Ventana Operacional

Cálculo de Geopresiones

Instituto Tecnológico Superior de Cosamaloapan

Ángel David Ponce Oropeza 80!"#

Ingenier$a Petrolera

Ingenier$a de Per%oración

Ing& 'onat(an )anuel )onterru*io

+eporte de, Calculo de Predicción de Geopresiones - .entana Operativa

Cosamaloapan de Carpio/ .er& "  de 1unio de 2034

Ing. de Perforación 1




Introducción Problemas de ujo y descontrol, pegaduras por presión diferencial, pérdidas de circulación, colapsos de tuberías de reestimiento y derrumbes de formación suelen incrementar considerablemente el costo de un po!o y el tiempo de perforación del mismo. "stos problemas son causados generalmente por una de#ciente predicción de las presiones de sobrecarga, poro y fractura de las formaciones a perforar, y cuyo conocimiento es b$sico para planear la perforación. %onsecuentemente, es indispensable entender primero los principios físicos &ue originan estas presiones y, segundo, predecirlas con la mayor e'actitud posible.

O*1etivo General %omo objetio de esta pr$ctica es (acer un c$lculo de geopresiones de datos reales proporcionados de los )egistros del Po!o %orindon *o. 11, y de esta manera obtener nuestra entana operatia. +bjetios "specí#cos • • • • •

%alculo de la Presión de sobrecarga. %alculo de la Presión de Poro. +btener la Presión de ractura. %alcular y obtener nuestras densidades e&uialentes. +btener una apro'imación de la -ensidad de %ontrol.

%on los datos anteriores amos a gra#car y tener nuestra entana operatia.



Desarrollo de la Práctica 1. Primero Importamos los datos del -ocumento .t't a una (oja de "'cel /ig.10.

ig. 1 -ocumento Importado a "'cel.

2. Para empe!ar a desarrollar todo, gra#camos el registro de )ayos ama /)0 y el de )esistio Profundo /I-0, esto con el #n de seleccionar nuestros interalos de lutitas impias o en este caso las !onas donde e'istió una compactación normal /ig.20.

Ing. de Perforación 


G+

I7D 4

4

44

44

1444

1444

)

144

Pro%undidad 5m6144

2444

2444

244

244

3444

3444

Pro%undidad 5m6

"PI

I-

O(m!m

ig. 2 5elección de los Interalos de utitas impias del )egistro de ) y los puntos correspondientes del I-.

Ing. de Perforación 


3. a teoría nos dice &ue los datos de ) con alores de &ue est$n entre 4 7PI son datos de lutitas limpias, conforme a esto depuramos los datos con el comando #ltrar, poniendo un rango de entre mayor o igual 4 y menor o igual a 1. %on esto mismo depuramos los datos del )egistro de -ensidad 8ul9 /:abla 10. :abla 1. -atos de utitas impias Profundid ad 624.<==6 6=.= =43.=< =1.1=>6 <41.31>2 <6.434< <>>.16 >=.3=6< 143>.463 2 14>3.16 2 11<.3>2  1233.><2 < 12>.=3<  12>>.1 < 1323.2<> 2 11.=2> 2

)

I-

);+8

4.3<2 4 4.124 32 4.<64 <1 4.=2 3 4.3= 13 4.46> 6 4.>32 > 4.==4 31 4.6> 1 4. 2> 4.12= 3 4.== 31 4.4 2 4.6 >2 4.3= > 4.24< 4<

=.4=>6 2 11.3=4 = =.3><2

2.32


>.44 6 <.>6 1 >.>112 6 >.6=44 = <.=333 3 6.664 < .4 3 6.66=<  =.=34 <.13<3 6 .<<24 6 6.=1> 1 12.364 =

2.36 2.16 2.> 2.36 2.12 2.36 2.31 2.1 2.36 2.3< 2.< 2.6=< 2.16< 2.1= 2.6>


1>>.311 2 1<4.>>= 6 1663.><  1=4.<13 2 1==.62> 2 1<44.3 6 1>2=.42 < 1>62.342  2422.<4 2 21=.42 < 222.<42 22<.<=2 < 22>>.146 

