Un ncleo consiste en una muestra de roca tomada del pozo a una profundidad especfica, por medios especiales, preservando su estructura geolgica y sus caractersticas fsicoquimicas de la mejor manera posible, con la finalidad de realizar anlisis petrofsicos y geolgicos. Se obtienen generalmente mediante la perforacin de la formacin con un taladro rotatorio de seccin transversal hueca, corte de porciones de paredes, corte con herramientas de cable y con fluidos de perforacin. Se obtienen as muestras en forma cilndrica de ms de 10mde longitud y 11cmde dimetro. Este tipo de muestras presenta las siguientes ventajas: Se les puede asignar una profundidad exacta. Si se toman adecuadamente, pueden estar libres de contaminacin por fluidos de perforacin. En la mayora de los casos son de absoluta representatividad. Por su volumen y caractersticas son de gran versatilidad, siendo adecuados para anlisis petrofsicos, sedimentolgicos, microtcnicos, micro-paleontolgicos, etc. Si son usados adecuadamente ofrecen resultados confiables. Pueden ser tomados en formaciones de cualquier litologa. Sirven para correlacionar registros de pozos con resultados de laboratorio.Una toma de ncleos puede realizarse en pozos de cualquier tipo: exploratorio, en desarrollo y de avanzada. La toma de ncleos puede efectuarse en forma continua, en este caso el taladro se detiene solamente para repasar el hoyo o en forma alterna, es decir, tomando los intervalos de inters basndose en los criterios siguientes: Costos: Una toma de ncleos incrementa considerablemente los costos de perforacin, en funcin del rea donde se encuentre el pozo, la profundidad elegida para realizar la toma y la cantidad de ncleos a ser tomados. Datos de la Traza Ssmica: Los resultados aportados por la ssmica constituyen una valiosa ayuda para la seleccin de los horizontes respectivos y realizar no slo una perforacin, sino elegir el intervalo de una toma de ncleos. Correlaciones: Algunas veces se tiene conocimiento de la estratigrafa de un rea, y lo relativo a los fluidos del yacimiento, mediante informacin de pozos vecinos, esto sirve cuando se decide realizar una toma de ncleos en un pozo en desarrollo, con la finalidad de llevar a cabo algn proceso de recuperacin mejorada o para resolver algn problema de produccin.La toma convencional de ncleos se realiza despus de la perforacin rotatoria normal por debajo de un punto justo por encima del intervalo que se desee cortar. Antes de efectuar la operacin de corte dentro del ncleo, se debe tener cuidado de que hoyo est limpio y el lodo bien condicionado. Al igual que en la perforacin normal, cuando se realiza el corte del ncleo (coring), la presin en el fluido de perforacin (lodo) es mayor que la presin de la formacin. Sin embargo, se obtienen mejores resultados cuando el diferencial de presin es pequeo. El corte de ncleo convencional se realiza con lodo en base agua o lodo en base aceite.Con propsitos de discusin, supongamos que el petrleo de un yacimiento posee una gravedad API de 35 grados (gravedad especifica de 0,85) y buena movilidad. La formacin en promedio es una arena que puede tener las siguientes saturaciones (antes del corte del ncleo) no perturbadas:

So = 75%Sg = 0%Sw = 25%Durante la operacin de corte, la presin en el ncleo aumentar desde el valor de la presin en la formacin hasta el valor de la presin en la columna del lodo, mientras que la temperatura permanece cercana a la temperatura de la formacin (esta pudiera ser ligeramente menor debido a la circulacin de lodo). A medida que se completa la operacin de corte, la cara de la formacin (o ncleo) acta como un filtro resultando que un lodo en base agua filtrado invade el ncleo. Por consiguiente, se lleva a cabo un desplazamiento con agua, el cual influye sobre la saturacin de petrleo movible. El ncleo queda en general a la saturacin residual de petrleo, por lo cual la saturacin despus del corte, mientras se est en una profundidad dada de la formacin, se aproxima por:

So = 15%Sg = 0%Sw = 85%El ncleo al salir del pozo queda a presin y temperatura de superficie. El gas disuelto en el crudo sale de la solucin por la expulsin de fluidos mviles desde el ncleo. Ya que en situacin de saturacin residual de crudo, el agua es el nico fluido movible dentro del ncleo, la cada de temperatura impuesta sobre los fluidos del ncleo origina la prdida de saturacin de agua. Una buena aproximacin de la saturacin de petrleo en superficie es la saturacin residual de crudo dividida por el factor de volumen de petrleo en la formacin. La saturacin de petrleo en la superficie est dada entonces por:

So = 10%Sg = 50-55%Sw = 35-40%Si se considera nuevamente la misma formacin de arena, pero el corte del ncleo realizado con un fluido de perforacin en base aceite, las saturaciones de los fluidos antes del corte sern las mismas que en el ejemplo anterior. Durante la operacin de corte, el lodo filtrado ser crudo (probablemente un aceite diesel). En este caso, las saturaciones estn sujetas a un flujo de aceite. Ya que la saturacin de agua se encuentra en situacin de saturacin irreducible, antes de comenzar el corte, no hay desplazamiento de sta por el aceite. La presin en el ncleo se eleva hasta la presin en el lodo, ya que no hay desprendimiento de gas desde la solucin. Luego, la saturacin de gas en el ncleo permanece constante. Por consiguiente, las saturaciones de petrleo, gas y agua son similares a las que se tienen despus del corte del ncleo. Sin embargo, la composicin del petrleo en el ncleo puede cambiar significativamente.Despus que se ha cortado el ncleo, la saturacin de petrleo se reduce hasta la mitad de su valor a la profundidad de donde perteneca antes de la extraccin. El gas asociado con el petrleo remanente se expande, y la temperatura disminuye. La saturacin de agua cambia muy poco durante la recuperacin del ncleo. El cambio se debe a la contraccin trmica y la evolucin del gas. La saturacin de agua de formacin dividida por el factor volumtrico de agua de la formacin puede aproximarse a la saturacin de agua en la superficie. Para un corte de ncleo con lodo en base aceite, un resumen de la historia de saturacin para una arena promedio podra ser:So (%)Sg (%)Sw (%)

