TESIS USB PDF

Preview

Summary

UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR DECANATO DE ESTUDIOS DE POSTGRADO COORDINACIÓN DE POSTGRADO DE INGENIERÍA GEOFÍSICA MAESTRÍA EN CIENCIAS DE LA TIERRA TRABAJO DE GRADO EVALUACIÓN PETROFÍSICA Y MINERALÓGICA EN YACIMIENTOS DE LAS FORMACIONES OFICINA Y MERECURE EN EL ÁREA MAYOR DE ANACO. Por Angel Eduardo Bas...

Description

UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR DECANATO DE ESTUDIOS DE POSTGRADO COORDINACIÓN DE POSTGRADO DE INGENIERÍA GEOFÍSICA MAESTRÍA EN CIENCIAS DE LA TIERRA

TRABAJO DE GRADO

EVALUACIÓN PETROFÍSICA Y MINERALÓGICA EN YACIMIENTOS DE LAS FORMACIONES OFICINA Y MERECURE EN EL ÁREA MAYOR DE ANACO.

Por

Angel Eduardo Basanta Dasilva

Noviembre, 2018

UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR DECANATO DE ESTUDIOS DE POSTGRADO COORDINACIÓN DE POSTGRADO DE INGENIERÍA GEOFÍSICA MAESTRÍA EN CIENCIAS DE LA TIERRA

EVALUACIÓN PETROFÍSICA Y MINERALÓGICA EN YACIMIENTOS DE LAS FORMACIONES OFICINA Y MERECURE EN EL ÁREA MAYOR DE ANACO.

Trabajo de Grado presentado a la Universidad Simón Bolívar por:

Angel Eduardo Basanta Dasilva

Como requisito parcial para optar al grado de:

Magíster en Ciencias de la Tierra

Con la asesoría del prof. Ana Cabrera

Noviembre, 2018

ii

UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR DECANATO DE ESTUDIOS DE POSTGRADO COORDINACIÓN DE POSTGRADO DE INGENIERÍA GEOFÍSICA MAESTRÍA EN CIENCIAS DE LA TIERRA EVALUACIÓN PETROFÍSICA Y MINERALÓGICA EN YACIMIENTOS DE LAS FORMACIONES OFICINA Y MERECURE EN EL ÁREA MAYOR DE ANACO. Por: Basanta Dasilva Angel Eduardo Carnet N°: 15-90255 Este trabajo de grado ha sido aprobado en nombre de la Universidad Simón Bolívar por el siguiente jurado examinador:

Presidente Prof. Milagtrosa Aldana - PhD Universidad Simón Bolívar

Miembro Externo Ing. Arlys Machado - MSc PDVSA - INTEVEP

Miembro Principal Prof. Ana Cabrera - MSc Universidad Simón Bolívar

Noviembre, 2018

iii

DEDICATORIA

A mi madre (†) y a mi esposa, soportes e inspiración en todo momento, a mi lado y aun desde el cielo …

iv

AGRADECIMIENTOS A Dios por brindarme el regalo de la vida. A mi esposa Marvelis y a mi hijo Alejandro, cuyo apoyo incondicional fue el motor para poder seguir siempre adelante. Igualmente a mi padre y mis hermanos José Angel, Mary y Rigmary, por estar pendientes e impulsarme en todo momento. A los hermanos Armando y Jorge Bravo, quienes me acompañaron de principio a fin en toda la maestría, tomando este proyecto casi como propio. A la prestigiosa USB, por abrirme las puertas y permitirme de ser parte de ella durante el curso de esta maestría y en adelante como su egresado. A mi tutora Ana, por su apoyo, paciencia, consejos y su gran colaboración para la feliz culminación de este importante proyecto. No menos importante, a la amiga Rosaura, quien siempre fue una ayuda y un guía en cada trimestre. A todos aquellos que de diferente forma me ayudaron en el desarrollo del proyecto: mis compañeros de la empresa Maria Gabriela, Candice, Jean, Rafael, Yidris, Emma, Hugo, Crimilda; colegas de la maestría Pedro, Anibal, Kris e Indiagari, excelentes compañeros y trabajadores; mis primos Alayde, Freddy, Alaymar, Yanosky y Yarimar en Caracas, quienes me dieron cobijo y apoyo con mucho cariño. Existen cosas que tan grandiosas que no hay forma de pagarlas, solo podemos transmitirlas ayudando a otros…

