POROSIDAD (DENSIDAD, NEUTRÓN Y SÓNICO)

Los factores que afectan esto registro a aparte de la prosidad son la litología, la naturaleza de los fluidos que ocupan los poros y la arcillosidad.(para obtener valores mas prescisos de porosidad pueden obtenerse la combinación de 2 o 3 registro de prosidad)

Nota: los registro sónico la investigación mas reducidad que los otros registro de porosidad, y lo registro de neutrón , densidad son afectados por profundidades mayores de la formación por lo general zona lavada

Registro neutrónico: Definición Son mediciones de la radiación inducida en la formación esta inducción se obtienen bombardeando la formación con neutrones que se mueven a gran velocidad . de manera general. Los registros neutrónicos son una medición del volumen de fluidos en los poros. Si se identifica un gran número de neutrones ellos indica una porosidad baja y viceversa

ImportanciaLos perfiles neutrónicos son usados principalmente para ubicar formaciones porososa que son rocas con espacios vacio denominados poros, dichos registros responde princpalmente a formaciones limpieas cuyos poros este saturados con agua o aceite el registro de neutrones reflejan la cantida de prosidad saturada de fluido.

Las zonas de gas con fecuencia puede identificarse al compara el registro de neutrones con otros registro de porosidad o con análisis de muestrras una combinación del registro de neutrón con uno o mas resgistro de porosidad e identificación aun mas exacastas aun mas exactas incluso una evaluación del contenido de arcilla

FUNDAMENTOLos neutrones son partículas eléctricamente neutras cuya masa es casi idéntica a la del átomo de hidrógeno. una fuente radioactiva colocada en la sonda emite continuamente neutrones de alta energía (velocidad). estos neutrones, al encontrarse con núcleos del material de la formación, chocan elásticamente a semejanza de bolas de billar y en cada colisión los neutrones pierden parte de su energía la cantidad de energía perdida por un neutrón en cada colisión depende de la masa relativa del núcleo con el cual choca. la mayor pérdida de energía ocurre cuando el neutrón choca con un núcleo de masa prácticamente igual como lo es el del hidrógeno la colisiones con núcleos pesados no provocan mucha pérdida de velocidad de esta manera la pérdida de velocidad dependerá principalmente de la cantidad de hidrógeno en la formación. a los pocos microsegundos los neutrones han sido amortiguados, por choques sucesivos, a velocidades termales correspondientes a energías de alrededor de 0, 025 e electrón-voltios entonces se dispersan sin orden, sin perder más energía, hasta que son capturados por núcleos de átomos tales como cloro, hidrógeno, sílice, etc. los núcleos capturadores se excitan y originan una emisión de rayos gamma de alta energía, denominados rayos gamma de captura. de acuerdo al tipo de aparato, este puede detectar los rayos gamma de captura o los

propios neutrones mediante un detector colocado en la misma sonda. cuando la concentración de hidrógeno de la formación que rodea a la fuente de neutrones es alta, la mayoría de los neutrones son retardados y capturados aún a una corta distancia de la fuente, por el contrario, si la concentración de hidrógeno es baja, los neutrones viajan más lejos antes de ser capturados. con la distancia de fuente a detector comúnmente utilizada, a una mayor lectura corresponde una menor concentración de hidrógeno y viceversa.Principio Si hay presencia de un gran número de neutrones esto indica una porosidad baja. Si hay una presencia baja de números neutrones esto indica una porosidad alta.Tipos de herramientas y equiposLas herramientas de registro de neutrones incluyen la serie de herramientas GNT (que ya no se usan), la herramienta de porosidad de neutrones de la pared (uso limitado) y la serie de herramientas CN L (que incluye los registros neutrónicos compensado CN L y de porosidad dual). Las herramientas actuales emplean fuentes de americio-berilicio (Am y Be) para proveer neutrones con energías iniciales de varios millones de electrón voltios.Las herramientas GNT eran instrumentos no direccionales que empleaban un solo detector sensible tanto rayos gamma de captura de alta energía como a neutrones térmicos. Podían correrse en agujeros revestidos abiertos. Aunque las herramientas GNT respondían principalmente a la porosidad, sus lecturas eran muy influidas por la salinidad del fluido, temperatura, presión, tamaño del agujero, alejamiento, enjarre, peso del lodo y en agujeros revestidos por el acero y el cemento. La porosidad leída de un registro en pozo· entubado es menos exacta debido a incertidumbres surgidas por el peso y posición de la tubería de revestimiento, la presencia de cemento detrás de ésta y otros factores.

