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By: E. Cruz 2
CONTENIDO A1.0 INTRODUCCIN A LA INTERPRETACIN DE REGISTROS A
HUECO ABIERTO A.1 USOS DE LOS REGISTROS A.2 GEOLOGA BSICA DEL
PETRLEO A.3 CONCEPTOS BSICOS DE INTERPRETACIN DE REGISTROS A.4
RESISTIVIDAD COMO UNA BASE PARA LA INTERPRETACIN. LA ECUACIN DE
ARCHIE A.5 DEFINICIONES
a. Porosidad de la formacin (PHI) b. Resistividad de la formacin
(R) c. Factor de la Formacin (F) d. Saturacin de Agua: Sw e.
Saturacin del Hidrocarburos (Shy) f. Formaciones Limpias g.
Formaciones Arcillosas h. Frmulas ms importantes i. Smbolos
importantes
A.6 ESCALAS Y PRESENTACIONES DE LOS REGISTROS
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A1.0 INTRODUCCIN PARA INTERPRETACIN DE REGISTROS DE
POZOS A HUECO ABIERTO A.1 USOS DE REGISTROS
Un conjunto de registros corridos en un pozo tendr una
significacin diferente para cada una de las personas. Examinemos
las preguntas planteadas y/o respuestas dadas por una variedad de
personas:
El Geofsico: Son los topes dnde usted inicialmente lo predijo de
las lneas ssmicas? Son las zonas potenciales porosas tal como usted
asumi de los datos ssmicos? Qu muestra de la seccin ssmica
sinttica?
El Gelogo:
A qu profundidades estn los topes de las formaciones? Es el
ambiente conveniente para la acumulacin de hidrocarburos? Existe la
evidencia de Hidrocarburo en este pozo? Qu tipo de Hidrocarburo est
presente en este pozo? Los Hidrocarburos se presentan en cantidades
comerciales? Cun bueno es el pozo? Cules con las reservas? Podra
esta formacin ser comercial en otros lugares cercanos a este
pozo?
El Ingeniero de Perforacin:
Cul es el volumen del pozo para la cementacin del casing?
Existen deformaciones del pozo (Dog legs) u otras deformaciones?
Dnde puedo localizar un buen lugar para asentar un packer para una
prueba en el pozo?. Dnde es el lugar mejor para poner herramienta
de desviacin?
El Ingeniero de Reservorios:
Cun potente es la zona de pago? Cun homognea es la seccin de
pago? Cul es el volumen de hidrocarburos? El pozo ser econmicamente
rentable? Cunto tiempo se espera de produccin?
El Ingeniero de la Produccin: Dnde debe completarse el pozo y en
que zona(s)? Qu tasa de produccin puede esperarse? Debe
considerarse cualquier produccin de agua? Cmo debera ser completado
el pozo? Est la zona potencial hidrulicamente aislada? El pozo
requerir de alguna estimulacin? Qu tipo de estimulacin sera
mejor?
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De esta manera, la evaluacin de registros puede significar
varias interpretaciones para las diferentes personas. Cada uno de
los profesionales utilizar la informacin de los registros de una
manera diferente para buscar sus propias respuestas. El ensayo ms
comn es leer los registros y entender las diferentes reacciones
producidas por las caractersticas propias de la formacin sobre las
herramientas de registracin. Los factores que influyen en la medida
del registro y la informacin que proporciona estas herramientas son
lo que nosotros deseamos presentar a ustedes en este curso.
A.2 GEOLOGA BSICA DEL PETRLEO Para entender mejor las
interpretaciones de los registros, nosotros debemos repasar primero
los tipos de rocas que se encuentran en el pozo: Las rocas
sedimentarias ms comunes son: Arenisca, Limolita, Lutita, Caliza,
Dolomita y Anhidrita
En general, las rocas sedimentarias se depositan ya sea como una
secuencia clstica que contiene arenisca, limolita y lutitas o como
una secuencia carbontica que contiene caliza, dolomita anhidrita y
lutita. Depsitos Clsticos
Las rocas clsticas se forman de fragmentos de roca y partculas
meteorizadas de rocas pre-existentes. Estos sedimentos son
transportados por el viento y el agua y normalmente se depositan en
ros, lagos y ocanos en formas bastante planas. La accin de las
corrientes y olas clasifican los sedimentos, en ambientes de alta
energa se depositan arenas de grano grueso, mientras en ambientes
de baja energa se forman arenas de grano fino, limolitas y lutitas.
La naturaleza de la depositacin es tal que estructuras de
estratificacin cruzada, formas de canal y gradacionales son rocas
muy comunes. En reas de depositacin de agua dulce, capas de carbn
pueden estar presentes, lo que indican un ambiente de condiciones
no marinas. Despus de la deposicin y con una profundizacin de la
secuencia estratigrfica, la consolidacin ocurre y los granos se
cementan unos con otros para formar una roca sedimentaria
consolidada.
Depsitos Carbonticos
La depositacin de carbonatos ocurre en condiciones marinas, por
la precipitacin de la caliza de los organismos como partculas
finas, conchas o
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crecimientos masivos. Las calizas pueden depositarse ya sea como
mantos planos en el fondo del ocano o como gigantescos e
irregulares arrecifes. Cadenas de barreras de arrecifes que crecen
de esta manera, pueden formar cuencas ocenicas restringidas con
direccin a tierra, en las cuales la dolomita y la anhidrita se
precipitan por efecto de la evaporacin del agua de mar. Cuando las
calizas se forman cerca de la orilla, all se pueden mezclarse con
caliza y material clstico erosionado y en cuencas ocenicas
profundas son muy comunes la mezcla de caliza y arcilla.
Despus del depsito de los sedimentos, el entierro posterior de
los mismos puede causar dolomitizacin de la caliza, lo que
significa que cambia la composicin actual de caliza a dolomita.
Debido a la naturaleza dura de la caliza comparada con otros
sedimentos, las calizas tienden a fracturarse con deformacin, lo
que hace que aumenta la permeabilidad y ayuda al proceso de
dolomitizacin.
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En varios lugares del mundo, mltiples secuencias de rocas
clsticas yacen sobre secuencias carbonticas ms viejas. Entre cada
una de las secuencias clsticas y carbonticas son muy comunes la
presencia de discordancias erosionales y la naturaleza de la
depositacin es nica.
A.3 CONCEPTOS BSICOS DE LA INTERPRETACIN DE REGISTROS Cualquier
formacin rocosa dada, tiene numerosas y nicas propiedades fsicas
asociadas con ella. Solamente aquellas propiedades que pueden
medirse y que sean tiles sern consideradas en este curso. Ellas
son: a. = La porosidad: Es el espacio vaco entre granos que est
generalmente
lleno con lquidos o gases. b. Sw = Saturacin de Agua: Es el
porcentaje del espacio del poroso lleno de
agua (como opuesto al hidrocarburo o al aire. c. R =
Resistividad: La resistencia a la corriente elctrica presentado por
un
volumen unitario de roca. d. Rw =La Resistividad del Agua de
formacin: La resistencia elctrica del
agua que llena el espacio del poro en la roca. Este valor vara
con salinidad del agua y la temperatura.
e. k = Permeabilidad: La habilidad de la roca de pasar fluidos a
travs de ella. Considere la unidad cbica siguiente (Figura A2):
Cubo A:
Si la porosidad () est llena con agua, por definicin, la
saturacin de agua Sw = 100%.
WATERWATER
HYDROCARBON
Cube A Porosity = water filled
Sw = 100%
Cube B Porosity = Hydrocarbon and Water in
Sw = 100%
Figure A2
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Cubo B: Si la porosidad es 70% lleno de agua y el 30% con
hidrocarburo, entonces la Saturacin de Agua es:
70 Sw = % = 70%
70 + 30
y la Saturacin de Hidrocarburos (Shy) ser:
Shyc = 1 - Sw = 30% Por consiguiente el volumen del porcentaje
de saturacin de agua
Vol Agua= x Sw
Por ejemplo: s = 20% y Sw = 70%
Entonces: 14% del volumen son el agua y 70% del espacio del poro
es lleno de agua.
A.4 RESISTIVIDAD COMO UNA BASE PARA LA INTERPRETACIN - LA
ECUACIN DE ARCHIE En la seccin anterior nosotros presentamos un
nmero de parmetros utilizados para evaluar formaciones rocosas. Si
pudiramos construir sobre los efectos de la resistividad junto con
los otros parmetros para desarrollar una relacin matemtica,
nosotros tendramos una herramienta sumamente til para nuestro
trabajo con zonas potenciales de hidrocarburos.
El resto de esta seccin se dedicar a desarrollar dicha
frmula.
La utilidad de la registracin de resistividad se basa en el
hecho que:
- el agua es un conductor (baja resistividad) - los
hidrocarburos y rocas son aislantes ( alta resistividad)
Consideremos la siguiente unidad cbica (Figura A3):
Cubo C La resistividad Rt del cubo variar con la resistividad
del agua Rw (ie: como Rw aumenta, Rt aumenta y viceversa.)
Por consiguiente: Rt Rw (1)
Cubo D
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Reemplaza el 25% del cubo con roca (entonces = 75%), pero
mantiene constante el Rw, la Resistividad Rt aumenta cuando
disminuye la porosidad (ie: como disminuye Rt aumenta.)
Por consiguiente: Rt 1/ (2)
Cubo E Reemplazamos el 30% de porosidad restante con
hidrocarburos. La Resistividad Rt aumenta cuando disminuye la
saturacin de agua Sw. (Ie. Cuando Sw disminuye Rt aumenta). Por
consiguiente: Rt 1/Sw (3)
Combinando las observaciones anteriores (1,2 y 3), nosotros
podemos decir que:
Rt Rw x 1 x 1
Sw o
Rt Rw (4) Sw
Para resolver las constantes de proporcionalidad, primero
limitemos la ecuacin como sigue: S Sw =100% (ie: no hay
hidrocarburos y la porosidad es 100% llena de agua) Entonces defina
Ro = Rt (ie: Ro es la resistividad de la formacin cuando est
totalmente saturada de agua, Sw = 100%)
Ro Rw (5)
Ahora s =1, entonces Ro Rw
WATERWATER
ROCK
WATER
ROCKHYDROCARBON
Cube "C" Conditions :
- Constant Current
- Porosity = 100%
- Sw = 100%
Cube "D" Conditions :
- Constant Current
- Porosity = 75%
- Sw = 100%
Cube "E" Conditions :
- Constant Current
- Porosity = 75%
- Sw = 70%
Figure A3
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Luego si asumimos que F= Factor de formacin ( constante de
proporcionalidad) Entonces: Ro= F Rw
o F= Ro (6) Rw
Regresando a la ecuacin 5 e introduciendo la porosidad como una
variable, esto es claro que:
F 1
Esto es intuitivamente obvio que la relacin entre Ro y Rw se
relaciona a ese cubo unitario de roca y a sus caractersticas de
porosidad.
