tipos de perfiles de pozos y sus aplicaciones

8/17/2019 Tipos de Perfiles de Pozos y Sus Aplicaciones

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TIPOS DE PERFILES DE POZOS Y SUS APLICACIONES

Introducción

El origen del fenómeno de potencial espontáneo en pozos fue estudiado en 1944 en Estados

Unidos por Mounce y Rust mediante un recipiente circular con arcilla, agua dulce, una

membrana permeable y agua salada.

El perfilae el!ctrico fue presentado a la industria del petróleo "ace más de #$ a%os, y "a

sido aceptado como uno de los elementos más efecti&os en la b's(ueda de producción de

petróleo y gas.

)tros m!todos de perfilae de pozos miden la radioacti&idad natural de las formaciones

*perfilaes de rayos gamma+ y los efectos secundarios debido al bombardeo de lasformaciones por neutrones *perfilaes neutrónicos+ el perfilae radioacti&o es más reciente y

aun(ue menos empleado en el mundo (ue el el!ctrico, "a demostrado tambi!n ser

eactamente &alioso.

-ace escaso tiempo "a sido introducido un nue&o tipo de perfilae de pozos (ue

proporciona un registro de la &elocidad del sonido a tra&!s de las formación es *perfilaessónicos+.

on los perfilaes el!ctricos, radioacti&os y sónicos, los parámetros correspondientes son

medidos /in0situ por medio de instrumentos denominados /sondas (ue se introduce enlos pozos y son registrados en forma continua en la superficie.

En los perfilaes el!ctricos y sónico, las mediciones se realizan solo en las partes noentubadas de las perforaciones. En el perfilae radioacti&o, las mediciones pueden

registrarse tambi!n en pozos entubados. 2e "a "ec"o costumbre general cuando un pozo "a

sido perforado o a inter&alos durante su perforación, registrar un perfil el!ctrico oradioacti&o en el propósito de obtener rápidamente un gráfico completo de las formaciones

atra&esadas. Este registro es de &alor inmediato para la correlación geolog3a de los estratos

y tambi!n para la localización y &alorización de posibles capas producti&as. a información

deri&ada de los perfiles el!ctricos y5o radioacti&idad puede, al mismo tiempo sercomplementada mediante testigos laterales etra3dos de las paredes del pozo o aun por

otros m!todos de in&estigación (ue pueden utilizarse en perforaciones *mediciones de

des&iación, buzamiento, de temperatura, ensayos a tra&!s del sondeo, determinación/ensayador de formaciones+.


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6otencial Espontaneo *26+ en 6erforaciones.0 El 26 o *7ell 6otencial+ "a sido mencionado&arias &eces en la introducción. a cura o perfil /26 es un registro de las diferencias de

potencial (ue se producen naturalmente entre un electrodo ubicado en la superficie y otroelectrodo sumergido en la columna de lodo conducti&o, cuando este 'ltimo electrodo es

ele&ado dentro del pozo, pasando frente a diferentes formaciones. os electrodos están

"ec"os con material relati&amente estables planos y cual(uier diferencia de potencialconstante entre el electrodo instalado en la superficie y el eistente dentro del pozo pude ser

compensado por un &oltae austable, mediante un circuito potencio m!trico. 8ado (ue el

electrodo es estacionario, su potencial es constante. 6or lo tanto, el perfil de 26 es unregistro de las &ariaciones en el potencial el electrodo situado dentro del pozo. a figura 4.1

muestra un circuito simple (ue puede ser usado para medir el 26 el potencio m!trico no

está incluido.

En el perfil de 26, las diferencias de potencial positi&as se encuentran de iz(uierda a

derec"a. En general es posible reconocer en el perfil de 26 una l3nea de base más o menos

bien definida, (ue corresponde a dos secciones de lutitas, y situada en el parte derec"a de la pista o /cur&a de 26 en el registro efectuado sobre pel3cula fotográfica. as defleiones

"acia la iz(uierda *o negati&as+ con respecto a dic"a base, generalmente indican capas

permeables, tales como arenas aun(ue la cur&a de 26 indica las zonas permeables, no "arelación directa entre la magnitud de la /defleión de 26 y la permeabilidad o porosidad

de la capa.

