lunes, 18 de febrero de 2008

Pruebas de Pozos: Desde la Línea Recta hasta la Deconvolución.
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Las pruebas de pozos o análisis de presión han sido usadas a lo largo de los años para estudiar y describir el comportamiento de los yacimientos. Son muchos los parámetros que son caracterizados por este tipo de pruebas. Desde su primera implementación hace más de 50 años las pruebas de pozos han ido cambiando y modernizándose hasta convertirse en una herramienta de mucho aporte computacional, fundamental para cualquier estudio de yacimiento.

Al principio, las técnicas de análisis de presión provenían de la tecnología usada en los pozos de agua que incluían análisis de tipo gráfico y logarítmico. Las primeras pruebas de análisis de presión diseñadas exclusivamente para pozos de petróleo aparecieron en los años 50 desarrolladas por compañías petroleras gracias al trabajo de científicos como Miller, Dyes, Hutchinson y Horner. Muchos de estos trabajos fueron plasmados en la Quinta Monografía de la SPE.

En los años 60 las investigaciones estuvieron apuntadas a conocer más acerca del comportamiento mostrado por los análisis de presión en las primeras etapas. Los investigadores notaron que el valor del daño (skin) no representaba con seguridad lo que ocurría en el pozo pero sí desviaba los resultados obtenidos. A finales de los años 60 se utilizaron nuevas técnicas matemáticas como la función de Green. No obstante, los análisis eran en su mayoría manuales.

A partir de los años 70, las compañías de servicios se encargaron de desarrollar nuevas tecnologías lo que marcó el fin de los análisis manuales para las pruebas de pozos. Desde ese momento las pruebas de pozos se convirtieron en parte fundamental del análisis de yacimientos. A partir de los años 80, las pruebas de pozos son completamente computarizadas y permiten entender y reconocer las heterogeneidades los yacimientos, analizar pozos horizontales y efectos de límites del yacimiento entre otras cosas.

Los primeras pruebas de pozos se hicieron mediante un Análisis Lineal en donde se asumía que se podía modelar la relación entre la presión y el tiempo como una línea recta. Dependiendo de la desviación que mostraban los puntos con respecto a la línea recta era posible determinar las características más importantes del yacimiento que se estaba estudiando. Este método tenía como principal ventaja la facilidad a la hora de ser aplicado y su principal inconveniente era la falta de exactitud a la hora de estimar qué tan desviados estaban los puntos de la línea recta.

En los años 70 el análisis lineal fue sustituido por un Análisis de presiones de tipo log-log en el que la presión durante un período de flujo, Dp, era graficada contra el tiempo transcurrido, Dt, en un papel log-log. De la misma forma que el análisis lineal, este análisis permitía determinar las características del yacimiento mediante la observación de los puntos graficados y sus desviación de la tendencia lineal. Si bien este método era mejor que el anterior, la falta de resolución en las mediciones de cambio de presión siempre fue su mayor desventaja.

El auge de las computadores y su aplicación en el análisis matemático ayudó a que en los años 80 las pruebas de pozos se estudiaran mediante un Análisis log-log diferencial en el que las gráficas involucraban a la variación del tiempo transcurrido y el cambio de presión con respecto a éste. Tomar la derivada con respecto al logaritmo natural del tiempo transcurrido enfatizaba el flujo radial que es el más común alrededor de un pozo. La mayor ventaja de este método era la capacidad de identificación de las características del yacimiento. Sin embargo, es necesario recordar que un los diferenciales de presión no son medidos sino calculados; de esta manera los resultados dependían de qué tan eficiente era la herramienta computacional que se utilizaba.

En la actualidad el uso de las pruebas de pozos se ha hecho más necesario debido al uso de un nuevo algoritmo para la deconvolución desarrollado por Shroeter (SPE 71574). La Deconvolución se refiere a las operaciones matemáticas empleadas en la restauración de señales para recuperar datos que han sido degradados por un proceso físico que puede describirse mediante la operación inversa, una convolución. Para entender mejor el proceso de la convolución es conveniente tomar en cuenta uno de sus mayores campos de aplicación: la manipulación y digitalización de fotografías. En la actualidad es posible tomar una fotografía antigua que haya sido deteriorada por algún efecto conocido (tiempo, clima, etc.) y conseguir la fotografía original. En este caso se conoce el resultado final (la fotografía deteriorada) el proceso que originó ese deterioro (convolución) y se busca el dato de entrada (fotografía original) que sufrió los efectos de ese proceso. Referido a las pruebas de presión, la utilidad de la convolución es conocer con mayor exactitud los límites de un yacimiento. La deconvolución transforma datos de presión a distintas tasas en una sola caída de presión a tasa constante con una duración igual a la duración total de la prueba. De esta forma es posible graficar el diferencial de presión contra el tiempo y conseguir una curva que represente con mayor exactitud el comportamiento de la presión con respecto al tiempo.

Las pruebas de pozos han pasado por muchas etapas desde 1950 cuando fueron implementadas por primera vez. El avance en la tecnología ha permitido que estos análisis se conviertan en una herramienta fundamental a la hora de caracterizar un yacimiento. A medida que los aportes computacionales se hacen cada vez más presentes en el campo de la geología, geofísica y sobretodo geoestadística, es inevitable pensar que las pruebas de pozos seguirán innovando en la búsqueda de resultados más exactos que ofrezcan mucha más información de la realidad que subyace en el yacimiento.

Referencias:

  • Gringarten A.C. “From Straight Lines to Deconvolution: The Evolution of the State of the Art in Well Test Analysis” paper SPE 102079 presented at the 2005 SPE Annual Technical Conference and Exhibiton held in San Antonio, Texas, U.S.A., 24-27 September 2006.

  • Lee J. Well Testing. SPE Textbook Series Vol. 1982
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