- Introducción
- ¿Qué
es un registro geofísico? - Registros de
Resistividad - Registros
radiactivos - Referencias
Introducción
El objetivo principal de la mayor parte de los registros
de pozos que se toman en la actualidad es, determinar si una
formación contiene hidrocarburos así como
también las características litológicas de
la formación que los contiene. En el pasado, con
anterioridad a la invención de los registros
geofísicos de pozos, prácticamente la única
manera de conocer estas dos propiedades fundamentales de las
rocas, era mediante la inspección y análisis
directo de las rocas cortadas por las barrenas y pruebas de
formación; hoy en día muchas de estas pruebas
mecánicas, que llevan tal objetivo, han sido suprimidas
obteniéndose la información indirectamente a
través de la interpretación de los registros de
pozos.
Los orígenes de los registros de pozos se
remontan probablemente a al segunda década de este siglo;
sin embargo no fue hasta el año de 1927 cuando los
hermanos Schlumberger efectuaron algunos registros de
resistividad en forma experimental con objeto de localizar
formaciones productoras de hidrocarburos. Posteriormente se
descubrió la presencia de potenciales eléctricos
naturales en los pozos, que tenían relación con la
existencia de las capas permeables. La combinación de
estas dos curvas, la de resistividad y potencial, constituyo al
origen de uno de los registos mas usados. Existen una gran
cantidad de tipos de registros; sin embargo podrían
clasificarse en dos grandes grupos: a) aquellos que registran
propiedades que naturalmente existen en las rocas o debidas a
fenómenos que se generan espontáneamente al
perforar el pozo. Ej. Rayos Gamma y Potencial Natural.
b) Aquellos que tienen como denominador común el
envío de cierta señal a través de la
formación, cuyo nivel de energía propia o
transformada, se mide al haber recorrido cierta distancia, para
obtener indirectamente propiedades de las rocas. Ej.
Resistividad, Densidad y Neutrones.
Los registros de pozos representan grabaciones
geofísicas de diversas propiedades de las rocas en un
sondeo de pozos, y puede ser utilizado para las interpretaciones
geológicas. Se utilizan diferentes tipos de registros para
el análisis de facies (litología, porosidad, la
evaluación de fluidos), y también para hacer
correlaciones.
La mayoría de estos tipos de registros pueden ser
considerados "convencionales", debido a que han sido utilizados
durante décadas, pero a medida que mejora la
tecnología, los nuevos tipos de registros de pozos siguen
desarrollándose.
Los registros de pozos tienen ventajas y desventajas en
relación con lo que ofrecen los afloramientos en
términos de datos de facies. Una ventaja importante de los
registros geofísicos aporta información continua de
los afloramientos, desde sucesiones relativamente gruesas, a
menudo en unos cuantos kilómetros del área de
distribución. Este tipo de perfil (curvas de registro)
permite ver las tendencias en diversas escalas, desde el
tamaño de elementos individuales dentro de un sistema de
depósito, dentro de la cuenca.
Por lo tanto, las investigaciones del subsuelo de las
relaciones de facies y las correlaciones estratigráficas
generalmente pueden llevarse a cabo a una escala mucho más
grande que si se estudiara solo el afloramiento. Por otro lado
estos los registros geofísicos no pueden sustituir el
estudio de rocas reales, para contar con mas detalle estos pueden
ser obtenidos de los afloramientos.
¿Qué es
un registro geofísico?
Es un muestro eléctrico de los pozos, consiste en
una serie de mediciones, obtenidas po: una sonda con varios
sensores o antenas transmisoras y receptoras que se introduce en
una perforación para determinar las curvas de cada
parámetro que se desea conocer.
Con esta técnica se obtiene a diferentes
profundidades los parámetros físicos de la
formación.
Con estos datos de determina:
Litología
Resistividad real
Densidad volumétrica
Geometría
Porosidad
Permeabilidad.
El registro se obtiene al hacer pasar los sensores de
sonda enfrente de la formación moviendo la herramienta
lentamente con el cable.
Objetivos de los Registros Geofísicos:
Determinar características de la
formación (porosidad, saturación de agua,
densidad, etc.).Delimitación (cambios de
litología).Desviación y rumbo del agujero.