El carácter de la cur&a del 26 depende muc"o del lodo *barro+ y de las formacionesatra&esadas pero a menos (ue el lodo sea con base de petróleo o a base de agua y

prácticamente saturada con sal, puede ser obtenida una cur&a de /26 bueno y utilizable,

mediante la cual será posible: en 26 es 'til e pozos con lodos *barros, inyecciones, etc.+dulces para:


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8eterminar las capas permeables.

ocalizar los l3mites y permitir la correlación entre capas *ecepto cuando las formaciones

son demasiadas resisti&as+.8eterminar &alores de la resisti&idad del agua de formación R;.

8ar &alores cualitati&os del contenido arcilloso de una capa.

Origen del Potencial Esontaneo !SP"

as &ariaciones de diferencia de potencial (ue son registradas en un perfil /26, son

debidas a &ariaciones en el potencial del electrodo baado dentro del pozo dado (ue elelectrodo de superficie está sometido a un potencial constante. Estas &ariaciones del

potencial dentro del pozo son causadas por las diferencias ó"micas de potencial en la

columna de lodo debido a corrientes (ue fluyen alrededor de la intersección de las capas permeables las arcillas o lutitas adyacentes y la columna de lodo. as corrientes a su &ez

son producidas esencialmente por fuerzas electromotrices de origen electro(u3mico (ue se

producen los contactos entre el lodo *o su filtrado+ y el agua de formación en los poros de

las capas permeables, y a tra&!s de las lutitas o arcillas adyacentes.

)tro fenómeno (ue podr3a "acer causa de (ue apareciera una fuerza electromotriz *e.m.f.+ a

tra&!s del re&o(ue eistente frente a un estrato permeable, es la electro filtración. El filtradode lodo al pasar a tra&!s del re&o(ue tendera a producir una *e.m.f.+ positi&a en la

diferencia de fluo, la (ue será a la /e.m.f. de origen electro(u3mico. Una larga eperiencia

de los yacimientos "a demostrado (ue en general este efecto adicional es comparati&amente pe(ue%o y prácticamente insignificante en la mayor3a de los casos. 8e "ec"o, de acuerdo


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con eperimentos recientes la fuerza electromotriz /e.m.f. a tra&!s del re&o(ue puede ser

completamente medible, pero es anulada en gran parte por la e.m.f. de electro filtración,generada a tra&!s de las lutitas adyacentes. El efecto de la electro filtración debe ser por

consiguiente denominada de esta parte del estudio y solo serán considerados en adelante los

fenómenos electro(u3micos.


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a t!cnica (ue se utiliza calculando esta corrientes se denomina registro de potencialespontaneo /26.

En la t!cnica del 26 las corrientes se originan a partir de las

corrientes naturales (ue se forman a partir del mo&imiento de losiones presentes en las sales de las aguas y (ue encuentren en los

espacios &ac3os de las rocas porosas, y (ue es detectada en la sonda

especializada (ue se coloca dentro el pozo.El potencial espontáneo frente a las arcillitas o lutitas generalmente

tiende a seguir una secuencia de &alores más o menos constante (ue

define la llamada l3nea de arcillas o lutitas, y frente a formaciones permeables la cur&a de 26 se aparta de dic"a l3nea base. uando las

capas de arenas tienen suficiente espesor, alcanzan una des&iación

parea definiendo una l3nea de arenas.