A travs de medidas empricas, se ha determinado que: F = a
m (7) donde :
a = constante m = el factor de cementacin
El factor de cementacin m se relaciona al tipo de porosidad y
cmo transmitir corriente elctrica a la roca actual (a veces se
llama tortuosidad). Usando las ecuaciones anteriores
Llamamos Ro = FRw (Ecuacin 6) aRw Rt = Ro =________cuando Sw =
100%
m si Sw no es igual a 100%, entonces, Rt aRw x 1 m Sw
o Rt Ro x 1 Sw o Sw Ro (8) Rt
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A travs de las medidas de laboratorio, se encontr que esta
relacin (8) es dependiente del exponente de saturacin n como
Swn = Ro Rt
o Swn = FRw Rt
O Swn = a Rw (9) m Rt
La ecuacin 9, forma la relacin de Archie que es la base para
todas las tcnicas convencionales de interpretacin. Mejoramientos y
refinamientos se pueden hacer a la frmula de Archie para diferentes
tipos de las rocas ms complicadas.
El resto de este curso esta dedicado a mediciones y a
evaluaciones utilizando la porosidad y la resistividad para
calcular la saturacin de agua y por consiguiente reservas de
hidrocarburos utilizando los conceptos de esta ecuacin.
A.5 DEFINICIONES
a) Porosidad de la Formacin ()
Definido como la fraccin del volumen total ocupado por poros o
vacos, donde:
= Volumen poroso x 100%
Volumen total Cuando el espacio poroso es intergranular este es
conocido como porosidad primaria. Cuando la porosidad se debe a la
presencia de espacios vacos creados despus de la depositacin, como
por ejemplo cavidades o fracturas en carbonatos, en este la
porosidad es conocida como porosidad secundaria. Cuando la lutita
est presente, el espacio poroso ocupado por el agua en la arcilla
esta incluido con el espacio poroso de la roca para dar la
Porosidad Total (T). Si nicamente es considerado el espacio poroso
en una formacin arcillosa, este espacio poroso es conocido como
Porosidad Efectiva (e).
b) Resistividad de la Formacin (R)
Se define como la resistencia que presenta una formacin al flujo
de la corriente elctrica. Se expresa en ohm-metro2 /metro.
Nosotros utilizamos varios trminos para describir la
resistividad de la formacin bajo varias circunstancias de contenido
de fluido.
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Rt : Describe la resistividad de una formacin en la zona virgen
o no afectada por el proceso de perforacin Ro: Describe una forma
especial de Rt. Es la resistividad de una formacin limpia cuando
todo el espacio poroso est lleno de agua connata (Rw). Rw: Es el
smbolo para la resistividad del agua de formacin (connata).
c) Factor de la Formacin (F) Para Resistividad: Una importante
relacin existe entre la resistividad de una formacin totalmente
saturada de agua (Ro) y la resistividad propia del agua contenida
(Rw). La relacin de estos dos valores se denomina Factor de
Resistividad de la Formacin (o ms normalmente conocida como Factor
de Formacin) donde:
F = Ro Rw
F es una constante de la formacin bajo consideracin. El valor de
F para cualquier formacin en particular depende en delante de:
- porosidad de la formacin - distribucin de los poros - tamao
del poro - estructura del poro
Para la Porosidad En 1942 un trabajo de Gus Archie propuso que
la relacin entre el factor de formacin y porosidad podra ser
descrita por la frmula:
F = a m donde:
a = constante emprica. m = factor de cementacin.
Algunos autores recomendaron utilizar las relaciones de F y
as:
F = 0.62 (Frmula de Humble para arenas no consolidadas)
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2.15
F = 0.81 (para arenas compactas) 2
F = 1.0 (para carbonatos) 2
La Carta Por-1 en el libro de cartas de interpretacin de
Schlumberger se basa en varias y diferentes relaciones de F- . d)
Saturacin de Agua: Sw Se define como la fraccin del espacio poroso
lleno de agua donde:
Sw = Agua del Volumen del Poro x 100%
Volumen Poroso Total
e) Saturacin del Hidrocarburo (Shy) Se lo define como la fraccin
del espacio poroso lleno de hidrocarburos donde: Shy = Volumen
Poroso lleno de Hidrocarburo x 100%
Volumen Poroso Total
o Shy = 1 - Sw
f) Formaciones Limpias El trmino Formaciones Limpias se refiere
a todas aquellas formaciones sin presencia de Arcilla. g)
Formaciones Arcillosas
Este trmino describe a aquellas formaciones donde alguna de los
espacios vacos (porosidad) estn llenos de arcilla. Se considera que
la distribucin de la arcilla se presenta en varias formas:
- Laminada: La formacin est constituida de laminaciones delgadas
de arena y lutita. - Dispersa: Las partculas de arcilla se
encuentran dispersas en el espacio del poro.
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- Estructural: La arcilla forma parte de la matriz como un grano
ms.
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By: E. Cruz 14
Porosity
Por
Formation Resistivity Factor Versus Porosity
2.5 5 10 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10,000
2.5 5 10 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10,0005040
3025
20
15
1098765
4
3
2
1
FR, formation resistivity factor
, po
rosi
ty (p
.u.)
1.4
1.6
1.82.0
2.2
2.5
2.8
FR =0.812
FR =12
FR =0.622.15
FR =1mm
Vugs orspherical pores
Fractures
Schlumberger
This chart gives a variety of formation resistivity
factor-to-porosity conversions. The proper choice is best
determined bylaboratory measurement or experience in the area. In
the absenceof this knowledge, recommended relationships are the
following:For soft formations (Humble formula):
For hard formations:
with appropriate cementation factor, m.
Example: = 6% in a carbonate in which a cementation factor,m, of
2 is appropriate
Therefore, from chart,FR = 280
FR m= 1 ,
F FR R= =0 62 0 812 15 2. , . .. or
Figure A4
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By: E. Cruz 15
A.6 REGISTROS, ESCALAS Y PRESENTACIONES
a. Los Registros de pozos proporcionan un grfico continuo de los
parmetros
de la formacin versus la profundidad. Las escalas de profundidad
normales son: - 1:200. 1 pie de registro por 200 pies de
profundidad medido. Cada lnea
representa dos pies. Una lnea mas gruesa cada 50 pies para la
facilidad de lectura. Se indican profundidades cada 100 pies
(Figura A5 y A6).
- 1:500. 1 pie de registro por 500 pies de profundidad medida.
Cada lnea representa diez pies. Una lnea mas gruesa cada 50 pies
para la facilidad de lectura. Se indican profundidades cada 100
pies (Figura A7).
- Otras escalas tambin estn disponibles. stos incluyen 1:1000,
1:40, 1:5. - Las mallas del registro pueden ser logartmicas
(Registros de Resistividad -
Figura A6) o lineales (para los registros de Porosidad - Figura
A5).
b. Si un calibrador est presente o el registro generado es de
tipo snico, se pondrn marcadores en los dos lados de la pista de
profundidad que indican el volumen integrado del pozo y el tiempo
del trnsito integrado.
1) Volumen Integrado del Pozo - Requiere dispositivo del
calibrador (Figura A5) - Las marcas se localiza en el lado
izquierdo de la pista de Profundidad. - Las marcas pequeas indican
10 pies3 mientras las marcas grandes
representan 100 pies3.
2) Volumen Integrado de Cemento - Requiere dispositivo del
calibrador ms el tamao del casing a bajarse. - Las marcas se
localiza en el lado derecho de la pista de Profundidad en caso
no exista la presencia del snico. - Las marcas pequeas indican
10 pies3 mientras las marcas grandes
representan 100 pies3.
3) Tiempo de Trnsito Integrado - Requiere de la herramienta
snica (Figura A5)
- Se localiza en el lado derecho de la pista de profundidad -
Las marcas pequeas indican 1 milisegundo mientras las marcas
grandes
representan 10 milisegundos de tiempo.
Si el registro es obtenido con la modalidad
Logging-While-Drilling (LWD), los marcadores en ambos lados de la
pista de profundidad (Figura A6) representan la conversin de un
muestreo basado en el tiempo a una presentacin basada en
profundidad. Los marcadores indican el nmero de muestras de los
datos por unidad de profundidad. En otras palabras, una mayor
concentracin de marcadores sobre un intervalo de profundidad, el
mayor el nmero de muestras de los datos para hacer el registro.
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c. Los registros tambin tienen cabezales e inserciones - Los
cabezales del registro proporcionan informacin como la
profundidad
del pozo, profundidad del casing, parmetros del lodo,
temperatura mxima y otros comentarios pertinentes para la evaluacin
de datos del registro (Figura A8 y A9).
- Las inserciones proporcionan informaciones tales como escalas
de las curvas, cdigos, fecha y hora de la adquisicin, puntos de las
primeras lecturas de los registros y constantes pertinentes a la
corrida. Cuando son combinadas dos o ms medidas, los cdigos de las
curvas indican a la medida primaria y ms profunda con una lnea
larga entrecortada, la medida primaria ms somera con una lnea slida
(Figura A 10).
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Figure A8: Log Heading
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By: E. Cruz 18
198198
10150
10163
10050
849.7
848.2
831.2
SEEROIL
TEST 1
WILDCAT
ECUADOR
Figure A9: Log Heading (page 2) and Log Tail
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CONTENIDO
B1.0 LA RESISTIVIDAD DE LA FORMACIN
B1.1 INTRODUCCIN B1.2 RESISTIVIDAD DEL AGUA DE LA FORMACIN RW
B1.3 MEDIDAS DE RESISTIVIDAD EN LA FORMACION
Carta Gen - 9: Resistividad de Soluciones de NaCl B1.4 RESUMEN
B1.5 EL PROCESO DE PERFORACIN Y LAS CAPAS PERMEABLES
Perfiles de la invasin Carta Gen -3: los Smbolos Usados en
Interpretacin de Registros
B1.6 CURVA DEL POTENCIAL ESPONTNEO (SP) Carta SP-1: Rweq
Determinacin desde ESSP (Formaciones Limpias) Carta SP-2: RW versus
Rueca y La Temperatura de la Formacin
B2.0 MEDIDA DE RT POR PRINCIPIOS DE INDUCCIN
B2.1 PRINCIPIOS DE LAS MEDIDAS DE INDUCCIN S2.2 PRINCIPIOS DE
LOS REGISTROS DE ENFOQUE ESFERICOS B2.3 REGISTRO DE DOBLE INDUCCIN
Y DE ENFOQUE ESFERICO B2.4 NUEVOS REGISTROS DE INDUCCIN
B3.0 MEDIDA DE Rt POR PRINCIPIOS DEL REGISTRO LATEROLOG
B3.1 DUAL-LATEROLOG B4.0 MEDIDA DE RX0 POR PRINCIPIOS DE
REGISTROS MICRORESITIVOS B4.1 INTRODUCCIN
B4.2 MICROLOG B4.3 REGISTRO DE ENFOQUE MICRO - ESFRICO
B5.0 SESIN de TRABAJO
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B1.O RESISTIVIDAD DE LA FORMACIN
B1.1 INTRODUCCIN La resistividad de una formacin es un parmetro
importante para determinar la saturacin de hidrocarburos. La
corriente elctrica puede atravesar una formacin solamente debido a
la conductividad del agua que contiene la misma. Con muy pocas y
raras excepciones tales como elementos metlicos sulfuros a
grafitos, las rocas secas son muy buenos aislantes de la
electricidad. Es ms, las rocas absolutamente secas muy raramente
son encontradas en la naturaleza. Por consiguiente, las formaciones
del subsuelo tienen resistividades finitas y medibles debido al
agua en sus poros o al agua absorbida en su arcilla
intersticial.