4.><> 2= 4.=< <3 4.1> 33 4.2 3< 4.<>< = 4.43 1 4.2== 6< 4.<42 2 4.64= 1= 4.6 61 4.62< 6> 4.2> =2 4.=1 

14.== 12 .2> < =.24 > .>4== > 3.>>4 < .1> > 2.<<36 2 2.3=<6 2.431 2 2.<4 > 3.3>  3.661  3.11

2.< 2.< 2.33 3 2.6141 = 2.=1< < 2.636> < 2.=2 6 2.<> 3 2.6642 = 2.614< > 2.64=< 2.> = 2.61= >

. %on los datos del )egistro de -ensidad, calculamos la Presión de 5obrecarga /50. os alores de sobre cargas dados en ?g@cm 2 (asta una profundidad cercana a los 3444 m fue de >.32 ?g@cm 2. 7 continuación su fórmula. n

S=

∑ ρ A( D − D n =1

f

i

i −1

)

14

:abla 2. %$lculos de la 5obrecarga Profundi

);+8

Ing. de Perforación =

5obreca

5obreca


dad 624.<== 6 6=.= =43.=<  =1.1=> 6 <41.31> 2 <6.434 < <>>.16 >=.3=6 < 143>.46 32 14>3.16 2 11<.3> 2 1233.>< 2< 12>.=3 < 12>>.1 < 1323.2< >2 11.=2 >2 1>>.31 12 1<4.>> =6 1663.> < 1=4.<1 32 1==.62

2.32 2.36 2.16 2.> 2.36 2.12 2.36 2.31 2.1 2.36 2.3< 2.< 2.6=< 2.16< 2.1= 2.6> 2.< 2.< 2.33 3 2.614 1= 2.=1

Ing. de Perforación <

rga 1.3 42 6.2>23 4 12.42< 23 11.=2>= 21 11.<12< <>< 11.6262 1 14.2444 < 13.=13 6= 1=.>2 46 12.=>1 23 1.313 66 21.4 6<< 6.<>=3 >6< <.6232 32 .1436 36< 23.>4> 36 24.=>42 6 24.4=< 1=1 24.>2=1 64 11.41<= <4 12.<4<2

rga 1.3 42 14.66 == 162.6=2  1=.42 12 1<6.21 41 1>=.<1 23 24<.41 2<6 221.12 63 23>.14= >4 21.>43 42= 26=.21< 3=3 2<<.=23 <2 2>.621 1>2 34.2 =1 34>.3> 4=> 332.<4 41 33.634 2=1 3=3.=4< =<< 3>.63 >< 4.6 =2> 1<.63


>2 1<44. 36 1>2=.4 2< 1>62.34 2 2422.<4 2 21=.4 2< 222.<4 2 22<.<= 2< 22>>.14 6

<< 2.636 >< 2.= 26 2.<> 3 2.664 2= 2.614 <> 2.64= < 2.> = 2.61 =>

>3 11.2>2= 4<6 32.62 111 >.43=44 =12 16.4>3 =< 3>.=41 =36 13.233 =6 <.63= 24 14.22 6>

422 2>.= =31 62.21> >2 =1.26 >> <=.32 32= 2=.142 41 4.336 <== <.<41 2> >.32 1

. ra#camos los alores de lutitas limpias para nuestro )egistro de I- con respecto a la profundidad, para eso sacamos los promedios de los datos para &ue de esta manera fuera m$s #na nuestra gr$#ca, y unimos los puntos, posteriormente sacamos su línea de tendencia normal, d$ndonos una ínea de tendencia con su fórmula.

Ing. de Perforación >


I7D 7utitas 7impias 2  4 9 :  8 0 300 200 00 400 900 :00 00 800 f/'0 B C 23<.6' D 2=6.2 00 3000 3300 3200 Pro%undidad 300 3400 3900 3:00 300 3800 300 2000 2300 2200 200 2400 2900 2:00



ig. 3 Puntos de utitas impias, ínea de :endencia *ormal.