Medición del diámetro del
agujero.Dirección y echado de la
formación.Evaluación de la
cementación.
Tipos de registros.
Para la toma de características de las
formaciones del subsuelo es necesario llevar a cabo la toma de
registros. Para esto se utiliza una unidad móvil que
contiene un sistema computarizado para la obtención y
procesamiento de datos. También cuenta con el envió
de potencia de señales de comando (instrucciones) a un
equipo que baja al fondo del pozo por medio de un cable
electromecánico, el registro se obtiene al hacer pasar los
sensores de la sonda enfrente de la formación, moviendo la
herramienta lentamente con el cable.
Registros de agujero abierto.
Inducción,
Doble Laterolog
Neutrón compensado
Densidad compensada
Sónico digital.
Imágenes de pozo
Registros en agujero entubado.
Evaluación de la
cementaciónPruebas de formación
Desgaste de tubería.
Tipos de herramientas.
El equipo de fondo consta básicamente de la
sonda. Este es el elemento que contiene los sensores y el
cartucho electrónico, el cual acondiciona la
información de los sensores para enviar a la superficie,
por medio del cable. Además, recibe e interpreta las
ordenes de la computadora en superficie. Las sondas se clasifican
en función de su fuente de medida en:
Resistivas (Fuente: corriente
eléctrica).Porosidad (Fuente: capsulas radiactivas).
Sónicas (Fuente: emisor de
sonido).
A continuación se describen los registros
geofísicos más utilizados en la
exploración.
Registros de Potencial Espontaneo
(SP).
El potencial espontaneo de la formaciones de un pozo
(SP), se define como la diferencia de potencial que existe entre
un electrodo colocado en la superficie del suelo, y otro
electrodo móvil en el lodo del pozo.
En la práctica, la medida del SP se obtiene
mediante un electrodo, que va en la misma sonda con que se
obtiene simultáneamente otros registros, y un electrodo
colocado en la superficie en un medio húmedo que bien
puede ser la presa del lodo de perforación o un agujero en
las vecindades del camión de registros.
De esta forma se van obteniendo las variaciones del
potencial espontaneo de las formaciones, sobre un negativo de
película en el camión de registros en la
superficie, frente a la cual va pasando la sonda.
La curva de potencial espontaneo es un registro de
fenómenos físicos que ocurren naturalmente en las
rocas in situ. La curva SP registra la diferencia de potencial
eléctrico de un electrodo móvil en el pozo y el
potencial eléctrico de un electrodo fijo en la superficie
en función de la profundidad. El movimiento de iones que
causa el fenómeno de SP es posible solo en formaciones que
tengan un mínimo de permeabilidad. Enfrente de lutitas, la
curva SP por lo general, define una línea más o
menos recta que se llama línea base de lutitas. Enfrente
de formaciones permeables, la curva muestra desviaciones con
respecto a la línea base de lutitas; en las capas gruesas
estas desviaciones (deflexiones) tienden a alcanzar una
deflexión esencialmente constante, definiendo asi una
línea de arena. La deflexión puede ser a la
izquierda (negativa) o a la derecha (Positiva), dependiendo
principalmente de las salinidades relativas del agua de
formación y del filtrado del lodo. Si la salinidad del
agua de formación es mayor que la del filtrado del lodo,
la deflexión será a la izquierda. Si el contraste
de la salinidad es a la inversa, la deflexión será
a la derecha. El registro SP se mide en milivoltios
(mV).
En la interpretación de registros se presentan
casos, por su frecuencia, en algunas regiones constituyen a veces
una parte importante de la materia de
interpretación.
Como el área de la sección transversal
vertical de una arena delgada en un pozo es comparatiamente menor
que la arena de espesor grande, el área disponible para el
flujo de corriente en aquella será menor, habiendo por lo
tanto una caída de potencial mayor en el sistema
eléctrico lodo-arena-lutita. En el registro SP se obtiene
una deflexión menor de la curva de potencial frente a una
arena delgada que frente a una arena de gran espesor. Ver figura
1.
