Interpretación del Potencial Espontáneo (SP) - Sección Práctica

 En la exploración y desarrollo de yacimientos petroleros, la correcta caracterización de las formaciones geológicas es esencial para la toma de decisiones informadas. El registro SP, una herramienta fundamental en la geofísica de pozos, se ha consolidado como un método eficaz para la interpretación litológica, proporcionando indicios clave sobre la permeabilidad y el tipo de roca de la formación. A pesar de su aparente simplicidad, el análisis adecuado del registro SP puede revelar detalles críticos sobre la distribución de facies y la presencia de hidrocarburos.

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METODOLOGÍA DE LA INTERPRETACIÓN LITOLÓGICA

Volumen de Arcilla ($V_{sh}$)

El volumen de arcilla se puede estimar utilizando el Potencial Espontáneo (SP) y la siguiente ecuación:

$V_{\text{sh}} = \frac{\text{SP}_{\text{log}} - \text{SP}_{\text{clean}}}{\text{SP}_{\text{shale}} - \text{SP}_{\text{clean}}}$

• SP$_\text{log}$: Valor del SP medido en la formación.
• SP$_\text{clean}$: Valor del SP en una formación limpia (sin arcilla).
• SP$_\text{shale}$: Valor del SP en una formación completamente arcillosa.

Este método asume una relación lineal entre el SP y el contenido de arcilla.

Resistividad del Agua de Formación ($R_w$)

La resistividad del agua de formación se puede determinar a partir de la ecuación de la línea base de SP, que relaciona el SP con la resistividad del agua de formación y la resistividad del lodo filtrado:

$\text{SP} = -K \log \left(\frac{R_w}{R_{mf}}\right)$

Donde:

• SP: Potencial Espontáneo medido.
• K: Constante que depende de la temperatura y otras condiciones del pozo.
• R$_w$: Resistividad del agua de formación.
• R$_{mf}$: Resistividad del lodo filtrado.

Despejando R$_w$ de la ecuación anterior:

$R_w = R_{mf} \times 10^{\left(\frac{-\text{SP}}{K}\right)}$

Resistividad del Lodo Filtrado ($R_{mf}$)

La resistividad del lodo filtrado, R$_{mf}$, se mide generalmente en el laboratorio a la temperatura de fondo del pozo y se utiliza directamente en la ecuación anterior para calcular la resistividad del agua de formación.

Constante K

La constante K se puede calcular mediante:

$K = \frac{61 + 0.133T_f}{T_f + 6.77}$

Donde T$_f$ es la temperatura en grados Celsius de la formación a la profundidad donde se mide el SP.

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EJEMPLO DE METODOLOGÍA POZO KORA-1A

La imagen muestra el registro de potencial potencial (SP) del pozo Kora-1a en función de la profundidad.  En la siguiente sección, se procederá a la interpretación detallada de las litologías presentes en el pozo estudiado.

Definición de líneas base (Lutita y Arena)

La imagen presentada muestra el registro del Potencial Espontáneo (SP). En este caso, se han asignado dos líneas base clave: una para Lutita y otra para Arena.

Línea Base de Lutita: Esta línea base representa el valor típico del registro SP en zonas donde predominan las lutitas, que generalmente son rocas sedimentarias finamente granuladas. En el gráfico, se observa que cuando el valor del SP se encuentra por debajo de esta línea, se está atravesando una formación predominantemente lutítica.

Línea Base de Arena: De manera similar, esta línea base indica los valores de SP característicos de las arenas, que suelen ser rocas sedimentarias más gruesas y porosas. Los valores de SP por encima de esta línea base señalan la presencia de una formación arenosa.

Estimación de la curva $T_f$

La imagen presentada ilustra la curva de temperatura de formación de un pozo, una representación crucial para comprender las condiciones térmicas en el subsuelo. Esta curva se ha estimado utilizando dos parámetros fundamentales: el gradiente geotérmico y la temperatura superficial.