Para los propsitos de nuestras discusiones nosotros dividiremos
las substancias en dos categoras generales, conductores o
aislantes.
Conductores son aquellas substancias que pasan la corriente
elctrica, por ejemplo el agua, las arcillas o el lodo de
perforacin. Los aislantes, son substancias que no permiten el flujo
de la corriente elctrica, como por ejemplo los hidrocarburos o la
matriz de la roca.
La resistividad medida de una formacin depende fundamentalmente
de:
- Resistividad del agua de la formacin - La cantidad del agua
presente - La geometra de la estructura del poro.
La resistividad (resistencia especfica) de una sustancia es la
resistencia medida entre las caras opuestas de un cubo unitario de
esa sustancia a una temperatura especfica. El metro es la unidad de
longitud y el ohm es la unidad de resistencia elctrica. En forma
abreviada, la resistividad es:
R = r A/L, Donde: R es la resistividad en ohm-metros, r es la
resistencia en ohm, A es el rea en metros cuadrados, y L es
longitud en metros. (Vea Figura B1)
Las unidades de resistividad son ohm-metros cuadrados por metro,
o simplemente los ohm-metros (ohm-m).
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By: E. Cruz 21
La conductividad es el recproco de la resistividad y se expresa
en Mohs por metro. Para evitar fracciones decimales, se expresa
normalmente conductividad en millimhos por metro (mmho / m), donde
1000 mmho/m = 1 mho/m:
C = 1000 / R. Las resistividades de la formacin normalmente son
de 0.2 a 1000 ohm-m. Resistividades ms alto que 1000 ohm-m es raro
en formaciones permeables pero se observa en formaciones de
Porosidad impenetrables, muy bajas (e.g., evaporitas).
B1.2 RESISTIVIDAD DEL AGUA DE FORMACIN (RW) Como previamente se
indic, las matrices de la formacin son aisladores de la corriente
elctrica; por lo tanto la habilidad de una formacin para conducir
la electricidad es una funcin del agua connota de la formacin.
Varios factores deben considerarse: - el volumen del agua
(porosidad) - los arreglos del espacio poroso (tipo de porosidad) -
la temperatura de la formacin - la salinidad del agua. a) La
Salinidad de Agua
Cuando aumenta la salinidad significa que ms iones estn
disponibles para conducir la electricidad por lo tanto Rw
(resistividad de agua) disminuye.
b) La Temperatura del Agua
Cuando la temperatura de agua se eleva, la movilidad inica
aumenta y disminuye la resistividad. La carta Gen-9 (Figura B2)
ilustra estas relaciones.
c) El Volumen de Agua
Cuando el agua en el espacio poroso de una roca aumenta, la
resistividad disminuye. Si algn volumen de agua es desplazado por
hidrocarburos (aislante), la saturacin de agua disminuye y por lo
tanto la resistividad aumenta.
B1.3 MEDIDAS DE RESISTIVIDAD DE LA FORMACIN
Si nosotros consideramos una formacin cuyo espacio poroso
contiene slo agua, su resistividad verdadera se llama Ro. Nosotros
Sabemos que una relacin importante existe entre la resistividad de
la formacin y la resistividad del agua que satura la formacin Rw.
La proporcin de estos dos valores, F, se llama Factor de
Resistividad de la Formacin, o ms normalmente Factor de Formacin
que es una constante; donde:
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By: E. Cruz 22
F = Ro / Rw
Por ejemplo, si la salinidad del agua connata aumenta, Rw
disminuir. Esto permitir a su vez que la corriente fluya ms
fcilmente a travs de la formacin y bajar R0 y mantendr as F a un
valor constante. Esto es lo que nosotros debemos esperar de F como
una caracterstica inherente de cada formacin.
El factor de formacin puede relacionarse a la porosidad de la
formacin por la frmula general:
F = a / m
Donde: a = constante m = el factor de la cementacin
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By: E. Cruz 23
V
A
V
A
V
A
R =raL
R = resistividad
L = longitud a = area
r = resistencia
OHM METROS2
METRO
RESISTANCE INCREASES WITH LENGHT, DECREASES AS CROSS- SECTIONAL
AREA INCREASES
NEDD TO BE MORE SPECIFIC AND ELIMINATE THE SIZE VARIABLE. USE
SPECIFIC RESISTANCE OR RESISTIVITY WHICH IS RESISTANCE OF A
SPECIFIC VOLUME, SUCH
THAT.
FIGURE B1: Principles of Resistance and Resistivity
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By: E. Cruz 24
Basic Material
Resistivity of NaCl Solutions
F 50 75 100 125 150 200 250 300 350 400C 10 20 30 40 50 60 70 80
90 100 120 140 160 180 200
Temperature (F or C)
Res
istiv
ity o
f sol
utio
n (o
hm-m
)
ppm
10
8
65
4
3
2
1
0.8
0.60.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.08
0.060.05
0.04
0.03
0.02
0.01
200
300
400
50060070080010001200140017002000
3000
4000500060007000800010,00012,00014,00017,00020,000
30,00040,00050,00060,00070,00080,000100,000120,000140,000170,000200,000250,000280,000
Conversion approximated by R2 = R1 [(T1 + 6.77)/(T2 + 6.77)]F or
R2 = R1 [(T1 + 21.5)/(T2 + 21.5)]C
300,000
NaC
l con
cent
ratio
n (p
pm o
r gra
ins/
gal)
Gra
ins/
gal a
t 75
F
10
15
20
25
30
40
50
100
150
200
250
300
400
500
1000
1500
2000
25003000
4000
5000
10,000
15,000
20,000
Figure B2
-
By: E. Cruz 25
Gen
Basic Material
1-1
dhHole
diameter
didj
h
rj
(Invasion diameters)
Adjacent bed
Zone of transition
or annulus
Flushed zone
Adjacent bed
(Bedthickness)
Mud
hmc
dh
Rm
Rs
Rs
Resistivity of the zoneResistivity of the water in the zoneWater
saturation in the zone
Rmc
Mudcake
Rmf
Sxo
Rxo
Rw
Sw
Rt
Uninvadedzone
Schlumberger
Figure B3
-
By: E. Cruz 26
B1.4 RESUMEN
1. Formaciones de rocas secas son aislantes. 2. Las formaciones
conducen corriente debido al agua en los espacios porosos.
3. Conocimiento de la resistividad del agua de formacin (RW) es
esencial para la interpretacin de registros. 4. Resistividad
utilizada en lugar de la resistencia. 5. Factor de Resistividad de
la Formacin (F) es una caracterstica de cada formacin 6.
Relaciones:
a. F = (Rt / Rw) = (Ro / Rw)
Cuando la porosidad esta saturada 100% de agua b. F = a / m
7. Smbolos:
Rw - Resistividad del agua connata. Rt Resistividad verdadera de
la formacin. Rxo Resistividad de la zona lavada a Constante a. m -
Factor de cementacin.
B1.5 EL PROCESO DE PERFORACIN Y LAS CAPAS PERMEABLES
Antes de proceder a una discusin sobre los mtodos para obtener
la resistividad de la formacin, examinemos lo que pasa a una
formacin permeable cuando es penetrada por una broca de perforacin.
(Ver la carta Gen-3). Bajo condiciones normales, la cabeza
hidrosttica de la columna de lodo es mayor que la presin de la
formacin, este diferencial de presin forza que filtrado de lodo
entre a los espacios porosos de la formacin, dejando partculas
slidas o formando una costra en la pared del pozo. Eventualmente,
esta costra de lodo sellar para evitar futuras invasiones, siempre
y cuando sta no sea removida por algn efecto mecnico, como por
ejemplo cuando se esta cambiando de broca.
El espesor de la costra de lodo se simboliza por hmc
Perfiles de la invasin:
l. Zona invadida. Muy cerca de las paredes del pozo, el proceso
de invasin lava y empuja el agua original y algo de hidrocarburos
si estuvieren presentes. La resistividad de esta zona se lo
denomina como Rxo y la saturacin de agua se llama SXO.
donde:
-
By: E. Cruz 27
SXO2 = FRmf (solo para formaciones limpias)
Rxo
Dibujando Rx0 como una funcin de profundidad radial en la
formacin se obtiene el obtenido en la Figura B4.
2. Zona de la transicin. Ms all de las paredes del pozo, la
accin del lavado del
filtrado de lodo crea una variedad de situaciones. Si el proceso
de lavado tiene presenta un frente uniforme, nosotros llamamos a
este perfil como Step Profile (Figura B5a). Si la entremezcla de
fluidos de la formacin es muy gradual, nosotros llamaramos este una
zona de la transicin (Figura B5b). Algunas veces en formaciones
gasferas o petrolferas donde la movilidad de hidrocarburos es mayor
que el agua con nata, el gas o el petrleo se mueven de tal manera
que dejan una zona anular con agua con nata (Figura B5c). Si Rmf
> Rw, entonces la zona anular tendr una resistividad menor que
Rxo y Rt y puede causar un clculo de saturacin pesimista.
3. Zona virgen o no afectada. Esta es la zona en la cual
nosotros queremos analizar.
Esta es la parte de la formacin no afectada por la perforacin.
Su resistividad de denomina como Rt, la resistividad del agua de
formacin como Rw y la saturacin de agua como Sw. Si graficamos Rxo,
Ri y Rt obtendremos un perfil de invasin.
Rxo
R
Di
RiRt
Case 1Step Profile
(a)
Case 2
(b)
TransitionProfile
Rxo
R
Di
RiRt
Rxo
R
Di
RiRt
D2
Caso 3AnnulusProfile
(c)
Figure B5
Rxo
Resistivity
radial depthintoformation
Distance of complete flushing
(Diameter de invasion, Di)
Figure B4: Invasion Process
-
By: E. Cruz 28
B1.6 LA CURVA DEL POTENCIAL ESPONTNEO (SP)
a) Introduccin La curva de SP es una grabacin continua , versus
profundidad, de la diferencia de potencial entre un electrodo mvil
en el agujero y un electrodo fijo (cero) en la superficie. Las
unidades utilizadas son milivoltios. El SP realmente fue
descubierto por accidente en los inicios de la registracin
elctrica. En algunos de los primeros pozos de prueba registrados
por Schlumberger utilizando la tcnica del punto-por-punto, se
observ que un potencial natural pequeo estaba presente en el pozo
an cuando la fuente se apagaba. Este potencial espontneo se debe a
una combinacin de dos fenmenos: un potencial Electrocintico
normalmente despreciable, y un potencial Electroqumico compuesto de
una potencial de membrana y un potencial generado por la unin de
lquidos. El potencial de la membrana es aproximadamente cinco veces
ms grande que el potencial de unin de lquidos. b) Potencial
Electrocintico Si una solucin es forzada por presin diferencial a
fluir a travs de una membrana, un potencial elctrico aparecer a
travs de la membrana, (Figura B6). Una situacin similar ocurre
cuando los flujos de filtrado de lodo fluyen a travs de la costra
de lodo debido al diferencial de presin entre la columna de lodo y
la formacin. Este potencial Electrocintico (Ekmc) generalmente es
muy pequeo. En una formacin de muy baja permeabilidad, donde la
costra de lodo slo se construye parcialmente, este potencial
Electrocintico puede ser tan alto como 20 mV. Esta situacin es, sin
embargo, muy rara y en general el potencial Electrocintico puede
ser despreciable.
c) El Potencial Electroqumico
Este potencial es creado por el contacto de dos soluciones de
salinidad diferente, o por un contacto directo o a travs de una
membrana semi-permeable como las lutitas.
