Fundamentos de Pruebas de Pozos: Caracterización y Flujo en Yacimientos Petroleros

Importancia de las Pruebas de Pozos en Yacimientos

Es fundamental realizar pruebas de pozos porque permiten determinar parámetros clave del yacimiento como productividad, permeabilidad, porosidad, límites o fronteras, y daño a la formación (efecto skin), entre otros. Sin embargo, cada prueba de pozo tiene una finalidad específica y, por lo tanto, sirve para diversos propósitos. Una prueba bien ejecutada y analizada constituye una excelente herramienta para la caracterización de yacimientos. Durante la prueba, se alteran deliberadamente factores como la presión de yacimiento, la presión de cabezal y el flujo para poder realizar mediciones precisas.

Las pruebas de pozos son una de las técnicas clave en la industria petrolera y del gas. A menudo, se utiliza una prueba de pozo como la tecnología principal para monitorear el desempeño de las inversiones o para diagnosticar comportamientos inesperados en pozos o yacimientos. Los resultados del análisis de los datos obtenidos en las pruebas de pozos se usan para tomar decisiones críticas de inversión.

Regímenes de Flujo en Pruebas de Pozos

Flujo Transitorio

Durante las primeras etapas en la producción de un pozo a tasa de flujo constante, el comportamiento de la presión es esencialmente el mismo que el de un yacimiento infinito; este es el período de flujo transitorio. Si graficamos la presión del pozo contra el logaritmo del tiempo, obtendremos para el período transitorio una línea recta.

Flujo Semiestable

Si no existe flujo a través de los límites de drenaje a medida que avanza el tiempo de producción, el comportamiento de la presión comienza a desviarse del caso de yacimiento infinito. La presión empieza a decaer a una tasa mucho mayor; este período de tiempo se denomina Transiente Tardío.
Si la compresibilidad es pequeña y constante, la tasa de disminución en la presión se vuelve constante a través de los límites de drenaje, y este constituye el período de estado Semiestable. La diferencia entre la presión promedio del yacimiento y la presión del pozo permanece constante durante este período.

Flujo Estable

La presión en cada punto del yacimiento permanece constante durante el Flujo Estable si se mantiene una tasa de flujo constante en el pozo. Es muy poco frecuente observar este comportamiento en yacimientos de petróleo; solamente los casos donde se mantiene la presión con inyección de agua o gas pueden acercarse al flujo de estado estable. El flujo de estado estable es más aplicable a experimentos de desplazamiento en laboratorio que a condiciones reales de yacimiento.

Conceptos Fundamentales en Pruebas de Pozos

Presión

La presión es la magnitud que relaciona la fuerza con la superficie sobre la que actúa; es decir, equivale a la fuerza que actúa sobre la unidad de superficie. Cuando sobre una superficie plana de área A se aplica una fuerza normal F de manera uniforme, la presión P viene dada por:

Radio de Drenaje (re)

Es la distancia desde el centro del pozo hasta el límite exterior del área del yacimiento que contribuye con flujo hacia ese pozo bajo condiciones de presión estática o pseudoestática. Se le llama radio de drenaje, ya que en la mayoría de los casos se asume un flujo radial desde el yacimiento hacia el pozo.

Factor de Daño (S=Skin)

Durante las operaciones de perforación y terminación, la permeabilidad de la formación en la sección cercana al pozo puede ser alterada. A esta zona de permeabilidad alterada se le llama zona dañada. La invasión de fluidos de perforación, la dispersión de las arcillas (hinchamiento), la presencia de revoque y cemento, y la presencia de una alta saturación de gas alrededor del pozo son algunos de los factores responsables de la reducción de la permeabilidad. Sin embargo, un exitoso tratamiento de estimulación, como la acidificación o fracturación, resulta en un incremento de la permeabilidad en los alrededores del pozo, reduciendo así el daño de la formación (skin).

Tipos de Pruebas: Prueba de Afluencia

Son aquellas pruebas que se utilizan para predecir correctamente la vida productiva fluyente de un pozo. Para ello, deben conocerse factores tales como:

• Porcentaje de agua
• Relación gas-aceite
• Declinación de las presiones de fondo
• Índice de productividad
• Terminación del pozo
• Tipos y propiedades de los fluidos producidos
• Entre otros