PERFILAJE GEOFÍSICO DE POZOS

Transcripción

1 PERFILAJE GEOFÍSICO DE POZOS Apunte :4 Perfil de Rayos Gamma Espectroscopía de rayos gamma

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3 Métodos de perfilaje nuclear Detección de radiación Detectores de rayos gamma Detectores de neutrones Fuentes de radiación Fuentes de rayos gamma Fuentes de neutrones Perfiles de densidad Herramientas estándar de densidad Herramientas de perfilaje de densidad espectral Perfiles neutrónicos Perfiles de rayos gamma Herramientas estándar de rayos gamma Herramientas de perfilaje de espectroscopía de rayos gamma

4 Que miden los perfiles de rayos gamma? los perfiles de rayos de gamma son perfiles de litología que miden la radioactividad natural de una formación. como el material radiactivo se concentra en las lutitas, estas tienen altas lecturas de rayo de gamma. Las areniscas libres de lutitas y carbonatos, por consiguiente, tienen lecturas de rayo de gamma bajas.

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6 Calibración del detector de rayos gamma

7 Calibración de herramientas de rayos gamma

8 Profundidad de investigación y resolución vertical.

9 Profundidad de investigación El valor de rayos gamma registrado por la herramienta es un promedio de la radiación emitida por el volúmen de roca cercano al detector. La profundidad de investigación es dependiente de la densidad de la formación. La profundidad de investigación es menor en formaciónes de mayor densidad.

10 Encabezado típico del perfil de rayos gamma

11 Linea de arenas Linea de lutitas Linea base de arena y de lutita definidas sobre un perfil de rayos gamma

12 Respuesta típica del perfil de rayos gamma para varios minerales

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14 Principales usos del perfil de rayos gamma

15 Espectroscopía de rayos gamma

16 Origen de la radiactividad natural

17 Espectro de los elementos radiactivos más comunes

18 Espectros de emisión del U, Th y K Principales picos usados para identificar cada fuente de emisión. Espectros de emisión de rayos gamma de minerales radiactivos naturales

19 Emisión de rayos gamma de algunos minerales

20 La radiación y los tipos de rocas

21 Que se mide con el perfil de espectroscopía de rayos gamma

22 Encabezado típico del perfil de espectroscopía de rayos gamma

23 Algunasrespuestastípicasde losperfilesde rayos gamma y de espectroscopía de rayos gamma Rider, 1996

24 Utilidad de la espectroscopia de rayos gamma 1.- Identificación de litologías 2.- Correlación de detalle 3.- Valores confiables de arcillosidad 4.- Se usa para identificar distintos minerales de arcilla 5.- Identificación de distintos minerales de arcillas en base a la relación Th/K 6.- Es recomendable combinarlo con perfiles que identifiquen otras propiedad, por ejemplo Pe, neutrón, etc.

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26 Principales usos del perfil de espectroscopía de rayos gamma

27 Estimación del volumen de minerales arcillosos IGR ( GR ( GR log max GR GR min min ) ) Indice de rayos gamma Vcl 0.083[2 (3.7IGR) 1.0] Areniscas no consolidadas Vcl 0.33[2 (2IGR) 1.0] Rocas consolidadas

28 PERFILAJE GEOFÍSICO DE POZOS Apunte :5 Perfil de Densidad Perfil de Efecto Fotoeléctrico

29 Densidad masa densidad Unidades: g/cm 3 o kg/m 3 volumen Hay que distinguir entre: Densidad de la roca, densidad total (ej. Arenisca) Densidad del material sólido de la matrix (ej. Cuarzo) Densidad de los fluidos en los poros (ej. Agua)

30 Densidad, influencia de la porosidad y la saturación

31 Densidad total medida por la herramienta y una visualización de la derivarión de los componentes de la porosidad

32 Densidad: influencia de la porosidad y la saturación

33 Relación entre densidad y porosidad

34 Principios de medición

35 Mediciones en el pozo

36 Típica configuración de la herramienta de densidad

37 Mediciones de densidad: interacciones de rayos gamma activos Existen tres efectos de interacción que llevan a la pérdida de energía de los rayos gamma Efecto fotoeléctrico Efecto Compton Producción de pares La probabilidad depende de: La energía de la radiación El número atómico del material