6. 7 continuación empe!amos el c$lculo de la Presión de Poro a traés del Eétodo de "aton, pero primero para esto como nos marca el método necesitamos alores en los )angos de la :endencia normal y de esta manera calcular una Presión de poro normal /Ppn0 Ing. de Perforación 14


=. -e la fórmula de tendencia, la ariable FyF nos representa la profundidad y la ariable F'F los alores a obtener de )esistiidad normal, para esto de la fórmula de la tendencia, despejamos F'F, ya con los alores de F'F, en la siguiente columna, olemos a utili!ar la fórmula de la tendencia, pero ya sin despejar, esto se debe a &ue ya se tiene un alores de F'F y se necesita la profundidad e&uialente &ue en este caso ser$ FyF. %ontinuando con el procedimiento, con los datos de profundidades e&uialentes /-n0, y una densidad normal de agua de mar de 1.4< gr@cc, calculamos la presión de poro normal de la siguiente maneraG ormula de la tendencia - ; !28&4:< = 29:& -epeje < ; 5! 29:&=-6>28&4: :abla 3. %alculo de la Presión de Poro Profundid ad 624.<==6

I- Prom.

5

<.3<1=1

6=.=

<.342>3

=43.=<

=.>=62<

1.34 2 14.66 == 162.6=2

=1.1=>6

<.442=

<41.31>2

=.6334=

<6.434<

=.>2

<>>.16

=.6>><

>=.3=6<

=.<4=

143>.463 2 14>3.16 2 11<.3>2  1233.><2 < 12>.=3<  12>>.1 < 1323.2<> 2 11.=2> 2 1>>.311 2 1<4.>>=

=.=6=1 =.31=6 =.<1>42 =.211426 6.>=>< 6.411 6.24366 .=3316 .====< .4122

1=.421 2 1<6.214 1 1>=.<12 3 24<.412 <6 221.126 3 23>.14=> 4 21.>434 2= 26=.21<3 =3 2<<.=23< 2 2>.6211 >2 34.2= 1 34>.3>4 => 332.<44 1 33.6342 =1 3=3.=4<=


I- /n0

-n

Pp/n0

Pp

<.>3=>6 <6 <.<131 11 <.64=4 1< <.4=36 6 <.1>=141  =.>6=66 1< =.=<6=>< 62 =.2662 4< =.24414

==.3 2 =6=.1=3= 31 <3.><1 1= <36.3316 62 >3.<1=1 = >=<.2><< 23 >1>.<>> 61 <>.2116 2= >=3.142 1 >>.161> 31 >=1.<66 > 1436.< = 14>1.6=2 41 1216.>=6  12=6.6= 4 13<<.36  1623.< <6 1=>>.1=

<1.=>2= => <2.<=6 3 >2.23444 3> >4.323<1 > 141.46<2  14.662 =3 >>.3<6 < >6.=< = 14.4>4 = 143.<> <> 14.>61 > 111.>3=  11=.>44 == 131.33 66 13=.<<4= >= 1>.>2 4= 1=.3=2  1>.314<

<6.616 2 <=.3<24 <3 ><.3<1> 2 >.>4=  14<.4> 12 112.=2< 6 144.<43 23 >1.2>136 33 ><.<>33 46 <>.1336< < <1.>=144 2 <.4641 4> >3.6<3> 46 11>.6161 42 131.16 62 1.61<6 13 1>6.36=  233.416

6.>=3223 1< 6.6>>6<< 6.3<26>3 > 6.2=6< > 6.14=<<4 = 6.44<1<4 <3 .62=24 2> .2=441> 2> .>2=61


6 1663.><  1=4.<13 2 1==.62> 2 1<44.3 6 1>2=.42 < 1>62.342  2422.<4 2 21=.42 < 222.<42 22<.<=2 < 22>>.146 

3.<3636 3.643= 3.2>=31 11 3.2116<=  2.<>6>3 2.<>>1< 33 3.4432< 3.2621=  3.>>>26 6= 3.262 3.11

<< 3>.63> < 4.6= 2> 1<.634 22 2>.== 31 62.21>> 2 =1.26> > <=.323 2= 2=.142 41 4.336< == <.<412 > >.32 1

