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TEMAS DE RESISTIVIDAD

PET-209


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INTRODUCCIONLa resistividad de una sustancia es su

capacidad para impedir el paso de corrienteseléctricas, a través de esa sustancia.

La capacidad de conducir electricidad de unaformación está directamente relacionadacon la cantidad de agua salada existente enla formación.

Los granos de la formación (matriz), tienenuna conductividad insignificante (elevadaresistividad).

Conociendo la resistividad de los estratos,es posible determinar la "saturación deagua" de la formación y por lo tanto, lasaturación de hidrocarburos.

Se demostró también que puede relacionarsela resistividad con la porosidad.


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RESISTIVIDAD Normalmente se la mide en OHM-Metro. La resistividad eléctrica de cualquier material está relacionada

con su resistencia de acuerdo con la fórmula siguiente:

R = r*a/L ohm * m2/ma es la superficie de la roca expuesta al paso de corriente en metroscuadrados, L es la longitud del material en metros, r es la resistencia

eléctrica en Ohms y R es la resistividad en ohms-Metros.

La resistividad es propiedad intrínseca de un material, tal comola densidad o la resistencia a la comprensión.

La resistividad de las formaciones suele variar entre 0,2 y 1000Ohm-metros.

No son frecuentes resistividades mayores que 1000 Ohm-metros en formaciones permeables.

La mayoría de las formaciones que se perfilan durante labúsqueda de petróleo y gas están constituidas por rocas que siestuvieran secas, no conducirían corrientes eléctricas.


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RESISTIVIDADLas corrientes pasan a través del agua

intersticial que se vuelve conductiva alcontener sales en solución, estas sales se

disocian formando cationes de sodiocargados positivamente y aniones de clorocargados negativamente.

Al estar sometidos a un campo eléctrico, losiones se mueven transportando la corrienteeléctrica a través de la solución.

A igualdad de otros factores, mayorconcentración de sal hace disminuir laresistividad del agua de formación y por lo

tanto, la resistividad global de la formación.


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RESISTIVIDAD DEL AGUA (Rw)

Consideremos un cubo deagua saturada de sal, de 1metro de arista.

La resistencia en Ohms deeste cubo unitario de agua esnuméricamente igual a laresistividad del agua en Ohm-metros.

Esto es válido para cualquiermaterial o combinación demateriales: no se restringeúnicamente al agua.

Simbolizamos la resistividaddel agua de formación conRw.


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Ro (RESITIVIDAD DEL AGUA SATURADA) La resistividad Ro de un

metro cúbico de rocasaturado 100% conagua de formación.

Como el volumen noestá lleno solamente deagua, tenemos queconsiderar ahora laporosidad.

Definiremos a Ro comola resistividad del aguade formación Rwmultiplicada por lalongitud del recorrido

iónico y dividida por laporosidad. Ro = Rw * L/ø

El recorrido iónico noes más igual a unmetro, y el área es

proporcional a laporosidad. Por lo tanto, la

resistividad de una rocasaturada con el 100%de agua, es función de

la resistividad del agua,de la porosidad y de lageometría de la roca.


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Rt (RESITIVIDAD DEL AGUA SATURADA) Los hidrocarburos tienen poca

conductividad, y consecuentementeelevada resistividad. La fig. se trata de un cubo con cierta

saturación de agua y cierta saturación dehidrocarburos.

La resistividad del agua será distinta quela resistividad verdadera de la formaciónglobal.

Rt es la resistividad del cubo de rocasaturado con agua e hidrocarburos.

Esto es igual a la resistivldad del agua

Rw, multiplicada por la longitud, que esnuevamente mayor que un metro, ydividida por la porosidad multiplicadapor la saturación de agua.

Rt = Rw * L / ø * Sw

Debe tenerse también en cuenta, que laresistividad del agua no solamente esfunción de la salinidad, sino también dela temperatura.

A mayor temperatura, menor resistividadpara una salinidad dada; así es que la

resistividad del agua cambia con latemperatura


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GEOTERMIA La Geotermia es la disciplina científica que comprende el

estudio de las variaciones de temperatura (termia) dentro de lacorteza (geo) y los fenómenos naturales que influyen sobre ladistribución de los flujos geotérmicos.

En términos generales se considera que el aumento normal dela temperatura de la corteza terrestre en función de laprofundidad es de 33º C por kilómetro (3ºF por100pies).

