Wvu shale gas mountain of excellence

CARACTERÍSTICAS PETROFÍSICAS DE LOS
ESQUISTOS
Kashy Aminian
Petroleum & Natural Gas Engineering
West Virginia University
INFUSE
February 29, 2016
CARATERISTICAS CLAVES DEL RESERVORIO
Porosidad
Permeabilidad
Los reservorios tienen un sistema 3D de poros
interconectados que permiten el
almacenamiento y la transmisión de fluidos.
POROSIDAD
Vp
φ=
Vb
Vb = Bulk Volume
Vp = Pore (Void ) Volume
POROS: EL
ESPACIO ENTRE LOS GRANOS
CREADO DURANTE LA SEDIMENTACION
PERMEABILIDAD
LA PERMEABILIDAD SE DEFINE CON LA ECUASION DE HENRY
DARCY:
qµL
k=
A ( p1 − p2 )
q = Tasa de flujo a travez del medio poroso
A = Area a travez de la cual el flujo pasa
µ = Viscosidad del fluido
L = Longitud del medio poroso
UNIDADES DE PERMEABILIDAD
1 cc/sec
1 cp
1 cm
qµL
=k
A ( p1 − p2 )
1 darcy
1 cm2
1 atm
1 Darcy es una permeabilidad muy alta. Es más común usar
milidarcy (md).
1 darcy = 1000 md
MEDICIÓN DE LA PERMEABILIDAD
DESLIZAMIENTO DE GAS
Baja presión
Alta Presión
RESERVORIOS NO CONVENCIONALES
RESERVORIOS DE ESQUISTOS DE GAS
CAPACIDAD DE
ALMACENAMIENTO DE GAS
ISOTERMO DE LANGMUIR
VL p
GS =
PL + p
Gs = Alamacenamiento de Gas
VL = Constante Volumetrica de Langmuir
PL = Constante de presión de Langmuir
p = Presión, psia
PRESIÓN
DETERMNACIÓN DE LAS PROPIEDADES
PETROFÍSCAS DE LOS ESQUISTOS
VOLUMEN DE POROS
• Picnometría de baja presión
• Inyección de Mercurio a alta presión
• Adsorción a baja temperatura
PERMEABILIDAD
• Método GRI
• Caída de pulsos de presión
TAMAÑO DE LOS POROS
• MICP
• NMR
• SEM/STEM
• Adsorción a baja temperatura
ADSORPCION
• Gravimetria
• Volumetria
SHALE PERMEABILITY MEASUREMENT
• IT IS NOT PRACTICAL TO MEASURE THE PERMEABILITY OF
SHALE BY CONVENTIONAL (STEADY-STATE) TECHNIQUES
BECAUSE OF LOW PERMEABILITY.
GRI METHOD (CRUSHED SAMPLE)
• UNSTEADY-STATE METHODS
PRESSURE PULSE DECAY
PERMEABILIDAD DE MUESTRAS
MACHACADAS
DESARROLLADO POR GAS RESEARCH INSTITUTE Y CONOCIDO
COMO EL METODO "GRI"
 No hay un protocol standard
 Resultados Inconsistentes
Particulas entre 0.85 y 0.5mm
CAIDA DE PULSOS DE PRESION
 INTERPRETACIONES DIFERENTES
 REQUIRE CALCULOS COMPLICADOS
PROBLEMAS
• CORREGIR EL DESLIZAMIENTO DE GAS
• CORREGIR EL IMPACTO DE LA ADSORCIÓN
• CORREGIR EL EFECTO DE LOS ESFUERZOS
LABORATORIS DE ANALISIS PETROFÍSICO DE
PRECISIÓN (PPAL) EN WVU
CAPACIDAD DE MEDICIÓN
•
•
•
•
•
•
PERMEABILIDAD (NANO-DARCY).
VOLUMEN DE POROS ( PRECISION DE 0.1%).
PERMEABILIDAD ABSOLUTA (CON CORRECCIÓN DE
DE GAS)
EFECTO DE STRESS (CONDICIONES DE RESERVORIO).
EFECTO DE LA ADSORCIÓN
CARACTERIZACIÓN DE LA PRESIÓN EN LOS POROS
ACCURATE, CONSISTENT, AND REPEATABLE RESULTS
PRESION
PERMEABILIDAD ABSOLUTA
800
Helium
Nitrogen
1000
y = 90090x - 66.106
R² = 0.9865
600
400
y = 57377x + 11.06
R² = 0.9992
200
0
0.0E+00
2.0E-03
4.0E-03
6.0E-03
8.0E-03
Inverse of Pressure, Psia-1
Análisis Tradicional de Klinkenberg
Deslizamiento de Gas
1.0E-02
Permeability, nD
Permeability, nD
1000
800
y = 8E+06x + 154.3
R² = 0.9603
600
400
200
y = 5E+06x + 155.51
R² = 0.9705
0
0.0E+00 2.0E-05 4.0E-05 6.0E-05 8.0E-05 1.0E-04
Inverse of Pressure Squared, Psia-2
Análisis Modificado de Klinkenberg
Deslizamiento Doble de Gas
ADSORCIÓN
ADSORCIÓN ISOTERMAL
70
104 °F, TOC: 1.2% (Published Data)
60
79 °F, TOC: 0.8% (PPAL)
Gs, SFC/ton
50
40
Muestra Machacada (Lab. Comercial)
30
169 °F, TOC: 0.8%
20
10
0
0
1000
2000
Presión, psia
3000
EFECTO DE ESFUERZO (STRESS)
(k
ko )
13
ln ( p po )
SEQUENCIAS DE ESFUERZOS
Series1
Series2
290
250
230
Permeability, nD
Permeability, nD
340
240
190
140
90
500
2500
4500
6500
Net Stress, Psia
Series1
Series2
210
190
170
150
130
110
90
8500
500
2500
4500
Net Stress, Psia
1
Series1
Series2
Series 4
0.9
0.8
0.7
ln ( p po )
0
0.5
1
1.5
6500
2
2.5
8500
ADSORCIÓN ISOTERMAL
Micromeritics ASAP 2020
 Adsorción por multiples capas
 Poros en forma de ranuras
Adsorción de
Nitrógeno a baja
temperatura