Avaliações das Formações

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Avaliação das Formações 
•Salvador, 02 e 03/02/2008
Vicente Dias Spinelli Jr
UN-RNCE/ENGP/CER
Programa
• Introdução
• Objetivos de um teste de avaliação
• Principais operações de avaliação
• Metodologia de interpretação
• Comportamento dos registradores nas diversas fases 
de um teste
• Análise qualitativa de cartas 
• Influência do registrador na interpretação 
Programa
• Introdução
• Objetivos de um teste de avaliação
• Principais operações de avaliação
• Metodologia de interpretação
• Comportamento dos registradores nas diversas fases 
de um teste
• Análise qualitativa de cartas 
• Influência do registrador na interpretação 
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Sua excelência, o reservatório!
Conhecendo o reservatório
•Você recebeu uma caixa fechada. O que você faz para descobrir o que tem 
dentro, SEM ABRIR A CAIXA? 
Modelagem de Reservatórios Complexos
O que se busca é modelar o 
reservatório da forma 
mais realista possível
A caracterização deve ser 
confiável
Objetivo final é prever o 
comportamento do 
reservatório (simulação 
numérica)
Avaliação das Formações é
uma ferramenta de 
caracterização
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Introdução
• Afinal, o que é avaliação?
ÉÉ o conjunto de to conjunto de téécnicas e cnicas e 
experimentos utilizados para o experimentos utilizados para o 
conhecimento das propriedades e conhecimento das propriedades e 
do comportamento dos meios do comportamento dos meios 
porosos suscetporosos suscetííveis de possuveis de possuíírem rem 
hidrocarbonetos. Num conceito hidrocarbonetos. Num conceito 
amplo podeamplo pode--se dizer que todas as se dizer que todas as 
atividades exploratatividades exploratóórias tem como rias tem como 
finalidade a avaliafinalidade a avaliaçção das jazidas.ão das jazidas.
Introdução
• Porque a Avaliação é importante?
-- O teste de formaO teste de formaçção ão éé capaz de reproduzir, em condicapaz de reproduzir, em condiçções ões 
dinâmicas, o comportamento de um podinâmicas, o comportamento de um poçço nas diversas condio nas diversas condiçções de ões de 
produproduçção previstas ao longo de sua vida produtiva.ão previstas ao longo de sua vida produtiva.
-- Confirma e consolida o conhecimento das propriedades do Confirma e consolida o conhecimento das propriedades do 
reservatreservatóório obtidas pelos demais experimentos executados para rio obtidas pelos demais experimentos executados para 
esse fim: sesse fim: síísmica, geologia, smica, geologia, perfilagemperfilagem, amostragem de fluidos, , amostragem de fluidos, 
testemunhagemtestemunhagem etcetc
-- Vasta bibliografia disponVasta bibliografia disponíível: mais de 50 anos de pesquisavel: mais de 50 anos de pesquisa
Introdução
• Avaliação na Petrobras
– Grande impulso com a antiga DIRAF (80´s)
– Reformulação substancial em 91: 
• interpretação-> reservatório
• operação -> completação e perfuração
– 2003: Situação crítica
• Redução substancial de pessoal
– 2004: Criado Comitê Nacional de Avaliação das Formações.
– 2005: Elaborado documento “Políticas e Diretrizes de Testes de 
Formação”
– 2006: Criada gerência de Avaliação na sede: E&P-ENGP/RR/AV
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Quais as fontes de informação da Avaliação?
9 Sísmica
9 Perfuração de poços
9Amostras de calhas e indícios de HC
9Kicks
9Perdas de fluidos
9Perfis (LWD e a cabo)
9Testemunhos e amostras laterais
9Testes de formação a poço aberto
9 Após revestimento do poço
9TFRs – Teste de Formação a Poço 
Revestido
9TPs – Teste de Produção
Sísmica – O início de tudo
• O Dado sísmico é
uma ferramenta 
fundamental para a 
exploração da 
subsuperfície e para 
os estudos 
estruturais e 
geológicos usados 
no desenvolvimento 
dos campos.
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3D versus 2D
3D area
Este é um mapa
de parte do 
campo de 
Prudhoe
Bay, Alaska. 
Parte foi
mapeado com 
sísmica 2D e 
parte com 3D.
Nota alguma
diferença?
