registro de neutron
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS – ESCUELA PROFESIONAL DE
INGENIERÍA DE PETRÓLEO
“Registro de Neutrón”
ELABORADO POR:
Molero Rodriguez Carlos Jinzo
Machare Tinoco Eberth Ivan
Lopez Flores Henderson
PIURA – PERU
2013
INTRODUCCIÓN
I.- FUNDAMENTO
II.- DEFINICIÓN
III.- HISTORIA
IV.- PRINCIPIO FÍSICO DE LA MEDICIÓN
V.- FUNCIONAMIENTO
VI.- TIPOS DE REGISTROS NEUTRÓNICOS
Herramienta GNT Herramienta SNP
La herramienta compensada del neutrón (CNL)
VII.- PRESENTACIÓN DEL REGISTRO
VIII.- CALIBRACIÓN
IX.- EFECTOS DEL GAS EN LOS REGISTROS DE POROSIDAD
X.- EFECTOS DE LA SALINIDAD
XI.- FACTORES QUE AFECTAN LAS LECTURAS
Diámetro del hoyo
Salinidad del lodo
Efectos de formación
Propiedades de los fluidos
XII.- SENCIBILIDAD A EFECTOS AMBIENTALES
Diámetro del pozo
Espesor del revoque:
Salinidad del lodo:
Salinidad en la formación.
Densidad del lodo
Separación herramienta/pared del pozo
Presión hidrostática:
Temperatura del lodo
XIII.- RELACIÓN ENTRE EL ÍNDICE DE HIDROGENO Y POROSIDAD
XIV.- ECUACIÓN TEORIACA
XV.- COMBINACIÓN DENSIDAD – NEUTRÓN
CONCLUSIÓN
ANEXOS
BILIOGRAFIA
INTRODUCCIÓN
Los perfiles neutrónicos son utilizados principalmente para determinar la porosidad en las
formaciones permeables, así como para determinar su porosidad, este tipo de registros responde
inicialmente a la cantidad de hidrogeno presente en la formación; por lo tanto en formaciones
limpias cuyos poros pueden estar llenos de agua, gas o petróleo, este perfil neutrónico nos da el
valor aproximado del espacio real o bien el volumen de poros llenos de fluidos.
I.- FUNDAMENTO
Los neutrones son partículas eléctricamente neutras cuya masa es casi igual a la masa del átomo
de Hidrógeno. Una fuente radioactiva es colocada en la sonda y esta emite continuamente
neutrones de alta energía. Estos neutrones, al encontrarse con núcleos del material de la
formación, chocan elásticamente a semejanza de bolas de billar y en cada colisión los neutrones
pierden parte de su energía.
La cantidad de energía perdida por un neutrón en cada colisión depende de la masa relativa del
núcleo con el cual choca. La mayor pérdida de energía ocurre cuando el neutrón choca con una
masa parecida como la del Hidrógeno. De esta manera la pérdida de velocidad depende
principalmente de la cantidad de hidrógeno en la formación.
Los neutrones son amortiguados por choques sucesivos, a velocidades termales
correspondientes a energías de alrededor de 0.025 eV. Entonces se dispersan sin orden, sin
perder más energía, hasta que son capturados por núcleos de átomos tales como cloro, sílice,
etc. Los núcleos capturadores se excitan y originan una emisión de rayos gamma de alta energía,
denominados Rayos Gamma de Captura. De acuerdo al tipo de aparato, este puede determinar
los rayos gamma de captura o los propios neutrones mediante un detector colocado en la misma
sonda.
Cuando la concentración de Hidrógeno de la formación que rodea a la fuente de neutrones es
alta, la mayoría de los neutrones son retardados y capturados a una corta distancia de la fuente.
Por el contrario, si la concentración de Hidrógeno es baja, los neutrones viajan más lejos antes
de ser capturados. Con la distancia de fuente a detector comúnmente utilizada, a una mayor
lectura corresponde una menor concentración de hidrógeno y viceversa.
II.- DEFINICIÓN
Las definición de registro de neutrones está basada en el bombardeo de neutrones a la formación
de interés o bien simplemente el intervalo a interpretar, hoy en día se conocen tres tipos de
diferentes de registros de neutrones, la diferencia entre estos depende de la naturaleza de la
partícula atómica, y cada efecto ya sea directo o indirecto respecto a la formación, será
registrada de una manera independiente por medio de los detectores, dando como resultado los
diferentes tipos de registros que llevan por nombre: registros de neutrones térmicos, neutrón-
gamma y neutrones-neutrones.