En el planeta se conocen regiones donde el valor del gradientegeotérmico es varias veces superior al normal, fenómeno quese destaca por la presencia de temperaturas elevadas enniveles superficiales.

Las causas de estas anomalías pueden ser de origenmecánico, estructuras profundas que favorecen el incrementodel gradiente geotérmico, adelgazamiento cortical, tambiénpueden existir causas químicas o radimétricas, pero la másimportante, por la generación de calor, consiste en elemplazamiento de un cuerpo magmático a niveles pocoprofundos de la corteza.


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TEMPERATURA DE FORMACIÓN

Para ajustar la resistividad de la formación elmétodo para calcular la temperatura de formaciónes:

Tf= To+ (Gg * Df)/100Tf= (Td – To) Df / Dtd + To

Donde:Tf: Temperalura de formación (°F).To: Temperatura de superficie media anual (°F).Gg: Gradiente geotérmico expresado en grados °F por cada

100 pies.Df: Profundidad de la formación en pies.Dtd: Profundidad total en pies.Td: Temperatura de fondo de pozo. (°F).

La temperatura de superficie se define como la

temperatura media anual a cierta profundidad,(normalmente de 70 a 100 pies).


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TEMPERATURADE FORMACIÓN


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DETERMINACION DE LA SATURACION DE AGUA

Se ha establecido experimentalmente que la resistívidad de unaformación limpia (o sea, que no contenga cantidades apreciablesdearcilla o de lutita) es proporcional a la resistividad del agua salada conla cual está completamente saturada.

La constante de proporcionalidad se llama factor de resistividad deformación o F.

F = Ro / Rw (Adímensíonal) En una formación que contenga petróleo o gas (ambos son aislantes

eléctricos) la resistividad es función no solamente del factor deformación F y de la resistividad del agua de formación Rw, sino

también de la saturación de agua S w. Esta es una fracción del volumen poral ocupado por agua deformación.

Podemos decir que 1 – Sw es la fracción del volumen poral ocupadopor HC.

G.E. Archie determino experimentalmente que la saturación de aguade una formación limpia puede expresarse en función de suresistividad verdadera:

Sw2 = F * Rw/RtRo = F * Rw

Sw = (Ro / Rt) Siendo la saturación de hidrocarburos = 1 -Sw


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RESISTIVIDAD – SALINIDAD - TEMPERATURA


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DETERMINACION DE LA POROSIDAD

Para una porosidad determinada, la relación entre Ro y Rw permanececonstante para, todos los valores de Rw por debajo de 1 ohm-Metro.

La experiencia demuestra que en aguas más resistivas, el, valor de Fdisminuye a medida que aumenta Rw y a medida que disminuye el tamaño delgrano de arena, este fenómeno se atribuye a la mayor influencia proporcional

de la conductividad superficial de los granos en aguas dulces. La porosidad de una roca es el volumen total ocupado por los poros o losvacíos, el factor de formación depende de: la porosidad, estructura poral y dela distribución de los tamaños de los poros.

Archie ha propuesto la siguiente fórmula:

F = a / ø ^ m

Siendo m el factor de cementación y a una constante empírica. También se obtienen buenos resultados con valores de F determinados a partir

de las siguientes ecuaciones, cuando éstas son aplicadas en las condicionesdescriptas.

F = 0,81 / ø ^ 2 (en arenas)F = 1 / ø ^ 2 (en formaciones compactas)

Dentro de sus intervalos normales de aplicación, estas dos fórmulas, sonsimilares a la fórmula de Humble, desarrollada como consecuencia de unestudio masivo de muestras de arenas,

Fórmula de Humble F = 0,62 / ø ^ 2,15


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RESUMEN Las primeras interpretaciones cuantitativas

utilizaron fórmulas basadas exclusivamente: en laresistividad.

Para las aplicaciones prácticas, se daba porsupuesto que una formación permeable tenia elmismo factor de formación en la parte acuífera delestrato, donde se determina Ro, que en la parte quecontenla hidrocarburos.

Las fórmulas que hemos visto describen conexactitud el comportamiento de una formación

limpia con una distribución de porosidad bastanteregular. En formaciones con fracturas o cavernas, las

fórmulas pueden seguirse usando, pero laaproximación en ese caso no es tan buena.

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