CAROTAJUL ACUSTIC

328

10.3.3. LUCRAREA NR. 8

Determinarea porozităŃii prin metode singulare. Carotajul neutronic,

carotajul de densitate gama-gama, carotajul acustic de viteză

Porozitatea este proprietatea rocilor colectoare de a prezenta spaŃii

goale (pori). Această proprietate permite rocilor acumularea fluidelor în spaŃiul poros-permeabil, respectiv în spaŃiul dintre granulele minerale din care este alcătuită roca.

Cantitativ, această proprietate, m este definită ca fiind raportul dintre volumul spaŃiului poros, Vp şi volumul total al rocii, Vt şi se exprimată în fracŃiuni zecimale sau procente.

Determinarea porozităŃii din diagrafia geofizică se poate face utilizând următoarele metode:

- metode indirecte, prin care parametrul porozitate este dedus pe baza interdependenŃei de parametrul rezistivitate, obŃinut ca răspuns al acestora;

- metode directe, prin care parametrul porozitate este dedus direct pe baza răspunsului metodei respective, funcŃie de acest parametru, respectiv:

- carotajul neutronic – CN; - carotajul de densitate gama-gama - CD - carotaj acustic de viteză –CA.

Metodele directe la rândul lor pot fi: - metode singulare, caz în care se foloseşte diagrafia unui singur

carotaj: CN, CD, CA; - metode duale, caz în care se utilizează câte doua diagrafii de carotaj:

CN-CD, CN-CA, CD-CA.

I. Carotajul neutronic

Curbe înregistrate în carotajul neutronic compensat

Diagrafia de carotaj neutronic compensat cuprinde două curbe şi anume:

- curba de porozitate neutronică, pe trasa din stânga a diagrafiei, exprimată în procente;

- curba gama natural pe trasa din dreapta a diagrafiei, în u.A.P.I. AplicaŃiile carotajului neutronic

CAROTAJUL ACUSTIC

329

- determinarea porozităŃii rocilor; - plasarea limitei apă-petrol, petrol-gaze şi apă-gaze; - identificarea litologică în combinaŃie cu alte carotaje.

Mod de lucru

- se separă stratele poroase-permeabile; - se citeşte indicele de porozitatea aparentă pentru calcare în dreptul

stratelor analizate - φ NCa (Anexa nr. 23); - se separă un strat impermeabil pe curba neutronică şi se citeşte în

dreptul lui indicele de porozitate neutronică - φ arg; - se face corecŃia cu litologia a valorilor de porozitate citite în dreptul

stratelor analizate astfel: - pentru gresii: φ N = φ Ca + 4 - pentru dolomite: φ N = φ Ca – 6 - pentru calcare: φ N = φ Ca

Se calculează porozitatea efectivă, deoarece porozitatea aparentă determinată din carotajul neutronic este afectată de prezenŃa apei din compoziŃia mineralului argilos, astfel că valorile obŃinute sunt mai mari decât cele reale. De aceea, porozitatea corectată faŃă de efectul argilei, respectiv porozitatea efectivă este:

φ efN = φ N-Varg*φ arg

unde Varg este volumul de argilă ce se poate determina prin metoda prezentată în lucrarea nr. 8.

II. Carotajul de densitate gamma-gamma

Curbe înregistrate: Diagrafia de carotaj de densitate se prezintă sub forma a două curbe şi anume:

- curba de variaŃie a densităŃii, δ pe trasa din dreapta în g/cm3; - curba de corecŃie, δ cor pe aceeaşi trasă în g/cm3.

AplicaŃii carotajului de denistate gamma-gamma:

- determinarea porozităŃii formaŃiunilor, fiind una din cele mai bune metode detrminare a acestui parametru; - separarea litologică a formaŃiunilor; - corelarea formaŃiunilor;

CAROTAJUL ACUSTIC

330

- interpretarea cât mai corectă a lucrărilor geofizice de prospecŃiune (gravimetrice şi seismice)

Mod de lucru:

- se separă stratele poroase-permeabile; - se citeşte valoarea de densitate în dreptul stratelor analizate, δ (Anexa nr. 23); - se stabileşte densitatea fluidului de foraj, δ fl (1,0 – pentru noroaie dulci şi 1,1 – pentru noroaie sărate); - se determină densitatea matricei, δ mat funcŃie de litologie din graficul de dependenŃă rezistivitate reală – densitatea formaŃiunii (Anexa nr.25); - se calculează volumul de argilă Varg, prin metodele prezentate în laboratorul anterior; - se determină porozitatea cu ajutorul relaŃiilor:

- pentru strate curate, fără conŃinut în argilă:

flma

maD

δ−δ

δ−δ=φ

- pentru strate ce conŃin argile:

argflma

argma

flma

maefD V⋅

δ−δ

δ−δ−

δ−δ

δ−δ=φ

III. Carotajul acustic de viteză

Curbe înregistrate Diagrafia acustică de viteză conŃine două curbe şi anume:

- curba t, care reprezintă timpul de parcurs unitar prin formaŃiuni, pe trasa din dreapta în µ s/ft; - curba ∆ t, care reprezintă timpul unitar de parcurs între cei doi receptori.

