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Registro de Densidad

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Lesly Corvi

on 29 October 2013

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Transcript of Registro de Densidad

Introducción.
El registro de densidad es un registro radioactivo también se le llama gama-gama por razón del principio bajo el cual funciona .Este registro es de los denominados de pared y puede tomarse tanto en agujeros llenos con lodo como en agujeros vacíos. Por medio de este registro se obtiene la densidad total de la formación .

También es uno de los registros llamados de porosidad ya que se pueden obtener valores de la porosidad directamente en función de la densidad. Puede usarse en combinación con otros registros para determinar zonas productoras de gas, en la interpretación cuantitativa en arenas arcillosas ,litologías complejas y la evaluación de esquistos petroleros .
Principio.
Los rayos gamma tienen la particularidad de viajar en línea recta hasta en tanto son desviados, moderados o absorbidos por la formación .

De acuerdo con esto, mientras mayor sea la densidad del material de la formación, mayor será la probabilidad de que los rayos gamma colisionen, pierdan energía o sean capturados; el resultado es que llegan al detector una cantidad de rayos gamma menor que los que salieron originalmente de la fuente.
3. El Registro de densidad compensado (FDC)
Efecto de la Arcilla o Lutita.
El registro de densidad puede resultar afectado por la presencia de lutita o arcilla en las formaciones. La densidad de las lutitas generalmente varía entre 2.2 y 2.65 dependiendo de la profundidad o del grado de compactación.

Por otra parte, cuando la arcilla o lutita se encuentra en forma diseminada entre los poros de la roca, pueden tener una densidad menor que cuando se encuentra en forma de capas intercaladas de lutita.

Las densidades de la arcilla tienden a ser menores a pocas profundidades, donde las fuerzas compactantes no son tan grandes.
REGISTRO DE DENSIDAD.
IV. Factores que afectan el registro de densidad compensado.
El valor de la densidad total ρb obtenido en el registro, es función principalmente de las densidades de las rocas y de los fluidos que contiene, pero también es afectada por:

-El enjarre del lodo
-Diámetro del agujero
4.1 Enjarre del lodo.
Debido a que la presión que patín de la sonda ejerce contra el agujero es mayor, el enjarre residual que queda entre el patín y la formación es muy delgado, por lo tanto no hay necesidad de hacer correcciones por este concepto a las valores de densidad leídos en el registro.
4.2 Diámetro del agujero.
Para registros que se toman en pozos, vacíos o llenos de lodo con diámetros de 15 a 23 cm, no tiene influencia sobre el registro de densidad compensado.

Cuando el diámetro es menor de 15 cm. La curvatura del agujero es mayor a la curvatura del patín de la sonda, quedando una delgada película de lodo entre el patín y la formación, este efecto, también se corrige automáticamente, como si fuera una corrección por enjarre aunque no exista, tal como sucede en zonas impermeables.
Principio de Medida.
Registro de densidad en lutitas sobre presurizadas.
Los rayos gamma de alta energía son emitidos de una fuente química (generalmente cesio 137) e interactúan con los electrones de los elementos en formación.

Después de sufrir varias dispersiones, los rayos gamma regresan al pozo, en donde son contados por los detectores. Puesto que el conteo obtenido para cierto nivel de energía está función del número de electrones por centímetro cúbico, y éste se puede relacionar con la densidad real del material existente entre la fuente y el detector, es posible determinar la densidad en función del conteo de los detectores.

En las más nuevas herramientas espectrales, el número de rayos gamma retornantes son medidos en dos diferentes ramos de energía.
Los rayos gamma de más alta energía (de la dispersión Compton), determina la densidad del volumen por lo tanto porosidad, mientras que los rayos de energía gamma más bajos (debido al efecto fotoeléctrico) son usados para determinar la litología de la formación.
Los rayos de gamma de menor energía están relacionados a la litología de la formación y muestran pequeñas dependencias en la porosidad y el tipo de fluido.
Con la nueva sonda de dos detectores, se evita el problema de correcciones (espesor del enjarre, densidad del lodo y diámetro del agujero), obteniéndose directamente en el registro prácticamente la densidad verdadera.

