ESTIMATE OF ELASTIC PROPERTIES INCLUDING PORE GEOMETRY EFFECT ON CARBONATES: A CASE STUDY OF GLORIETA-PADDOCK RESERVOIR AT VACUUM FIELD, NEW MEXICO

Abstract

Rochas carbonáticas geralmente possuem um sistema de poros heterogêneo. A heterogeneidade de poros pode ser expressa por uma combinação de
geometrias porosas, correlacionando o efeito de mudanças nos parâmetros elásticos à sensibilidade sísmica 4D. Este trabalho se baseia no modelo de Kuster-Toksöz
para caracterizar e classificar porosidades com possibilidades de variação entre os tipos: 1) poros arredondados ou esféricos - ocorrência de porosidade móldica,
vugular ou intrapartículas; 2) porosidade interpartículas - de caráter intercristalino; e 3) poros fraturados ("cracks") ou microporosidades - ocorrência de microfraturas
ou microfissuras e canais. Com a aplicação da metodologia no reservatório carbonático Glorieta-Paddock, no campo de Vacuum - Novo México foi possível estimar os
módulos de incompressibilidade e de cisalhamento, densidade e velocidades sísmicas da rocha, sob condições drenada e saturada por fases homogêneas de fluidos.
Os resultados obtidos indicaram que a formação Paddock Superior tem maior potencial para armazenar fluidos, e maior sensibilidade sísmica, atribuídos ao aspecto de
poros interpartículas sob influência de microfraturas no calcário, que se reflete em um menor valor de rigidez da rocha e potencializa a sensibilidade sísmica à saturação
por fluidos. Entretanto, as formações Glorieta e Paddock Inferior, constituídas por dolomitos com forma esférica de poros interpartículas, apresentaram uma redução
da sensibilidade sísmica em virtude do incremento de rigidez da rocha. Pelas condições impostas neste estudo, é possível vislumbrar que a metodologia proposta por
Kuster-Toksöz, quando comparada ao modelo de Gassmann, mostrou-se mais adequada para expressar a ocorrência de anomalias nas velocidades sísmicas.

ABSTRACT. In general, carbonate rocks are composed by heterogeneous pore systems. Pore heterogeneity can be expressed by a combination of pore geometries,
correlating the changing effect of the elastic parameters to 4-D seismic sensitivity. Based on the Kuster-Toksöz model, this work characterizes and classifies different
degrees of porosity according to the following types: 1) round or spherical pores - moldic, vuggy or intraframe porosity; 2) interparticle pores - intercrystalline porosity;
and 3) microporosity or microcracks - fractures and channel occurrences. The methodology was applied to the Glorieta-Paddock carbonate reservoir at Vacuum field,
New Mexico, to estimate bulk and shear moduli, rock density and seismic velocities under dry conditions and saturated by homogeneous fluid. The results indicated
the greater potential of the Upper Paddock Formation to store fluids and the higher seismic sensitivity, due to the geometry of the interparticle porosity and the presence
of microfractures in limestone, which results in decreased rock rigidity and increased seismic sensitivity to saturation by fluids. However, Lower Paddock and Glorieta
formations, consisting of dolomites with spherical interparticle porosity, showed a reduced seismic sensitivity due to increased rock rigidity. Under the conditions of this
study, the methodology proposed by Kuster-Toksöz was more adequate to express the occurrences of seismic velocity anomalies compared to Gassmann"™s model.

Keywords: pore geometry; carbonate reservoir; seismic sensitivity