Fig 1. Comparación del SP en
arenas gruesas y delgadas.
También es frecuente el caso de intercalaciones
de capas delgadas de lutitas en una arena. Cuando existen estas
condiciones, ocurre algo similar al caso de arenas delgadas, es
decir hay una considerable caída de potencial, al ser
menor el área de flujo en la corriente eléctrica en
la lutita. La consecuencia de la caída de potencial en la
lutita es que la curva SP no alcanza la línea base de la
lutitas, apareciendo como pequeñas variaciones del SP en
la arena. Ver figura 2.
Fig. 2. Efecto de intercalaciones
delgadas de lutita en arena.
Registros de
Resistividad
La resistividad es la propiedad que posee cualquier
material de oponerse a que la corriente eléctrica viaje a
través de ello. Una roca, por ejemplo una lutita, es
altamente resistiva puesto que la permeabilidad que pudiera
almacenar fluidos que transportan fácilmente la corriente
eléctrica es prácticamente nula. La conductividad
es el reciproco de la resistividad. Las tres principales formas
de medir la resistividad eléctrica de las formaciones
penetradas por un pozo son las técnicas registro normal,
registro lateral, y registro de inducción.
Con el registro normal o convencional se mide
un potencial eléctrico y un flujo de corriente que se
manda entre un electrodo en la sonda y un electrodo en la
superficie. Un par de electrodos en la sonda son utilizados para
medir la variación en la resistividad de la
formación cuando la sonda es elevada hacia la superficie.
Este registro puede correrse generalmente con el registro
SP.
Registro lateral o de guardia en estos sistemas
los electrodos causan la convergencia de la corriente para fluir
horizontalmente dentro de la formación. Este flujo
horizontal se lleva a cabo colocando dos electrones guardia
arriba y abajo del electrodo de corriente. Balanceando la
corriente del electrodo guardia con el electrodo generador
central, una lamian de corriente penetra a la formación.
El potencial de los electrodos guardia y central es medido cuando
la sonda se eleva hacia la superficie.
La resistividad eléctrica de las formaciones
varía. Las rocas solidas son altamente resistivas, como lo
son los poros de la roca saturada de agua dulce, aceite o gas.
Las lutitas y las formaciones porosas saturadas con agua salada o
salmuera poseen muy bajas resistividades. Cuando se corren
simultáneamente, el SP y el registro de resistividad
pueden realizar interpretaciones cualitativas de la
litología y de la naturaleza de los fluidos de los poros.
Las resistividades varían desde el orden de 0.5 hasta 500
Ohms*m2/m.
Comportamiento en capas
resistentes.
Fig. 3. La capa gruesa es más
resistente que las capas adyacentes.
La curva que resulta, es simétrica con respecto
al plano horizontal de simetría de la capa. Como se puede
observar, los límites de la capa no están bien
definidos por esta curva de resistividad ya que, debido a la
influencia de la resistividad de las capas vecinas, la curva
tienede a redondearse, estas curvas de resistividad normal
tienden a registrar un espesor menor que el real en capas
resistentes y una resistividad menor que la real
Comportamiento de capas
conductoras
Las figuras muestran la diferencia que existe en la
forma de las curvas de resistividad en capas resistentes y capas
conductoras, gruesas y delgadas. Cuando la capa es gruesa y
conductiva el espesor aparente que da la curva de resistividad es
mayor que el espesor real de la capa. Si la capa es de espesor
critico y conductiva el espesor aparente también es mayor
que el real.
La siguientes figuras nos muestra una parasecuecia
progradacional, retrogradacional y agradacional, donde se
utilizaron los registros SP y Resistivos.
La interpretación de la sección
sedimentaria se refiere a:
De mayor a menor identificar las superficies de
subdivisión que envuelven y rodean los cuerpos
geométricos de los sedimentos de la sección
sedimentaria y construir una plantilla que muestre estas
geometrías y luego usar la para ver el orden de
acumulación.
"Cada unidad estratigráfica se define y se
identificaron solo por las relaciones de los estratos, incluyendo
continuidad lateral y la geometría de la superficie de
unión, patrones verticales de apilamiento y la
geometría lateral de los estratos dentro de las unidades."
