta medidas por las herramientas de registros.
El termino litología implica composición o tipos de rocas como por ejemplo
areniscas o calizas. Y ellas en sí engloban una gran cantidad de información
sobre el yacimiento como por ejemplo:
• Su historia biogenética y depositacional.
• Estructura poral
• Mineralogía.
• Las propiedades físicas y químicas dependen de la roca y del fluido
contenida en ella, por lo tanto la identificación de los diferentes tipos de
litologías es de vital importancia.
• Para asegurarnos que las propiedades petrofísicas como porosidad,
permeabilidad, volumen de arcilla, saturación de agua, etc. Son calculadas
de manera certera, se debe calcular la composición mineralógica del
yacimiento y entender su relación con las propiedades.

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U.4.- Tipos de Rocas.
Litología y tipos de Rocas
El termino litología es utilizado como una identificación amplia de una capa de
roca, y utiliza nombres familiares como:
• Arenas o Areniscas
• Calizas
• Dolomitas
• Limolitas
• Carbón
• Lutitas
• Diatomitas
• Halitas
• Yeso
• Anhidrita
• Etc.
El termino tipo de roca (Rock Type) es una descripción más detallada y
aplicada a propiedades de yacimientos, esta refleja la agrupación natural de
sistemas de poros que produce propiedades reconocibles utilizadas para
identificar:

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U.4.- Tipos de Rocas.
Litología y tipos de Rocas
Tipos de Rocas (Rock type):
• Propiedades de los fluidos
• Volúmenes de roca
• Saturaciones de fluidos.
• Capacidad de Flujo
• Capacidad de Almacenamiento
La litología se enfoca en granos y composición, mientras que el tipo de roca en
el sistema de poros
Existen términos similares como petrofacies y electrofacies.

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U.4.- Tipos de Rocas.
Litología y tipos de Rocas
1) Afloramientos
2) Ripios
3) Núcleos (Núcleos completos, Secciones Finas, etc)
4) Interpretación de Registros
5) Pruebas de pozos * (Presión – Producción)
Tipos de mediciones:
1) Directas
2) Indirectas

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U.4.- Tipos de Rocas.
Tipos de Rocas (Rock Type) Definición:
La integración de las características geológicas en conjunto con los grupos
petrofísicos, conoce como rock typing.
Unidades de rocas depositadas bajo condiciones similares, las cuales han
experimentado procesos diageneticos similares, resultan en una relación única
de porosidad y permeabilidad, y del perfil de presión capilar y de saturación de
agua para una altura dada sobre el nivel de agua libre en un yacimiento.
(Archie 1950)

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U.4.- Tipos de Rocas.
Tipos de Rocas (Rock Type) Definición:
El Rock Typing lo podemos ubicar dentro de los grupos petrofísicos: los
cuales son unidades de rocas con similares propiedades petrofísicas y
propiedades de yacimientos (porosidad, permeabilidad, FZI, Pc, Distribución
del radio de Garganta poral, NMR T2, Winland R35, Pittman, Lucia, Leverett
K/phi, etc)

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U.4.- Tipos de Rocas.
Tipos de Rocas (Rock Type) Relación con la geologia:
Si hablamos de caracterización geológica su objetivo principal es predecir las
variaciones espaciales de las propiedades geológicas y petrofísicas del
yacimiento (cualquier propiedad que pueda ser medida en términos de
números reales)
Entre los principales datos de entrada tenemos: datos de pozos, fallas y
fracturas, contactos de fluidos, topes de horizontes y propiedades como
(grupos petrofísicos, volumen de arcilla, porosidad, permeabilidad, N/G and
SHFs)

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U.4.- Tipos de Rocas.
Unidades Cronoestratigrafica VS Grupos Petrofísicos:
Generalmente no ha relación entre UC y GP, debido a que las UC son
típicamente anisotrópicas, complejas espacialmente e internamente
heterogéneas, como resultado de los cambios en litologías, tamaños de grano,
selección y textura.

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Unidades lito-estratigrafica VS Grupos Petrofísicos:
U.4.- Tipos de Rocas.
Generalmente no ha relación entre UL y GP, aunque puede se puede
presentar, las UL pueden llegar a ser heterogéneas debido principalmente a
cambios de grano y selección.