v

UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR DECANATO DE ESTUDIOS DE POSTGRADO COORDINACIÓN DE POSTGRADO DE INGENIERÍA GEOFÍSICA MAESTRÍA EN CIENCIAS DE LA TIERRA EVALUACIÓN PETROFÍSICA Y MINERALÓGICA EN YACIMIENTOS DE LAS FORMACIONES OFICINA Y MERECURE EN EL ÁREA MAYOR DE ANACO. Por: Basanta Dasilva Angel Eduardo Carnet N°: 15-90255 Tutor: Prof. Ana Cabrera Noviembre, 2018

RESUMEN Se presenta el estudio petrofísico y mineralógico de 3 intervalos, denominados MERT, MER J2 y COK, pertenecientes a las formaciones Merecure y Oficina en los campos San Joaquín, El Roble y Guario del Área Mayor de Anaco, ubicados en la Cuenca Oriental de Venezuela, en la subcuenca de Maturín, a unos 8 km de la ciudad de Anaco. A través de la integración de los registros geofísicos de 9 pozos, con los datos de análisis convencionales de núcleos, difracción de rayos X y descripción litológica, se realizó la calibración de modelos de arcillosidad, porosidad y permeabilidad, que permitieron realizar la evaluación petrofísica de los intervalos en estudio. Se determinó que las principales petrofacies para el nivel MERT son la Macro y Megaporosa, para el nivel MERJ2 el tipo Microporosa, mientras que para COK hay una mayor variedad, al tener porcentajes similares de Macro, Meso y Microporoso. Posteriormente, fueron generados modelos de composición mineralógica, a través de la integración de ecuaciones lineales y métodos de evaluación probabilística, los cuales permitieron reproducir los tipos de arcillas y la proporción de los mismos en la roca. Se generaron dos modelos composicionales: uno para los intervalos MERT y MERJ2, compuesto principalmente de areniscas y lutitas, y un segundo modelo para el intervalo COK, con mayor presencia de facies de areniscas y heterolitas; en ambos modelos los principales tipos de arcilla son la caolinita y la illita. Se determinó que la presencia de estos dos minerales de arcilla representa un problema para el uso del gráfico torio-potasio en la identificación del tipo de arcilla. La distribución de arcillas en las secciones de menor arcillosidad es principalmente dispersa, pasando a laminar en la mayor parte de la columna estratigráfica. Con las curvas de minerales obtenidas en los modelos de composición mineralógica y mediante la aplicación de redes neuronales, fueron definidos 2 modelos de 16 facies cada uno. Las facies se diferencian en función del tipo de litología presente, pero principalmente en el tipo y la variación volumétrica de las arcillas presentes. Los modelos fueron propagados a los pozos del mismo yacimiento que no poseen análisis de núcleo, pero que cuentan con el set de registro geofísicos apropiados. Palabras claves: Facies, modelos de composición mineralógica, arcillas, método probabilístico, redes neuronales.

vi

INDICE GENERAL DEDICATORIA ........................................................................................................................ iii AGRADECIMIENTOS ..............................................................................................................iv RESUMEN .................................................................................................................................. v INDICE GENERAL ...................................................................................................................vi INDICE DE TABLAS ................................................................................................................ix INDICE DE FIGURAS ............................................................................................................... x INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................... 1 CAPITULO I MARCO GEOLÓGICO ...................................................................................... 7 1.1.

Cuenca Oriental de Venezuela ........................................................................................ 7

1.2.

Marco estructural de la Cuenca Oriental de Venezuela. ................................................. 9

1.2.1. Corrimiento de Anaco. ............................................................................................ 9 1.3. Área Mayor de Anaco (A.M.A)..................................................................................... 10 1.3.1. 1.3.2.

