capítulo 4 metodología, pruebas de presión capilar y gargantas porales

220 Pages·2012·8.49 MB·Spanish

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA Y
PETRÓLEOS

“DETERMINACIÓN DEL DIÁMETRO DE LAS GARGANTAS
PORALES Y PRESIONES CAPILARES USANDO EL EQUIPO DE
PRESIÓN CAPILAR CON PICNÓMETRO DE MERCURIO PARA LA
CARACTERIZACIÓN DEL RESERVORIO ARENISCA U DEL
CAMPO AUCA, MEDIANTE PRUEBAS DE LABORATORIO”.

PROYECTO DE TITULACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
INGENIERO EN PETRÓLEOS

RUIZ JUMBO LUIS FERNANDO
[email protected]

PAÚL AMILCAR SANTANA TORRES
[email protected]

DIRECTOR: Dr. JORGE TORO ÁLAVA, Ph.D.

[email protected]

Quito, Mayo 2012
I

DECLARACIÓN

Nosotros, LUIS FERNANDO RUIZ JUMBO Y PAÚL AMILCAR SANTANA
TORRES, declaramos bajo juramento que el trabajo aquí escrito es de nuestra
autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación
profesional; y, que hemos consultado las referencias bibliográficas que se
incluyen en este documento.

A través de la presente declaración cedemos nuestros derechos de propiedad
intelectual correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional,
según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por
la normatividad institucional vigente.

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LUIS FERNANDO RUIZ JUMBO PAÚL AMILCAR SANTANA TORRES
II

CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Luis Fernando Ruiz Jumbo y
Paúl Amílcar Santana Torres, bajo mi supervisión.

----------------------------------------------------------
DIRECTOR: Dr. Jorge Toro Álava, Ph.D.
III

AGRADECIMIENTOS

A Dios el ser supremo que guía mi camino, ya que es el principal
autor de todos los logros alcanzados en mi vida y quien es mi
compañía en tiempos de dicha y derrota.
A mis padres Amilcar e Irma ejemplo de lucha; gracias por darme
su amor, cariño y depositar en mi toda su confianza.
A la Empresa EP-PETROECUADOR al Centro de Investigaciones
Geológicas Quito en especial al Dr. Jorge Toro Álava que
desinteresadamente supo dirigir este Proyecto, y a todo el personal
administrativo, técnico y demás que conforman el CIGQ.
A toda mi familia, en especial a mi abuelita Totita y a mi tía Vilma
ya que por su confianza, consejos y su apoyo incondicional supieron
guiarme acertadamente en todas mis etapas académicas, no les
defraudé.
A mi tío Iván ejemplo de vida, gracias por bridarme tu amistad y
cariño.
Gracias por apoyarme.

Paúl Santana T.
IV

AGRADECIMIENTOS

En primer lugar quisiera agradecer al Dr. Jorge Toro Álava que ha sido para mí
un honor tenerlo como director de este Proyecto de titulación. Le agradezco
también su dedicación, paciencia y capacidad para guiar mis ideas para el
desarrollo de este Proyecto, como también en mi formación como
investigador.
Mi gratitud también para todos aquellos compañeros que conformar el CIGQ
por su ayuda y apoyo incondicional.
Por otra parte debo expresar mis agradecimientos a mi Familia por brindarme
su amor, ánimo, consejos para llevar a cabo este Proyecto.
A todos los que ocupan un lugar especial en mi vida muchas gracias y que
Dios les bendiga

LFRJ.

La lucha por la vida no la gana
Siempre el más fuerte ni el más rápido,
Pero, tarde o temprano, el que gana
Es el hombre que piensa “QUE ES CAPAZ DE GANAR”
BRUCE LEE
V

DEDICATORIA

A Dios por ser el que me dio las fuerzas necesarias para lograr
culminar esta etapa de mi vida.
A mis Padres Amicar e Irma ya que juntos luchamos
incansablemente y ahora puedo decir “lo hemos logrado”.
A mi familia, Santiago, Juan Carlos, Bryan, Cristy, y a mi novia
Norita, muchas gracias por brindarme su amor y cariño
incondicional siempre.