a defleión de la cur&a frente a las capas permeables puede ser

"acia la derec"a o iz(uierda, dependiendo de las salinidades

relati&as de lodo y agua de formación. uando el filtrado del lodoes más dulce (ue el fluido formacional, la defleión es "acia la

iz(uierda *26 negati&o, el más "abitual+, caso contrario "acia la

derec"a o positi&o. Ao es importante el &alor absoluto del potencialespontáneo sino el &alor relati&o respecto a la l3nea base de lutitas,

cuya posición es fiada arbitrariamente por el ingeniero de perfilae

para (ue las des&iaciones permanezcan dentro de la escala degraficación.

os &alores medidos por la 26 aumentan con la contraste de salinidades entre lodo y agua

de formación, tambi!n con la resisti&idad de capas y con la diferencia de presión entre lodoy formación, y disminuyen con el aumento del radio de in&asión del lodo, con la mayor

arcillosidad de las capas permeables *más si la arcilla es montmorillonita, menos si es illita

o clorita y menos a'n si es caolinita+ y tambi!n con la presencia de "idrocarburos y espesorde capa muy reducido.

)b&iamente, no "ay

26 si no "ay contraste desalinidades, en cuyo caso puede

e&aluarse recurrir al perfil de

rayos gamma como alternati&a

a !ste.


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Registro de ra#os ga$$a

Funda$ento del %&todo

Es un registro (ue mide la radioacti&idad natural de las formaciones, es decir la medida de

a radiación (ue se emite espontáneamente. Es por lo tanto 'til en la detección y e&aluaciónde minerales como potasio y uranio.

En formaciones sedimentarias (ue se caracterizan por (ue sus estratos se "an formado porel traslado de material a la superficie formando una capa encima de la otra, reflea el

contenido de lutitas, esto se debe a (ue los elementos radioacti&os tienden a encontrarse en

arcillas y lutitas. El perfila de rayos gamma pueden ser registrado en pozos entubados locual es 'til en operaciones de deformación y reacondicionamiento, es frecuentemente usado

como sustituto de registro de 26 en los pozos entubado donde es imposible tener un 26, o

en pozos abiertos, cuando el 26 no es satisfactorio.

En ambos casos es 'til en la ubicación de capas no arcillosas y para correlaciones. En su

paso por la formación los rayos gamma pierden energ3a por colisiones, fenómeno

denominado /Efecto ompton y son absorbidos por los átomos de la formación liberandoelectrones, fenómeno denominado /Efecto


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radiación de radioacti&idades de las formaciones. 2on muc"o más eficientes (ue los

contadores Cerger D Mue&er, (ue antes se usaba. 8ado (ue su longitud a"ora, es de solo pocas pulgadas, los contadores 2cintilometicos estudian las formaciones más estables.

El perfil de rayos gamma puede correrse en combinación con muc"os otros perfiles,

inducción, neutrónicos, sónicos de densidad y latero log as3 como simultáneamente con undetector de cuplas *cuellos, copees o cc+ o con un ca%ón perforador.

Usos del Per(il de Ra#os )a$$a

El perfil de rayos gama es particularmente 'til para la definición de estratos de lutitas

cuando la cur&a de potencial espontaneo *26+ esta redondeado *en formaciones musresisti&as+ o aplanada. *RmfR;+ o cuando no se registra la cur&a de /26 *lodos no

conducti&os pozos entubados, pozos &ac3os+.

El perfil de rayos gamma reflea la proporción de lutitas y en algunas regiones, pueden serusado cuantitati&amente como u indicador del contenido de lutitas.

2e usa el perfil de rayos gamma para la detección y e&aluación de minerales radioacti&os,tales como el potasio y uranio. a lectura de la radioacti&idad corregida por el efecto del

pozo es prácticamente proporcional a la contenido de dióido de potasio aproimadamente

1F unidades >6= por 1G de dióido de potasio.

8e (ue el potasio 4$ emite rayos gamma mono energ!ticos de 1.4H Me&

*Megaelectro&olt+. os rayos gamma tambi!n se pueden usar para detectar y e&aluardepósitos de uranio pero en este caso no "ay una simple proporcionalidad entre las

des&iaciones de rayos gamma y la ri(ueza de los depósitos de minerales.