Antes del corte75025

Despus del corte75025

Superficie40-45Rest.23-24

La presencia de gas en los anlisis de ncleos no indica necesariamente que ste proviene del yacimiento. Cuando se corta un ncleo con un fluido en base agua, las saturaciones de petrleo tienden a ser iguales o menores que la saturacin residual.Considerando el tipo de herramienta que se emplee para extraer un ncleo desde los diferentes estratos del subsuelo, stos se clasifican en: convencionales, convencionales con tubo PVC, manga de goma, presurizados y orientados.1. Ncleos ConvencionalesSe obtienen en formaciones consolidadas, en este caso el ncleo no posee recubrimiento. Para su toma se utiliza una herramienta que consta de un tubo externo y un tubo interno, el cual recibe el ncleo, un retenedor y una mecha de diamante con un hueco en su centro por donde penetra el ncleo para alojarse en el tubo interno, dependiendo del tipo de formacin se emplea una mecha especfica como se muestra en la Figura 1. El dimetro de los ncleos cortados puede variar entre 1 6, dependiendo del tipo de mecha y herramienta empleada.Figura 1.Mechas usadas durante la toma de ncleos en formaciones: a) medianamente duras, b) duras a muy duras y c) extremadamente duras.2. Ncleos Convencionales con Tubo PVCLa herramienta empleada en este caso es similar a la descrita anteriormente, con la diferencia de que el tubo interno contiene en su interior un tubo de Cloruro de Polivinilo (PVC), dentro del cual queda contenido el ncleo, a medida que la herramienta penetra en la formacin. Este tipo de herramienta se emplea en formaciones fracturadas, quebradizas o friables, ya que al quedar el ncleo recubierto por el tubo plstico puede manejarse fcilmente sin riesgo a que las muestras se disgreguen. En la Figura 2, se muestran las mechas utilizadas para extraer ncleos en formaciones blandas y medianamente fracturadas, arcillosas y bien cementadas.Figura 2.Tipos de mechas utilizadas para la toma de ncleos en formaciones: a) fracturadas, b) arcillosas y c) bien cementadas.En Venezuela, se usa esta herramienta con xito en formaciones semi-consolidadas, sin embargo, su uso en formaciones no consolidadas no ha sido del todo satisfactorio debido entre otros factores a: El porcentaje de recuperacin es bajo debido a que el interior del tubo es liso, luego es incapaz de sujetar el ncleo en su interior. Cuando se usa en arenas impregnadas de crudos pesado, como sucede en la Faja Petrolfera del Orinoco, a causa del alto grado de saturacin del petrleo, la alta porosidad y su pobre consolidacin, estas arenas no se comportan como materiales rgidos, sino como material plstico-viscoso y entonces tienden a fluir. La mayora de las veces al seccionar el ncleo en segmentos se observa que ste no estaba completamente lleno, por lo que parte del mismo al no ser retenido cae al pozo. Tratando de mejorar el porcentaje de recuperacin, se han usado retenedores tipo cierre total (full closed), sin embargo, al recobrarse el ncleo se nota que la recuperacin se incrementa, pero hay problemas de compactacin en la base del ncleo, mostrando una saturacin de petrleo inferior en la base, en comparacin con la del tope.Con este tipo de herramienta es posible cortar ncleos entre 3 5 de dimetro, generalmente se usa retenedor doble y la longitud mxima por ncleo es 31 pies.3. Ncleos en Manga de GomaPara la toma de ncleos en formaciones semi-consolidadas y no consolidadas que son muy blandas y friables, se usa una herramienta que consta de un tubo externo, un tubo interno dentro del cual se encuentra una junta de expansin, que posee una capacidad de estirarse cada 2 pies, un gato mecnico, una vlvula con flujo en un solo sentido, una manga de goma, un retenedor de ncleos y una mecha de diamante con un hueco en su parte central que permite la entrada del ncleo al porta muestras (Figura 3).Figura 3.Tipos de mechas utilizada para la toma de ncleos en formaciones: a) blandas y b) totalmente no consolidada.La toma se realiza de 2 en 2 pies, segn lo permite la junta de expansin, ya que sta es accionada por la presin de circulacin del fluido de perforacin y ste es el esfuerzo que hace que la herramienta penetre en la formacin, y no el peso sobre la mecha directamente. Al estar cortados los dos pies, se le vuelve a dar peso a la sarta de perforacin, cerrndose entonces la junta de expansin y quedando lista la herramienta para cortar los dos pies siguientes.A medida que la formacin se va cortando, el gato va tirando de la manga de goma, sta se encuentra enrollada o plegada en el tubo interno del muestrario, y hace que se desenrolle, entonces el ncleo queda envuelto por la manga de goma una vez que es cortado. La manga de goma es elstica y tiene un dimetro ligeramente menor al del ncleo, permitiendo que el ncleo quede sostenido con firmeza. Es una herramienta con rendimiento superior a las anteriores, con ella es posible cortar un mximo de 20 pies de ncleo con dimetro de 3 pulgadas.Desafortunadamente, la herramienta de manga de goma no es satisfactoria para el corte de ncleos en formaciones duras y fracturadas, ya que los cortes agudos que se producen rompen la goma. Entre las desventajas que presenta se tiene La manga de goma presenta un lmite de temperatura, que puede soportar sin romperse (160 175F). La presencia de gas disuelto en el crudo puede ser suficiente para hacer explotar la manga de goma, cuando sta se extrae del muestrario en la superficie. El ncleo dentro de la manga de goma debe ser tratado con sumo cuidado en las operaciones de manejo y preservacin, evitando que sta no se doble para que el ncleo no sufra alteraciones en su arreglo granulomtrico natural, para ello es necesario depositar la manga dentro de un tubo plstico rgido o de aluminio, esto por supuesto aumenta los costos de la toma.4. Ncleos PresurizadosPara la toma de ncleos que se desean mantener en contacto con sus fluidos originales se utiliza una herramienta especializada que permite recuperar ncleos a la presin del yacimiento con un porcentaje de recobro excelente en formaciones consolidadas. Los fluidos del yacimiento se mantienen en su forma original, sin sufrir alteraciones al extraer el ncleo (Figura 4). Si el proceso de perforacin se hace con cuidado se pueden obtener ncleos con una invasin muy baja de fluidos de perforacin, previniendo expansin de gas y prdida de fluidos.El corte de ncleos con esta herramienta se hace con una tecnologa similar al corte de ncleos convencionales. Durante el corte, el entrampamiento de presin est acompaado por acciones mecnicas que crean un sello en el tope y en la base de la herramienta. Esto hace que el ncleo obtenido est presurizado. El sistema tambin puede mantener la presin de la formacin.Una vez tomados, los ncleos son congelados en la superficie utilizando nitrgeno lquido y hielo seco, manteniendo la presin del yacimiento. Los fluidos de esta forma se mantienen inmviles dentro del ncleo. Una vez congelados, los ncleos pueden ser removidos de la herramienta para ser transportados al laboratorio en estado congelado. El congelamiento est acompaado de la colocacin del ncleo completo en hielo seco hasta el momento de su uso.Figura 4.Herramienta para la toma de ncleos presurizados.Desafortunadamente, obtener este tipo de ncleo es muy costoso (10 veces el costo para obtener un ncleo convencional).5. Ncleos OrientadosPara obtener ste tipo de ncleos se utiliza una herramienta muy parecida a la descrita anteriormente (Figura 5), se puede usar para toma de ncleos de cualquier litologa. Los ncleos orientados son muy importantes para el estudio de fracturas en las calizas del Cretceo, debido a que permiten conocer la inclinacin y direccin de las fracturas y las estructuras geolgicas que poseen porosidad secundaria capaces de almacenar hidrocarburos o desarrollar un programa de estimulacin de pozos, con la finalidad de incrementar la produccin de un yacimiento.Figura 5.Herramienta para la toma de ncleos orientados.