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REGISTRO DE POZOS EDGAR VALDEZ
REGISTRO DE POTENCIAL ESPONTANEO
El potencial espontaneo es una medida contra la profundidad de la
diferencia de potencial entre el voltaje de la pared del hoyo y un electrodo en la
superficie.
La medición del SP es simple, aunque la interpretación del registro no lo es
tanto.
Se trata de la única curva en el perfilaje moderno cuya respuesta ante los
limites de la formación y ante la definición de la capa muestran amplia variación
según las propiedades de la formación y del lodo de perforación.
APLICACIONES DEL REGISTRO SP
Seleccionar zonas permeables
Determinar los valores de Rw
Estimar el contenido arcilloso de la roca
Correlacionar unidades litológicas
LA FORMA Y AMPLITUD DEL REGISTRO SP DEPENDE DE:
El tipo de fluido que se utiliza en la perforación
El diámetro de la invasión
El volumen de arcilla en la formación
La temperatura
La resistividad de Formación
El espesor de la capa
ORIGEN DEL POTENCIAL ESPONTANEO
El potencial que se registra es el resultado de una combinación de 4
potenciales eléctricos que se activan cuando el pozo penetra las formaciones
rocosas.
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Un potencial Electroquímico, Esh, que se desarrolla en la lutita impermeable
entre la superficie de contacto horizontal con una capa permeable y su superficie
de contacto vertical con el pozo
Un potencial Electroquímico, Ed, que se desarrolla en la transición entre la
zona invadida y la no invadida en la capa permeable.
Un potencial Electrocinético, Emc, a través del revoque.
Un potencial Electrocinético, Esb, que se encuentra en la lámina delgada de
lutita adyacente al pozo
Principio Físico de la Medición
El SP es una medida pasiva de potenciales eléctricos muy bajos que
resultan de las corrientes eléctricas en el pozo causadas por las diferencias en las
salinidades (resistividades) del agua connata de la formación (Rw) y el filtrado de
lodo de perforación (Rmf), y por la presencia de capas de lutitas de iones
selectivos. Los cambios de voltaje se miden por medio de un electrodo en fondo
conectado con uno en superficie. A diferencia de otras herramientas de registros
que se desplegan en una escala específica con un valor de referencia específico,
el SP no tiene un origen específico y los valores usados para los cálculos se
referencian a la deflexión desde la línea base de la lutita más cercana establecida
por el intérprete.
Objetivos de Interpretación
Correlación de formaciones de pozo a pozo
Estimación de Espesores (Roca yacimiento vs. Roca no-yacimiento
Estimación de Resistividad de Agua de Formación (Rw)
Estimación de contenido de arcillas
Indicación cualitativa de permeabilidad
Identificación de ambientes depositacionales
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REGISTRO DE RAYOS GAMMA
FISICA DE LOS RAYOS GAMMA
De las tres partículas generadas durante el decaimiento natural de la
radioactividad, el rayos gamma es el único que puede penetrar una formación
rocosa para cualquier distancia apreciable y como resultado se tiene que es el
único que puede ser medido.
En la naturaleza, el potasio (K40), torio (Th232) y el uranio (U238) son los tres
principales elementos radioactivos. Cada elemento es capaz de producir rayos
gamma que pueden ser medido.
La figura muestra los diferentes niveles de energía producidos por los rayos
gamma producidos por esos materiales radioactivos.
HERRAMIENTA DE RAYOS GAMMA
Para medir los rayos gamma naturales emitidos por la formación, la
herramienta de ratos gamma (GR) es bajada en el pozo.
La herramienta de rayos gamma consiste en un detector y dispositivos
electrónicos para medir la radiación gamma originada en el volumen de roca
cercana a la herramienta.
El detector de rayos gamma mas utilizado es el detector de Scintillador. Los 3
principales componentes del detector de Scintillador son:
1. Cristal Scintillador: Convierte la energía de rayos gamma en flashes de
luz visible.