Adaptado de NEXT – Network of Excellence in Training
LOC 1
LOC 1LOC 1
Adaptado de Decnop 2005
Sísmica exploratória e de reservatórios
• Identificação de 
potenciais 
reservatórios e 
locações
• Geometria do 
reservatório
• Movimentação de 
fluidos (avanço de 
gás ou de água)
– Sísmica 4D
Seção sísmica dip interpretada
Sísmica com resolução ruim
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ILN410
Exemplo de Mapa Baseado na Sísmica
Onde estão os reservatórios?
•Sísmica com resolução 
ruim?
Nem tudo é o que parece
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Perfuração de Poços
Perfilagem a poço aberto
•Identificação de intervalos arenosos
•Porosidade
•Saturação de água
Testemunhagem
• Recupera 
amostras reais 
do reservatório
• Possibilita 
determinação 
de propriedades 
petrofísicas em 
laboratório
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Análise das amostras de calha
Adaptado de Tinoco
Perfil de Acompanhamento Geológico
Adaptado de Tinoco
9
Pfu
Phydr1
Pstop
Pdd
Phydr2
Pr
es
su
re
 (p
si
)
Time (sec) tstoptfutdd
From Sperry Sun
Adaptado de Decnop 2005
Teste de Formação Enquanto Perfura - FTWD
FERRAMENTAS A CABO E LWD
• Ferramentas de testes de formação a cabo:
9 Schlumberger: RFT; MDT; PRESSUREXPRESS
9 Halliburton: SFT; RDT
9 Baker-Atlas: FMT; RCI
• Ferramentas de testes/registros de pressão LWD:
9 Halliburton => GEOTAP
9 Schlumberger => STETHOSCOPE
9 Baker => TESTRAK
TESTES DE PRESSÃO COM TESTADORES A CABO
OPERACÕES COM FERRAMENTAS TESTADORAS A 
CABO
TESTES DE PRESSÃO COM TESTADORES A CABO
¾Obtenção de pressão estática – pré-teste
¾Amostragem de fluidos – monofásica
¾Operações de mini-DST/teste de interferência vertical
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Teste a Poço Aberto
Packer
inflável 
Packer no 
revestimento Teste seletivo (2 
packers) 
testes
testemunhos
perfis
sísmica
análise 
de 
fluidos
amostras 
laterais
testes a 
cabo
Plano de Avaliação /Delimitação
Atuação do Engenheiro de Avaliação
• Etapas
– Exploração
– Desenvolvimento da Produção 
– Gerenciamento da Produção
• Modo de Atuação
– Coordenação
– Suporte Técnico
– Operação (planejamento, acompanhamento, 
interpretação e integração)
– Pesquisa e Desenvolvimento
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Modo de Atuação
• Coordenação
– gestão do conhecimento, preservação da 
competência, busca e disseminação de tecnologias e 
de suporte a decisão.
• Operação
– planejamento, acompanhamento, interpretação e 
integração de dados.
– escritório, sobreaviso parcial, embarque eventual.
Modo de Atuação
• Pesquisa e Desenvolvimento
– novas tecnologias para atender demandas da Área 
de Avaliação de Formações.
• Suporte Técnico
– assessoria e consultoria a outras UNs ou órgãos.
Testes de Formação
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Teste de Formação é um conjunto de operações realizado a 
poço aberto ou revestido visando adquirir informações 
para caracterização de um reservatório e do seu potencial 
de produção
“Uma completação temporária de um poço para determinar 
o tipo de fluido contido no reservatório e sua capacidade 
de produção”. (SPWLA)
“Um procedimento para determinar a capacidade 
produtiva, pressão, permeabilidade ou a extensão (ou a 
combinação destes) de um reservatório de 
hidrocarbonetos”. (Oilfield Review - Schlumberger).
Testes de Formação
Testes de Formação
• Objetivos principais podem variar em função do tipo 
de teste
– Fase exploratória
• Natureza e vazão dos fluidos produzidos
• Pressão inicial do reservatório
• Propriedades do reservatório
– Fase de delimitação
• Propriedades do reservatório
– Permeabilidade e dano
– Heterogeneidades
– Barreiras
• Produtividade
• Amostragem dos fluidos
– Fase de desenvolvimento
• Propriedades do reservatório
– Mecanismo de drenagem (PDGs)
– Comunicação entre poços
– Dano
• Pressão média
• Produtividade
 
Time, t
R
at
e,
 q
 
 
 
 
Pr
es
su
re
, p
∆t BU
∆t Dd
∆p Dd ∆p BU
p i
p(∆t=0)
drawdown build-up
Drawdown :
Build-up : ∆ ∆pp t p t= − =( ) ( )0
∆p p p ti= − ( )
Descrição de um teste em poço
• Consiste em dar um 
impulso no 
reservatório (vazão) e 
medir o efeito 
(pressão).