En la herramienta SNP, la fuente de neutrones y el detector se montan en un patín que se aplica a la pared del agujero. El detector de neutrones es un contador proporcional recubierto de manera que sólo se deluden los neutrones que tengan energías mayores a 0.4 eV (epi térmicos). El equipo SNP está diseñado para operarse sólo en agujeros abiertos, vacíos o llenos de líquido. El diámetro mínimo del agujero en el que se puede utilizar la herramienta es de 5 pulgadas. Con los datos de neutrones del SNP se registra simultáneamente una curva de calibre por esta condición son limitados.El SNP tiene varias ventajas:a. Como el detector está colocado en una almohadilla o patín en contacto directo con la pared del pozo, los efectos del pozo disminuyen.

b. Como se miden neutrones epitermales, disminuye el efecto perturbador de elementos altamente absorbentes de neutrones termales 'como el cloro y boro que se encuentran en el agua de formación y en la matriz c. Porque la mayor parte de las correcciones necesarias son en efectuadas-automáticamente en la caja de control en la superficie.La herramienta CNL es del tipo mandril y está especialmente diseñada para combinarse con cualquier otra herramienta para proporcionar un registro de neutrones simultáneos. La herramienta CNL es un instrumento de detección de neutrones térmicos de doble espaciamiento. El equipo de superficie mide los promedios de velocidades de conteo de los dos detectores para producir un registro en una escala lineal del índice de porosidad de los neutrones. ·Se han hecho comparaciones entre Perfiles SNP y CNL corridos en un mismo pozo y se ha demostrado que el CNL tiene una profundidad radial de investigación bastante mayor que el SNP. El GNL puede· ser utilizado en pozos llenos de líquido con o sin tubería de revestimiento, pero no en pozos llenos de gas. Como la herramienta CNL mide los neutrones térmicos, la respuesta se ve afectada por los elementos que tienen una alta sección transversal de captura de neutrones térmicos. La herramienta es sensible a la arcilla de la formación ya que ésta generalmente contiene pequeñas cantidades de boro y de otros elementos raros que tienen secciones transversales de captura de neutrones térmicos particularmente altas. Este efecto, si es excesivo, puede ocultar la respuesta de la herramienta al gas en formaciones con arcillas.

Características El perfil registra porosidad basada en neutrones capturados por la formación Radiación inducida a la formación por bombeo de neutrones Mide el contenido de hidrogeno en la formación

Una alto dato de contenido indica una alta porosidad Identificar capas de gas Indentifica limite de la capas Los neutrones colosionan con los nucleo de los atomos de la formación Los neutrones pierden energía (velocidad) con cada colision El nucleo captor resulta excitado y emite un rayo gamma Dependiendo del tipo de herramienta, esta registra rayos gamma a los neutrones no

capturados

Apliccaiciones Determina porosidad Potencia de gas Litología Arena arcillosas

RESUMEN DE LOS USOS DE PERFILES NEUTRONICOS1. Una de las aplicaciones más importantes de Perfiles Neutrónicos es la determinación de la porosidad. Para eso de requieren-·correcciones por efectos de la litología. y parámetros del pozo.2. El diseño del SNP es específicamente para pozos abiertos y en. la determinación de la porosidad el efecto del pozo es mínimo. Es el único aparato neutrónico que trabaja bien en pozos llenos de gas.3. El diseño del CNL es para ser corrido en combinación con. otros aparatos en pozos abiertos o entubados El efecto de los parámetros. del pozo. queda reducido ... considerablemente por sus características compensatorias.4. El GNT puede ser Usado en pozos abiertos o entubados se registra al mismo tiempo que una. curva de rayos gamma con lo cual se· hace resaltar. cualitativamente la presencia de lutitas, formaciones impermeables. y secciones porosas;5. Pueden detectar zonas gasíferas .al. correrse en combinación con otro Perfil de porosidad· (a conocerse datos de porosidad), o usarlo para entrar las lecturas en un gráfico de interrelaci6n (crossplot) da resistividades, La combinación preferida es Neutrónico-Densidad por cuanto responden al gas en sentido opuesto. Se deben corregir los Perfiles Neutrónicos por el efecto de excavación en zonas gasíferas para mejorar la precisión en el cálculo de la porosidad y saturación de gas.6. Se utilizan Perfiles Neutrónicos en combinación con. otros Perfiles de Porosidad para la interpretación de la litología.7.Los Perfiles Neutrónicos también se usan en combinación con otros Perfiles de Porosidad para la interpretación en arenas arcillosas.Medición de Neutrones TérmicosLas herramientas CNL y Doble Porosidad están diseñadas para minimizar los efectos de tamaño del agujero, enjarre, etc., en la medición de neutrones termales. Cuando cualquiera de estas herramientas se corre en combinación con la herramienta FDC, la señal del calibre proporciona una

