Registro de densidad

El registro de densidad mide la densidad de la formación y la relaciona con la porosidad. Una fuente radioactiva emite radiación gamma hacia la formación, la cual interacciona con los electrones de la formación según el efecto compton, en el cual los rayos son dispersados por el núcleo de la formación de donde se obtienen rayos gamma de Compton que es una radiación secundaria producida en los átomos de la formación y que se originan porque la formación cede energía a los átomos dejándolos en estado excitado. Estos últimos rayos son detectados como una medida de la densidad de la formación.

La reducción del flujo de rayos gamma en la formación, es función de la densidad de electrones de la formación. Para cualquier elemento, el número de electrones coincide con el número de protones con número atómico Z. La masa atómica está contenida en el núcleo atómico, esta es la suma del número de protones y neutrones y está dada por el numero atómico A.

En general, el número de protones es aproximadamente el número de electrones, así que la relación Z/A es aproximadamente 0,5. Utilizando esta relación, la medida de la densidad de electrones se puede convertir a una densidad aparente medida en g/cc que es cercana a la densidad de los tipos comunes de rocas.

Para entrar en detalles de la relación del número de electrones con el bulk density podemos decir que: El número de átomos en un mol de un material es igual al número de Avogadro N. El número de electrones en un mol de un material es por lo tanto igual a NZ. Z es el numero atómico (número de protones o electrones por átomo).

Herramienta

Una fuente de rayos gamma, usualmente Cesio 137 que emite fotones. Los rayos gamma tienen carga y masa cero. El cesio 137 es un radioisótopo del cesio con una masa atómica nominal de 137, su número atómico en la tabla periódica es 55.

Dos detectores gamma, regularmente ubicados entre 0,15 m y 0,40 m de la fuente. Tanto la fuente como los detectores, deben tener una mínima interacción con las paredes del pozo. Estos detectores cuentan el número de rayos gamma

que retornan, para la mayoría de los materiales de interés, la densidad está relacionada al bulk density por medio de una constante. Se registran el número de rayos gamma en dos rangos diferentes de energía. Los rayos gamma de más alta energía determinan el bulk density, y por lo tanto la porosidad, mientras que los rayos gamma de más baja energía son usados para determinar la litología de la formación. Estos rayos gamma de baja energía muestran poca dependencia con la porosidad y el tipo de fluido en la formación. Este parámetro es conocido como el efecto de absorción fotoeléctrica.

Usos:

Determinación de la porosidad

Identificación de minerales en depósitos evaporíticos

Detección de gas

Determinación de la densidad de los hidrocarburos

En las formaciones de baja densidad (alta porosidad) se leen más conteos de rayos gamma. En la medida que la densidad se incrementa (porosidad decrece), menos conteos de rayos gamma pueden ser detectados.