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U.4.- Tipos de Rocas.
Carbonatos??????:
Los procesos diagenéticos hacen muy complejas las relaciones entre
propiedades geológicas y grupos petrofísicos.

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U.4.- Tipos de Rocas.
Objetivos de Rock Typing:
El principal objetivo del rock typing es generar un marco para la distribución de
propiedades 3D, que represente tanto las propiedades observadas a escala de
pozos y que permita predecir las propiedades del yacimiento en los pozos que no
tienen datos de núcleos y entre ellos, tomando en cuenta las características
geológicas y sus propiedades como porosidad, permeabilidad, Pc, Kr, SwAFWL,
etc.

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U.4.- Tipos de Rocas.
Flujo de Trabajo Rock Typing:
1.- Selección de pozos clave ( Key Wells)
2.- Identificación de los tipos de roca en los pozos clave
3.- Predicción de los tipos de roca en los pozos clave y en el resto de pozos
sin núcleos
4.- Modelado del tipo de roca ( Modelo 3D)

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U.4.- Tipos de Rocas.
Flujo de Trabajo Rock Typing:
1.- Selección de pozos clave ( Key Wells)
Deben ser seleccionados del grupo de pozos con el máximo numero de datos
(preferiblemente: núcleos, registros convencionales y especiales, pruebas de
presión y producción), adicionalmente deben cubrir el yacimiento lateralmente y
verticalmente.

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U.4.- Tipos de Rocas.
Flujo de Trabajo Rock Typing:
2.- Identificación de los tipos de rocas en los pozos clave

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U.4.- Tipos de Rocas.
Flujo de Trabajo Rock Typing:
2.- Identificación de los tipos de rocas en los pozos claves:
La identificación de los tipos de rocas debe ser hecha integrando toda la
información disponible, facies geológicas, RCA y SCAL

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U.4.- Tipos de Rocas.
Flujo de Trabajo Rock Typing:
2.- Identificación de los tipos de rocas en los pozos clave
Cada tipo de rocas debe cumplir los siguiente requisitos:
- Deben presentar un comportamiento único dentro del yacimiento
- Deben predecibles en zonas y pozos sin núcleos
- Cada tipo de roca debe ser mapeable y correlacionable con el resto de pozos

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U.4.- Tipos de Rocas.
Flujo de Trabajo Rock Typing:
2.- Identificación de los tipos de rocas en los pozos claves:
Control de calidad:
Datos de núcleos, registros, sísmica, etc diferentes escalas:

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U.4.- Tipos de Rocas.
Flujo de Trabajo Rock Typing:
3.- Predicción del tipo de roca en secciones con/sin núcleos del pozo control y
en pozos sin núcleos.

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U.4.- Tipos de Rocas.
Flujo de Trabajo Rock Typing:
3.- Predicción del tipo de roca en secciones con/sin núcleos del pozo control y
en pozos sin núcleos.
Las relaciones entre los tipos de rocas y la data común entre pozos (registros),
se debe identificar para cada tipo de roca y ser utilizada para extrapolar los
tipos de rocas de acuerdo con algoritmos de solución al problema inverso, por
ejemplo y entre otros algoritmos. (Redes Neurales, lógica difusa entre otras)

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U.4.- Tipos de Rocas.
Flujo de Trabajo Rock Typing:
4.- Rock Type Modeling. (Modelado 3D)

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U.4.- Tipos de Rocas.
Flujo de Trabajo Rock Typing:
4.- Rock Type Modeling. (Modelado 3D), ¿por que es la parte más importante?
• Yacimiento Arab D, espesor promedio 100 mts.
• Volumen 250000x35000x100 = 875000000000 m3
• Mas de 3400 pozos perforados en el campo Ghawar
• Volumen de yacimiento perforado por cada pozo 3,65 m3
• Volumen del yacimiento perforado por los 3400 pozos
es 12441 m3.
• Relacion del yacimiento cortado por la
perforación es Menos de 0.00000014 %

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U.5.- Unidades de Flujo.
Unidades de Flujo
Es una intervalo estratigráficamente continuo, con condiciones de
sedimentación similar, que conserva el mismo marco geológico y las mismas
características de tipos de rocas.
Rock/ Pore Type
Unidades representativas del yacimiento con condiciones similares de
depositación, resultando en una relación única de Por-Perm, Pc, Sw para
una HAFWL
Winland Plot
Grafico semilog de permeabilidad (mD) Vs. Porosity (%), con líneas de igual
tamaño de garganta poral (R35)
R35 radios
Corresponde al radio de garganta poral (micrones), encontrados a una
saturación de 35% de Hg, en un análisis de inyección de Hg, puede ser
calculado directamente por la ecuación de Winland