2. Fotomultiplicador: Convierte individualmente los flashes de luz en
electrones, los cuales son amplificados para generar un pulso eléctrico
detectable.
3. Circuito Amplificador - Discriminador: Realiza la separación entre los
pulsos causados por los rayos gamma
causados por los electrones.
de la formación y los pulsos
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La herramienta estándar de GR mide el numero total de rayos gamma que llegan
al detector, independiente de la energía de los rayos gamma.
La herramienta de espectroscopia de rayos gamma naturales (NGT) mide el
numero y el nivel de energía de los rayos gamma, lo que permite determinar la
concentración radioactiva de K40, Th232 y U238 de una formación rocosa.
Debido a que los elementos radioactivos emiten rayos gamma a diferentes niveles
de energía, se les puede analizar separadamente utilizando ventanas selectivas
de medición del espectro total de energía, determinando de esta manera las
contribuciones de U, Th y K.
APLICACIONES DEL RAYOS GAMMA ESPECTRAL
Los tres elementos radioactivos medidos por el Rayos Gamma Espectral
ocurren en diferentes partes del yacimiento. Si se conoce la litología, se puede
obtener información más extensa.
En los carbonatos
•
U – Indica fosfatos, materia orgánica y estilolitas
•
Th – Indica volumen de arcilla o minerales pesados
•
K – Indica contenido de arcilla, evaporitas radioactivas
En areniscas
•
Th – Indica volumen de arcilla, minerales pesados
•
K – Indica contenido de micas, arcillas micáceas y feldespatos
En las arcillas
•
U – Sugiere la roca de origen
•
Th – Indica la cantidad de material detrítico o grado de arcillosidad
•
K – Indica tipo de arcilla y mica
VELOCIDAD DE LA ADQUISICION (CORRIDA)
El decaimiento radioactivo es un proceso aleatorio. Debido a la aleatoriedad
de los procesos que ocurren en la naturaleza, es importante registrar a una
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velocidad lo suficientemente lenta que permita reducir las fluctuaciones
estadísticas de las mediciones.
Cada compañía de registros ha ajustado la velocidad de sus herramientas para
mantener la calidad de la adquisición a una velocidad de adquisición optima.
CALIBRACION DE LA HERRAMIENTA
El Instituto Americano de Petróleo (API) creo el método de calibración
primaria que definió las unidades de medición conocidas como GAPI. Estas
unidades fueron estandarizadas a todas las compañías de registros.
Las unidades GAPI representan 1/200 de la diferencia entre las zonas de
altas y bajas radiaciones en el tanque de calibración de la herramienta de rayos
gamma en la Universidad de Houston.
Como una herramienta no puede ser calibrada en el tanque cada vez que
vaya ser utilizada, se debe realizar una calibración secundaria o de campo. Allí se
envuelve la herramienta con una sabana especial que contiene arenisca Monozita
radioactiva con un valor determinado de radioactividad
APLICACIONES DEL REGISTRO DE RAYOS GAMMA
Correlaciones
Correlaciones pozo a pozo
Para comparar y ajustar diferentes viajes de corridas de registros realizadas
en el pozo
Localizar herramientas de muestreo
Proveer un control de la profundidad al momento de realizar los cañoneos
Indicador de litologia (general)
Permite discriminar entre zonas de yacimiento y no-yacimiento.
Determinar el volumen de arcilla que contiene la roca reservorio.
Identificación de la litología
Estudio de los ambientes depositacionales
Investigación de los tipos de arcillas presentes en la roca
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Corrección del registro gr para la evaluación del contenido de arcilla
Identificación de materia orgánica y por ende rocas madres
Identificación de fracturas
Registros geoquímicos
Estudios de la historia diagenética de las rocas.
REGISTROS DE RESISTIVIDAD
Todos los registros a hueco abierto están afectados por el proceso de invasión.
