Modelo petrofísico integrado del grupo Guadalupe, aplicado al campo Matachin Norte

Abstract

Una descripción petrofísica detallada se llevó a cabo en ocho núcleos del Alogrupo Guadalupe en los campos Matachín Norte y Matchín Sur, Cuenca del Valle Superior del río Magdalena, Colombia. Los objetivos del estudio incluyen la determinación del efecto de diversos parámetros sobre la calidad del yacimiento, a saber: textura y composición de la roca, diagénesis, estructuras sedimentarias mecánicas y bioturbación. Se construyó un marco estratigráfico al final del estudio mostrando una consistencia resaltable entre los patrones de apilamiento de parasecuencias y las tendencias de permeabilidad. Se confirmó que la porosidad es independiente del tamaño de grano pero está controlada por la selección. Sin embargo, la permeabilidad está enormemente influenciada tanto por el tamaño de grano como por la selección. Efectos diagenéticos como la cementación y la compactación, tienen un papel importante en la calidad del yacimiento. La cementación por calcita afecta la porosidad y permeabilidad de la roca pues ocupa el medio poroso como se confirma en placas petrográficas, este efecto puede cuantificarse al correlacionar el registro PEF con análisis básicos de núcleo. La compactación deforma la roca, como resultado, la permeabilidad y porosidad original se reducen, sin embargo, en rocas pobre a moderadamente cementadas, la permeabilidad muestra una mayor reducción que la porosidad de acuerdo a los datos de laboratorio. En algunos casos, la compactación es tan fuerte que la calidad del yacimiento se ve notoriamente afectada. La compactación no solo afecta la permeabilidad y porosidad; los parámetros de la ecuación de Archie como el Factor de Cementación (m), el Exponente de Saturación (n) y el Factor de Tortuosidad (a) se alteran también. Conclusiones importantes de este estudio incluyen el efecto de las estructuras sedimentarias mecánicas y biogénicas sobre la calidad del yacimiento. Se encontró que los depósitos altamente interlaminados que muestran laminación flasser, ondulosa y lenticular tiene relaciones de permeabilidad vertical a horizontal (kv/kh) menores que en areniscas masivas. Este tipo de estructuras sedimentarias mecánicas puede reconocerse en registro de pozo por la respuesta aserrada del Gamma Ray. Estructuras sedimentarias de origen biogénico identificadas en los núcleos incluyen las ichnofacies Skolithos y Cruziana. Se determinó que los ichnofósiles Ophiomorpha y Palaeophycus reducen la permeabilidad a escala microscópica mediante la introducción de una pared de madriguera lodosa en el sedimento huésped. Esta observación ha sido confirmada a través de petrografía, la impregnación dentro y fuera de la madriguera y otros estudios en diferentes partes. Por otro lado, el ichnofósil Skolithos mejora la relación kv/kh al interrumpir la laminación de la roca. La icnología también proporciona valiosa información para las reconstrucciones paleoambientales. Por ejemplo, en uno de los núcleos analizados, se identificaron las ichnofacies Skolithos y Cruziana. Mientras la ichnofacies Skolithos muestra mejor calidad de yacimiento, la ichnofacies Cruziana muestra permeabilidades más bajas. Esta observación está de acuerdo con las asociaciones ichnológicas paleoambientales, que sugieren que la ichnofacies Skolithos es indicativa de condiciones de mayor energía en ambientes marinos someros con respecto a la ichnofacies Cruziana, comúnmente asociada a depósitos de frente de playa inferior. Finalmente, se construyó un marco estratigráfico al final del estudio mostrando una consistencia resaltable entre los patrones de apilamiento de parasecuencias y las tendencias de permeabilidad. Por ejemplo, los patrones de apilamiento progradacionales muestran mediciones de permeabilidad que aumentan de base a tope a diferencia de los patrones retrogradacionales.

Abstract. A detail petrophysical description was done on eight cores from the Guadalupe Allogroup in Matachin Norte and Matachin Sur fields, Upper Magdalena Valley, Colombia. Objectives of the study include the determination of the effect of several parameters on rock quality namely: rock texture and composition, diagenesis, mechanical sedimentary structures and bioturbation. A stratigraphic framework was built at the end of the study showing remarkable consistency between parasequence stacking and permeability trends. It was confirmed that porosity is independent of grain size variations but controlled by sorting. However, permeability is greatly affected by both grain size and sorting. Diagenetic effects, such as cementation and compaction, play an important role on rock quality. Calcite cementation hinders rock porosity and permeability by occupying the porous media as confirmed by petrographic plates, this effect can be assessed by correlating PEF log devices and basic core analysis. Compaction deforms rock, as a result, original permeability and porosity is reduced, however, in poorly to moderately cemented rocks, permeability shows a greater reduction than porosity according to laboratory analysis. In some cases, compaction is so high that rock quality is remarkably affected. Compaction not only affects permeability and porosity; Archie’s parameters such as the Cementation Factor (m), Saturation Exponent (n) and the Tourtousity Factor (a) are modified as well. Important findings in this study include the effect of mechanical and biogenic sedimentary structures on rock quality. It was noticed that highly heterolithic deposits showing flasser, wavy and lenticular lamination have lower vertical to horizontal permeability ratios (kv/kh) than massive sandstones. This sort of mechanical sedimentary structures can be recognized on well logs by a serrate response on the Gamma Ray log. Biogenic sedimentary structures identified on cores include the Skolithos and Cruziana ichnofacies. It was determined that the Ophiomorpha and Palaeophycus ichnofossils reduced permeability at microscopic scale by introducing a clay/mud-lined burrow on the host sediment. This observation has been confirmed by petrography, core impregnation inside and outside of the burrow and some other studies in different locations. On the other hand, the Skolithos ichnofossil seems to improve kv/kh by interrupting rock lamination. Ichnology also provide valuable information for paleoenvironmental reconstructions. For example, in one of the analyzed cores, Skolithos and Cruziana ichnofacies were identified. While Skolithos showed higher rock quality, Cruzian showed lower permeability. This observation is in agree with paleoenviromental associations, suggesting that Skolithos is indicative of higher energy conditions in shallow marine environments than Cruziana ichnofacies, commonly associated with lower shoreface deposits. Finally, a stratigraphic framework was built at the end of the study showing remarkable consistency between parasequence stacking and permeability trends. For example, progradational patterns show permeability measurements increasing from base to top as opposed to retrogradational patterns.