ESTIMACIÓN DE LA PERMEABILIDAD MEDIANTE EL ANÁLISIS DE PRUEBAS DE RESTAURACIÓN DE PRESIÓN O BUILDUP

La prueba más utilizada para medir la presión transiente es la prueba de buildup o restauración de presión. Básicamente esta prueba consiste en el cierre, generalmente en superficie, de un pozo que se encuentra produciendo a una tasa constante durante un tiempo definido (figura 1), permitiendo que la presión se restaure o aumente en el pozo y recordando que la presión en el pozo es función del tiempo. A partir de los datos obtenidos en esta prueba es posible estimar la permeabilidad de la formación, presión estática promedio, caracterizar el daño o estimulación y las heterogeneidades presentes en el yacimiento.

La permeabilidad es la capacidad de una roca para permitir el paso de un fluido a través de sus poros interconectados. Como se sabe, todos los yacimientos existentes son heterogéneos, por lo cual, la permeabilidad dentro de un mismo yacimiento variará en menor o mayor grado. Por lo tanto, la estimación de esta propiedad es de suma importancia a la hora de producir un yacimiento. Por esta razón, este blog se enfocará específicamente en la estimación de la permeabilidad promedio del yacimiento mediante una prueba de restauración de presión.

Prueba ideal de restauración de presión. La prueba ideal de restauración de presión considera la existencia de un yacimiento isotrópico, homogéneo e infinito, el cual contiene fluidos en una sola fase, ligeramente compresible y con propiedades constantes. Asumiendo que: el pozo se encuentra produciendo en un yacimiento infinito, la formación y los fluidos poseen propiedades uniformes, y la aproximación del tiempo Horner es aplicable; se obtiene:

Ecuación 1

La forma de la ecuación (1) sugiere que la obtenida en la prueba de restauración de presión se grafica como una línea recta en función del logaritmo del tiempo (figura 2). Por lo tanto, la pendiente m de esta línea recta será:

Ecuación 2

A partir de la ecuación (2) se puede determinar la permeabilidad k de la formación mediante la estimación de la pendiente m.

Prueba real de restauración de presión. Al aplicar las ecuaciones obtenidas a partir de las suposiciones de una prueba ideal en un pozo real, se alcanzan resultados divergentes: en lugar de una sola línea recta para todos los tiempos se obtiene una curva con una forma complicada. Para explicar que es lo que ocurre se introduce el concepto de radio de investigación. Basado en este concepto, se puede dividir la curva de buildup en tres regiones:

1. Una región de tiempo inicial durante el cual la presión transiente se mueve a través de las cercanías del pozo.


2. Una región de tiempo intermedio durante el cual la presión transiente se mueve desde afuera del pozo hasta la formación.


3. Una región de tiempo final donde el radio de investigación ha alcanzado los límites de drenaje del pozo.

En la figura (3) se observa la curva real de una prueba de restauración de presión con los tres períodos definidos.

Determinación de la permeabilidad. La permeabilidad de la formación se puede determinar de la siguiente manera:

1. Establecer el probable inicio del tiempo intermedio real (TIR) cuando desaparezca el efecto consistente en el movimiento del fluido al pozo (afterflow).


2. Asumir que el probable final del TIR ocurre cuando la curva de Horner se vuelve no lineal.


3. Luego, calcular la pendiente de la aparente línea del TIR y estimar la permeabilidad por medio de la ecuación (3)
   

Ecuación 3

Puede ser de ayuda en el análisis del TIR el cálculo de la permeabilidad promedio, kj, a partir de los datos obtenidos de la prueba del buildup. Partiendo del índice de productividad J y la Ley de Darcy se obtiene la ecuación (4) que es válida sólo si el estado seudo-estable es alcanzado en el período de producción.

Ecuación 4

Despejando kj se obtiene la ecuación (5):

Ecuación 5

Para un pozo que no se encuentra dañado ni estimulado, kj debe ser igual a la permeabilidad de la formación k, determinada a partir de la pendiente del TIR, para un pozo dañado kj<k y para un pozo estimulado kj>k.

Referencias Bibliográficas

1. Lee, John: Well Testing, SPE Textbook Series Vol. 1, New York (1982).