Gradiente Geotérmico: El gradiente geotérmico es la tasa a la cual la temperatura aumenta con la profundidad en la Tierra. En la gráfica, se observa que a medida que aumenta la profundidad, la temperatura también incrementa de manera casi lineal, reflejando este gradiente. La pendiente de la curva está directamente relacionada con el valor del gradiente geotérmico en la zona de estudio.

Temperatura Superficial: El punto inicial de la curva corresponde a la temperatura superficial, que es la temperatura registrada en la superficie del pozo, cerca de la superficie terrestre. Este valor es esencial para calcular la temperatura en cualquier punto a lo largo de la profundidad del pozo.

Cálculo de la curva $K$

La constante $k$ es un parámetro fundamental en la interpretación del registro de Potencial Espontáneo (SP) de un pozo. Esta constante se utiliza para ajustar la respuesta del registro SP, permitiendo una interpretación más precisa de las formaciones geológicas atravesadas por el pozo.

Propósito de la Constante $k$: El valor de $k$ se utiliza para calibrar la respuesta del registro SP en relación con la salinidad de los fluidos de formación y la salinidad del lodo de perforación. Dependiendo de la diferencia de salinidad entre el fluido de formación y el lodo de perforación, la constante $k$ ajusta la amplitud de la curva SP, lo que permite distinguir de manera más clara entre zonas de arenisca, que son generalmente permeables, y lutitas, que son menos permeables.

Interpretación litológica a partir de líneas base y $V_{cl}$

La imagen presentada muestra la clasificación final litológica del registro de Potencial Espontáneo (SP) de un pozo, en la que se han identificado y etiquetado diferentes zonas basadas en características específicas del SP. En esta clasificación, se han considerado las siguientes zonas litológicas: alta arcillosidad, arenas arcillosas, zonas con agua predominante y arenas.

Zonas con Alta Arcillosidad: Estas zonas están marcadas en la gráfica donde el valor del SP es más bajo, indicando una alta concentración de arcilla en la formación. La alta arcillosidad se asocia típicamente con una baja permeabilidad y una respuesta de SP menos positiva. En el gráfico, estas áreas se visualizan con un color específico que indica la presencia predominante de arcilla.

Arenas Arcillosas: Las zonas de arenas arcillosas presentan una mezcla de arena y arcilla. En el registro SP, estas áreas se encuentran entre los valores de alta arcillosidad y las zonas de arena pura. Los valores de SP en estas zonas son intermedios, reflejando la presencia de ambos tipos de litología. Estas se representan con un color que muestra una transición en la respuesta del SP, evidenciando la mezcla de características.

Zonas con Agua Predominante: Estas áreas están indicadas en el gráfico donde el valor del SP es alto, señalando la presencia de agua en la formación. Las zonas con agua predominante suelen mostrar una respuesta más positiva en el registro SP. En la imagen, estas zonas están coloreadas de acuerdo a su predominancia, destacando su diferencia con las zonas de alta arcillosidad y arenas.

Arenas: Las zonas clasificadas como arenas muestran valores de SP positivos más altos y uniformes, indicando una formación con baja arcillosidad y alta permeabilidad. En la gráfica, estas áreas están marcadas con un color específico que resalta la presencia de arena pura en el pozo.

La clasificación litológica final proporciona una visualización clara de las diferentes formaciones presentes en el pozo, facilitando la identificación de zonas de interés para la exploración y producción. Esta clasificación permite una mejor comprensión de la distribución de las formaciones litológicas y la planificación de operaciones basadas en las características detectadas en el registro SP.

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BIBLIOGRAFÍA

[1] Schlumberger. (2010). Log Interpretation Principles / Applications. Schlumberger.

[2] Doveton, J. H. (2014). Geologic and Petrophysical Interpretation of Well Logs. Springer.

[3] Harrison, W. E., & O’Brien, T. R. (1987). Introduction to Log Interpretation. American Association of Petroleum Geologists (AAPG).

[4] Rider, M. (2002). The Geological Interpretation of Well Logs. Whittles Publishing.

[5] Asquith, G. B., & Krygowski, D. (2004). Basic Well Log Analysis. American Association of Petroleum Geologists (AAPG).

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Publicación realizada por Hiram Arias y Emiliano Flores

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