corrección automática por tamaño del agujero. Sin embargo, para otras influencias que alteran y para tamaño del agujero cuando no se corre la herramienta FDC, no es posible una corrección automática ya que las variables no se miden o controlan. Además, algunos de los efectos varían con la porosidad. Las condiciones estándar para la calibración de las herramientas CN L y Doble Porosidad son:• Diámetro del agujero de 7 más 7/8pulgadas• Agua dulce en el agujero y la formación• Sin enjarre o separación herramienta-pared• Temperatura de 75°F (2L5°C)• Presión atmosférica• Herramienta excéntrica en el agujeroSi hay desviaciones de estas condiciones, los registros requerirán correcciones. La corrección combinada para todos los factores, que por lo general es pequeña, proporciona un valor corregido del índice de porosidad de neutrones. AplicacionesLa determinación de la porosidad es uno de los usos más importantes de los registros de neutrones. Para determinaciones exactas de porosidad, son necesarias correcciones para litología y parámetros del agujero. El registro SNP está específicamente diseñado para agujeros abiertos y proporciona lecturas de porosidad con un mínimo efecto de agujero. También puede usarse eficientemente en agujeros llenos de gas. Las características de compensación de las herramientas CNL y Doble Porosidad reducen en gran medida los efectos de los parámetros del agujero y las herramientas están diseñadas para combinarse con otras para agujero abierto o revestido. En combinación con otro registro de porosidad (u otros datos de porosidad) o cuando se usan en un diagrama de resistividad, los registros de neutrones son útiles para detectar zonas gasíferas. Para esta aplicación, la combinación neutrones-densidad resulta óptima en formaciones limpias ya que las respuestas al gas son en direcciones opuestas. En formaciones arcillosas, la combinación neutrones-sónico es un detector eficiente de gas, ya que la arcilla afecta a cada uno de manera similar. Para una mayor precisión al determinar la porosidad y la saturación ele gas en zonas de gas, el registro de neutrones debe corregirse para efecto de excavación. El registro de neutrones se utiliza en combinación con otros registros de porosidad para la interpretación de la litología y de la arena arcillosa una comparación de las mediciones con la herramienta de Doble Porosidad de neutrones térmicos y neutrones epi térmicos puede identificar arcillas y lutitas y otras rocas que contengan elementos absorbentes de neutrones. También, las velocidades de conteo de los detectores epi termales de la herramienta de Doble Porosidades pueden utilizar para determinar la porosidad en agujeros vacíos.Determinación de la Porosidad a Partir de Registros de Neutrones

Pueden derivarse los valores de porosidad aparente de cualquier registro de neutrones, aunque están sujetos a varias hipótesis y correcciones. Sin embargo, algunos efectos como litología, contenido de arcilla y cantidad y tipo de hidrocarburo pueden reconocerse y corregirse sólo si se dispone de información adicional sobre porosidad proveniente de registros sónicos o de densidad. Cualquier interpretación proveniente de solamente un registro de neutrones debe tomarse teniendo en cuenta que implica ciertas inexactitudes.

REGISTRO DE DENSIDADDefinición: los registros de densidad se usan como registro de porosidad, esto mide la densidad de los electrones en la formación a través de una fuente de rayos gama y dos 2 receptores sellados de dichos rayos. Consiste en derivar la porosidad de la densidad total de la formación limpia y llenos de liquidos , cuando se conoce la densidad de la

matris(formación) y del liquido se usa la siguiente formula ∅= ρmast− ρbρmats− ρliq , la presencia

delutita o gas en la formación complica la lectura pero se resuelve usando combinaciones apropiadas

Otros usos incluyen:

Identificación de minerales de depósitos de evaporita Descubrimientos de gas Determinación de la densiad de los hidracurburo Evaluación de las arenas con arcilla y litología compleja Determinación de la producción de arcilla con contenido de petróleo Calculas dela presión de sobre carga y propiedades mecánicas de las rocas

Fundamento:

Una fuente rayo activa se aplica contra la paredes del agujero, la cual van colocada sobre una almohadilla o patín blindado, los rayos gama puede ser considerado como partículas de alta velocidad que chocan con los electrones de la formación. En cada choque un rayo gama sede algo de su energía cinética, pero no toda al electrón. Luego el electro sigue su trayectoria con menor energía.(este tipo de iteración se conoce como el efecto compton de dispersión ),la fuente y el dectector del aparato están diseñado de diseñado de manera que su repuesta se debe en mayor parte al efecto compton.