Estratigrafía del Área Mayor de Anaco ................................................................. 11 Campos San Joaquín, El Roble y Guario. ............................................................. 14

CAPITULO II FUNDAMENTOS TEÓRICOS ....................................................................... 16 2.1.

Evaluación Petrofísica ................................................................................................... 16

2.2.

Arcillosidad de la formación. ........................................................................................ 17

2.2.1. Clasificación de las arcillas ................................................................................... 17 2.2.2. Importancia de la determinación de la arcillosidad y tipo de arcilla. .................... 23 2.2.3. Determinación de la arcillosidad de la formación ................................................. 24 2.2.4. Cálculo del índice de arcillosidad.......................................................................... 25 2.2.5. Cálculo del volumen de arcilla .............................................................................. 25 2.2.6. Identificación de los minerales de arcilla a partir de registros. ............................. 26 2.3. Porosidad ....................................................................................................................... 28 2.3.1. Clasificación de la porosidad ................................................................................. 28 2.3.2. Factores que afectan la porosidad .......................................................................... 29 2.3.3. Métodos para la determinación de la porosidad .................................................... 30 2.4. Permeabilidad ................................................................................................................ 32 2.4.1. Clasificación de la permeabilidad.......................................................................... 33 2.4.2. Determinación de la permeabilidad ....................................................................... 33 2.4.3. Permeabilidades relativas ...................................................................................... 34 2.5. Modelo de saturación de agua. ...................................................................................... 36 2.5.1. Modelos para la evaluación de la saturación de agua en arenas arcillosas............ 36 2.6. Presión capilar ............................................................................................................... 40

vii 2.6.1. Aplicación de las curvas de presión capilar........................................................... 42 2.6.2. Métodos para medir presión capilar ...................................................................... 43 2.7. Petrofacies ..................................................................................................................... 43 2.7.1. Determinación de petrofacies. ............................................................................... 44 2.7.2. Determinación del radio de garganta poral............................................................ 46 2.7.3. Gráfico de saturación incremental de mercurio ..................................................... 48 2.7.4. Gráfico de ápices ................................................................................................... 48 2.8. Electrofacies .................................................................................................................. 49 2.9.

Modelo determinístico vs modelo estocástico. .............................................................. 51

2.9.1. Modelo de evaluación de formaciones con base en la mineralogía. ..................... 51 2.9.2. Aplicación de redes neuronales para la identificación de minerales a partir de registros de pozos. ................................................................................................................. 54 CAPITULO III METODOLOGÍA ........................................................................................... 57 3.1.

Recopilación y validación de información de arenas y pozos seleccionados a estudio.57

3.2.

Evaluación Petrofísica de los horizontes estratigráficos. .............................................. 58

3.2.1. Ajuste de Profundidad del Core-Gamma............................................................... 58 3.2.2. Determinación de carbones y problemas de hoyo. ................................................ 59 3.2.3. Cálculo de Arcillosidad (Vsh). .............................................................................. 60 3.2.4. Modelo de Porosidad. ............................................................................................ 61 3.2.5. Modelo de Permeabilidad. ..................................................................................... 61 3.2.6. Determinación del tipo de roca (Petrofacies). ....................................................... 63 3.2.7. Estimación de saturación de agua. ......................................................................... 63 3.3. Tipo y Distribución de las Arcillas. ............................................................................... 64 3.4.

Determinación de matriz. .............................................................................................. 65

3.5.

Modelo de composición mineralógica........................................................................... 66

3.5.1. Aplicación del modelo de minerales a los pozos correlación................................ 67 3.6. Definición de Facies. ..................................................................................................... 68 3.6.1.

Propagación de Facies. .......................................................................................... 69

CAPÍTULO IV ANÁLISIS DE RESULTADOS..................................................................... 70 4.1.

Selección de pozos para el estudio. ............................................................................... 70

4.2.

Calibración de profundidad núcleo - perfil.................................................................... 70

4.3.

Establecimiento de modelos petrofísicos ...................................................................... 71

4.3.1.

Modelo de Arcillosidad. ............................................................................................ 71

4.3.2.

Determinación de carbones y calibración con la descripción sedimentológica. ....... 73

4.3.3.