El perfil de rayos gamma puede ser usado para la delineación de minerales radioacti&osincluyendo estratos de carbón.

El perfil de rayos gamma es usado para la correlación en pozos entubado. El registrosimultaneo de los rayos gamma y del detector de cuplas *cuello, cuplas+ en un pozo

entubado, "ace posible la ubicación precisa de los ca%ones perforadores. as des&iaciones

de los rayos gamma en un pozo entubado comparados a las correspondientes en el pozoabierto son atenuadas debido a la absorción de los rayos gamma en el cemento y la tuber3a

de re&estimiento.

>lgunas &eces el perfil de rayos gamma es usado en coneión con operaciones en (ue seusan los trazadores radioacti&os.

2e "ace posible, a &eces otra aplicación especializada, debido a un fenómeno relacionado

con pozos &ieos (ue "a estado produciendo desde "ace muc"o tiempo. 2e "a obser&ado(ue el ni&el de radiación de zonas (ue se creen "an sido suetas al paso de grandes

cantidades de agua de formación, aumenta en forma significati&a, permitiendo la obtención

de información importante para trabaos de reacondicionamiento.


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Registros El&ctricos

Funda$entos del %&todo

Es una t!cnica geof3sica (ue mide la resisti&idad de cada uno de los estratos es decir, la

resistencia (ue realiza un material al paso de la corriente el!ctrica a lo largo de toda laformación. os registros el!ctricos son de muc"a utilidad por(ue permiten identificar el

tipo de material en función de su resisti&idad caracter3stica.

6ara poder determinar entre petróleo y agua, el interpretador de las lecturas debe tener en

cuenta (ue el agua tiene una muy baa resisti&idad mientras (ue el petróleo es altamente

resisti&o. as propiedades f3sicas de la roca y minerales mediante un logging el!ctrico, enuna superficie de trabao, con la conducti&idad el!ctrica y el 26. En la eploración petrolera

muc"os registros son realizados simultáneamente debido a (ue el obeti&o primario del

logging es e&aluado el potencial producti&o de la arenisca reser&orio.

as "erramientas (ue realizan los registros pueden cambiar sus caracter3sticas debido al

fluido de peroración (ue penetra en la formación como lodo filtrado.

El petróleo se trabaa con ecuaciones relacionadas a la resisti&idad de las rocas,

resisti&idades de los fluidos en las roas, la porosidad y la cantidad de agua en los espacios

porales. Estas ecuaciones son modificaciones de la fórmula de >rc"ie, la primera epresa laresisti&idad de la roca saturada de agua *Io+ /agua saturada y la resisti&idad de agua

contend3a en sus poros *I;+ en t!rminos de un factor de la formación *rc"ie muestra (ue el factor de formación es una función de la porosidad de la roca,entonces la ecuación es:

Donde*

+ , 6orosidad del material.$ ,


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2i las rocas no están completamente llenas de agua y contienen gas o petróleo, la

resisti&idad efecti&a es mayor Io. a tercera ecuación calcula la cantidad parcial desaturación de agua en la roca, si definimos saturación de agua como la fracción del

&olumen poral lleno de agua.

Donde*

ρt J Berdadera resisti&idad de la muestra, deri&ada de correcciones para

la deformaciones de la "erramienta y su configuración, diámetro del pozo,resisti&idad del lodo, etc.

6erfiles Aormales y aterales.0 os m!todos de perfilae el!ctricos (ue emplean electrodos

desde los cuales se en&3a corriente y en los cuales se miden potenciales son utilizablessolamente en perforaciones (ue contiene lodos conducti&os. Kodo lodo a base de agua o

emulsiones petrol3feras en las cuales la fase acuosa es contin'a.

> &eces se realizan con electrodos especiales /rascadores o al "acer cátodo con las

formaciones, cuando los pozos están llenos de lodo el lodo a base de petróleo.

