CARACTERÍSTICAS PETROFÍSICAS DE LOS ESQUISTOS Kashy Aminian Petroleum & Natural Gas Engineering West Virginia University INFUSE February 29, 2016 CARATERISTICAS CLAVES DEL RESERVORIO Porosidad Permeabilidad Los reservorios tienen un sistema 3D de poros interconectados que permiten el almacenamiento y la transmisión de fluidos. POROSIDAD Vp φ= Vb Vb = Bulk Volume Vp = Pore (Void ) Volume POROS: EL ESPACIO ENTRE LOS GRANOS CREADO DURANTE LA SEDIMENTACION PERMEABILIDAD LA PERMEABILIDAD SE DEFINE CON LA ECUASION DE HENRY DARCY: qµL k= A ( p1 − p2 ) q = Tasa de flujo a travez del medio poroso A = Area a travez de la cual el flujo pasa µ = Viscosidad del fluido L = Longitud del medio poroso UNIDADES DE PERMEABILIDAD 1 cc/sec 1 cp 1 cm qµL =k A ( p1 − p2 ) 1 darcy 1 cm2 1 atm 1 Darcy es una permeabilidad muy alta. Es más común usar milidarcy (md). 1 darcy = 1000 md MEDICIÓN DE LA PERMEABILIDAD DESLIZAMIENTO DE GAS Baja presión Alta Presión RESERVORIOS NO CONVENCIONALES RESERVORIOS DE ESQUISTOS DE GAS CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO DE GAS ISOTERMO DE LANGMUIR VL p GS = PL + p Gs = Alamacenamiento de Gas VL = Constante Volumetrica de Langmuir PL = Constante de presión de Langmuir p = Presión, psia PRESIÓN DETERMNACIÓN DE LAS PROPIEDADES PETROFÍSCAS DE LOS ESQUISTOS VOLUMEN DE POROS • Picnometría de baja presión • Inyección de Mercurio a alta presión • Adsorción a baja temperatura PERMEABILIDAD • Método GRI • Caída de pulsos de presión TAMAÑO DE LOS POROS • MICP • NMR • SEM/STEM • Adsorción a baja temperatura ADSORPCION • Gravimetria • Volumetria SHALE PERMEABILITY MEASUREMENT • IT IS NOT PRACTICAL TO MEASURE THE PERMEABILITY OF SHALE BY CONVENTIONAL (STEADY-STATE) TECHNIQUES BECAUSE OF LOW PERMEABILITY. GRI METHOD (CRUSHED SAMPLE) • UNSTEADY-STATE METHODS PRESSURE PULSE DECAY PERMEABILIDAD DE MUESTRAS MACHACADAS DESARROLLADO POR GAS RESEARCH INSTITUTE Y CONOCIDO COMO EL METODO "GRI" No hay un protocol standard Resultados Inconsistentes Particulas entre 0.85 y 0.5mm CAIDA DE PULSOS DE PRESION INTERPRETACIONES DIFERENTES REQUIRE CALCULOS COMPLICADOS PROBLEMAS • CORREGIR EL DESLIZAMIENTO DE GAS • CORREGIR EL IMPACTO DE LA ADSORCIÓN • CORREGIR EL EFECTO DE LOS ESFUERZOS LABORATORIS DE ANALISIS PETROFÍSICO DE PRECISIÓN (PPAL) EN WVU CAPACIDAD DE MEDICIÓN • • • • • • PERMEABILIDAD (NANO-DARCY). VOLUMEN DE POROS ( PRECISION DE 0.1%). PERMEABILIDAD ABSOLUTA (CON CORRECCIÓN DE DE GAS) EFECTO DE STRESS (CONDICIONES DE RESERVORIO). EFECTO DE LA ADSORCIÓN CARACTERIZACIÓN DE LA PRESIÓN EN LOS POROS ACCURATE, CONSISTENT, AND REPEATABLE RESULTS PRESION PERMEABILIDAD ABSOLUTA 800 Helium Nitrogen 1000 y = 90090x - 66.106 R² = 0.9865 600 400 y = 57377x + 11.06 R² = 0.9992 200 0 0.0E+00 2.0E-03 4.0E-03 6.0E-03 8.0E-03 Inverse of Pressure, Psia-1 Análisis Tradicional de Klinkenberg Deslizamiento de Gas 1.0E-02 Permeability, nD Permeability, nD 1000 800 y = 8E+06x + 154.3 R² = 0.9603 600 400 200 y = 5E+06x + 155.51 R² = 0.9705 0 0.0E+00 2.0E-05 4.0E-05 6.0E-05 8.0E-05 1.0E-04 Inverse of Pressure Squared, Psia-2 Análisis Modificado de Klinkenberg Deslizamiento Doble de Gas ADSORCIÓN ADSORCIÓN ISOTERMAL 70 104 °F, TOC: 1.2% (Published Data) 60 79 °F, TOC: 0.8% (PPAL) Gs, SFC/ton 50 40 Muestra Machacada (Lab. Comercial) 30 169 °F, TOC: 0.8% 20 10 0 0 1000 2000 Presión, psia 3000 EFECTO DE ESFUERZO (STRESS) (k ko ) 13 ln ( p po ) SEQUENCIAS DE ESFUERZOS Series1 Series2 290 250 230 Permeability, nD Permeability, nD 340 240 190 140 90 500 2500 4500 6500 Net Stress, Psia Series1 Series2 210 190 170 150 130 110 90 8500 500 2500 4500 Net Stress, Psia 1 Series1 Series2 Series 4 0.9 0.8 0.7 ln ( p po ) 0 0.5 1 1.5 6500 2 2.5 8500 ADSORCIÓN ISOTERMAL Micromeritics ASAP 2020 Adsorción por multiples capas Poros en forma de ranuras Adsorción de Nitrógeno a baja temperatura