Los parámetros de litología y porosidad no cambian significativamente en la zona
invadida, por lo que estas zonas pueden ser tomadas como representativas de la
zona virgen. Sin embargo, las medidas de saturación tienen que ser de la zona
virgen, debido a que el proceso de invasión cambia la saturación de fluidos en la
zona invadida.
Las principales herramientas para determinar saturaciones de hidrocarburo en
pozos a hueco abierto (no revestidos) son las herramientas de resistividad y ellas
están diseñadas para poder obtener información muy dentro de la formación en la
zona virgen.
Las herramientas de resistividad están diseñadas para leer a varias profundidades
de investigación. Las lecturas someras son utilizadas para medir la Sxo. Las
lecturas profundas están afectadas por la invasión y frecuentemente no
representan la Rt. Las lecturas intermedias, en conjunto con las someras, son
utilizadas para corregir las lecturas profundas y así obtener Rt.
TIPOS DE REGISTROS ELECTRICOS
Potencial Espontáneo
Registros
Eléctricos
Registros de Resistividad
Registros Resistivos Normal (SN
y LN)
Registro Resistivo Lateral
Registros Resistivos (Laterolog)
Registros Microresistivos (Rxo)
Registros de Inducción
Herramientas Resistivas
Modernas
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Herramientas Resistivas (Lateroperfil y Doble lateroperfil)
Se envían corrientes por medio de electrodos de corriente y se miden los
voltajes (diferencia de potencial) entre los electrodos de medición.
Herramientas Inductivas
Se envía una corriente alterna de alta frecuencia e intensidad constante a
través de la bobina transmisora. Se crea un campo magnético alterno que induce
corrientes hacia la formación, las cuales fluyen en anillos / círculos coaxiales con
la bobina de transmisión, y crean a su vez un voltaje en la bobina receptora que es
proporcional a la conductividad de la formación.
El principio utilizado por los primeros registros eléctricos se baso en el
arreglo de electrodos tipo AMN. Donde la distancia y la posición entre los
electrodos era ajustada para obtener diferentes respuestas que dependían de las
características de la formación.
Si el espesor de la capa es lo suficientemente grande, la herramienta podía
leer la verdadera resistividad de la formación (Rt). Si este no era el caso, la
herramienta leería un valor que dependería de las resistividades de la arena, de
las capas vecinas y de la configuración de los electrodos (arreglo normal o lateral).
REGISTROS ELECTRICOS LATEROLOG ó DUAL LATEROLOG
La herramienta Dual Laterolog representa una de las tecnologías utilizadas
para medir la resistividad de formación. La herramienta esta diseñada para
funcionar en un lodo conductivo (Base agua). La herramienta envía corriente
enfocada dentro de la formación para medir el voltaje en un volumen especifico de
la formación. Este voltaje esta relacionado a la resistividad de la formación. El
volumen representa una profundidad de investigación somera y profunda que
permiten realizar las medidas de resistividad somera (LLS) y profunda (LLD)
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Principio Físico de la Medición
Una corriente de muy baja frecuencia fluye desde la herramienta, a través
del hoyo, hasta la formación. Los arreglos de electrodos enfocados alrededor de la
fuente de electrodos de registro fuerzan a la corriente de medición hacia la
formación en dirección horizontal en forma de disco alrededor del pozo. Los
electrodos enfocados emiten una corriente de la misma polaridad que la del
electrodo de registro pero están localizados arriba y debajo de ella, estos
electrodos evitan que la corriente principal fluya hacia arriba del hoyo lleno de lodo
salino. La resistividad de formación se determina al monitorear la cantidad de
corriente que fluye desde la herramienta hacia la formación.
La profundidad efectiva de investigación del laterolog es controlada por la
extensión a la cual se enfoque la corriente principal. Lecturas profundas del
laterolog son enfocadas más intensamente que las lecturas someras.
La herramienta debe hacer contacto eléctrico con la formación.