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Calidad de Roca???
U.6.- Gráficos de Winland y Pittman

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Calidad de Roca???
Los contornos Ka/Φ representan constantes que divide el grafico en áreas de
tipos de poros similares. Puntos dentro de una relación constante tienen
similar calidad de flujo a lo largo de su rango de Ka/Φ.
U.6.- Gráficos de Winland y Pittman

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Calidad de Roca???
H. D Winland de Amoco utilizó curvas de inyección de mercurio para
desarrollar una relación empírica entre Φ, Ka y radio de garganta poral (r) El
probo 312 muestras diferentes humectadas al agua. Los datos incluían 82
muestras (56 areniscas y 26 carbonatos) con baja permeabilida corregida por
gas slippage y 240 muestras sin corregir. Winland encontró que el sistema de
porosidad efectiva que domina el flujo a través de la roca corresponde a una
saturación de 35 % de Hg, ese sistema poral posee una garganta poral
llamada r35 igual o mas pequeña que las gargantas porales atravesadas
cuando una roca es saturada con 35 % de la fase no mojante, luego que el
35 % del sistema poroso es llenado con la fase no mojante, el restante
sistema poral no contribuye al flujo, sino al almacenamiento.
Pittman especulo: “Quizás Winland encontró que la mejor correlación es r35
porque es allí cuando el promedio modal de la apertura ocurre y donde la red
poral desarrolla el punto que sirve como sistema de poro efectivo que domina
el flujo”
U.6.- Gráficos de Winland y Pittman

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Calidad de Roca???
U.6.- Gráficos de Winland y Pittman

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U.7.- Conversion de Pc a Ri
¿Que es Presión Capilar? Es la fuerza de Resistencia a la migración del
hidrocarburo, es una función de la tensión interfacial (γ), de la humectabilidad
(Θ) y del radio de garganta poral (r).
La presión Capilar aumenta con la disminución del tamaño de garganta poral,
con el incremento de la tensión interfacial y del ángulo de contacto (mayor
humectabilidad al petróleo) y se expresa:
La presión Capilar asume que el fenómeno ocurre dentro de un tubo con
sección transversal circular. En la realidad los poro solo se aproximan a esto,
si son intergranular o intercristalinos.

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U.7.- Conversion de Pc a Ri
Procedimiento:

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U.7.- Conversion de Pc a Ri
Procedimiento:

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Procedimiento:
U.7.- Conversion de Pc a Ri
La curva de Presión Capilar puede ser convertida a perfil de radio de
garganta poral.
La curva de Presión Capilar para una Sw dada, puede ser convertida a una
aproximación de altura sobre el nivel de agua libre (HAFWL), dentro de un
yacimiento.
De la curva de Pc a una determinada Sw, se lee la Pc y se multiplica por un
factor que convierte la Pc a Presión de Flotación (Pb), si no se conoce el
factor de flotación se utiliza 0,4 para gas y 0,7 para petróleo.

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Procedimiento:
U.7.- Conversion de Pc a Ri
Estimar Ri
Sw

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Procedimiento:
U.7.- Conversion de Pc a Ri
Estimar HAFWL
Sw
H= 0,4 X Pc (Gas)
H= 0,7 X Pc (Oil)

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Ejemplo: Utilizando la curva de Pc dada, estimar: Pc, tipo de roca y ri, H para
yacimiento de gas y de petróleo, cuando la Sw = 40 %
U.7.- Conversion de Pc a Ri

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Ejemplo: Utilizando la curva de Pc dada, estimar: Pc, tipo de roca y ri, H para
yacimiento de gas y de petróleo, cuando la Sw = 40 %
U.7.- Conversion de Pc a Ri
Pc = 50 psi
H = 0,4X50 =20 pies (gas)
H = 0,7X50 =35 pies (petróleo)
Tipo de Roca = Macro porosa
ri= 2,5 micrones

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• Cel.: 58-416-6762720
Módulo VII
Caracterización y Modelado Petrofísico Avanzados