1) Potencial de la Membrana
Una membrana catinica ideal, debido a su composicin
fsico-qumico, es permeable solo a los iones positivos (cationes).
Las lutitas son membranas ideales debido a que ellas son, ni
demasiado arenosas ni demasiadas limosas. En un pozo, una seccin
arcillosa separa normalmente agua salada (generalmente el agua
-
By: E. Cruz 29
connata de la zona de la virgen) de un lquido menos salado
(generalmente el lodo) (Figura B7). Existe migracin de los iones
positivos (Na+) del agua salada (formacin) al agua menos salada
(lodo). Cuando un equilibrio se alcanza:
- Iones positivos que ya han cruzado la membrana de la arcilla
ejercen una
fuerza rechazando en los iones positivos en el lodo. - Iones
negativos dejados atrs de la formacin ejercen una fuerza atractiva
en
los iones positivos que no pueden viajar ms en la arcilla. La
diferencia de potencial que aparece entre las dos soluciones es
dada por la frmula:
Em = K Log amf aw
donde: amf y aw son las actividades electro-qumico de filtrado
de lodo y del agua connata.
-
By: E. Cruz 30
-
By: E. Cruz 31
Figure B9: The SP Circuit Path
-
By: E. Cruz 32
2) Potencial de Contacto de lquidos El potencial de Contacto de
lquidos, tiene lugar al lmite entre la zona lavada y la zona
virgen. No existe ninguna lutita que separe a las dos soluciones.
Aniones as como cationes pueden transferirse de una solucin a la
otra (Figura B8), debido a la salinidad ms alta del agua de la
formacin, tanto los cationes Na+ como los aniones de Cl- migrarn
hacia el filtrado de lodo. El Ion de Na+ es comparativamente ms
grande y arrastra 4.5 molculas de agua. El in Cl - es ms pequeo y
arrastra slo 2.5 molculas de agua. Por lo tanto el anin Cl - migrar
ms fcilmente que los iones de Na+.
El resultado es un aumento de cargas positivos dejado atrs en el
agua de la formacin. Estas cargas positivas restringen la migracin
del Cl- hacia la zona lavada. Una diferencia de potencial aparece
al lmite entre las dos soluciones:
Ej = K ' Log amf
aw d) El Potencial Espontneo Esttico o SSP El potencial total de
la cadena entera es as la suma algebraica de: Em + Ej que tambin se
llama el Potencial Espontneo Esttico o SSP. El potencial
Electrocintico es despreciado. El SP es la cada de potencial medido
de las lneas de corriente en el pozo. A lo largo de su trayectoria
la corriente del SP tiene que forzar su camino a travs de una serie
de resistencias, tanto en la formacin como en el lodo (Figura B9).
Esto significa que la cada de potencial total (qu es igual al SSP)
esta dividida entre las diferentes formaciones y el lodo en
proporcin a las resistencias encontradas por la corriente en cada
medio respectivo. El SP que es la medida de la cada de potencial en
el lodo del pozo es slo parte del SSP. En general, esta es una
porcin grande porque la resistencia elctrica ofrecida por el pozo
es, en general, mucho mayor que la ofrecida por las
formaciones.
SP = SSP = (K + K') Log amf
aw
La curva del SP generalmente se presenta en la pista 1 del
registro y normalmente se registra con las herramientas de
resistividad asumiendo un lodo conductivo en el pozo.
En formaciones permeables, la curva del SP muestra deflexiones
desde la lnea base de arcillas. En capas gruesas y limpias la
deflexin de la curva del SP tiende a alcanzar una desviacin
esencialmente constante que define una lnea de arenas limpias.
-
By: E. Cruz 33
La deflexin de la curva puede ser a la izquierda (negativa) o a
la derecha (positiva), dependiendo principalmente de la
resistividad relativa del agua de formacin y del filtrado de lodo
(Figura B10).
La magnitud de la deflexin del SP es siempre medida desde la
lnea de lutitas a una lnea de formacin limpia, formaciones acuferas
que contienen una solucin de cloruro de sodio, se da por:
SSP = -K log(Rmfe / Rwe)
K, es una constante que depende de la temperatura y del tipo de
sal en el agua de formacin. K = 71 @ 77 grados Fahrenheit para
NaCl
En la prctica, el SP est afectado por varios factores, todos
ellos tienden a reducir su magnitud.
El mximo SP disponible en una zona acufera, potente y limpia se
denomina como Potencial Espontneo Esttico, o SSP (Figura B10).
El SP es reducido por la arcilla en una zona arcillosa y la
desviacin se llama Pseudo esttica Potencial Espontneo, o PSP.
La relacin de estos dos valores, denominado como Alfa = PSP/SSP,
se utiliza de vez en cuando como un indicador de arcilla en arenas
arcillosas. Una aproximacin del SSP en una arena arcillosas es SSP
= PSP / (1 - VSh) donde el volumen de arcilla (VSh) se estima de la
curva de Rayos Gamma, la cual se discutir ms tarde.
e) Aplicaciones de la Curva del SP
El SP puede utilizarse para: - detectar capas permeables ( solo
una indicacin cualitativa). - determinar Rw, resistividad del agua
de formacin, - obtener una indicacin de volumen de arcilla en una
zona. - indicar el ambiente de depositacin.
f) Factores que Afectan las lecturas del SP
- Espesor de Capa: SP disminuye proporcional al espesor de la
capa. - Invasin: Reduce el valor SP - Arcillosidad: la presencia de
arcilla en la formacin reduce el SP - Hidrocarburos: los
Hidrocarburos en formaciones arcillosas reducirn
ligeramente el SSP - Filtrado de lodo: La magnitud y direccin de
la deflexin del SP desde la
lnea base arcilla, depende de las resistividades relativas del
filtrado de lodo y del agua de la formacin.
- Lodo Dulce - SP negativo (Figura 8). Rmf > Rw
-
By: E. Cruz 34
- Lodo salino - SP positivo (Figura 8). Rw > Rmf Rw = Rmf -
cero SP, no existe deflexin (Figura 8).
g) Clculo del Rw a partir de la curva del SP
Debido a la dependencia de Rmf y Rw, la magnitud de la deflexin
de la curva del SP nos permite calcular el valor de Rw de la
formacin cuando el valor de Rmf es conocido. Este mtodo, cuando se
aplica en formaciones limpias, es generalmente exacto.
1. Del cabezal del registro obtener Rmf a temperatura de la
superficie 2. Convertir Rmf a temperatura de la formacin
utilizando Gen-9
(Figura B12). 3. Convertir Rmf a la temperatura de la formacin a
Rmfe que usa:
Rmfe = .85 x Rmf (aproximacin). Si Rmf es menor que 0.03 ohm-m o
mayor que 1.5 ohm-m a temperatura de formacin, utilizar carta SP-2
(Figura B12) para obtener Rmfe.
4. Calcular el SP Esttico (SSP) del registro frente a la zona de
inters.
5. Entre en la carta SP-1 (figura B11) con el SP Esttico,
temperatura de la formacin y Rmfe para conseguir Rwe a la
temperatura de formacin.
6. Entre en la carta SP-2 (Figura B12) con Rwe y temperatura de
la formacin para conseguir Rw.
-
By: E. Cruz 35
Gamma Ray and Spontaneous Potential
SP
0.01
0.02
0.040.06
0.1
0.2
0.40.6
1
2
46
10
20
4060 100
0.001
0.005
0.01
0.02
0.05
0.1
0.2
0.5
1.0
2.0
Rmfeq(ohm-m)
Rmfeq /Rweq
a w/a
mf or
Rm
fe /R
we
Rweq(ohm-m)
+50 0 50 100 150 200ESSP, static spontaneous potential (mV)
250C200C150C
100C
50C0C
500F400F300F
200F
100F
Formationtemperature
0.3
0.4
0.6
0.8
1
2
4
6
8
10
20
40
0.3
0.4
0.50.6
0.8
1
2
3
4
6
810
20
30
40
50
5
Rweq Determination from ESSPClean for mations
This chart and nomograph calculate the equivalent forma-tion
water resistivity, R weq, from the static spontaneouspotential,
ESSP, measurement in clean formations.
Enter the nomograph with ESSP in mV, turning throughthe
reservoir temperature in F or C to def ne theRmfeq/Rweq ratio. From
this value, pass through the Rmfeqvalue to def ne Rweq.
For predominantly NaCl muds, determine Rmfeq asfollows:
a. If Rmf at 75F (24C) is greater than 0.1 ohm-m,correct Rmf to
formation temperature using ChartGen-9, and use Rmfeq = 0.85
Rmf.
b. If Rmf at 75F (24C) is less than 0.1 ohm-m, useChart SP-2 to
derive a value of Rmfeq at formationtemperature.
Example: SSP = 100 mV at 250FRmf = 0.70 ohm-m at 100F or 0.33
ohm-m at 250F
Therefore, Rmfeq = 0.85 0.33 = 0.28 ohm-m at 250F
Rweq = 0.025 ohm-m at 250FESSP = Kc log(Rmfeq/Rweq)KC = 61 +
0.133 TFKC = 65 + 0.24 TC
Figure B11
-
By: E. Cruz 36
Gamma Ray and Spontaneous PotentialSchlumberger
SP
Rw versus Rweq and Formation Temperature
0.005 0.01 0.02 0.03 0.05 0.1 0.2 0.3 0.5 1.0 2 3 4 5
0.001
0.002
0.005
0.01
0.02
0.05
0.1
0.2
0.5
1.0
2.0
Rw or Rmf (ohm-m)
Rw
eq o
r Rm
feq (o
hm-m
)
500F400F
300F
200F
150F
100F
75F
Saturation
400F300F200F150F100F75F
500F
NaCl at 75F
These charts convert equivalent water resistivity, Rweq,
fromChart SP-1 to actual water resistivity, Rw. They may also be
usedto convert Rmf to Rmfeq in saline muds.
Use the solid lines for predominantly NaCl waters. Thedashed
lines are approximate for average fresh formationwaters (where
effects of salts other than NaCl become signif-cant). The dashed
portions may also be used for gyp-base mudf ltrates.
Example: Rweq = 0.025 ohm-m at 120CFrom chart, Rw = 0.031 ohm-m
at 120C
Special procedures for muds containing Ca or Mg in solutionare
discussed in Reference 3. Lime-base muds usually have anegligible
amount of Ca in solution; they may be treated asregular mud
types.