38 Densidad total y densidad electrónica

39 Mecanismo de absorción de rayos gamma

40 Producción de pares

41 Efecto Compton

42 Efecto Compton

43 Efecto Fotoeléctrico

44 Efecto fotoeléctrico

45 Pe para Minerales

46 Encabezado de un perfil de densidad

47 Perfil de densidad y porosidad estimada

48 Resolución vertical y profundidad de investigación

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50 Valores típicos

51 Respuesta típica del perfil de Efecto Fotoeléctrico ante litologías comunes

52 Encabezado de un perfil de Indice fotoeléctrico

53 Cross-Plot de Th/K-Pe

54 PERFILAJE GEOFÍSICO DE POZOS Apunte : 6 Perfil neutrónico

55 Perfil neutrónico

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57 Un experimento simple

58 FUENTES DE NEUTRONES

59 Interacciones de los neutrones con la roca

60 Perdida de energía de los neutrones para algunos elementos

61 Parámetros que afectan la respuesta de la herramienta neutrónica

62 Perfil neutrónico compensado

63 Encabezado típico de un perfil neutrónico

64 Respuesta del perfil neutrónico frente a algunas litologías comunes

65 Resolución y profundidad de investigación

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68 Algunas aplicaciones del perfil neutrónico

69 PERFILAJE GEOFÍSICO DE POZOS Apunte : 7 Perfil sónico o acústico

70 PRINCIPIOS BASICOS

71 Herramienta monopolo tradicional

72 Sistemas tradicionales de perfilaje sónico

73 Herramienta de Transmisor simple- Receptor sinple

74 Herramienta de transmisor simple receptor dual

75 Herramientas antiguas: Transmisor simple receptor dual

76 Herramientas antiguas Transmisor dual receptor dual Compensación Sintética

77 Distintas herramientas de perfilaje sónico

78 Modelo intuitivo

79 Distintas presentaciones del perfil sónico o acústico

80 Algunas respuestas típicas del perfil sónico o acústico

81 Profundidad de investigación y resolución vertical

82 Porosidad Sónica The basic equation for sonic porosity is the Wyllie Time Average Formula (strictly speaking, an empirical formula):

83 Porosidad sónica 1. La porosidad del sónico es diferente de aquella de las herramientas de densidad o neutrónica. 2. La porosidad del sónico reacciona a la porosidad primaria solamente, por ejemplo, no ve las fracturas u oquedades. 3. La diferencia entre la porosidad sónica y la neutróndensidad da un Indice de Porosidad Secundaria (SPI) que es una indicación de que muchos tipos de porosidad están en la roca.

84 Efecto de la compactación

85 Principales usos del perfil sónico o acústico

86 Cálculo del índice de rayos gamma

87 Cálculo del volumen de arcillas

88 Ecuaciones para corregir la porosidad por el volumen de pelitas Donde: den Porosidad corregida del perfil de densidad ma ma b V f sh ma ma sh f Φ den = porosidad obtenida del perfil de densidad Φ sonic = porosidad corregida del perfil sónico ρ ma = densidad de la matriz ρ log = densidad del tramo de interés ρ sh = densidad de las pelitas adyacentes ρ f = densidad del fluido sonic Porosidad corregida del perfil sónico t log tma 100 tf tma tsh V sh t t sh f t t ma ma V sh = volumen de las pelitas t ma = tiempo de tránsito de la matriz t log = tiempo de tránsito del intervalo de interés t f = tiempo de tránsito del fluido t sh = tiempo de tránsito de pelitas adyacentes

89 Ecuaciones para corregir la porosidad por el volumen de pelitas Dcorr D 0.45 Nclay 0.13V sh Donde: Φ D = porosidad obtenida del perfil de densidad Ncorr N 0.45 Nclay 0.30V sh Φ Dcorr = porosidad corregida obtenida del perfil de densidad Φ N = porosidad obtenida del perfil neutrónico N D Ncorr Dcorr 2 Φ Ncorr = porosidad corregida obtenida del perfil neutrónico Φ Nclay = porosidad una arcilla adyacente obtenida del perfil neutrónico

90 La saturación efectiva en agua corregida por arcillosidad También se puede determinar la saturación efectiva de agua calculando primero el factor de arcillosidad (q), este factor es igual a: q = (Φ s Φ d )/ Φ s Y con este valor podemos conocer S we : q q q R R S t w we Donde : S we = saturación efectiva en agua corregida por arcillosidad