Objetivos de Interpretación
Resistividad Verdadera (en zona virgen) de la Formación, Rt
Saturación de Fluidos, Sw, vía Ecuación de Archie
Indicación de Zonas Permeables
Detección de Geopresiones
Diámetro de Invasión
Correlación
Efectos Secundarios
Efectos Ambientales
Diámetro del hoyo: Estos efectos usualmente son despreciables, a menos que el
diámetro del hoyo sea mayor a 12 pulgadas
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Espesor de capa: Estos efectos son pequeñas para capas mayores a 4 pies, a
menos que el contraste resistivo entre la resistividad de la capa de interés
comparada con la resistividad de las capas adyacentes sea alto.
Invasión: La invasión puede influenciar al laterolog; sin embargo, debido a que la
resistividad del filtrado de lodo es aproximadamente igual a la resistividad de agua
de formación (Rmf ~ Rw) cuando un pozo es perforado con lodos salinos, la
invasión no afecta dramáticamente a los valores de Rt derivados de un laterolog.
Pero, cuando un pozo es perforado con lodos de agua fresca (donde Rmf > 3Rw),
el laterolog puede ser afectado severamente por la invasión. Bajo estas
condiciones, un laterolog no se debe correr en el pozo. Las correcciones por
invasión se necesitan entonces sólo cuando la relación RLLD/RLLS < 1.05.
El laterolog debe tener un fluido conductivo en el pozo, no funcionará en hoyos
con lodos aireados o con lodos base aceite. El laterolog es más efectivo en lodos
salinos y altas resistividades de formación
Efectos en la Interpretación
Las arcillas en la formación disminuyen la resistividad de la formación al
compararla con zonas equivalentes libres de arcillas, debido a la conductividad
característica de la arcilla y de su agua ligada. La ecuación de Archie no toma en
cuenta este exceso de conductividad, y resultará en saturaciones de agua muy
pesimistas; es decir que la saturación de agua calculada será mayor a la
saturación real. Este efecto de arcillosidad aumenta con el incremento de la
resistividad del agua de formación (Rw) debido a que la conductividad asociada a
las arcillas será un porcentaje mayor de la conductividad asociada al agua de
formación (al comparar con un agua de bajo Rw). Varias ecuaciones de “arenas
arcillosas” (Waxman-Smits, Doble Agua, Simandoux y otras) toman en cuenta los
efectos de las arcillas. Otros minerales conductivos (pirita, y otros) pueden causar
efectos similares de exceso de conductividad, los cuales variarían dependiendo de
su distribución dentro de la roca.
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Correcciones ambientales
- Hoyo
- Espesor de capas
- Invasión
Control de calidad
-Todas las curvas de resitividad deben solaparse (tener el mismo valor) en capas
impermeables una vez que se hayan corregido por efectos de hoyo.
-El perfil de invasión adecuado en capas permeables es:
Si Rmf < Rw, entonces Rxo < Resistividad Somera < Resistividad Profunda
Si Rmf > Rw, entonces Rxo > Resistividad Somera > Resistividad Profunda
-Los valores de resistividad de las arcillas deben ser similares a los de los pozos
vecinos
-Revisar la repetibilidad; las curvas deben tener los mismos valores y carácter que
aquellos de las corridas previas o secciones repetidas.
-Revisar el carácter de la curva con otras curvas de la misma corrida de registros.
REGISTROS ELECTRICOS MICRORESISTIVOS
Principio Físico de la Medición
La corriente eléctrica es forzada hacia la formación por electrodos
cercanamente espaciados, montados en almohadillas presionadas en contra de
las paredes del hoyo. Algunos diseños como el Registro Microesférico Enfocado
(MSFL) usan electrodos enfocados similares a los del laterolog, mientras otros
diseños más antiguos, como el Microlog, no enfocan la corriente. Al conocer la
resistividad del fluido de invasión, Rmf, y al hacer algunas asunciones sobre la
saturación de fluidos en la zona lavada, se puede estimar mejor la porosidad de la
formación.