Figure B12
-
By: E. Cruz 37
B2.O MEDIDAS DE RT POR LOS PRINCIPIOS DE INDUCCIN
Nosotros tenemos dos diferentes tipos o clases de herramientas
diseadas para los dos ambientes ms comunes del pozo:
1.Pozos No Conductivos
- Incluyen Sistemas de lodo en base de agua dulce, Sistemas de
lodo Inversos
y pozos llenos de aire.
a. Dual Induccin - SFL ( Fuera de servicio) b. Phasor la
Induccin DualSFL c. Induccin de Arreglos de Imgenes, tipo AIT
2. Pozos Conductivos
- Incluyen Lodos salinos a Lodos saturados de Sal
a) Dual Laterolog
B2.1 PRINCIPIOS DEL REGISTRO DE INDUCCION Las medidas de
induccin fueron originalmente desarrolladas para medir la
resistividad de la formacin en pozos con lodos en base de petrleo y
para pozos llenos de aire. Las herramientas de electrodos no pueden
trabajar en este tipo de ambiente de lodos no conductivos.
Anteriormente se intent utilizar unos sistemas de rascadores para
que los electrodos trabajen, pero los esfuerzos no fueron
satisfactorios.
La experiencia demostr muy pronto que el registro de induccin
tena tambin muchas ventajas cuando se lo utiliza en pozos
perforados con lodos en base de agua. Diseado para una investigacin
profunda, los registros de induccin pueden enfocarse para minimizar
las influencias del pozo, de las formaciones adyacentes y de la
zona invadida. Principio Las herramientas de induccin de hoy da
tienen muchas bobinas transmisoras y receptoras. Sin embargo, el
principio puede ser entendido considerando solo una bobina
transmisora y una receptora, (vea Figura B13). Se enva una
corriente alterna de alta frecuencia y de intensidad constante a
travs de la bobina transmisora. Se crea un campo magntico alterno
que induce corriente hacia la formacin alrededor del agujero.
Dichas corrientes fluyen en anillos de forma circular que son
coaxiales con la bobina de transmisin y crean a su vez un campo
magntico que induce un voltaje en la bobina receptora. Ya que la
corriente alterna en la bobina de transmisin es de amplitud y
frecuencia constantes, las corrientes de anillos son directamente
proporcionales a
-
By: E. Cruz 38
la conductividad de la formacin. El voltaje inducido en la
bobina receptora es proporcional a las corrientes de anillo y as a
la conductividad de la formacin. Tambin hay un acoplamiento directo
entre las bobinas transmisora y receptora. La seal que se origina
de este acoplamiento se elimina con el uso de bobinas
compensadoras. La herramienta de induccin funciona mejor cuando el
fluido del pozo es aislante, incluso aire o gas. La herramienta
tambin trabaja bien cuando el pozo contiene lodo conductivo, amenos
que ste sea demasiado salado, las formaciones muy resistivas o el
dimetro muy grande. B2.2 PRINCIPIOS DEL REGISTRO DE ENFOQUE
ESFERICO La herramienta SFL mide la resistividad de la formacin
cerca de la pared del pozo y proporciona la medida somera de
investigacin para evaluar los efectos de la invasin de las medidas
mas profundas de resistividad. Esta es una herramienta de
espaciamiento corto utilizada en la herramienta anterior del Phasor
Induccin-SFL. El sistema de SFL difiere de anteriores herramientas
enfocadas. Mientras los sistemas intentan enfocar la corriente en
discos planares, el sistema SFL establece esencialmente corazas de
potencial constante alrededor del electrodo de corriente. La
herramienta del SFL es hbil para mantener la distribucin potencial
esfrica en la formacin sobre un rango amplio de agujeros variables
an cuando un agujero conductivo este presente. Para acompaar a este
arreglo, la herramienta del SFL esta compuesto de dos sistemas de
corriente separados e independientes ( Figura B14). El sistema de
corriente de remolino sirve para taponar el agujero y establecer
las esferas equipotenciales. El sistema de corriente de registracin
la causa una corriente independiente para fluir a travs del volumen
de investigacin, la intensidad de esta corriente es proporcional a
la conductividad de la formacin. La herramienta del SFL consiste de
electrodos de corriente-emisin, electrodos de corriente-retorno y
electrodos de medida. Dos esferas equipotenciales alrededor de la
fuente de corriente de la herramienta son establecidas. La primera
esfera es de alrededor 9 pulgadas del electrodo de corriente y el
otro esta a 50 pulgadas de distancia. Un potencial constante de 2.5
mV se mantiene entre estas dos superficies esfricas. Por cuanto el
volumen de formacin entre estas dos superficies es constante
(espaciamiento de electrodos es fijo) y la cada de voltaje es
constante (2.5 mV), la resistividad de este volumen de formacin
puede ser determinada midiendo el flujo de corriente.
B2.3 REGISTRO DE INDUCCIN DOBLE ENFOQUE ESFERICO ste es el ms
bsico de los dispositivos de induccin y fue la medida de referencia
de la induccin por mas de 20 aos hasta su retiro del mercado en
-
By: E. Cruz 39
1990. La herramienta proporciona tres curvas de resistividades
enfocadas: dos de Induccin y una Curva somera de enfoque esfrico ms
el Potencial Espontneo. Cada curva tiene una profundidad diferente
de investigacin (Figura B 15). Registro de Enfoque Esfrico - un
dispositivo de lectura poco profundo afectado principalmente por la
zona lavada (Rxo). (Distancia radial = 30 cm o 12 pulgadas)
Induccin Media (ILM) - dependiendo del dimetro del perfil de
invasin, el ILM puede estar influenciado por la zonas Rxo o Rt o
ambas. (Distancia radial = 60-80 cm. 24-32 pulgadas) . Induccin
profunda (ILD) - est principalmente afectada por Rt , a menos que
la invasin sea muy profunda. Cada curva de induccin o las dos
pueden estar influenciadas si un anulo est presente. (Distancia
radial = 1.2-1.5 m.)
-
By: E. Cruz 40
Correlation
GR
0 150API
SP
-100 20MV
CALI
6 16IN
Depth Resistivity
SFLU
0.2 2000OHMM
ILM
0.2 2000OHMM
ILD
0.2 2000OHMM9300
9350
9400
Figure B15
-
By: E. Cruz 41
a) Presentacin del Registro
a. Logartmico: En una escala 1:200 se presentan curvas de la
resistividad en una escala logartmica. Esta es la presentacin
preferida para los Analistas de Registros (Figura B15)
b. Log-Lineal: Aqu la escala 1:200 presenta dos curvas de
resistividad, la curva SFL promediada y la curva de ILD sobre una
escala de resistividad lineal. Tambin esta incluida la curva
equivalente al ILD que es la curva de conductividad. Esta
presentacin es principalmente til para propsitos de correlacin. Se
registran ambas presentaciones simultneamente.
b) Caractersticas de la Herramienta y Aplicaciones
- La herramienta de Induccin Doble-SFL, es muy efectiva cuando
se la
utiliza en agujeros perforados con lodos moderadamente
conductivos, por ejemplo cuando Rmf/Rw >2.5.
- El enfoque vertical es bueno, valores confiables de Rt se
pueden obtener donde el espesor de la capa es mayor a 12 pies.
- Por cuanto la herramienta actualmente mide la conductividad de
la formacin y luego lo convierte a valores de resistividad, los
resultados son ms precisos en zonas de baja resistividad.
- La registracin de tres curvas que investigan cantidades
diferentes de volumen de la formacin, nos permite estudiar los
perfiles de invasin y donde la invasin es profunda para hacer las
correcciones para obtener Rt.
- Puesto que los dos dispositivos de Induccin producen sus
seales induciendo un campo magntico en la formacin, ellos pueden
correrse en pozos perforados con aire o en pozos perforados con
lodos no conductivos. (El SFL requiere un camino conductivo a travs
del lodo de perforacin y no puede estar presente en estos casos).
Una curva de Rayos Gamma normalmente registrada en lugar del SP.
Las cartas de correccin estn disponibles por cada compaa que
registra para corregir por la influencia de:
- Agujero (dimetro y resistividad del lodo). - espesor de la
capa - invasin
c) Limitaciones - La registracin en pozos de dimetros grandes
perforados con lodos salinos,
debera ser evitada en particular en formaciones de alta
resistividad. Seales de agujeros grandes se agregarn a las seales
de la formacin produciendo bajas seales aparentes de
resistividad.
- En zonas de alta resistividad (conductibilidad baja), e.g. ms
de 250 ohmm, pueden ocurrir errores en las medidas.
-
By: E. Cruz 42
Los problemas anteriores a veces pueden ser minimizados por un
sistema de calibracin en el fondo del pozo. Una zona gruesa de
porosidad cero, como por ejemplo caliza, o anhidrita son ideal para
este propsito. Por lo tanto si se espera dificultades en obtener
una buena medida del DIL, esto es a menudo una ventaje para correr
un registro de porosidad con caliper antes del registro DIL. (Esto
tambin debera ser anotado que estos cambios fueron hechos nicamente
a los registros DIL y tambin anotado en la seccin de observaciones
de la cabeza del registro).
d) Las respuestas del Registro (Figura B 16)
Para pozos perforados con lodos frescos (Rmf / Rw > 2.5, Rxo
/ Rt > 2.5) las conclusiones generales siguientes pueden ser
sacadas por inspeccin del registro: - Cuando SFL = ILM = ILD; Rt =
ILD, esto indica cero o la invasin muy
poco profunda. - Cuando SFL > ILM = ILD; Rt = ILD, esto
indica invasin moderada. - Cuando SFL > ILM > ILD, y si Rxo =
SFL, entonces Rt < ILD, este indica
invasin profunda. Cuando SFL = ILM > ILD, y si Rxo = SFL,
nosotros debemos utilizar la carta de Schlumberger Rint2c (Figura
B17) para obtener Rt. Esta respuesta indica invasin muy profunda.
En general, lo ms cerca de la curva media es para el SFL, lo ms
profundo de la invasin. El resultado de corregir por invasin es
obtener un Rt que sea ms bajo que ILD. Por lo tanto utilizando las
lecturas del ILD sin la correccin, obtendremos una Sw
optimista.
e)Resumen
Beneficios: - El registro de Induccin Doble (Dual
Induction)-SFL, puede usarse mas
Efectivamente en agujeros llenos de lodo ligeramente conductivo,
lodos no-conductivos y pozos perforados con aire.
- El enfoque vertical es bueno y da valores confiables de Rt,
para capas ms gruesas que 12 pies.
- Mide bajas resistividades en forma precisa (menos de diez
ohm-metros). - Registracin de 3 medidas de resistividad enfocada,
las cuales investigan
diferentes volmenes de formacin, nos permite estudiar el perfil
de invasin en el caso de invasin profunda. Los Cartas de correccin
estn disponibles por cada compaa de Servicios:
- Agujero - Espesor de la capa - Invasin
Desventajas:
-
By: E. Cruz 43
- No confiable para el resistividades > 250 ohm-m (utilizar
un registro Dual
Laterolog).
- Agujeros grandes y lodos salinos producen seales grandes las
cuales dan
una resistividad aparente muy baja (en este caso es recomendable
utilizar el DLL).
-
By: E. Cruz 44
Resistivity
Rint
DIL* Dual InductionSFL* Spherically Focused Resistivity
LogIDIMSFL
RIM/RID
RSFL/RID
Thick beds, 8-in. [203-mm] hole, skin-effect corrected,DIS-EA or
equivalent
1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.7 1.9
20
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
4050
60
70
80
90
15
20
0.38
0.50
0.63
1.27 1.521.78
10
25
3030
25
15
70.75
di (m) 1.01
5
3
2
0.95 0.850.75
1.0
20
d i (in.)