AplicaŃiile carotajului acustic de viteză

- corelarea profilelor de sondă (în special corelarea la distanŃe mari); interpretarea datelor prospecŃiunii seismice;

CAROTAJUL ACUSTIC

331

- determinarea naturii litologice a rocilor şi compoziŃiei mineralogice a acestora (în combinaŃie cu carotajul neutronic şi gamma-gamma de densitate); - determinarea porozităŃii rocilor colectoare

Mod de lucru

- se separă stratele poroase-permeabile; - se citeşte timpul unitar de parcurs al undelor, t în dreptul stratelor analizate (Anexa nr. 24); - se stabileşte timpul unitar de parcurs prin fluidul din spaŃiul poros, respectiv filtratul de noroi, tfl (189 µ s/ft – pentru noroi dulce şi 185 µ s/ft – pentru noroi sărat); - se determină timpul de parcurs al undelor prin matrice, tmat funcŃie de litologie din graficul de dependenŃă rezistivitate reală – timp de parcurs prin formaŃiune (Anexa nr.26); - se calculează volumul de argilă Varg, prin metodele prezentate în laboratorul anterior; - se determină porozitatea cu ajutorul relaŃiilor:

- pentru strate curate, fără conŃinut în argilă:

mafl

maAC tt

tt

∆−∆

∆−∆=φ

- porozitatea din carotajul acustic de viteză corectată pentru efectul argilei:

argmafl

maarg

mafl

maefAC V

tt

tt

tt

tt⋅

∆−∆

∆−∆−

∆−∆

∆−∆=φ

În final porozitatea totală şi cea efectivă se determină ca madie aritmetică a valorilor obŃinute prin cele trei metode de carotaj: CN, CD şi CA.

3DACNgr φ+φ+φ

=φ

3efDefACefN

efφ+φ+φ

=φ

AplicaŃie:

CAROTAJUL ACUSTIC

332

Să se determine porozitatea, prin metode singulare, a stratelor poroase-

permeabile din diagrafia geofizică din Anexele nr.23 (carotajul neutronic şi carotajul de densitate) şi 24 (carotajul acustic de viteză).

Rezultatele obŃinute se vor înscrie în tabelul următor:

Hsup-Hinf Varg φ Nca φ N φ efN Nr.

strat m - % % % 1 2 3 4 5 6

Nr. strat δ φ D φ efD ∆ t φ AC φ efAC φ φ ef

g/cm3 - - µ s/ft - - % % 1 2 3 4 5 6

CAROTAJUL ACUSTIC

333

CAROTAJUL ACUSTIC

334

CAROTAJUL ACUSTIC

335

ANEXA NR. 25

CAROTAJUL ACUSTIC

336

ANEXA NR. 26

CAROTAJUL ACUSTIC

337

10.3.4. LUCRAREA NR. 9

Determinarea porozităŃii prin metode duale CN-CD, CN-CA, CD-CA.

Răspunsurile în diagrafiile neutronice, de densitate şi acustice depind nu numai de porozitate, ci şi de litologia formaŃiunilor investigate. Cunoscând litologia şi respectiv parametrii matriei, ∆tmat, δmat şi mNmat, este posibilă evaluarea porozităŃii intergranulare cu o singură metodă de porozitate, la care se adaugă eventual o a doua metodă - cum ar fi diagrafia gamma natural - pentru determinarea volumului de material argilos. Problema se complică în cazul în care matricea este formată din doi sau mai mulŃi constituenŃi mineralogici, cu sau fără conŃinut de material argilos şi cu sau fără porozitate secundară. În cazul rocilor carbonatate cele mai frecvente amestecuri binare (cu doi constituenŃi mineralogici) sunt: calcit / dolomit, calcit / silice, dolomit / silice, dolomit / anhidrit. Pentru roci grezoase-nisipoase, combinaŃiile cele mai posibile sunt: silice / calcit, silice / dolomit. Pentru aceste cazuri ale rocilor "curate" cu porozitate intergranulară, formate din doi constituenŃi mineralogici principali, dacă se dispune de două metode de porozitate, pot fi utilizate o serie de grafice de dependenŃă de forma: CN-CD, CN-CA, CD-CA. 1. Determinarea porozităŃii din diagrafia combinată - carotaj