21 .<146< 2 .443= = .1<6=3 2= .44=1 >2 3.==< <= 3.32<34 =6 3.4==4= =1 2.362 >1 2.2232 31 2.4<=4 2 1.>1641= =<

< 1<1.163 = 1>31.<=3 2 1>=4.33< 2 1>>4.11 246.1>< 4= 246.66> 4> 243>.<3 1 1><1.>46 >= 1>21.4= > 1>4<.<2 23 1>3.3 2>

 1><.<6  24<.623 2> 212.=>6 > 21.>32 2< 223.413 >2 222.><2 62 224.3434  21.4> 3 24=.124 4> 246.1> 61 24>.42=4 12

4= 236.3<6 1 2<.36=4  26.1<=> 4< 26.433 1 26>.>3>< > 264.<> = 22=.=32 3 <.31=<> 2 C 33.32>6 C 144.=>2> C 1=.>613

<. %on los alores del )egistro I- promedio, el I- normal, Presión de Poro e&uialente y la Presión de 5obrecarga, calculamos a traés del antes mencionado método de "aton la Presión de poro /:abla 3 arriba0. >. %ontinuando con el programa, %alculamos el esfuer!o de la matri! con la siguiente formulaG σ z

= S − P

14. +btenemos el nHmero de Poisson igual con la siguiente formulaG

= 4.46A ln/D0 − 4.46=3

ν

11. Posteriormente ya con los alores necesarios, podremos calcular la Presión de ractura. 5e calcula con la formula siguienteG



P

 ν   = pp/ D 0 +  ÷ S/ D 0 − pp/D0 1 ν −  

:abla  %alculo de la Presión de ractura Profundid ad 624.<==6 6=.= =43.=< =1.1=>6 <41.31>2 <6.434< <>>.16 >=.3=6< 143>.463 2 14>3.16 2 11<.3>2

5obrecar ga 1.34 2 14.66 == 162.6=2 1=.421 2 1<6.214 1 1>=.<12 3 24<.412 <6 221.126 3 23>.14=> 4 21.>434 2= 26=.21<3

Pf <1.=>2= => <2.<=6 3 >2.23444 3> >4.323<1 > 141.46<2  14.662 =3 >>.3<6 < >6.=< = 14.4>4 = 143.<> <> 14.>61


"sfuer!o matri! 62.>=6 1 6=.=>1<1 1 =4.23> 62 <.4=<34 = <.16=6 41 >2.1<> = 14<.6>26 3 12.>3== >< 13.412< 2> 1<.313 3< 162.26<

u

P

4.3<4< 1 4.31236 4< 4.366  4.364=>6 4> 4.36>63 =3 4.36>223 =6 4.3=23> 23 4.3=64 =1 4.3<1=21 <3 4.3<>> = 4.3<<=33

124.42=2 == 12.142 4 13=.1<4 > 12.4< 4= 16.>< => 166.6<<= 6< 16.2>=4 > 166.=1> 4 1<1.6322 = 1<1.>=<6 > 1<.1<4


 1233.><2 < 12>.=3<  12>>.1 < 1323.2<> 2 11.=2> 2 1>>.311 2 1<4.>>= 6 1663.><  1=4.<13 2 1==.62> 2 1<44.3 6 1>2=.42 < 1>62.342  2422.<4 2 21=.42 < 222.<42 22<.<=2 < 22>>.146 

=3 2<<.=23< 2 2>.6211 >2 34.2= 1 34>.3>4 => 332.<44 1 33.6342 =1 3=3.=4<= << 3>.63> < 4.6= 2> 1<.634 22 2>.== 31 62.21>> 2 =1.26> > <=.323 2= 2=.142 41 4.336< == <.<412 > >.32 1

> 111.>3=  11=.>44 == 131.33 66 13=.<<4= >= 1>.>2 4= 1=.3=2  1>.314<  1><.<6  24<.623 2> 212.=>6 > 21.>32 2< 223.413 >2 222.><2 62 224.3434  21.4> 3 24=.124 4> 246.1> 61 24>.42=4 12

