Registro Litológicos

- Registro Gamma Ray- Radioactividad - Instrumentos que realizan las medidas de estas propiedades de los átomos

- Registro Potencial Espontáneo

Fuente: Material Profesores Victor Casas (UCV), Yaraixa Pérez (UCV) , M. Batzle (Colorado school of Mines) y Jorge Mendoza (USB).

¿DE QUÉ ESTÁN HECHAS ¿DE QUÉ ESTÁN HECHAS LAS COSAS?LAS COSAS?

QuarksNeutrónElectrón

MATERIA ~ 10-9 m ÁTOMO ~ 10-10 m NÚCLEO ~ 10-14 m NUCLEÓN ~ 10-15 m

ProtónÁtomo

RADIOACTIVIDADGAMMA RAYGAMMA RAY

Se define como la desintegración de átomos acompañada por la emisión de radiación.

RADIOACTIVIDAD

Los átomos más simples tienen núcleos estables.

Existen tres tipos básicos de radiación que un átomo emite al desintegrarse y se conocen comúnmente como:

-Rayos alfa (-Rayos beta (-Rayos gamma ()

Partícula Alfa

Partícula Beta menos(electrón)

Antineutrino

Partícula Beta más(positrón)

Neutrino

Rayo Gamma(Fotón)

A, Z A, Z-1

A, Z+1

A-4, Z-2A, Z

A, Z

A, Z A, Z

DE

SIN

TE

GR

AC

IÓN

AL

FA

DE

SIN

TE

GR

AC

IÓN

BE

TA

ME

NO

SD

ES

INT

EG

RA

CIÓ

NB

ET

A M

ÁS

DE

SIN

TE

GR

AC

IÓN

GA

MM

A

Rayos alfa (a).

- Son los de más alta energía. - Relativa poca penetración. - Son fácilmente detenidos; bastaría unas cuantas hojas de papel para lograrlo.

TIPOS DE RADIACIÓN

Rayos beta (b)

- Son electrones libres emitidos por el núcleo del átomo y son de mucha menor energía que los rayos alfa;- No son detenidos tan fácilmente como los rayos alfa, pues en este caso sería necesario algunos milímetros de acero o un cierto espesor de agua para

detenerlos.

Rayos gamma (G)

- Son ondas electromagnéticas. También se llaman fotones. - Este tipo de radiación es el de mayor penetración - Se necesitan varios centímetros de plomo o varios decímetros de concreto para detenerlos.

¿Qué es Capaz¿Qué es Capazde Atravesar la Radiación?de Atravesar la Radiación?

ALFA α

BETA β

GAMMA γ

NEUTRÓN

Papel Cobre HormigónPlomo

p+

p+

n

n

RADIOACTIVIDAD

1

NUCLEO

Carga + 1.6 x 10 Coul-19

p = protones Masa 1 uma -- 1.67 x 10 Kg

-27

n = neutrones Carga neutra

Masa 1 umaHe4

2

X Z

A

Notación

Z = Número atómico o de protones

A = Z + N = Peso Atómico

N = Número de neutronesH

Pb

11

82207

Hidrógeno

Plomo

2

E l n ú m ero d e n eu tro n es au m enta en m ay or p rop orc iónqu e e l n ú m er o d e p rot on e s p ar a qu e e l n ú c leo se a e st ab le

H H e K B a

P b

U

1

1

4

2

3 9

19 5 6

13 7

8 2

2 0 7

E lem ento sIn estab les

9 2

2 3 8

L o s n eu tr on e s act iv an la in t er a cc ión fu ert e qu econ tr arr e st a la s fu erz a s d e r ep u ls ión cou lom b ian a s

Si Z > 82 e l n ú c leo se v u e lv e in e st ab le

D ecae em it ien d o en erg ía R A D IO A C T IV ID A D

Existen tres formas naturales en que el núcleo decaiga

RADIACION

( I ) : Emisión de una partícula alfa He42

U Th + He238 234 4

( II ) : Emisión de una partícula beta e { +

C N + e14

614

7

92 90 2

3

( III ) : Emisión de una partícula gammafotón o radiación electromagnética de alta energía

Tabla de los Elementos

LAS 4 INTERACCIONES DE LA LAS 4 INTERACCIONES DE LA NATURALEZANATURALEZA

¿ ?Masa

GRAVITACIONAL

Gravitón

Muón

NUCLEAR DÉBIL

Bosón Z

Positrón

Intensidad : 10–13 - 10–18 Alcance : 2 · 10 –18 m

Intensidad : 10–38

Alcance : Infinito

Electrón Antimuón

LAS 4 INTERACCIONES DE LA LAS 4 INTERACCIONES DE LA NATURALEZANATURALEZA

Electrón

ELECTROMAGNÉTICA

Fotón

Electrón Quark

NUCLEAR FUERTE

Gluón

Quark

Intensidad : 1Alcance : 1.5 · 10 –15 m

Intensidad : 10 –2 Alcance : Infinito

ABUNDANCIA DE RADIOACTIVIDAD EN SEDIMENTOS

DISTRIBUCIÓN DE RADIOACTIVIDAD RELATIVA PARA VARIOS TIPOS DE ROCAS

(from Bigelow, 1995 after Russell, 1944).