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Problema
2 = 8
• Típico problema inverso
– Falta de unicidade
– Para saber o que significa é necessário 
conhecer informações externas, tipo:
• É uma potenciação
• Soma de uma parcela
• Multiplicação
• etc
• Inferir características do reservatório a partir da 
resposta do poço a um estímulo
Avaliação como um problema inverso
Entrada
Poço
+
Reservatório
(perturbação: 
histórico de vazões)
(resposta:
variação na pressão)
Saída
2 = 8
• A interpretação assume um modelo matemático 
para relacionar a resposta de pressão ao histórico 
de vazões
Avaliação como um problema inverso
2 = 8
• Falta de Unicidade => necessidade de dados 
externos
• Geologia, sísmica, perfuração, testes anteriores 
etc.
• Precisão – importância do cuidado na medição da 
vazão e pressão
2,3 = 7,8
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Programa
• Introdução
• Objetivos de um teste de avaliação
• Principais operações de avaliação
• Metodologia de interpretação
• Comportamento dos registradores nas diversas fases 
de um teste
• Análise qualitativa de cartas 
• Influência do registrador na interpretação 
Objetivos de um teste
• Identificação de fluidos
– Indícios anteriores
• amostras de calha, testemunhos, kicks
• amostras coletadas em RFTs, MDTs ou 
TFs
• perfilagem a poço aberto
– Item comum em poços pioneiros 
• coleta de amostras para PVT. 
– Poços de desenvolvimento
• detectar se há produção de água.
– UN-RNCE
• Grande quantidade de TIFs – 115/mês 
(2007)
Objetivos de um teste
• Pressão estática ou pressão média
– Importante no acompanhamento de 
reservatórios.
– Poço deve ser fechado por um tempo 
finito após um certo período de 
produção.
– Determinar a pressão caso o 
reservatório fosse fechado por um 
tempo infinito.
– Pressão média do reservatório.
– Estocagem versus pressão estática.
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Objetivos de um teste
• Depleção
– Reservatórios são limitados - produção sempre provoca 
queda na pressão média. 
– Volume do reservatório versus queda de pressão.
– Períodos intercalados de fluxo e estática
– Investigar a depleção evita investimentos em áreas sem 
viabilidade econômica.
Ocorrência de depleção
• Desde que balanço de massa seja negativo, todo 
reservatório é depletivo
• Identificação da depleção
– Comparação visual dos níveis de pressão estática
• Pode levar a conclusões erradas
– Comparação das pressões extrapoladas
• Cultura antiga (após Horner, 1951) de que pressões 
extrapoladas representam a pressão do reservatório
– Se aproxima da pressão inicial quando o reservatório se 
comporta como infinito (primeira estática)
• Extrapolação pressupõe que regime seja mantido
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Objetivos de um teste
• Parâmetros da Formação
– Transmissibilidade (kh/µ) 
• parâmetros derivados: mobilidade 
e permeabilidade efetiva 
– Efeitos de poços versus obtenção de 
parâmetros 
– Importância das propriedades dos 
fluidos
Objetivos de um teste
•Dano
– Intervalo com desempenho abaixo do 
esperado
– Teste quantifica o dano
– Operação de remoção de dano mais 
adequada é função da sua causa -
necessária análise integrada para que 
se determine o mecanismo causador do 
dano.
– Efeito de película ou efeito skin - queda
de pressão na parede do poço durante o 
fluxo
– Influência do skin na estocagem
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −=
w
SS
r
r
k
kS ln1
Questão aberta – Para pensar
• Poço 1 – Localizado na Fazenda São Jorge
– No TFR-1 produziu com uma vazão média de 
20 m³/d. 
• Poço 2 – Localizado na Fazenda São Pedro 
– No TFR-1 produziu com uma vazão média de 
45 m³/d. 
• De olho nos Royalties do petróleo, qual fazenda 
você compraria, São Jorge ou São Pedro?
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Objetivos de um teste
• Índice de produtividade
– permite estimativas de vazão para 
diferentes pressões de fluxo no fundo 
do poço. 