Paúl Santana T.
VI

DEDICATORIA

A DIOS
Para mis padres, Noemí y Carlos
Mis hermanos Carla, Vanessa y Javier
Mis sobrinos Jorge, Luisino y Nico

LFRJ.
VII

CONTENIDO

CERTIFICACIÓN .................................................................................................................. I
AGRADECIMIENTO ............................................................................................................ II
AGRADECIMIENTO ........................................................................................................... III
DEDICATORIA. .................................................................................................................. IV
DEDICATORIA. .................................................................................................................. IV
CONTENIDO.. ................................................................................................................... VII
CONTENIDO DE FIGURAS ............................................................................................... XI
CONTENIDO DE TABLAS ............................................................................................. XVII
CONTENIDO DE MAPAS................................................................................................. XX
ABREVIATURAS ............................................................................................................ XXI
RESUMEN……. ............................................................................................................. XXIV
PRESENTACIÓN ........................................................................................................ XXVIII

CAPÍTULO I… ..................................................................................................................... 1
DESCRIPCIÓN DEL CAMPO EN ESTUDIO Y DE LOS RESERVORIOS ........................... 1
1.1 DESCRIPCIÓN DEL CAMPO AUCA ....................................................................... 1
1.1.1 ANTECEDENTES ...................................................................................... 1
1.1.2 HISTORIA DEL CAMPO AUCA ................................................................. 2
1.1.3 SITUACIÓN GEOGRÁFICA DEL ÁREA DE ESTUDIO .............................. 7
1.2 GEOLOGÍA DEL CAMPO AUCA ............................................................................. 9
1.2.1 ESTRUCTURA .......................................................................................... 9
1.2.2 CARACTERÍSTICAS LITOLÓGICAS DEL RESERVORIO ....................... 10
1.2.2.1 Formación Hollín .............................................................................. 12
1.2.2.2 Grupo Napo ...................................................................................... 12
1.2.2.3 Arenisca Basal Tena......................................................................... 13
1.2.3 COLUMNA ESTRATIGRÁFICA ............................................................... 13
1.2.4 CARACTERÍSTICAS DE LOS YACIMIENTOS NAPO ............................. 13
1.2.5 VOLCANISMO ......................................................................................... 15
1.2.6 AMBIENTES DE DEPOSITACIÓN DE LOS RESERVORIOS EN EL
CAMPO AUCA ....................................................................................... 16

CAPÍTULO II…. ................................................................................................................ .17
VIII

PROPIEDADES PETROFÍSICAS DEL CAMPO AUCA Y DEL RESERVORIO
ARENISCA U .............................................................................................. 17
2.1 PROPIEDADES DE ROCA Y FLUIDO .................................................................. 17
2.1.1 POROSIDAD ........................................................................................... 17
2.1.1.1 Tipos de porosidad ........................................................................... 18
2.1.1.2 Factores que afectan la porosidad ..................................................... 19
2.1.2 PERMEABILIDAD .................................................................................... 21
2.1.2.1 Tipos de permeabilidad .................................................................... 21
2.1.2.2 Factores que afectan la permeabilidad ............................................. 22
2.1.3 SATURACIÓN ......................................................................................... 22
2.2 ESTÁTICA DE FLUIDOS EN MEDIOS POROSOS ............................................... 24
2.2.1 HUMECTABILIDAD ................................................................................. 24
2.2.1.1 Definición .......................................................................................... 24
2.2.1.2 El espacio poral ................................................................................ 25
2.2.2 TENSIÓN SUPERFICIAL E INTERFACIAL.............................................. 26
2.2.2.1 Importancia ....................................................................................... 26
2.2.3 PRESIÓN CAPILAR ................................................................................. 28
2.2.3.1 Definición .......................................................................................... 28
2.2.3.2 Características de una curva de presion capilar ............................... 34
2.2.3.3 Fuente de información de presión capilar ......................................... 35
2.2.3.4 Cálculo de la presion capilar a condiciones de reservorio a partir de
datos de laboratorio ....................................................................................... 40
2.2.4 GARGANTAS PORALES ......................................................................... 42
2.2.4.1 Determinación de las gargantas porales ........................................... 46
2.3 PARÁMETROS PETROFÍSICOS Y DE FLUIDOS DEL RESERVORIO
ARENISCA U……………….. .................................................................................... 48
2.3.1 ANÁLISIS PVT DE LOS FLUIDOS ........................................................... 48
2.3.2 ANÁLISIS DE PERMEABILIDADES ........................................................ 49
2.3.3 ANÁLISIS DE POROSIDAD ..................................................................... 52
2.3.4 ANÁLISIS DE PERMEABILIDAD Y POROSIDADAD DE LA ARENISCA U
DEL CAMPO AUCA ............................................................................... 53
2.3.5 ANÁLISIS DE SATURACIÓN ................................................................... 54
2.3.6 ANÁLISIS DE SEDIMENTOLÓGICO Y MINERALÓGICO ....................... 57
2.3.6.1 Análisis sedimentologico y mineralógico del pozo auca-48 ............... 58
2.3.6.2 Análisis sedimentologico y mineralógico del pozo auca-49 ............... 61
2.3.6.3 Análisis sedimentologico y mineralógico del pozo auca-55 ............... 64
IX