El detector que se encuentra a menor distancia es particularmente sensible a la densidad del material que se encuentra en la vecindad inmediata del patín, o sea el enjarre y las irregularidades menores de la pared del agujero. Estas condiciones del agujero afectan a cada detector en distinto grado; la combinación de las señales de ambos da automáticamente una corrección que se suma algebráicamente a la señal de densidad no compensada del detector mas alejado. Esta corrección la realiza un computador analógico, que se encuentra formando parte del equipo de registro en la superficie.
El registro de densidad se obtiene por medio de una sonda que va aplicada contra la pared del pozo.
La sonda consta de :

-Una fuente emisora de rayos gamma .
-Dos detectores de rayos gamma.

Estos 3 elementos van montados
en un patín blindado con aperturas frente a ellos para
permitir el contacto directo con la formación .

El patín se mantiene presionado contra la pared
del pozo por medio de un brazo resorte

Herramienta de densidad compensada.
Trayectoria seguida por los rayos gamma.
3.2 Representación del registro.
En la parte derecha se registran la curva de densidad total de la formación ρb (con línea llena) y la curva de compensación, o sea la corrección que automáticamente se aplicó para obtener ρb (con línea interrumpida); las escalas son lineales, en gr/cm3.

Simultáneamente con estas dos curvas, se puede obtener una curva de rayos gama y un registro de calibración de agujero a la izquierda.

La presentación del registro es entonces como se muestra en la figura siguiente.
Interpretación.
Obtención de la densidad de la formación.
La densidad de un material se define como el peso de un volumen unitario de ese material. En el caso de una roca porosa (ρb) será función de la densidad (ρma) de la matriz o granos de la roca y de la densidad (ρf) de los fluidos contenidos en ella. La densidad de la matriz de la roca dependerá de su composición mineralógica.
Obtención de la porosidad.
1. Rocas saturadas con agua.
Se tiene un cubo de roca de dimensiones unitarias saturado con un solo fluido (agua) como en la figura.
La parte inferior representa el total del volumen unitario ocupado por los granos o matriz de la roca (1-Ø), la parte superior es el volumen ocupado por el fluido que satura los poros de la roca (Ø)
La densidad total del sistema de roca será:

ρb =
Peso total del sistema roca fluido
Volumen total del sistema de roca fluido





Se designa como ρma la densidad de la matriz y ρf la densidad del fluido y se sustituye:

Despejamos Ø:
Fórmula para determinar la porosidad efectiva por medio del registro de densidad en una roca no arcillosa.
ρb = Densidad total (obtenida del registro)
ρma = densidad de los granos o matriz
ρf = Densidad del fluido que satura la roca

Todas las densidades son en gr/cm3

Cuando el diámetro del agujero es mayor de 23 cm es necesario hacer una corrección aditiva sobre ρb obtenidos en el registro, ya sea para agujeros vacíos (con aire o con gas) y llenos con lodo respectivamente.
La densidad total de la arcilla aumenta con la compactación y en áreas donde los sedimentos son relativamente jóvenes, el aumento en la densidad de la arcilla con la profundidad se hace aparente en los registros.

Sin embargo, se observan desviaciones a esta tendencia en zonas sobre presionadas, en donde la densidad de la arcilla disminuye al aumentar la profundidad, como se muestra en la figura siguiente.

Esta disminución aparece con frecuencia en arcillas a varios cientos de metros arriba de arenas permeables de alta presión. Una zona de alta densidad (barrera sello), por lo general, se encuentra en la parte superior de este intervalo de densidad disminuida. Se pueden utilizar registros de densidad, que se corrieron a intervalos durante la perforación del pozo, para predecir zonas de presión anormal, a fin de tomar precauciones para eliminar posibles riesgos.
G
E
O
P
H
Y
S T
I E
C A
S M

PREGUNTAS...
Si se tiene una formación homogénea y un contacto perfecto entre el patín y la pared del pozo, las densidades medidas con los dos detectores son iguales (ρLS ≠ ρSS), si las densidades obtenidas son diferentes (ρLS ≠ ρSS), se requiere hacer una corrección (Δρ), la cual se calcula en función de la diferencia de las dos densidades: Δρ = F(ρLS- ρSS).

La densidad corregida por el efecto de pozo se obtiene sumando esta corrección a la densidad medida con el detector más lejano a la fuente, ya que la medición del detector cercano está más afectada por el pozo (ρb = ρLS + Δρ).
· Determinación de la porosidad, suponiendo conocidas la litología y el fluido existente en los poros.
· Detección de gas cuando se combina con el CNL.

Identificación de la litología:
· Usando gráficas de interrelación con otros
registros.
· Usando directamente las curvas ρb y PEF.

Aplicaciones del registro.
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