Kales perfiles con rascadores no son cuantitati&amente seguros debido al contacto incierto

de los electrodos con la formación. El perfilae de inducción es (ue en la actualidad se

emplea com'nmente el lodo a base de petróleo y es a &eces suplantado por un perfilae conrascadores.

%icro Per(il

El aparato del micro perfil *micro log+ mide con dos dispositi&o de espaciamiento corto de

diferente profundidad de in&estigación, la resisti&idad de un &olumen muy pe(ue%o deformación y re&o(ue inmediatamente adyacentes al pozo. asi se detecta fácilmente del

re&o(ue la eistencia de zonas in&adidas y por lo tanto los inter&alos permeables *la

permeabilidad se mide en laboratorio+.

Funda$ento

2e aprieta una almo"adilla de goma contra la formación por medio de bazos y resorte. En lacara de la almo"adilla esta insertado tres pe(ue%os electrodos alimentados, espaciados 1

pulgada *?.F cm+ entre s3.

Estos electrodos permiten registrar simultáneamente las curas de micro0in&ersa de una

pulgada *R 1L 1L+ y micro0normal de ?LL *R ? L+. >l filtrarse lodo de perforación dentro las

formaciones permeables. os sólidos del lodo se acumulan sobre la pared del pozo,

formándose un re&o(ue. a resisti&idad del re&o(ue en aproimadamente igual oligeramente mayor (ue la resisti&idad del lodo.


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as resisti&idades del re&o(ue son generalmente muc"o más pe(ue%as (ue la resisti&idadde la zona in&adida cercana al pozo.

a cur&a micro normal de ? pulgadas (ue tiene una profundidad de in&estigación mayor

(ue el micro in&ersa de 1pulg. 1pulg. Es menos influenciada por el re&o(ue y unaresisti&idad mayor *separación positi&a+.

8ebido a (ue ambos dispositi&os son afectados por la baa resisti&idad del re&o(ue

registrara, resisti&idades moderada generalmente entre ? y 1$ &eces.

Per(il del Lodo

2iempre se baa la sonda del micro perfil al pozo con los brazos cerrados. a almo"adilla,

normalmente no "ará contacto continuo con la pared del pozo ecepto en el caso de pozos

con diámetro menor de NLL, por lo cual, mayormente, la resisti&idad del lodo Rm. En el

registro de estas resisti&idades durante la baada de la sonda, dará un perfil de lodo en el(ue los &alores m3nimos de resisti&idad corresponden a los l3mites superiores de los &alores

de Rm in0situ. Este perfil tiene &arias aplicaciones incluyendo la &erificación de la

medición de Rm en la superficie, la re&elación de (ue se "an efectuado cambios en el lodoy la identificación de fluos de agua abao del pozo.

El Per(il de En(o'ue %icro Es(&rico !%SFL"

Este dispositi&o, son los electrodos de enfo(ue esf!rico montados en almo"adilla tiene dos

&entaas grandes sobre otros aparatos de micro perfilae.En primer lugar es cambiable o combinable con otro aparato, especialmente el de densidad

de formación *


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Per(il- Sónico

Registro continuo del tiempo &ersus la profundidad (ue necesita una onda compresional

para atra&esar una distancia dada de la formación inmediatamente adyacente al pozo.

Medición básica del perfil Kiempo de transito:

tcJ 1$H5&

& J &elocidad pie5segtc J tiempo de tránsito en Oseg5pie

Tipos de sistemas de perfilajes

Receptor simple. Kransmisor 5 receptor

Receptor dual. Kransmisor y dos receptores

2istema compensado. 8os transmisores y dos pares de receptores.

Aplicaciones del perfil sónico compensado

8eterminación de porosidad intergranular y secundaria

itolog3a

orrelación de formaciones por &ariación de B=nterpretación de registros s3smicos

6resiones anormales

tipos de perfiles de pozos y sus aplicaciones

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