-la medición del aparto de desnidad esta relacionada ensencialmente con la densidad del electrones de la formación. Por otra parte , la densidad de electrones esta relacionada con la denisada total (dp en gr/cm3)de la formación y a su vez dependen de la densida de la matriz de la roca y de los fluido que ocupan sus poros. (formula de arriba ).

Equipo :

Para disminuir los efecto de la columna de lodo tanto la -fuente- como -el detector- están montada sobre una almohadilla, la cual se aprienta las aperturas de la almohadilla contras la predes del pozo mediante un brazo excentralizador, la almohadilla posee y una forma que

permite cortar la costra de revoque cuando es blanda, en zonas donde el revoque es ma consistente que no puede ser removido, es visto por el aparato como si fuera formación y por lo tanto su influencia debe ser tenida en cuenta..

Cuando el contacto entre la almohadilla y la formación no es perfecto se debe aplicar correlaciones a las lecturas la que pueden llegar a ser grandes.

Existe el aparato de densidad compensado que este utiliza dos detectore que permiten leer las diferentes condiciones del revoque para determinar su espesor y densidad. En el PDC las curvas de densidad corregidas son mostrada de una en el perfil y la distancia entre la almohadilla y el exremos del brazo es registrado al mismo tiempo como perfil calibre (caliper creo).

Factores que afectan las lecutras de los registro de densidad :

Efectos de hidrocarburos : si en la zona de investigación existe hidrocarburos residual, su presencia puede afectar las lecturas del perfil. El efecto de petróleo no es necesariamente visible, puesto que la densidad promedio del fluido puede ser cercana a la unidad, pero si hay saturaciones aprecibles de gas residual va a calcular posidades aparentemente altas a la porosidad original por lo tanto se corrige estose efectos Efectio lutita

Efecto de la presión : la interpretación del perfil puede ser afectada por la presión de arcilla o lutita en la formarcion , la densidad de la lutita tiene a ser menor en profundidades menores. Las lutitas dispersas ubicadas en los espacioz porales pueden tener engeneral densidades menores que la lutita intercaladas.

Efecto de la presión La densidad de la lutita va aumento al haber mayor compactación,m estos incremento de densidad con la profundidad aparece en los perfiles en áreas donde los estudios osn relativamente reciente.

Tamaño del hoyo Litología dela formación Espesor de revoque

Nota:

el numero de electrones que puede transmitirse de la fuente a los receptores es proporcional a la densida de la formación, estos registro a diferencia de los acústico se pude correr en pozos perforados con aires comprimido o con cualquier clase de fluido

En formaciones de densidad baja (alta poro) y la mayor parte de los rayos gamma producido por la fuente pueden llegar al receptor y se contados

A medidad que aumenta la densidada baja la porosidad y menos rayos llegan al receptor

El registro de densidad es muy sensible a los derrumbes en el pozo, de allí la coveniencia de comparar las lecturas de densidad con el caliper

Aplicaciones : puede correrse en pozos perforados con aire comprimido , dettecion de gas , indica porosidad alta

Características: se realizan para determina zonas productoras de gas , determinar la porosidad efectiva, es sensible a derrumbes

REGISTRO SÓNICOS:

Es una herramienta sónica, consiste de un transmisor que emite impulsos sónicos y un receptor que capta y registra los impulsos. El registro sónico es simplemente un registro en función del tiempo, t, que requiere una onda sonora para atravesar un pie de formación. Este es conocido como tiempo de tránsito, para una formación determinada depende de su litología y su porosidad.

Cuando se conoce la litología, esta dependencia de la porosidad hace que el registro sónico sea muy útil como registro de porosidad.

PRINCIPIO BÁSICO

La propagación del sonido en un pozo es un fenómeno complejo que está regido por las propiedades mecánicas de ambientes acústicos diferentes. Estos incluyen:

-la formación

-la columna de fluido del pozo

-la misma herramienta de registro.

El sonido emitido del transmisor choca contra las paredes del agujero. Esto establece ondas de compresión y de cizallamiento dentro de la formación, ondas de superficie a lo largo de la pared del agujero y ondas dirigidas dentro de la columna de fluido.