Modelo de porosidad ................................................................................................. 75

4.3.4.

Modelo de permeabilidad. ......................................................................................... 75

viii 4.3.5.

Determinación del tipo de roca (Petrofacies) ............................................................ 79

4.3.5.1.

Método de Windland. ............................................................................................ 79

4.3.5.2.

Método de Pittman. ............................................................................................... 81

4.3.6.

Distribución de Arcillas. ............................................................................................ 83

4.3.7.

Modelo de saturación de agua. .................................................................................. 84

4.3.8.

Integración gráfica del modelo petrofísico. ............................................................... 84

4.4.

Tipo de arcillas. ............................................................................................................. 89

4.5.

Modelo de Composición Mineralógica. ........................................................................ 92

4.6.

Definición de Facies. ..................................................................................................... 95

CAPÍTULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. ........................................... 105 5.1.

CONCLUSIONES. ...................................................................................................... 105

5.2.

RECOMENDACIONES. ............................................................................................ 107

BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................................... 108

ix

INDICE DE TABLAS

Tabla 2.1 Clasificación de las petrofacies según Coalson, Hartmann y Thomas. ..................... 46 Tabla 3.1 Información disponible por pozo y su clasificación. ................................................. 58 Tabla 4.1 Resumen de pozos a estudiar. .................................................................................... 70 Tabla 4.2 Desfase de profundidad entre los núcleos y los registros de pozos........................... 71 Tabla 4.3 Análisis DRX de la fracción de arcillas. Pozo P1, intervalo MERT. ........................ 89 Tabla 4.4 Análisis DRX de la fracción de arcillas. Pozo P2. Intervalo CO K. ......................... 91 Tabla 4.5 Análisis DRX de la fracción de arcillas. Pozo P1. Intervalo MER J2....................... 92 Tabla 4.6 Definición de Facies. Pozo P1. .................................................................................. 96 Tabla 4.7 Definición de Facies para el modelo de mineralogía. Pozo P2. ............................... 99 Intervalo CO K. ......................................................................................................................... 99

x

INDICE DE FIGURAS Figura 1. Ubicación del Área de Estudio..................................................................................... 4 Figura 1.1 Ubicación de la Cuenca Oriental de Venezuela. ........................................................ 7 Figura 1.2 Sección geológica Norte – Sur, Cuenca Oriental de Venezuela (Felder, B. et al, 1980) ............................................................................................................................................ 8 Figura 1.3 Principales estructuras de la Cuenca Oriental de Venezuela (Felder, B. et al. 1980) 9 Figura 1.4 Columna estratigráfica del Área Mayor de Anaco. .................................................. 11 Figura 2.1 Estructura atómica y fotografía en el microscopio electrónico de barrido de la caolinita (Contreras, 2013). ....................................................................................................... 19 Figura 2.2 Estructura atómica y fotografía en el microscopio electrónico de barrido de la Esmectita (Contreras, 2013). ..................................................................................................... 19 Figura 2.3 Grupo de la Esmectita (Contreras, 2013). ................................................................ 20 Figura 2.4. Estructura esquemática de capas 2:1 y fotografía en microscopio electrónico de la ilita (Contreras, 2013). ............................................................................................................... 21 Figura 2.5 Estructura atómica y fotografía en el microscopio electrónico de barrido de la clorita (Contreras, 2013). ........................................................................................................... 21 Figura 2.6 Clasificación de arcillas por tipo de distribución en la formación. Representación gráfica arriba, representación volumétrica abajo (Acosta, 2006). ............................................. 22 Figura 2.7 Permeabilidades relativas en función de la saturación (IFP, 2015). ........................ 35 Figura 2.8 Modelo de tubos capilares (Acosta, 2006). .............................................................. 40 Figura 2.10 Gráfico cruzado ka – φ para determinar petrofacies (Sifontes, 2012). ................... 45 Figura 2.11 Gráfico de Pc sistema aire-mercurio (Sifontes, 2012). .......................................... 46 Figura 2.12 Gráfico de saturación incremental de mercurio (Sifontes, 2012)...