neutronic şi carotaj de densitate (CN-CD) DependenŃa δ = f(mN,Ca) poate fi rezolvată grafic cu ajutorul abacei din Anexa nr.27. Liniile caracteristice pentru gresii, calcare, dolomite şi anhidrite sunt gradate în unităŃi de porozitate, astfel că pentru un punct determinat de două citiri pe diagrafia neutronică şi de densitate se poate stabili atât conŃinutul litologic cât şi prozitatea. Dacă punctul determinat cade între două linii caracteristice, matricea este cfvmpusă din cele două minerale, fiecare în procentaj invers proporŃional cu distanŃa dintre punct şi linia caracteristică respectivă, iar porozitatea se citeşte funcŃie de poziŃia punctului. Dacă punctul determinat cade pe una din liniile caracteristice, matricea este compusă din mineralul corespunzător liniei, iar porozitatea se va citi pe segment, funcŃie de poziŃia punctului pe linie.

CAROTAJUL ACUSTIC

338

2. Determinarea porozităŃii din diagrafia combinată - carotaj

neutronic şi carotaj acustic de viteză (CN-CA) DependenŃa ∆t = f(m N,Ca) se poate rezolva grafic cu ajutorul abacei din Anexa nr.28, care reprezintă rezolvarea grafică a răspunsului carotajului neutronic şi carotajului acustic. 3. Determinarea porozităŃii din diagrafia combinată - carotaj de

densitate şi carotaj acustic de viteză (CD-CA) DependenŃa δ = f(∆t) se poate rezolva grafic cu ajutorul abacei din Anexa nr.29, care reprezintă rezolvarea grafică a răspunsului carotajului de densitate şi carotajului acustic.

Mod de lucru: � Din diagrafie se citesc următoarele valori în dreptul stratelor analizate:

mN,Ca, ∆t, δ (Anexele nr. 23, 24); � Se alege graficul dual respectiv, funcŃie de combinaŃia de carotaje şi de

natura fluidului de foraj; � Se plasează valorile citite sau determinate pe abscisă şi ordonată şi se

determină punctele de coordonate: • (mN,Ca, δ) pentru combinaŃia CN-CD; • (mN,Ca, ∆t) pentru combinaŃia CN-CA; • (∆t, δ) pentru combinaŃia CD-CA

În funcŃie de poziŃia punctelor se determină, procentual cantitatea de minrale constituente ale matricei precum şi porozitatea.

CAROTAJUL ACUSTIC

339

AplicaŃie: Să se determine porozitatea şi litologia formatiunilor din anexele nr. 23 şi 24 cu ajutorul graficelor duale. Rezultatele obŃinute se vor trece în tabelul următor:

Nr. strat

NCaΦ δ t∆ CN - CD CN - CA CD - CA

- % g/cm3 µ s/ft Φ (%) Litologia Φ (%) Litologia Φ (%) Litologia

1 2 3 4 5 6

CAROTAJUL ACUSTIC

340

ANEXA NR. 27

CAROTAJUL ACUSTIC

341

ANEXA NR. 28

CAROTAJUL ACUSTIC

342

ANEXA NR. 29

CAROTAJUL ACUSTIC

343

10.3.5. LUCRAREA NR. 10 - Determinarea conŃinutului în fluide şi a

coeficienŃilor de saturaŃie, Sa şi Sh

Pentru stabilirea potenŃialului productiv al oricărei roci colectoare este necesar să se stabilească conŃinutul în hidrocarburi şi apă. Estimarea potenŃialului productiv se poate efectua prin prelucrarea diagrafiei geofizice, atât pentru formaŃiuni "curate", cât şi pentru formaŃiuni argiloase utilizând diferite modele. În procesul de interpretare cantitativă, în scopul determinării saturaŃiei trebuie străbătute o serie de etape ale interpretării, după cum urmează:

- determinarea grosimii efective şi a limitelor colectorului, h; - determinarea rezistivităŃii reale, σR - determinarea rezistivităŃii subzonei spalate; - determinarea rezistivităŃii apei de zăcământ; - determinarea porozităŃii; - determinarea factorului de formaŃie, F; - determinarea saturaŃiei în apă şi hidrocarburi SA şi SH.

Metodele de determinare a coeficienŃilor de saturaŃie diferă funcŃie de tipul formaŃiunilor pentru care se face evaluarea, formaŃiuni curate sau argiloase, diferenŃierea facându-se datorită efectului pe care argila o are asupra acestor determinări.

1. RelaŃia lui Archie Pentru formaŃiuni curate, dependenŃa dintre saturaŃia în apă şi rezistivitatea reală este dată de relaŃia empirică stabilită de Archie:

CAROTAJUL ACUSTIC

344