Por lo tanto, los fenómenos de refracción, reflexión y conversión de ondas dan lugar a la presencia de muchas ondas acústicas en el agujero cuando se está corriendo un registro sónico.

Estas formas de onda se registraron con un arreglo de ocho receptores localizados de 8 a 11 ½ pies del transmisor. Se marcaron los diferentes paquetes de ondas. Aunque los paquetes de ondas no están totalmente separados en el tiempo en este espaciamiento, puede observarse los distintos cambios que corresponden al inicio y llegada de la onda Stoneley.

-El primer arribo u onda compresional es la que ha viajado desde el transmisor ala formación como una onda de presión de fluido , se refracta en la pared del pozo, viaja dentro de la formación a la velocidad de la onda compresional de la formación y regresa al receptor como una onda de presión de fluido.

-La onda de cizallamiento es la que viaja del transmisor a la formación como una onda de presión de fluido, viaja dentro de la formación a la velocidad de la onda de cizallamiento de la formación y regresa al receptor como una onda de presión de fluido.

-La onda de lodo (no muy evidente en estos trenes de ondas) es la que viaja directamente del transmisor al receptor en la columna de lodo a la velocidad de onda de compresión del fluido del agujero.

PRINCIPIO BÁSICO DE MEDICION Y HERRAMIENTA BÁSICA

La herramienta acústica genera impulsos acústicos en el pozo en base a dispositivos piezoeléctricos, y son estos los cuales expanden y contraen a medida que a través de ellos se aplica un voltaje variable. Convirtiendo una diferencia de potencial en impulsos acústicos.

Forma básica de una herramienta sónica:

a) Un transmisor que emite impulsos sónicos.

b) Un receptor que detecta y registra los impulsos.

EQUIPO

Existen tres herramientas sónicas en uso:

el BHC o registro sónico compensado

No se recomienda usar este tipo de registro en formaciones poco consolidadas con fracturas o con “vugs”, debido a que las ondas emitidas viajan más lentamente en un medio menos denso, como el espacio poroso, y por ejemplo el espacio de una fractura lo registra como porosidad de la roca

el LSS o registro sónico de espaciamiento largo

Registro tomado con una herramienta sónica con un espaciamiento más largo entre transmisores y receptores (generalmente oscilante entre 10 y 15 pies) que una herramienta sónica estándar.

El incremento del espaciamiento entre transmisores y receptores también permite la mejor separación de las formas de onda relacionadas con diferentes ondas acústicas, tales como los arribos de las ondas compresionales, de corte y de Stoneley.

la herramienta Array-Sonic (proporciona un registro completo de la forma de onda como una característica estándar). Proporciona todas las mediciones de los registros BHC y LSS y además tiene varias otras características. La herramienta contiene dos transmisores piezoeléctricos de banda ancha (5 a 18 kHz) separados por un espaciamiento de 2 pies. E

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

La porosidad disminuye la velocidad del sonido y a su vez aumenta el tiempo de tránsito.

El tiempo de tránsito es proporcional al espacio poroso.

La velocidad del sonido en el lodo de perforación es menor que en lasformaciones. Debido a que posee menor densidad de partículas.

El tiempo de tránsito es el tiempo requerido por una onda para recorrer un pie de formación.

Las primeras llegadas de energía sonora a los receptores corresponden a trayectorias de viaje del sonido en la formación cercana a la pared del agujero.

Notas de Porosidad

Estimación de la porosidad basada en perfiles de resistividad: cuando no existe ningún registro de porosidad se puede estimar la porosidad basada en la lecturas de los registro de resistividad en formaciones limpias y acuíferas.

porosidad secundaria: los carbonatos pueden contener cavernas, los registro de neutrón y densidad responde a la porosidad total sin considerar el tipo de porosidad . por su parte el perfil sónico tiene a ignorar las cavernas debido a que la energía sonora se propaga a través de la matriz circundante, pasando por alto las cavernas . por lo tanto el uso del perfil sónico junto con el de densidad o neutro permite una estimación de la porosidad secundaria

la dolomitizacion ; son el remplazo del atomos de calcion por magnesio da como resultado un menor volumen de matriz pero mayor volumen poral .

formaciones arcillosas: en formaciones arcillosas la lutitas contribuye a la conductividad de las formaciones, la desviación de las sp son menos en zonas limpias , también todos lo perfiles de porosidad son afectados por la lutita , por esta razón las formacions arcillosas tiene mayor dificultas que en la formaciones limpias y se debe usar procedimientos distintos.