CAPÍTULO III. ................................................................................................................... 69
DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS Y PROCESOS................................................................... 69
3.1 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO DE PRESIÓN CAPILAR ........................................ 69
3.1.1 PICNÓMETRO DE ALTA PRESIÓN ........................................................ 71
3.1.2 PANEL DE CONTROL DE PRESIÓN Y VACÍO ...................................... 72
3.1.3 BOMBA VOLUMÉTRICA PARA MERCURIO ........................................... 73
3.1.4 SISTEMA DE VACÍO ............................................................................... 74
3.1.5 VASO RECEPTOR DE MERCURIO ........................................................ 74
3.1.6 FUENTE DE GAS A ALTA PRESIÓN ...................................................... 75
3.1.7 LINEAS DE ALTA PRESIÓN ................................................................... 75
3.2 DESCRIPCIÓN DE PROCESOS CON EL EQUIPO DE PRESIÓN CAPILAR ....... 76
3.2.1 CALIBRACIÓN ELECTRÓNICA DE LOS TRANSDUCTORES DE
PRESIÓN ............................................................................................... 77
3.2.2 CALIBRACIÓN VOLUMETRICA DE LA BOMBA DE MERCURIO ........... 81
3.2.3 DESCRIPCIÓN DE LA PRUEBA DE PRESIÓN CAPILAR ....................... 84
3.3 DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO DE MEDICIÓN DE TAMAÑO DE PORO POR
PETROGRAFÍA MICROSCÓPICA ........................................................................... 85

CAPÍTULO IV… ................................................................................................................ 86
METODOLOGÍA, PRUEBAS DE PRESION CAPILAR Y GARGANTAS PORALES ........ 86
4.1 PROCEDIMIENTO DE PREPARACIÓN DE LAS MUESTRAS ............................. 86
4.1.1 RECEPCIÓN DE LOS NÚCLEOS DE CORONA ..................................... 86
4.1.2 EXTRACCIÓN DE NÚCLEOS DE CORONA ........................................... 87
4.1.3 PREPARACIÓN DE LA MUESTRA ......................................................... 88
4.2 METODOLOGÍA PARA LA MEDICIÓN DEL Y CÁLCULO DEL DIÁMETRO Y
LONGITUDES TRANSVERSALES MENORES DE GARGANTAS PORALES........ 92
4.2.1 MÉTODO DE PRESIÓN CAPILAR POR INYECCIÓN DE MERCURIO ... 92
4.2.1.1 Metodología experimental ................................................................ 92
4.2.1.2 Cálculo de gargantas porales por inyección de mercurio .................. 94
4.2.2 MÉTODO DEL MICROSCOPIO PETROGRÁFICO .................................. 97
4.2.2.1 Metodología experimental ................................................................ 98
4.2.2.2 Criterio empleado en la medición de los diámetros menores de
gargantas porales ........................................................................................ 101
4.3 PARÁMETROS ESTADÍSTICOS DE LOS MÉTODOS DE INYECCIÓN DE
MERCURIO Y MICROSCOPIO PETROGRÁFICO ................................................. 104
4.4 CARACTERIZACIÓN DE LA ROCA .................................................................... 106