<3 1=6.=<62 >< 1==.=246 1 1=2.<112 > 1=1.6<2 <2 1<2.<>= 4< 1=<.24 26 1=>.3>=>  1>.=>42 >3 1>=.412 24.666 =3 21.<24 43 23>.1=<  2<.2=26 <= 26=.4>2 =3 313.46 < 332.<2< 6> 32.662 << 34.2>< 43

<6 4.3>2<11 1 4.3>13 3 4.3>61< 63 4.3>=31= >< 4.4162= =3 4.43=3 4> 4.4<=> <3 4.124=> 62 4.136> >2 4.1626 41 4.1=1=< =1 4.21=3  4.22=34 <6 4.26<> 1 4.2>3=4 13 4.34<= =< 4.31<4> 4= 4.32>= =>

2 1><.2> <= 24>.341 >3 232.><66 16 2.24< <> 26<.3=> >< 31=.<==> = 3=.<1 1 3=3.61=1 3 3>=.3=<> 2 14.66 =3 1<.<442 =1 .2>< 3 2.=42 11 2.<664 32 324.<==1 1> 21<.62<< = 1>.64< 3 11>.>36 =6

12. Pasamos la Presión de ractura, la de Poro y la de 5obrecarga a sus densidades e&uialentes, con lo &ue se podr$ construir nuestra entana operacional. 7 los alores de -ensidad de Poro y ractura, le sumamos y restamos respectiamente un margen de seguridad de 4.4 con el cual poder trabajar de tal manera &ue no fracturemos o colapsemos el po!o. :abla  %alculo de las -ensidades "&uialentes Profundid

Pp

P

5obrecar

Ing. de Perforación 1

);+e/Pp

);+e/P

);+es/P

);+es/P

);+

);+es


ad 624.<==6 6=.= =43.=< =1.1=>6 <41.31>2 <6.434< <>>.16 >=.3=6< 143>.463 2 14>3.16 2 11<.3>2  1233.><2 < 12>.=3<  12>>.1 < 1323.2<> 2 11.=2> 2 1>>.311 2 1<4.>>= 6 1663.><  1=4.<13 2 1==.62> 2 1<44.3 6 1>2=.42 < 1>62.342  2422.<4 2 21=.42 < 222.<42

22<.<=2 < 22>>.146 

<6.616 2 <=.3<2 4<3 ><.3<1> 2 >.>4=  14<.4> 12 112.=2< 6 144.<43 23 >1.2>13 633 ><.<>3 346 <>.1336 << <1.>=14 42 <.464 14> >3.6<3 >46 11>.616 142 131.16 62 1.61< 613 1>6.36 = 233.41 64= 236.3< 61 2<.36= 4 26.1<= >4< 26.433 1 26>.>3> <> 264.<> = 22=.=32 3 <.31=< >2 C 33.32> 6< C 144.=>2 >=6 C 1=.>61 3<

ga

0

0

p0

0

odo

124.42= 2== 12.14 24 13=.1< 4> 12.4< 4= 16.>< => 166.6<< =6< 16.2>= 4> 166.=1 >4 1<1.632 2= 1<1.>=< 6> 1<.1< 42 1><.2> <= 24>.341 >3 232.><6 616 2.24 <<> 26<.3=> >< 31=.<== >= 3=.< 11 3=3.61= 13 3>=.3=< >2 14.6 6=3 1<.<44 2=1 .2> <3 2.=4 211 2.<66 432 324.<== 11> 21<.62< <=

1.3 42 14.66 == 162.6=2  1=.42 12 1<6.21 41 1>=.<1 23 24<.41 2<6 221.12 63 23>.14= >4 21.>43 42= 26=.21< 3=3 2<<.=23 <2 2>.621 1>2 34.2 =1 34>.3> 4=> 332.<4 41 33.634 2=1 3=3.=4< =<< 3>.63 >< 4.6 =2> 1<.63 422 2>.= =31 62.21> >2 =1.26 >> <=.32 32= 2=.142 41 4.336 <==