RtRD
Rxo/Rm 20
RxoRt
Figure B17
-
By: E. Cruz 45
B2.4 HERRAMIENTA DE INDUCCIN DE FASORES Y SFL
La herramienta de Induccin de Fasores (Phasor Induction) y SFL
(Figura B18), utiliza un arreglo convencional de Dual Induction-SFL
para registrar datos de resistividad a tres profundidades de
investigacin (ver Carta B1). Adems de la medida usual de induccin
(seal-R), la herramienta realiza una medida de alta calidad de la
seal de cuadratura de induccin (seal-X). Estas medidas se combinan
con nuevos adelantos en procesamiento de las seales para
proporcionar un registro de induccin de alta resolucin para capas
delgadas menores a 2 pies. Correcciones totales para estos
ambientes distorsionados son realizadas tanto por efecto de agujero
como por capas adyacentes. Desde su introduccin en el mercado a
inicios de los aos 60, la herramienta Dual Induccin ha evolucionado
hasta convertirse la registracin primaria para la evaluacin de
formacin en pozos con lodos frescos (agua dulce) y pozos en base de
aceite. Las herramientas anteriores, sin embargo, han producido
registros con limitaciones en las respuestas. Estas limitaciones
normalmente han requerido correcciones manuales tediosas. En casos
extremos las limitaciones de la respuesta de la herramienta han
producido formas en los registros que estaban equivocados para
estructuras geolgicas. No obstante que las distorsiones de la
resistividad de la
-
By: E. Cruz 46
formacin causada por efecto de la resolucin y por efecto de
capas adyacentes son totalmente predecibles desde la teora
electromagntica, los algoritmos de correccin automtica no tuvieron
xito anteriormente, debido a la medida no lineal de la seal-R la
cual fue la nica medida realizada en las herramientas antiguas.
Nuevos desarrollos en tecnologa de la electrnica, trabajan en
computar la respuesta de la herramienta de induccin en modelos de
formacin reales, y la moderna teora de procesamiento de seales ha
combinado para permitir el desarrollo de una herramienta ms nueva
que puede superar las limitaciones de herramientas anteriores. En
los ltimos aos la tecnologa a avanzado mucho ms con el desarrollo
de nuevos modelos de herramientas, mayor numero de medidas y alto
procesamiento hasta llegar a imgenes de resistividad como es el
caso de la herramienta AIT de la compaa Schlumberger. Punto central
a este desarrollo es una tcnica de deconvolucin no lineal que
corrige el registro de induccin en tiempo real por efecto de capas
adyacentes y mejora la resolucin de capas delgadas sobre un amplio
rango de conductividades de la formacin. Este algoritmo, llamado
procesamiento Phasor, requiere el uso de la seal de cuadratura de
induccin, o seal-X la cual mide directamente la seal no lineal. El
procesamiento Phasor corrige por efecto de capas adyacentes y
proporciona resolucin para capas delgadas a travs de procesamiento
mejorado hasta detectar capas de 60 cm en muchos casos. Agregando
medidas como la geometra del agujero en la misma configuracin de
las herramientas, se pueden corregir en tiempo real los efectos
causados por el agujero. Eliminados estos efectos ambientales, se
puede realizar en tiempo real una inversin de la informacin para
obtener un modelo de tres parmetros de invasin.
El diseo del Phasor Induccin proporciona varias ventajas
adicionales sobre las herramientas existentes. stas incluyen
mejoras en el sistema de la calibracin,
-
By: E. Cruz 47
estabilidad en el error causado por la herramienta, respuesta
del SFL, una reduccin de la seal y ruido del cable. Cada uno de
estas mejoras contribuye a proporcionar medidas de resistividad de
la formacin ms exactas sobre un rango ms amplio de resistividad y
condiciones del agujero.
a) Formas y Descripcin de la Herramienta Phasor La herramienta
de Induccin Phasor SFL, se puede combinarse con otras herramientas
de telemetra de cable. Las medidas que regresan a la superficie
incluyen seales-R profundas (ID), medias (IM); seales-X ID e IM;
voltaje y corriente SFL, corriente de enfoque SFL; potencial
espontneo SP, voltaje Armor del SP y un arreglo de temperatura.
Todas las medidas excepto el SP son digitalizadas en el fondo del
pozo con convertidores de alta resolucin analgicos-a-digitales y
todos los canales de medida s recalibran cada 6 pulgadas (15 cm)
durante el registro. La frecuencia de operacin de los arreglos de
induccin se puede seleccionar en 10 Khz, 20 Khz o 40 Khz, con una
frecuencia predefinida de 20 Khz. La herramienta tambin proporciona
medidas de importantes seales analgicas y monitoreo continuo de las
seales digitales como una ayuda para detectar y analizar alguna
cada de la herramienta. Profundidades de investigacin y la
resolucin vertical de las medidas son listadas.
b) La Presentacin del Registro El mismo formato de presentacin
es utilizado para ambas generaciones de herramientas de la
induccin. Los dos registros pueden ser identificados por las
siguientes diferencias (Figura B19).
a. Induccin Profunda (IDPH) - el registro utiliza la sigla de
IDPH para identificar proceso de Phasor.
b. Induccin Media (IMPH) - el registro utiliza la sigla de IMPH
para identificar proceso de Phasor.
c. Hay una marca de picadillo al lado correcto de la pista de
profundidad.
c) Caractersticas de la Herramienta, Mejoras, y Aplicaciones -
Phasor Induction SFL, puede usarse efectivamente en agujeros llenos
de
lodo ligeramente conductivo, lodos no conductivos y pozos en
base de aire. - El enfoque vertical es bueno y da valores
confiables de Rt, por las capas ms
gruesas que miden hasta 7.5 pies sin correcciones por efecto de
capas adyacentes.
- Mide con precisin bajas resistividades. - Registracin de tres
medidas de enfoque que investiga volmenes diferentes
de formacin. - Confiable para resistividades hasta 1000 ohm-m
contra 250 ohm-m con
herramienta de la Induccin normal.
-
By: E. Cruz 48
- Da lecturas exactas en pozos de hasta 21 pulgadas de dimetro
(Rt / Rm < 1000).
- Opera a frecuencias variables del transmisor para mejorar la
relacin seal-ruido.
- Utiliza tcnicas de transmisin digitales para mejorar la
exactitud de calibracin y de medida.
Las cartas de correccin estn disponibles para: - Agujero -
Espesor de capa - Invasin (Carta Rint 11 a)
Phasor Induction - SFL
Median Depth of Investigation
1.- Metres Feet / Inches
Above 100 ohm -m ID 1,58 62 inches Homogeneous IM 0,79 31
inches
formation SFL 0,41 16 inches
2.-
At 0.1 ohm-m ID 1,22 48 inches homogeneous IM 0,66 26 inches
formation SFL 0,41 16 inches
Phasor Induction - SFL Vertical Resolution
Vertical resolution IDPH 2,46 8 feet bed thickness for full IMPH
1,85 6 feet
Rt determination IDER* 0,92 3 feet no invasion IMER 0,92 3
feet
IDVR# 0,61 2 feet IMVR 0,61 2 feet SFL 0,61 2 feet
* ER - Enhanced Resolution Phasor # VR - Very Enhanced
Resolution Phasor
-
By: E. Cruz 49
Chart B1
-
By: E. Cruz 50
Correlation
GR(N/A)
0 150
SP
-180 80MV
CALI(N/A)
6 16
Depth Resistivity
ResS(SFLU)
0.2 2000OHMM
ResM(IMPH)
0.2 2000OHMM
ResD(IDPH)
0.2 2000OHMM9400
9450
9500
Figure B19 PHASOR-SFL
-
By: E. Cruz 51
B3.O Medida de Rt por Principios de Laterolog
B3.1 DUAL LATEROLOG
Hablando ampliamente, los fluidos del pozo durante las
operaciones de perforacin son separados en categoras de conductivos
y no conductivos. Cada uno propone un desafo particular cuando se
mide la resistividad de la formacin. El Dual Laterolog es un
dispositivo de emisin de corriente de electrodo que se mide mejor
en lodos salinos (i.e. donde Rt / Rm>> > 100, Rmf / Rw
< 2.5). Est diseado para obtener Rt, midiendo la resistividad
con varios arreglos con diferentes profundidades de
investigacin.
Las medidas responden a tres profundidades de investigacin
apropiadamente escogidas, normalmente aproximadas el perfil de
invasin del pozo para determinar Rt. Para una mejor exactitud de la
interpretacin, el sistema debera cumplir con los siguientes
requerimientos:
- Los efectos del pozo deberan ser pequeos y/o corregibles. -
Las resoluciones verticales deben ser similares. - Las
investigaciones radiales deberan ser bien distribuidas; i.e., una
lectura
debera ser profunda, una somera y la tercera entre las dos
anteriores.
a) Descripcin y Caractersticas
Como resultado se desarroll la herramienta del MicroSFL- Dual
Laterolog con grabaciones simultneas. La Figura B21 ilustra el
enfoque usado por el dispositivo del Laterolog profundo (izquierdo)
y por el dispositivo de Laterolog somero (derecho). Ambos usan los
mismos electrodos y tiene el mismo espesor del espectro de la
corriente, pero tienen diferentes enfoques para proporcionar
diferentes caractersticas en las profundidades de investigacin.
-
By: E. Cruz 52
La herramienta DLL tiene un rango de respuesta de 0.2 a 40,000
ohm-m, rango que es mucho ms ancho que el cubierto por dispositivos
de Laterolog anteriores. Para lograr una mejor exactitud tanto en
bajas y altas resistividades una constante de poder de medida del
sistema es empleado. En este sistema ambas medidas de corriente
(io) y medida de voltaje (Vo) son variados y medidos, pero el
producto de las dos, (i.e., poder) VoIo, es mantenida
constante.
Las medidas de profundidad del latero log (LLD) o de la
herramienta DLL, tienen una mayor profundidad de investigacin que
anteriores herramientas de latero log, extendiendo el rango en las
condiciones de la formacin, hacen que las determinaciones de Rt
sean ms confiables. Para lograrlo, se necesitan electrodos de
guardia muy largos; la distancia entre los extremos de los
electrodos de la herramienta de DLL-Rxo es de aproximadamente 8.5
metros (28 pies). El espesor de espectro nominal de 60 cm (2 pies),
asegurando una buena resolucin vertical. La investigacin radial es
de 1.2 a 1.5 metros (4-5 pies).
-
By: E. Cruz 53
La medida del Laterolog poco profunda (LSS) tiene la misma
resolucin vertical como el del dispositivo del Laterolog profundo
60 cm (2 pies), pero responde ms intensamente a aquella regin
alrededor del pozo normalmente afectada por la invasin. Usa un tipo
de enfoque llamado pseudolaterolog, en donde la corriente enfocada
retorna a los electrodos cercanos en lugar de los electrodos
distantes. Esto causa que la medida de la corriente retorne ms
rpidamente una vez que ha entrado en la formacin, as produciendo
una profundidad de investigacin relativamente corta de 50 a 60
centmetros (20 a 24 pulgadas). b) Presentacin del Registro La
presentacin de DLL-MSFL es muy similar a la del Phasor Induction.