(Van Wagoner et al., 19990).
Registros
radiactivos
Existen tres principales registros radiactivos: de rayos
gamma, de neutrones y de densidad.
Como es bien sabido, todas las formaciones
geológicas contienen cantidades variables de material
radioactivo, cuya magnitud depende de sus características
individuales. Las lutitas contienen mayor cantidad de material
radiactivo que las arenas, areniscas y calizas; por lo tanto su
curva de rayos gamma indicara la diferencia de radiactividad
entre uno y otro.
Registros de Rayos Gamma
El registro de rayos gamma es una medición de la
radiactividad natural de las formaciones. En las rocas
sedimentarias, el registro normalmente refleja el contenido de
arcilla por que los elementos (uranio, torio y potasio) tienden a
concentrarse en arcillas y lutitas. Este registro puede ser
corrido en pozos entubados, lo que lo hace muy útil como
una curva de correlación en operaciones de
terminación o modificación de pozos. Con frecuencia
se usa para complementar el registro de SP y como sustituto de la
curva SP. En cada caso es útil para la localización
de capas con o sin arcilla y, lo mas importante, para la
correlación general.
El principal elemento radiactivo de las rocas es el
potasio, el cual es encontrado generalmente en arcillas
ilíticas y en menor cantidad en feldespatos, micas y
glauconita. La materia orgánica adhiere Uranio y Torio,
así que las rocas generadoras son radiactivas. Este
registro se mide en unidades API.
La siguiente imagen muestra la respuesta de los
diferentes registros geofísicos.
1. Forma de embudo.
Presenta una disminución gradual a la respuesta del
gamma. En ambientes marinos poco profundos, esta tendencia
refleja un cambio de un esquisto a una arena en cuanto a
litología y hacia arriba, aumento de la energía
deposicional con somerizacion y engrosamiento hacia arriba.
En ambientes profundos refleja el contenido de arena en los
cuerpos de turbiditas. Esta tendencia también puede
indicar un cambio gradual de depósitos de
terrígenos a carbonatos.2. Forma de campana. Un
aumento gradual a en la respuesta del rayo gamma: esta
tendencia refleja cambios de litología por ejemplo
intercalaciones de lutitas y arenas, esta implica la
disminución de la energía deposicional. En un
ambiente no marino grano decreciente es predominante dentro
de meandros o depósitos de las mareas del canal con
una disminución hacia arriba en la velocidad del
fluido dentro de un canal (sedimentos más gruesos en
la base del canal). En un ambiente marino somero, esta
tendencia refleja una profundización hacia arriba y
una disminución de la energía deposicional
(retroceso de la costa). En profundidades marinas refleja la
disminución de abanicos submarinos (reducción
del contenido de arena).3. Forma cilíndrica o
bloque. Los rayos gamma son bajos y los limites claros y
no hay cambio interno, esta tendencia es predominante en las
arenas de los canales fluviales, turbiditas (con mayor gamma
de grosor), y en las arenas eólicas.4. Simétrica. Con
una disminución gradual, aumento gradual de la
repuesta gamma: esto generalmente el resultado de
progradación y retrogradación de sedimentos
clásticos.5. Irregular. Con falta de
carácter, representa una agradación de lutitas
o limos y puede ocurrir en otros ambientes
Hay tres tendencias generales o las formas curvas que
pueden ser reconocidos cuando se mira en las curvas de registros
de pozos. El registro de rayos gamma sigue un cambio ascendente
en el contenido de arcilla mineral.
La figura a continuación resume la
respuesta de una variedad de sistemas deposicionales
clásticos.
La parte transgresiva se identifica por la
superposición de facies mas profundas, correspondientes a
litologías de grano más fino, sobre otras
más someras, de tamaño de grano grueso. Debido a
esto, en el perfil de Rayos Gamma se observa un aumento en los
valores dela señal, indicando predominancia de la
litología de grano fino.
