EXPERIMENTAL DETERMINATION OF THE EFFECTIVE PRESSURE COEFFICIENTS FOR BRAZILIAN LIMESTONES AND SANDSTONES

Abstract

ABSTRACT

There are numerous efforts to obtain information about saturation and pressure changes due to reservoir production from time-lapse seismic data. In spite of some good examples existing on the literature, there are a lot of approximations behind those studies. Generally, it is assumed that the seismic properties are functions of saturation and differential pressureP_d(overburden minus fluid pressure). Actually, the stress that governs the seismic behavior is the effective stressP_ef, which is not exactly equal toP_d. In fact it is equal to the overburden stress minusntimes the fluid pressure. Such coefficient (n) is known as the effective stress coefficient. Sometimes, depending on the circumstances, it might be identified as the Biot-Willis coefficient taking into consideration the bulk modulus of the porous media. In this paper, laboratory results in a tentative to quantify the n values for Brazilian limestones and tight sands will be presented. It is important to point out, that is the first effort to perform this sort of measurements on Brazilian rocks. The results have shown that the mentioned approximations can introduce errors on pressure estimations from time-lapse data even for high porosity rocks.

Keywords :effective pressure; porepressure; seismic velocities; Biot-Willis coefficient; 4D seismic.

RESUMO

Há vários esforços no sentido de obter informações sobre mudanças de saturação e pressão, devidas à produção dos reservatórios, a partir de dados sísmicos com lapso de tempo. A despeito de alguns bons exemplos existentes na literatura especializada, várias aproximações são feitas para a realização destes estudos. Geralmente, é assumido que as propriedades sísmicas são funções da saturação e da pressão diferencialP_d(pressão de soterramento menos pressão de fluido). Na verdade, a tensão que determina o comportamento sísmico é a tensão efetivaP_ef, que não é exatamente igual aP_d. De fato, esta é igual à tensão de soterramento menosnvezes a pressão de fluido. Tal coeficientené conhecido como coeficiente de tensão efetiva. Eventualmente, a depender das circunstâncias, este pode ser identificado com o coeficiente de Biot-Willis considerando o módulo de compressão volumétrica do meio poroso. Neste trabalho serão apresentados resultados de medidas em laboratório procurando quantificar os valores denpara calcários e arenitos fechados brasileiros. É importante salientar que este é o primeiro esforço de realização deste tipo de medidas em rochas brasileiras. Os resultados mostram que as aproximações mencionadas podem introduzir erros nas estimativas de pressãoa partir de dados de monitoramento sísmico mesmo para rochas muito porosas.

Keywords :pressão efetiva; poro-pressão; velocidades sísmicas; coeficiente de Biot-Willis; sísmica 4D.