Objetivos de Interpretación
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Resistividad de Formación en la Zona Lavada, Rxo
Saturación de agua en la Zona Lavada, Sxo por medio de Archie
Indicación de Zonas Permeables
Definición de capas delgadas
Identificación de fracturas
Correcciones de invasión a otras mediciones de resistividad
Efectos Secundarios
Efectos Ambientales
Revoque: Estas correcciones pueden necesitarse si las mediciones se van a usar
cuantitativamente. Los MicroLaterologs proveen buenas lecturas de Rxo para
espesores de invasión menores a 4 pulgadas, pero requieren correcciones por
revoques para revoques superiores a ¼ de pulgada. La herramienta MSFL está
diseñada para dar lecturas razonables de Rxo sin requerir la corrección por
revoque excepto para grandes revoques.
Rugosidad del Hoyo: Ésta causaría que la almohadilla pierda contacto con las
paredes del hoyo. No se pueden hacer correcciones a los datos para contrarrestar
este efecto.
Efectos en la Interpretación
Las arcillas en la formación tienen el mismo efecto sobre estas
herramientas que el que tienen para las herramientas de lecturas más profundas.
Se pueden diseñar variantes de las ecuaciones de arenas arcillosas para la Zona
Lavada. Donde los hidrocarburos han sido desplazados de la vecindad del pozo, el
efecto de la resistividad puede ser menos severo para el dispositivo de Rxo que
para los dispositivos de lecturas más profundas. Sin embargo, los cálculos de Rxo
aún pueden estar afectados al igual que los cálculos de Sw en los sistemas de
lodos base agua fresca ya que los efectos de la conductividad de las arcillas son
más pronunciados en ambientes menos salinos. Entonces, con sistemas de lodos
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frescos en rocas saturadas por aguas salinas, el efecto de resistividad será mayor
para los dispositivos de Rxo.
Correcciones ambientales
- Revoque
No todas las compañías de adquisición tienen las correcciones anteriormente
mencionadas, o hacen las correcciones para todas las generaciones de
herramientas.
Para los registros más nuevos, se pueden hacer las correcciones al momento de
la adquisición de los datos. Se debe revisar el cabezal del registro para obtener
esta información
Los algoritmos que son equivalentes (o algunas veces mejores) que los de los
libros de gráficos pueden ser suministrados por la compañía de adquisición, o en
algún programa computarizado de evaluación de formaciones.
Control de calidad
-Las curvas de Microresistividad deben solaparse con las curvas resistivas de
lecturas más profundas en capas impermeables.
-La separación con curvas de lecturas más profundas deben indicar invasión o
efectos de hoyo.
-Se debe revisar el caliper para revoques muy espesos que requieran
correcciones cuantitativas.
-Los valores de resistividad de las arcillas deben ser similares a los de los pozos
vecinos
-Se debe revisar la repetibilidad; las curvas deben tener los mismos valores y
carácter que aquellos de las corridas previas o secciones repetidas. Sin embargo,
en algunos casos, las curvas no deben repetir tan bien como otros registros
debido a las variaciones en el camino seguido por la almohadilla y posibles
cambios resultantes de las condiciones del hoyo o el fracturamiento.
-Revisar el carácter de la curva con otras curvas de la misma corrida de registros.
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REGISTROS ELECTRICOS DE INDUCCIÓN
Principio Físico de la Medición
Bobinas transmisoras emiten una corriente alterna y constante de alta
frecuencia. El campo electromagnético alterno resultante induce corriente a la
formación. Estas corrientes fluyen como discos perpendiculares al eje de la
herramienta y crea campos electromagnéticos que inducen señales hacia las
bobinas receptoras, es decir que las bobinas receptoras perciben la respuesta de
la formación, tanto en magnitud como en fase. Esta respuesta es proporcional a la
conductividad de la formación (el inverso de la resistividad). Múltiples bobinas
transmisoras y receptoras se usan para minimizar los efectos del hoyo y la
invasión sobre la herramienta. Las versiones más modernas de la herramienta
realizan mejores mediciones, digitalmente grabadas, de la fase de entrada y salida
de la señal, y operan a frecuencias diferentes para mejorar la exactitud de la
herramienta. La exactitud es muy mejorada por las correcciones ambientales
hechas en tiempo real. Los arreglos de herramientas pueden tener muchos
receptores, usualmente a cortos espaciamientos, y se basan en el procesamiento
de la señal para crear una resolución vertical común para todas las mediciones de
resistividad de formación a diferentes frecuencias y diferentes distancias del hoyo.
