Mapas de relajación T1 - T2 editados por coherencias cuánticas dobles aplicados a yacimientos no convencionales

Abstract

La cuantificación de la materia orgánica y los fluidos contenidos en rocas madre de petróleo en yacimientos de shale es un objetivo fundamental para la evaluación petrofísica y geoquímica del potencial de producción de un pozo. Con rocas shale se hace referencia a rocas sedimentarias, fisibles, de grano fino, que se caracterizan por presentar ultrabaja permeabilidad y baja porosidad, además de contener grandes cantidades de materia orgánica en su composición, lo que aporta un grado de complejidad a la hora de aplicar técnicas de estudio convencionales de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) sobre protones. La RMN es un método rápido, confiable y no destructivo, ampliamente utilizado. Se encuentra en literatura que la medición de mapas de correlación T1-T2 representa un aspecto crucial a la hora de identificar la presencia de materia orgánica sólida, hidrocarburos y otros compuestos de interés en estas formaciones. En el presente trabajo se propuso la implementación de experimentos de RMN para la caracterización de la materia orgánica en reservorios no convencionales de rocas shale, como los presentes en la formación de Vaca Muerta. En particular, se demostró que es posible combinar secuencias de pulsos de RMN del estado sólido basadas en coherencias cuánticas múltiples con mapas de correlación T1-T2 y de esta manera filtrar exclusivamente las señales provenientes de interacciones dipolares fuertes (sistemas sólidos). Esto permite caracterizar y cuantificar la materia orgánica de las rocas shale con posible extensión a la cuantificación del grado de madurez del yacimiento.

The quantification of organic matter and fluids contained in oil source rocks in shale deposits is a fundamental objective for the petrophysical and geochemical evaluation of a well's production potential. Shale rocks refer to sedimentary, fissile, fine-grained rocks, characterized by ultra-low permeability and low porosity, in addition to containing large amounts of organic matter in their composition, which adds a degree of complexity when applying conventional Nuclear Magnetic Resonance (NMR) techniques on protons. NMR is a fast, reliable, widely used and non-destructive method. It is found in literature that the measurement of T1-T2 correlation maps represents a crucial aspect when identifying the presence of solid organic matter, hydrocarbons, and other compounds of interest in these formations. In this work it is proposed the implementation of NMR experiments for the characterization of organic matter in unconventional shale rock reservoirs, such as those present in the Vaca Muerta formation. In particular, it was demonstrated that it is possible to combine solid-state NMR pulse sequences based on multiple quantum coherences with T1-T2 correlation maps and in this way exclusively filter the signals coming from strong dipolar interactions (solid systems). This allows characterizing and quantifying the organic matter of shale rocks with possible extension to the quantification of the degree of maturity of the deposit.