Las diferencias incluyen: escalas expandidas de resistividad (0.2 -
200,000 ohm-m) y la adicin del Gamma Ray y el Caliper (si MSFL es
usado). Vea el registro en la Figura B23.
c) Caractersticas y aplicaciones de la herramienta
1. El Dual Laterolog es ms efectivo en lodos salinos (alto
Rt/Rm) o donde Rmf / Rw < 2.5. (Figura B22) . 2. La herramienta
tiene un excelente rango de resistividad, de 0.2 a 40,000 ohm-m es
posible.
Figure B19
LATEROLOGPREFERRED
(%)
POROS ITY
USE BOTH LOGSBellow appropriate Rw curve
INDUCTION LOGPREFERRED
ABOVE APPROPRIATERw CURVE
30
25
20
15
10
5
0.5 .7 1. 2. 3. 4. 5. 7 10. 20 30
Rmf / Rw
Figure B22: Preferred ranges of applications of Induction logs
and laterologs
Rw = 0.1 - M
Rw = 0.1 - MRw = 0.01 - M
-
By: E. Cruz 54
Correlation
GR
0 150API
SP(N/A)
-100 50
CALI
6 16IN
Depth Resistivity
ResS(MSFL)
0.2 2000OHMM
ResM(LLS)
0.2 2000OHMM
ResD(LLD)
0.2 2000OHMM9600
9650
9700
Figure B23
-
By: E. Cruz 55
3. La resolucin vertical es excelente, Rt puede obtenerse en
capas tan delgadas como de 60 cm ( 2 pies).
4. El LLD tiene muy pequeos efectos por pozo en agujeros largos.
5. Cuando es combinado con una medida de Rxo, las curvas del LLd, y
del LLs pueden ser usadas para estudiar perfiles de invasin y
computar un valor de Rt ms exacto. Vea Carta Rint-9 (Figura
B24).
6. Asumiendo que las condiciones de pozo son adecuadas, la
separacin entre las curvas LLS y LLD pueden ser usadas para dar una
mirada rpida de indicacin de hidrocarburos; particularmente en
lodos salinos. En lodos salinos la relacin Rxo / Rt ser menor a uno
para una mejor zona, mientras mayor la separacin entre LLs y
LLd.
d)Limitaciones
1. Las herramientas no deberan usarse en lodos frescos (Rmf / Rw
> 2.5.) 2. Las herramientas requieren de una buena centralizacin
para minimizar
las influencias del pozo en el LLs. 3. Si la invasin es
profunda, un valor bueno de Rxo (e.g. de un registro
Micro-esfricamente Enfocado) se requiere corregir LLd por la
influencia de la invasin para obtener un valor exacto de Rt.
Las cartas de correccin estn disponibles por la influencia de: -
el pozo (dimetro y resistividad del lodo). - la invasin. (Carta
Rint-9b) - el espesor de capa.
-
By: E. Cruz 56
Resistivity
Rint
Dual LaterologRxo DeviceDLT-D/E LLDLLSR xo device
1.11.2
1.3 1.41.6
1.8
100
80
60
40
30
20
15
10
8
6
4
3
2
1.5
1
0.8
0.6
0.4
0.3
0.2
RLLD/Rxo
RLLD/RLLS
Thick beds, 8-in. [203-mm] hole,no annulus, no transition zone,
Rxo/Rm = 50,
use data corrected for borehole effect
20 30
80
100
120
0.500.75 1.01 1.27 1.52
2.03
3.04
40 50 60100
70
50
30
20
15
10
7
5
3
1.52
0.4
0.2
10060
403020
2.54
1.52
1.010.75
0.50
0.4 0.6 0.8 1.0 1.5 2 3 4 6 8 10 15 20 30 40 50
di (in.)
di (m)
di (in.)
di (m)
RtRxo
RtRxo
RtRLLD
Figure B24
-
By: E. Cruz 57
B4.0 Medida de Rxo por Principios de Micro-Resistividad
B4.1 INTRODUCCIN
Como se ha mencionado, una medida de resistividad de la zona
invadida, Rxo, es un importante parmetro al intentar definir el
dimetro de invasin. Puesto que la zona invadida se extiende solo
unos pocos centmetros desde el pozo, un dispositivo de lectura poco
profundo es requerido. Tales herramientas son el Microlog,
Microlaterolog, Proximity Log y el Micro-Spherically Focused Log.
Todos son dispositivos de tipo de almohadilla que se aprietan
contra la pared del pozo para hacer sus medidas.
Hoy, el Microlog y Micro-Spherically Focused Log son
completamente combinables con todos los principales servicios de
perfilaje de registros. Se han discontinuado el Microlaterolog y el
Proximity Log debido a las Limitaciones en su diseo. Otro servicio,
la Herramienta de Propagacin Electromagntica, tambin proporciona
una excelente medida de Rxo. Este servicio es un dispositivo
avanzado y no ser discutido en este manual.
Para medir Rxo, la herramienta debe tener una muy pequea
profundidad de investigacin. Puesto que la lectura debera ser
afectada por el pozo tan poco como sea posible, una herramienta de
almohadilla de pared es usada.
Las corrientes de los electrodos en la almohadilla deben
atravesar la costra para alcanzar la zona invadida. Por
consiguiente, las lecturas de microresistividad son afectadas por
la costra; el efecto depende de la resistividad de la costra, Rmc,
y del grosor de la costra hmc. Es ms, las costras pueden ser
anisotrpicas, con resistividades paralelas a la pared del pozo
menos que por la costra. Costras anisotrpicas incrementan los
efectos de costra en las lecturas de microresistividad as que el
grosor efectivo o elctrico de costra es mayor que el indicado por
el Caliper.
B4.2 REGISTRO DEL MICROLOG Con la herramienta del Microlog, dos
dispositivos de corto espaciamiento de diferentes profundidades de
investigacin proporcionan medidas de resistividad de un volumen muy
pequeo de costra y formacin que unen inmediatamente al pozo. La
comparacin de las lecturas de las dos curvas identifica costras con
indicativos de invasin y por lo tanto de formaciones
permeables.
b)Principio
La almohadilla de caucho del Microlog se aprieta contra la pared
del pozo por brazos y resortes (Figura B25). La cara de la
almohadilla tiene tres pequeos electrodos espaciados en lnea,
separados por 1 pulgada (2.5 centmetros). Con estos
-
By: E. Cruz 58
electrodos se obtienen medidas de microinversa (R1x1) de 1 por 1
pulgada y micronormal de 2 pulgadas (5.1 centmetros) siendo
registradas simultneamente. Las corrientes emitidas de estos
electrodos son totalmente no enfocados fluyendo por el camino de
menor resistencia (Figura B26).
En cuanto el fluido de perforacin entra en la formacin
permeable, los slidos del lodo se acumulan en la pared del agujero
y forman una costra. Normalmente, la resistividad de la costra es
ligeramente mayor que la resistividad del lodo y considerablemente
menor que la resistividad de la zona invadida cerca del pozo.
El dispositivo micronormal de 2 pulgada tiene una mayor
profundidad de investigacin que la microinversa. Por consiguiente,
es menos influenciado por la costra y lee una resistividad ms alta
produciendo una separacin positiva de la curva. En la presencia de
costra de baja resistividad, ambos dispositivos miden
resistividades moderadas y normalmente van de 2 a 10 veces Rm.
En formaciones impermeables, las dos curvas leen casi iguales
lecturas o exhiben alguna separacin negativa. Aqu las
resistividades normalmente son mucho mayores que en formaciones
permeables. (Vea Figura B27 - Microlog). Bajo circunstancias
favorables el Microlog puede usarse para obtener Rxo pero
generalmente es considerado un buen indicador cualitativo de
permeabilidad, en lugar de una medida de Rxo b) las Limitaciones de
Microlog
- Rxo / Rmc deben ser aproximadamente menores que 15. - Espesor
de la costra < 1.2 cm - Profundidad de Invasin > 10 cm, por
otra parte las lecturas del Microlog
son afectadas por Rt
B4.3 REGISTROS MICRO-ESFRICAMENTE ENFOCADOS (MSFL) El MicroSFL
es un dispositivo de registro esfricamente enfocado, montado en una
almohadilla que ha reemplazado a los Microlaterolog y a las
herramientas de Proximidad (Proximity). Tiene dos ventajas
distintas sobre los otros dispositivos de Rxo. El primero es su
poder de combinarse con otras herramientas de registros, tales como
Phasor Induccin, Array Induction y Dual Laterolog.
-
By: E. Cruz 59
Esto elimina la necesidad de una carrera adicional de registro
para obtener la informacin de Rxo. Vea Figura B23 para un ejemplo
del registro de MSFL con Laterolog Dual. La segunda mejora est en
la respuesta de la herramienta para zonas Rxo poco profundo con
presencia de costra de lodo. La limitacin principal de la medida de
Microlaterolog fue su sensibilidad a la costra. Cuando el espesor
de la costra exceda aproximadamente los 3/8 de pulgada, las
lecturas del registro se influenciaban severamente a los altos
contrastes de Rxo / Rmc. El registro de Proximidad, por otro lado,
era relativamente insensible a la costra, pero requera de un
dimetro de la zona invadida de aproximadamente 100 cm (39
pulgadas)para proporcionar aproximaciones directas de Rxo. La
solucin se encontr en una adaptacin del principio de enfocar
esfricamente en un dispositivo del almohadilla de contacto de pared
del pozo. Por una seleccin cuidadosa del espaciamiento de
electrodos y controles de corriente de remolino ,las medidas del
MicroSFL fueron diseadas para minimizar el efecto de costra por
cualquier aumento indebido en la profundidad de investigacin.
Figure B28 ilustra, esquemticamente, los modelos actuales
(izquierdo) y el arreglo del electrodo (derecho) de la herramienta
de MicroSFL.
-
By: E. Cruz 60
Forzando para que la corriente fluya directamente a la formacin,
el efecto de la resistividad de la costra es minimizada; todava as
la herramienta tiene una profundidad muy somera de
investigacin.
Tambin pueden computarse curvas del Microlog sintticas de los
parmetros del MicroSFL. Es posible obtener matemticamente las
curvas de Micronormal y Microinversa ya que la medida de corriente
mira principalmente la zona invadida y la corriente de remolino
mira principalmente la costra. a)Limitaciones de MicroSFL
- la profundidad de invasin > 4.7 (12cm). - el espesor de la
costra de lodo < 0.04 (1.2 cm). - 4 (10cm) de investigacin
radial.
b) Aplicaciones del MicroSFL
- Identificacin de zonas permeables. - Un valor excelente de Rxo
del MSFL, proporciona una mirada rpida de la
tcnica de sobre posicin para la comparacin de una curva de Rt
despus de ser normalizada en una zona del 100% de Sw. Despus de la
normalizacin cuando las curvas se separan es un indicativo de
hidrocarburo mvil.
- Determinacin de la Sw usando los valores de Rxo y de Rt
proporcionan un
chequeo libre litolgico e independiente de otros mtodos. Debe
notarse que el uso de este sistema en lodos frescos donde la
invasin profunda est presente, debera aproximarse con cautela.
- Una medida de Rxo es otro mtodo de encontrar Rw cuando una
zona
acufera est disponible. F se calcula de Rxo y Rmf; Ro es
determinado obteniendo RLLD y RLLS de los registros y luego
corregidos por efectos de invasin y del agujero. Se resuelve Rw =
Ro / F.
