MÉTODOS DE MEDICIÓN DE PERMEABILIDAD: Packers y Trazadores

MÉTODOS DE MEDICIÓN DE PERMEABILIDAD

CONTENIDO

1 PACKERS

2 PRUEBAS DE PERMEABILIDAD POR TRAZADORES

2.1 MEDICIÓN EN UN ÚNICO POZO

2.1.1 INYECCIÓN EXTRACCIÓN

2.1.2 DILUCIÓN EN EL SONDEO

2.1.3 TEST CON TRAZADOR IÓNICO 

1 PACKERS

Un packer es un elemento inflable de goma que se infla, se usa para sellar el espacio anular entre la sarta de perforación y la pared del pozo. Existen diferentes tipos de packers. Se pueden muestrear fluidos en la formación si ésta es permeable. Es posible derivar la permeabilidad y porosidad en una sección aislada de un pozo abierto usando un packer encima de otro (es decir dos packers) usando pruebas de bombeo de presión a pulso, slug test, o tasas de inyección contrastadas.

La estructura externa de 8¼ a 8½ pulgadas de diámetro externo (OD) puede expandirse hasta casi el doble de su diámetro sin inflar (casi 16 pulgadas); aunque, la inflación total produce un sello hidráulico más débil que soporta menos presión de presión diferencial. Las pruebas efectivas en un pozo abierto requieren que todos los packers sean posicionados en secciones del pozo de baja permeabilidad, que son medidas relativamente y tienen taladros suaves. Se pueden usar métodos cableados como el calibre, visor de pozo a distancia, resistividad, densidad y estudios sónicos se corren típicamente antes de las pruebas packer para identificar intervalos permeables y secciones con buen sello. La información de logueos permite que el ensamble del fondo del pozo los packers sean espaciados correctamente. Los estudios y experimentos pueden llevarse a cabo mediante un packer desinflado; de todos modos, las operaciones e investigaciones cableadas mediante un packer inflado requieren medidas de seguridad especiales debido a que el packer ejerce presión sobre la pared del pozo. El packer inmoviliza el ensamble del fondo del pozo, pero el tope de la tubería al nivel de superficie puede aun moverse hacia arriba y abajo, necesitándose compensación de peso en la sarta de perforación, evitando así la pérdida del packer por desgarre.

El packer puede funcionar en muchas combinaciones:

Un elemento es usado para aislar el intervalo entre la cima y la base del packer.

Dos packers pueden sobreponerse, actuando como un packer sólo, para aumentar la longitud del sello. Se pueden realizar mediciones de presión para confirmar el sello.

Un packer sobrepuesto, incorpora dos packers separados para expandir el intervalo de prueba de modo que pueda ser muestreado o expuesto a pruebas de inyección. Se pueden separar los packers de 1 a 9 metros en el pozo de perforación. El intervalo entre los packers sobrepuestos y el intervalo ubicado desde el fondo del packer hacia la cima del pozo puede ser probado separadamente. Los elementos de estos packers se conectan por tuberías de acero para asegurarse de que ningún elemento puede inflarse si ocurre una falla hidráulica. Se puede registrar la presión bajo el espacio creado para medir las fugas en el intervalo ubicado hacia la base (Ver figura nº 1.1).

Figura Nº 1.1: Configuración típica de un ensayo packer

2 PRUEBAS DE PERMEABILIDAD POR TRAZADORES

El empleo de trazadores es una técnica relativamente sencilla, pero que requiere el seguimiento riguroso de una sistemática. Se basa en introducir un trazador (químico o radiactivo) en un sondeo, y hacer varios registros simultáneos, separados entre sí por períodos concretos de tiempo, y analizar en ellos la evolución de las anomalías que detecten.

El registro que se realice depende de la sustancia introducida. Así, si se emplea un trazador químico (como, por ejemplo, el ClNa, considerado “próximo al trazador ideal” por Custodio y Llamas, 1976), se hacen los registros sucesivos de conductividad del agua. Si, por el contrario, la sustancia introducida como trazador es radiactiva (trazador radiactivo), los registros que se llevan a cabo, para control de la evolución de las anomalías, son de radiactividad natural.

En uno y otro caso la sustancia introducida provoca una anomalía en el primer registro realizado después de su introducción. Los sucesivos registros marcan una evolución de la posición de la anomalía, en función de los flujos (ascendentes, descendentes o inexistentes). Se hace la comparación entre todos estos registros, y con un registro realizado en el sondeo previamente a la introducción de la sustancia.

El análisis de los registros permitirá obtener información de la existencia o no de flujos dentro del sondeo, la identificación de las capas productivas que aportan agua al sondeo y las que reciben agua del mismo, el cálculo de la velocidad de flujo y de la permeabilidad de las capas.

Existen varios métodos que se pueden usar para medir la permeabilidad mediante el uso de trazadores, entre estos tenemos los siguientes.

2.1 MEDICIÓN EN UN ÚNICO POZO

2.1.1 INYECCIÓN EXTRACCIÓN

Estas técnicas dan un valor para la velocidad en los pozos y el coeficiente de dispersión longitudinal. Este método asume porosidades predeterminadas o se pueden estimar con precisiones razonables.

Luego de inyectar el trazador mediante bombeo de agua, el trazador logra distanciarse del sondeo, luego se inicia la extracción mediante el bombeo a caudal constante y suficiente como para vencer el flujo natural subterráneo en el lugar ubicado a una distancia determinada, se miden las concentraciones variables en el tiempo, relacionándolo con el volumen bombeado, encontrándose una relación para medir la distancia recorrida:

En la figura nº 2.1 se muestra un esquema conceptual con trazadores en un único sondeo, utilizado para medir las características del terreno.

Figura Nº 2.1: Método de trazadores en sondeo único

2.1.2 DILUCIÓN EN EL SONDEO

Consiste en introducir instantáneamente una cantidad conocida de un trazador en un sondeo, generando la mezcla y midiendo la disminución de concentración en el tiempo, se puede medir esta velocidad con la siguiente fórmula:

El trazador se añade en un volumen aislado del sondeo utilizando packers. 

2.1.3 TEST CON TRAZADOR IÓNICO

Se inyecta agua salada en el sondeo. El radio de invasión del trazador se determina mediante una sonda de inducción. Luego se determina la profundidad de la invasión a diferentes tiempos, luego se determina la velocidad de la invasión, tomando en cuenta la carga hidráulica. El trazador invadirá diferentes intervalos del pozo a diferentes velocidades, dependiendo de las propiedades hidrogeológicas de cada intervalo, por lo tanto se puede inferir la distribución de la conductividad hidráulica a partir de los radios de invasión. Se mide la porosidad mediante un método de modelamiento de conductividad eléctrica, que tienen en cuenta las variaciones en conductividad de la matriz, a partir de la porosidad (Ver figura nº 2.2).

Figura Nº 2.2: Ensayo mediante conductividad electromagnética