El descenso del nivel del mar, o el exceso en el aporte
de sedimentos (progradacion), constituye la parte regresiva de un
ciclo. Esta parte representa el avance de la línea de
costa hacia el océano y el desplazamiento de áreas
de acumulación de sedimentos hacia el mar. Los
depósitos así generados se identifican por la
superposición de facies mas someras sobre otras mas
profundas. En el perfil de Rayos Gamma se observa el decaimiento
de la señal, que indica disminución del contenido
de arcillas.
Registro de Neutrones.
El registro de neutrones, como su nombre sugiere, es
producido por un instrumento que bombardea a la
información con neutrones a partir de una fuente
radiactiva. El bombardeo provaca que la roca emita rayos gamma en
proporción con su contenido de hidrogeno. Esta
radiación gamma es registrada por la sonda. El hidrogeno
se encuentra presente en todas las formaciones fluidas (aceite,
gas o agua), en yacimientos pero no en minerales. Así que
la respuesta de este registro es esencialmente correlativa con la
porosidad.
El contenido de hidrogeno en aceite o en agua es
aproximadamente igual, pero es menor en gas, entonces, el
registro de neutrones puede proporcionar lecturas de muy baja
porosidad en yacimientos de gas. Este registro es corrido en
pozos entubados debido a que el bombardeo de neutrones penetra el
acero.
Este registro es útil en la medición de la
litología en combinación con el registro de
densidad.
El equipo subsuperficial con el cual se obtienen los
registros de neutrón, va montado en una sonda;
básicamente que consta de una fuente emisora de neutrones
y uno de los receptores de la señal de neutrones o rayos
gamma que captura.
Interpretación
No todas las formaciones contienen la misma cantidad de
hidrogeno; por ejemplo las lutitas tienen en mayor cantidad que
las arenas, debido a su alto contenido de agua. En consecuencia,
un contraste de valores en la curva neutrón indicara un
cambio de litología. La exactitud de la profundidad de
esta interfase en el registro, dependerá de la
combinación de los factores velocidad del registro,
constante de tiempo y longitud del detector.
Para una misma porosidad y concentración de
hidrogeno en la formación, la deflexión de la curva
de neutrón será mayor mientras menor sea el
contenido de material arcilloso.
Registro de densidad
Una fuente radiactiva, que se aplica a la pared del
agujero en un cartucho deslizable, emite a la formación de
rayos gamma de mediana energía. Se puede considerar a
estos rayos gamma como partículas de alta velocidad que
chocan con los electrones de la formación. Con cada
choque, los rayos gamma ceden algo de su energía a los
electrones de la formación y continúan viajando con
una energía mejor. Los rayos gamma dispersos que llegan al
detector, que están a una distancia fija de la fuente, se
cuentan para indicar la densidad de la formación, y la
densidad de los fluidos que llenan los poros.
Este registro se utiliza principalmente como registro de
porosidad. Otros usos incluyen identificación de minerales
en depósitos evaporíticos, detección de gas,
determinación de la densidad de los hidrocarburos,
evaluación de arenas con arcillas y de litologías
complejas, propiedades mecánicas de las rocas y densidad
de los hidrocarburos. Se mide en gramos sobre centímetro
cubico.
Esta figura nos muestra la superficie máxima de
inundación en diferente curvas de registro.
Referencias
Registros de pozos. Parte 1.
Teoría e interpretación.
Orlando Gómez Rivero.
http://sepmstrata.org/log-char.html
http://www.slideshare.net/georgehsterling/registros-geofisicos
http://www.slideshare.net/jchilon/modelo-sedimentologico-estratigrafico
http://books.google.com.mx/books?id=8j-6UTXHmDkC&pg=PA41&lpg=PA41&dq=geophysical+logs+applied+to+the+sequence+stratigraphy&source=bl&ots=6mVRTsOv2S&sig=Us7YwoJ5Fw7eO-CPwTNWtPjZAds&hl=es&sa=X&ei=_S1aT7OfLcuosAL3rfWuDQ&sqi=2&ved=0CG4Q6AEwCA#v=onepage&q=geophysical%20logs%20applied%20to%20the%20sequence%20stratigraphy&f=false
http://sepmstrata.org/Power-Point-Lectures/Seq-Strat-Lectures.html
Autor:
Ruth Santos