Objetivos de Interpretación
Resistividad Verdadera (en zona virgen) de la Formación, Rt
Saturación de Fluidos, Sw, vía Ecuación de Archie
Indicación de Zonas Permeables
Diámetro de Invasión
Correlación
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Efectos Secundarios
Efectos Ambientales
Diámetro del hoyo: Estos efectos pueden ser grandes cuando la resistividad de
la formación es mayor a 100 Ohm.m, o si el diámetro del hoyo es amplio, o si el
lodo es muy conductivo. El efecto es mucho mayor en la inducción media que en
la inducción profunda, especialmente si no se usa la configuración apropiada.
Espesor de capa: Estos efectos son muy notorios cuando el espesor de las capas
es menor a 8 pies, o cuando las capas adyacentes tienen grandes contrastes de
resistividad (por ejemplo una capa de 18 pies de espesor con una resistividad de
30 Ohm.m y unas capas de lutitas de 1 Ohm.m).
Invasión: estas correcciones se necesitan cuando: RILM/RID < 2
La inducción trabaja en lodos no conductivos o en lodos aireados.
La inducción es más efectiva en lodos frescos y resistividades de formación bajasDebido a que la inducción realmente mide la conductividad, los efectos de la
precisión de la herramienta predominan en las altas resistividades. La respuesta
de la medición de inducción estándar se vuelve dudosa en resistividades de
formación mayores de 100 o 125 Ohm.m
Efectos en la Interpretación
Las arcillas en la formación disminuyen la resistividad de la formación al
compararla con zonas equivalentes libres de arcillas, debido a la conductividad
característica de la arcilla y de su agua ligada. La ecuación de Archie no toma en
cuenta este exceso de conductividad, y resultará en saturaciones de agua muy
pesimistas; es decir que la saturación de agua calculada será mayor la saturación
real. Este efecto de arcillosidad aumenta con el incremento de la resistividad del
agua de formación (Rw) debido a que la conductividad asociada a las arcillas será
un porcentaje mayor de la conductividad asociada al agua de formación (al
comparar con un agua de bajo Rw). Varias ecuaciones de “arenas arcillosas”
(Waxman-Smits, Doble Agua, Simandoux y otras) toman en cuenta los efectos de
las arcillas. Otros minerales conductivos (pirita, y otros) pueden causar efectos
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similares de exceso de conductividad, los cuales variarían dependiendo de su
distribución dentro de la roca.
Correcciones ambientales
- Hoyo
- Espesor de capas
- Invasión
Control de calidad
-Todas las curvas de resistividad deben solaparse (tener el mismo valor) en capas
impermeables una vez que se hayan corregido por efectos de hoyo.
-Las curvas deben solaparse también a aproximadamente 20000 Ohm.m en capas
impermeables o no-conductivas de más de 20 pies de espesor.
-El perfil de invasión adecuado en capas permeables es:
Si Rmf < Rw, entonces Rxo < Resistividad Somera < Resistividad Profunda
Si Rmf > Rw, entonces Rxo > Resistividad Somera > Resistividad Profunda
-Los valores de resistividad de las arcillas deben ser similares a los de los pozos
vecinos
-Las curvas de inducción deben estar libres de picos; especialmente en el rango
de altas resistividades.
-Revisar la repetibilidad; las curvas deben tener los mismos valores y carácter que
aquellos de las corridas previas o secciones repetidas.
-Revisar el carácter de la curva con otras curvas de la misma corrida de registros.