– importante para dimensionamento dos 
equipamentos de elevação artificial
– utilizado como dado de entrada nos 
simuladores numéricos de 
reservatórios
FFE PP
QIP −=
Desafio 3
•Poço 1 – Localizado na Fazenda São Jorge
– Pressão estática do reservatório igual a 200 kg/cm².
– No TFR-1 produziu com uma vazão média de 20 
m³/d. A pressão de fluxo correspondente foi de 180 
kgf/cm².
•Poço 2 – Localizado na Fazenda São Pedro 
– Pressão estática do reservatório igual a 200 kg/cm².
– No TFR-1 produziu com uma vazão média de 45 
m³/d. A pressão de fluxo correspondente foi de 20 
kgf/cm².
•PERGUNTAS:
– Qual o IP de cada poço?
– Qual a vazão máxima esperada? (por exemplo se o 
poço for bombeado com submergência nula – Pff=0)
FFE PP
QIP −=
Desafio 3 - Solução
• Poço 1 – Localizado na Fazenda São Jorge
– Pe=200 kg/cm² ; Q=20m³/d e Pf=180 kgf/cm².
– IP=20 / (200-180)= 20 /20 = 1,0 m³/d/kgf/cm²
– Q é máximo quando Pf=0.
• Qmax=Pe.IP=200x1,0=200 m³/d
• Poço 2 – Localizado na Fazenda São Pedro 
– Pe=200 kg/cm² ; Q=45m³/d e Pf=20kgf/cm².
– IP=45 / (200-20)= 45 /180 = 0,25 m³/d/kgf/cm²
– Q é máximo quando Pf=0.
• Qmax=Pe.IP=200x0,25=50 m³/d.
• Conclusão:
– O poço 1 (S Jorge) é bem melhor que o poço 2 
(S Pedro).
– Você comprou a fazenda certa?
FFE PP
QIP −=
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Objetivos de um teste
• Determinação dos gradientes dos fluidos presentes na coluna
– Ideal é que os registradores fossem posicionados em frente aos 
canhoneados
• Registradores são posicionados em função das limitações 
operacionais. 
– Necessário comparar pressões entre poços ou no mesmo poço -
mesma profundidade.
• Conhecer o gradiente dos fluidos presentes no poço -
gradiente estático.
– Em função dos diversos gradientes calculados no poço é possível se 
estimar quanto da coluna está ocupada com água, óleo e gás 
respectivamente. 
– Os gradientes típicos são:
• Água: 0,100 a 0,120 kgf/cm²/m
• Óleo: 0,080 a 0,095 kgf/cm²/m
• Gás: 0,013 a 0,030 kgf/cm²/m
Objetivos de um teste
•Parâmetros de um fraturamento hidráulico
– Quando a produtividade é baixa devido 
baixa permeabilidade - fraturamento
hidráulico.
• Cria fraturas verticais de altíssima condutividade 
(permeabilidade x espessura), que facilitam o 
fluxo do reservatório para o poço.
– Teste após o fraturamento
• avaliar a efetividade da operação
• calcular a condutividade e comprimento de fratura 
e compará-los com os do projeto
Objetivos de um teste
• Identificação de distâncias e geometria de barreiras 
próximas ao poço
– mapa estrutural versus precisão da interpretação sísmica
– teste para melhor definir a existência de uma ou mais 
falhas próximas a um poço
– teste pode ser capaz de confirmar a geometria das falhas 
próximas ao poço
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Objetivos de um teste
• Comunicação entre poços
– Certeza se existe falha entre poços e se é
totalmente selante ou não (importante na definição 
de uma estratégia de injeção de água)
– Teste de interferência
• alterar as condições de injeção ou produção em um 
dos poços (ativo) e medir o efeito desta perturbação 
no outro poço (observador). 
• variações de pressão no poço observador são 
pequenas - fundamental o uso de registradores 
eletrônicos precisos.
ILN410
Objetivos de um teste
• Identificação de fluidos
• Pressão estática ou pressão média
• Depleção
• Parâmetros da formação
• Índice de produtividade
• Pressão de fluxo
• Determinação do ponto de injeção de gas-lift.
• Determinação dos gradientes dos fluidos presentes na coluna
• Parâmetros de um fraturamento hidráulico
• Identificação de distâncias e geometria de barreiras próximas 
ao poço
• Comunicação entre poços
– Qual está faltando???