Minerals: Composition API◦ Calcite CaCo3 0

◦ Dolomite CaMg(CO3)2 0

◦ Quartz SiO2 0Lithology:

◦ Limestone 5-10◦ Dolomite 10-20◦ Sandstone* 10-60*◦ Shale 80-140

Evaporites◦ Halite NaCl 0

◦ Anhydrite CaSO4 0

◦ Polyhalite K2SO4 180

Minerals: Composition API◦ Calcite CaCo3 0

◦ Dolomite CaMg(CO3)2 0

◦ Quartz SiO2 0Lithology:

◦ Limestone 5-10◦ Dolomite 10-20◦ Sandstone* 10-60*◦ Shale 80-140

Evaporites◦ Halite NaCl 0

◦ Anhydrite CaSO4 0

◦ Polyhalite K2SO4 180

Dínodos

Ánodo

Fotomulti-plicador

Electrodos

Luz incidente

Foto-electrón

Fotocátodo

El Contador de centelleo sirvepara detectar rayos X y rayos γ.

Un fotón incide sobre un cristal centelleador cediendo total o parcialmente su energía, la cuál es reemitida en forma de luz visible.

Ésta luz es transformada en corriente eléctrica, la cuál medimos fácilmente.

CONTADOR DE CENTELLEOCONTADOR DE CENTELLEO

DETECTORES DE RADIACIÓN

ELEMENTOS RADIOACTIVOSPRESENTES EN SEDIMENTOS

POTASIO 1.46 MeV.

TORIO 0.68 MeV.

URANIO 1.12 MeV.

UTILIDAD DEL GAMMA RAY ESPECTRAL

URANIO (UO22+ ion uranile):

• Se adhiere a arcillas

•Se encuentra en materia orgánica

•Es soluble en agua

POTASIO (K40 0.01% de todo el K):

•Parte de la estructura de silicatos arcillosos (2% potasio total)

•No está presente en todos los tipos de arcillas

•Está presente en Fedespatos y algunas evaporitas

TORIO (Th 232 ):

•Forma parte de la red cristalina de las arcillas

•No es soluble, permanece en las arcillas

UU

fallafalla

lutitaslutitas

permeablepermeable

Elementos radioactivos de importancia en petrofísica.

NGS Log Example

Thorium (ppm)Uranium (ppm)Potassium (%)CGR =

Total GR – UraniumTotal GR

Function of:◦CK (wt%)◦CU (ppm)◦CTh (ppm)

Thorium (ppm)Uranium (ppm)Potassium (%)CGR =

Total GR – UraniumTotal GR

Function of:◦CK (wt%)◦CU (ppm)◦CTh (ppm)

APLICACIONES DEL REGISTRO GAMMA RAY

Correlaciones estratigráficas Correlaciones entre el registro y el núcleo Límites de capas y espesores de capa. Determinación del volumen de arcilla.

◦ Cálculo effective= total - Vsh.shale

◦ Evaluación de arenas arcillosas. Estimación de la arena neta (NET PAY) Identificación del mineral de arcilla* Control de la profundidad

Correlaciones estratigráficas Correlaciones entre el registro y el núcleo Límites de capas y espesores de capa. Determinación del volumen de arcilla.

◦ Cálculo effective= total - Vsh.shale

◦ Evaluación de arenas arcillosas. Estimación de la arena neta (NET PAY) Identificación del mineral de arcilla* Control de la profundidad

Baker, 2006

FACTORES QUE AFECTAN LA RESPUESTA DE LA SONDA

DE RAYOS GAMMA

LINEA

BASE

Y

TOPE

ESTIMACIÓN DEL VOLUMEN DE ARCILLA

P= fracción de lutita

s=deflexión de la curva de rayos gamma frente al intervalo cuyo contenido de lutita se trata de determinar.

L=deflexión de la curva de rayos gamma frente de una arena que se pueda considerar como límpia.

sh=deflexión de la curva de rayos gamma frente a la lutita.

Lsh

LsP

INDICE DE GAMMA RAY Y VOLUMEN DE INDICE DE GAMMA RAY Y VOLUMEN DE ARCILLA (vshale)ARCILLA (vshale)

4350

4350

4300

4300

CORE GAMMA RAY SCAN (Counts/sec)

GAMMA RAY LOG (API)

Figure 13.7.8 A measured core gamma ray profile versus logged data inA carbonate section. Comparison of peaks shows the offset in measured depth ( Adapted from Core Labs data).