Tambin, conociendo F , la puede ser calculada. Recuerde la
relacin para encontrar Rw es permitirle resolver Sw2 = F Rw / Rt,
en una posible zona de pago en cualquier sitio del pozo. Cartas de
correccin estn disponibles para las influencias de:
- Costra (Carta Rxo-3) (Figura B29).
-
By: E. Cruz 61
Rxo
MicroSFL* Mudcake Correction
Example: RMLL = 9.0 ohm-mRmc = 0.15 ohm-m at formation
temperaturehmc = 9.5 mm
giving RMLL/Rmc = 9.0/0.15 = 60Therefore, RMLLcor/RMLL = 2and
RMLLcor = 2(9.0) = 18 ohm-m
RMSFL/Rmc
RM
SFL
cor/R
MS
FL
Standard MicroSFLMSFL version III mudcake correction, 8-in.
borehole
1 2 5 10 20 50 100
3.0
2.5
2.0
1.5
1.00.90.80.70.6
1 in. [25.4 mm]
3/4 in. [19 mm]
1/4 in. [6.4 mm]
1/8 in. [3.2 mm]
1/2 in. [12.7 mm]
hmc
0 in.
RM
SFL
cor/R
MSF
L
RMSFL/Rmc
Slimhole MicroSFLSlim MSFL mudcake correction, 8-in.
borehole
1 2 5 10 20 50 100
3.0
2.5
2.0
1.5
1.00.90.80.70.6
1 in. [25.4 mm] 3/4 in. [19 mm]
1/2 in. [12.7 mm]1/4 in. [6.4 mm]
0 1/8 in. [0 3.2 mm]
hmc
*Mark of Schlumberger Schlumberger
Figure B29
-
By: E. Cruz 62
B5.O Sesin de trabajo la. Rmf dado = 2.5 O - m @ 50 F, ENCONTRAR
Rmf @ 126 F, usando Carta Gen - 9 (Figura B2). Rmf = @ 126 F b. Cul
es concentracin de NaCl del filtrado de lodo en ppm? 2a. Dado una
salinidad de la solucin de 80 000 ppm, encuentre el resistividad de
la solucin @ 250 F Rm = @250C b. Dado una salinidad de la solucin
de 10 000 pprn @ 68F, encuentre el resistividad de la solucin @
122F Rm = @122 F 3. Rm dado = .74 @ 68F, lo que Rm igualan a BHT si
la Profundidad Total es 7872 ft y la Pendiente Geotrmica es 11F/100
ft (temperatura de Superficie 68F)?
Rm = _______________________@_____________________F
-
By: E. Cruz 63
CONTENIDO C1.0 MEDIDAS de POROSIDAD C2.0 MEDIDAS de POROSIDAD DE
LA HERRAMIENTA SNICA (BHC)
C2.1 INTRODUCCIN C2.2 DETERMINACIN de POROSIDAD C2.3 FACTORES
QUE AFECTAN LA INTERPRETACIN SNICA:
C3.0 MEDIDAS de POROSIDAD A PARTIR DE LA HERRAMIENTA DE DENSIDAD
Y LITOLOGIA
C3.1 INTRODUCCIN C3.2 PRINCIPIO C3.3 POROSIDAD PARTIR DE UN
REGISTRO de DENSIDAD C3.4 LITOLOGIA A PARTIR DE LA MEDIDA DEL PEF
C3.5 FACTORES QUE AFECTAN AL REGISTRO de DENSIDAD
C4.0 MEDIDAS de POROSIDAD APARTIR DE LA HERRAMIENTA de NEUTRN
COMPENSADA (CNL)
C4.1 INTRODUCCIN C4.2 PRINCIPIO C4.3 FACTORES QUE AFECTAN LOS
REGISTROS de CNL
C5.0 DETERMINACIN de la POROSIDAD TOTAL
C6.0 EL REGISTRO de RAYOS GAMMA (GR) C6.1 PROPIEDADES DE LOS
RAYOS GAMMA C6.2 EL REGISTRO DE RAYOS GAMMA ESPECTRALES (NGT)
C7.0 SESIN de TRABAJO
-
By: E. Cruz 64
C1.0 MEDIDAS DE POROSIDAD
C1.1 INTRODUCCIN
La porosidad total (T) puede componerse de porosidad primaria y
secundaria. La porosidad efectiva es igual a la porosidad total
despus de la correccin por arcilla. La porosidad de las rocas puede
obtenerse del Registro Snico, del Registro de Densidad o del
Registro Neutrnico. Para todos estos dispositivos, la respuesta de
las herramientas est afectada por: la porosidad de la formacin,
fluido y matriz. Si los efectos de fluido y de la matriz son
conocidos o pueden determinarse, la respuesta de la herramienta
puede determinarse y puede relacionarse a la porosidad. Por
consiguiente, estos dispositivos son a menudo llamado como
registros de porosidad. Todas las tres tcnicas anotadas responden a
las caractersticas de la roca inmediatamente adyacente al agujero.
Su profundidad de investigacin es poco profunda - slo unos
centmetros o menos - y por consiguiente generalmente dentro de la
zona lavada.
Por ejemplo, la frmula para una medida del registro de Densidad
que incluye todo lo anterior puede escribirse como:
RHOB= e *Sw * RHOBf + e (1Sw) RHOBhy + Vsh RHOBsh + (1 - e Vsh)
* RHOma
Resolviendo para la porosidad en este caso, no sera fcil por
cuanto hay varias incgnitas y slo una medida. Sin embargo, cuando
nosotros comparamos otra porosidad y otras medidas de registros,
nosotros podemos resolver para estas incgnitas.
As como la porosidad, los registros son afectados por:
- Volumen y naturaleza (litologa) de material de la matriz. - La
cantidad y naturaleza del poro los volmenes espaciales (geometra
del
poro, riegue, hidrocarburos). - El volumen y naturaleza de las
arcillas.
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C2.0 MEDIDA DE POROSIDAD A PARTIR DEL REGISTRO SONICO
C2.1. INTRODUCCIN En su forma ms simple, una herramienta snica
consiste de un transmisor que emite un pulso de sonido y un
receptor que toma y registra el pulso como su paso al receptor. El
sonido emanado del transmisor choca con en la pared del agujero.
Este fenmeno establece ondas compresionales y de cizalla a lo largo
de las paredes del pozo y ondas orientadas dentro de la columna del
fluido. El registro snico es simplemente un registro en funcin del
tiempo, Dtcomp, que requiere una onda sonora para atravesar un pie
de formacin. Conocido como El Tiempo de Trnsito, Dt. El Dtcomp es
el recproco de la velocidad de la onda sonora. (Para el resto de
este documento, se conocern Dtcomp como Dt). El tiempo de trnsito
para una formacin determinada depende de su litologa y su
porosidad. Cuando se conoce la litologa, esta dependencia de la
porosidad hace que el registro cnico sea muy til como registro de
porosidad. Los tiempos de trnsitos snicos integrados tambin son
tiles al interpretar registros ssmicos (WST, VSP). Actualmente hay
varios registros snicos en uso en la industria: el BHC o registro
snico compensado, el LSS o registro snico de espaciamiento largo,
el Snico de Arreglos (Array Sonic) y el DSI (Dipolar Sonic Imager),
los dos ltimos registran la forma de onda continua como una
caracterstica estndar. Veamos la herramienta bsica. Los
transmisores de la herramienta BHC (BoreHole Sonic Compensated) o
snico compensado son pulsados alternativamente y los valores de Dt
son ledos alternativamente en los pares de receptores. Los valores
de Dt de los dos conjuntos de receptores son promediados
automticamente por una computadora en superficie para compensar los
efectos del agujero. La computadora tambin integra las lecturas de
tiempo de trnsito para obtener tiempos de viaje totales (ver Figura
C1 y C2).
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Figura C1
Algunas veces, la primera llegada aunque sea lo suficientemente
fuerte para activar el receptor ms cercano al transmisor, puede ser
muy dbil para activar el receptor ms lejano cuando lo alcanza. En
lugar de esto, una llegada posterior diferente en el tren de ondas
snicas puede activar al receptor lejano y entonces el tiempo de
viaje medido en este ciclo de pulsos ser muy prolongado. Cuando
esto ocurre, la curva snica muestra una excursin muy grande y
abrupta hacia un valor t ms alto; esto se conoce como salto de
ciclo. Este salto tiende ms a ocurrir cuando la seal est
fuertemente atenuada por formaciones no consolidadas, fracturas en
la formacin, saturacin de gas, lodos con aire o secciones alargadas
o rugosas en el pozo.
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El registro snico es corrido con un Dt presentado sobre una
escala lineal en las pistas 2 y 3 con una eleccin de 2 escalas:
40-140 o 50-150 mseg/pie. Una curva del calibrador que representa
el promedio del dimetro del agujero y una curva de rayos gamma se
registra simultneamente en pista 1 (Vea Figura C3). La curva de
Rayos Gamma (Rayos Gamma Espectral) mide la radioactividad natural
de Potasio, Uranio y Torio en la formacin y es usualmente
representativa de la cantidad de arcilla presente en la formacin.
Esto es porque los elementos radioactivos tienden a concentrarse en
arcillas y lutitas. Mas tarde nosotros usaremos la curva de Rayos
Gamma para computar volumen de arcilla (Vsh).
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C2.2 DETERMINACIN de POROSIDAD
a) La Ecuacin de Wyllie de Tiempo promedio
Despus de las numerosas determinaciones de laboratorio, M.R.J.
Wyllie propuso, para formaciones limpias y consolidadas con pequeos
poros distribuidos de manera uniforme, una relacin lineal
promediada en tiempo o de promediado balanceado entre porosidad y
tiempo de trnsito la siguiente relacin: (vea Figura C4):
Dtlog = * Dtf + (1 - )Dtma (1)
o = Dtlog - Dtma (2) Dtf -D tma
Donde: Dtlog es la lectura del registro snico en sec/`pie. Dtma
es el tiempo de trnsito de la matriz del material Dtf es el tiempo
del trnsito del fluido saturando (aproximadamente 189 sec/pie para
los Sistemas de lodo de agua dulce). Es la porosidad o el volumen
ocupado por poros. 1- es el volumen de la matriz.
Valores tpicos:
Arena: Dtmatriz = 55.5 sec/pie. Caliza: Dtmatriz = 47.6 sec/pie
Dolomita: Dtmatriz = 43.5 sec/pie
Anhidrita: Dtmatriz = 50.0 sec/pie. Cuando las formaciones no
son suficientemente compactadas, los valores de Dt observados son
mayores que aquellos que corresponden a la porosidad segn la frmula
de Wyllie, pero el versus la relacin de t todava es aproximadamente
lineal. En estos casos, un factor de correccin emprico, Cp se
aplica a la Ecuacin 2 para dar una porosidad corregida, svcor
(Ecuacin 3):
svcor = Dt Dtma x 1 Dtf - Dtma Cp
El valor de Cp se da aproximado al dividir entre 100 la
velocidad snica en las capas cercanas de arcilla. Sin embargo, el
factor de correccin de compactacin se determina mejor al comparar
sv, como se obtuvo de