1.>331< =2 1.>1663 123 1.>34 <<< 1.<>144 > 1.>>4= < 1.>=22 <62 1.<3<3 >6= 1.=13< 233 1.=<43 <== 1.666> 2 1.><4 1< 1.64<4 4> 1.6616 <=1 1.=>2<= 3> 1.<3 < 1.<>=43 => 2.12416 44 2.2613  2.2<3 =2= 2.32> =1 2.3333 1 2.3264< 2 2.34>6 62 2.264 => 2.1443< 43= 1.=26 12< 4.><22 =61

1.6636< =6 1.63334 6 1.6=> =>1 1.=11 = 1.63=3  1.6324 12< 1.=>=1 =< 1.3=6 ><1 1.3><> =22 1.2443 3<> 1.1341 621 1.162 66 1.242= 41 1.366= 46 1.1<31 >1 1.631= 4<= 1.=1>4 32 1.<6>23 43< 1.<333< 3 1.>224> 2 1.>1>21 1>2 1.<>>4 >=3 1.<2= 1< 1.=>2=> 13> 1.61314 26 4.>33= <>= 4.162 2<>

2.33

<.<41 2>

4.666< <

4.1341< =<

2.3

11>.>3 6=6

>.32 1

1.31< 211 1.3<>>< 446 1.3<4 6> 1.2>>22 > 1.3<<3>  1.36<= 3> 1.1614< > 4.>>3 =3 4.>>1= 6< 4.<3= 2 4.==62 =2 4.=2121 21< 4.=<36< 131 4.>646 =1 1.43124 42= 1.46>34 3=> 1.3>6 636 1.16>2 = 1.64>2 >=2 1.62 6> 1.34> 2 1.1243 =6 1.43 6== 1.36>3 =>< 1.16<2 < 4.322 66 C 4.14>= 1< C 4.4624 >1= C 4.6436 42

1.<>31< =2 1.<=663 123 1.>134 <<< 1.<144 > 1.>1>4= < 1.>4=22 <62 1.=><3 >6= 1.=413< 233 1.=4<43 <== 1.626> 2 1.<4 1< 1.6<4 4> 1.6216 <=1 1.=2<= 3> 1.<43 < 1.<=43 => 2.4<416 44 2.2213  2.24<3 =2= 2.2<> =1 2.2>33 1 2.2<64< 2 2.26>6 62 2.2164 => 2.4643< 43= 1.326 12< 4.>22 =61

1>.64< 3

1.3>1< 211 1.3>>< 446 1.3><4 6> 1.2>22 > 1.3<3>  1.316<= 3> 1.1214< > 4.>3 =3 4.>1= 6< 4.<13= 2 4.=4=62 =2 4.6<121 21< 4.=36< 131 4.>246 =1 4.>>124 42= 1.42>34 3=> 1.34>6 636 1.=6>2 = 1.24>2 >=2 1.162 6> 1.434> 2 1.=243 =6 1.443 6== 1.32>3 =>< 1.12<2 < 4.3>22 66 C 4.1>= 1< C 4.624 >1= C 4.636 42

4.=>=3 >6

C 4.461>1 43

2.3

Ing. de Perforación 1

4.=46< < 4.1>=3 >6

/50

2.33 2.31 2.32 2.32 2.31 2.31 2.31 2.3 2.3 2.31 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.36 2.36 2.3= 2.3< 2.3< 2.3> 2. 2. 2.1 2.2 2.3


13. ra#camos todos los alores de -ensidades y obtenemos nuestra Jentana +peratia.



.entana Operacional 0 200 400 :00 800 Presion de ?ormacion Presion de ?ractura +@Oes5Pp6 +@Oes5PA6 +@O 7odo Gsc

3000

Pro%undidad 5m6 3200 3400 3:00 3800 2000 2200 2400 2:00

Densidad Buivalente 5gr>cc6

ig  Jentana +peratia

Ing. de Perforación 1=


Conclusión legamos a obtener una entana operatia con un rango anormal, en el cual tenemos alores de densidades muy pe&ueKos. Jemos &ue como la teoría lo dice, nuestra presión de fractura es menor a la de sobrecarga.

Ing. de Perforación 1<

Ventana Operacional

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