Cuando la formación es bombardeada por neutrones de alta energía, se producen varios tipos de
interacciones entre los núcleos de los átomos y estos neutrones. En la tabla se muestran todos
los posibles efectos y reacciones.
Las fuentes químicas emiten continuamente neutrones con una energía entre 4 y 6 MeV, estos
viajan a unos 10000Km/s y poseen un alto poder de penetración. Al interactuar elástica o in-
elásticamente con los núcleos atómicos de la formación y el Iodo del pozo se producen
neutrones con diversas fases de energía: rápidos, desacelerados, en difusión y captura.
III.- HISTORIA
Las herramientas tempranas del neutrón, conocidas como GNT-tipo
herramientas, consistieron en una fuente química y un solo detector
que midió neutrón-captura rayos gama. Esta herramienta, un
indicador cualitativo de la porosidad, fue afectada gravemente por
tamaño del agujero y la salinidad del líquido del agujero del alesaje o
del agua de la formación.
Asi mismo la primera herramienta de neutrón de Schlumberger fue
llamada GNT, en la cual se emitían neutrones y se detectaban las
cuentas de los rayos gama emitidos por la formación, al reaccionar a
los flujos de neutrones. Poseía un solo detector que mide los rayos
gama de captura y el registro se presentaba en unidades de API.
En un intento por curar estos problemas inherentes, la herramienta de
la porosidad del neutrón del flanco (SNP) fue introducida en el
principios de los 60. Confió en un solo detector de neutrones
epitérmicos. Esta herramienta superó problemas generales de la
salinidad, pero tenía su propio problema único en ese mudcake podría
afectar a sus lecturas, y el cálculo de la magnitud del error no era
siempre fácil.
Las herramientas del neutrón del flanco se han substituido sobre todo
por las herramientas compensadas del neutrón. El registro compensado
del neutrón (CNL) fue introducido en el finales de los sesenta, con dos
detectores de neutrones termales. Solucionó la mayor parte de los
defectos de las herramientas anteriores, con todo también encontró
problemas con las formaciones que contenían los amortiguadores de
neutrón termal. Más adelante, un CNL-tipo herramienta fue
desarrollado con los detectores duales de los neutrones epitérmicos que
pueden solucionar el problema de los amortiguadores de neutrón termal.
En la década de los años 90 se presentó la herramienta APS (Array Porosity Sonde), que
consiste de un arreglo de detectores con una fuente epitermal. El arreglo de detectores incluye
los clásicos cercano y lejano de rango termal, el arreglo de un detector doble epitermal y el
detector de captura.
Una innovación de la sonda APS es que la fuente de
neutrones no es química sino que se ha reemplazado
por un minitrón o acelerador de partículas que genera
neutrones en el rango epitermal, de alta energía. Dado
el espaciamiento del arreglo de detectores, los efectos
de litología e índice de hidrógeno se minimizan.
REGISTRO GNT
HERRAMIENTA
SNP
En intervalos de formaciones arcillosas donde se presentan altas saturaciones de gas, el registro
CNL puede tener un comportamiento errático, mientras que el APS puede mostrar la curva
convencional y la porosidad APS donde se visualiza el efecto del gas. En la figura se muestra
un registro donde se ejemplifica la capacidad del APS de detectar zonas de gas.
La herramienta de registración generalizada del neutrón ilustra una herramienta de registración
del neutrón típico con dos detectores Las herramientas compensadas del neutrón son
ampliamente utilizadas y se funcionan con frecuencia conjuntamente con las herramientas
compensadas de la densidad. Las herramientas duales del neutrón epitérmico pueden estar más
extensamente - disponibles en el futuro. Las condiciones y la compatibilidad bien con otros
servicios requeridos deben dictar la opción de una herramienta del neutrón.
La herramienta de registración generalizada del neutrón
IV.- PRINCIPIO FÍSICO DE LA MEDICIÓN
Una fuente química (Americio – Berilio) emite neutrones de alta energía que son retardados por
los núcleos de la formación. Dos detectores en la herramienta cuentan el número de rayos
gamma de captura o neutrones que regresan (dependiendo del tipo de herramienta). Las tasas de
las cuentas en los detectores son inversamente proporcional a la cantidad de hidrógeno en la
formación (como agua o hidrocarburos), el índice de hidrógeno se puede relacionar con la
porosidad de la formación. Las herramientas “Rayos Gamma-Neutrón” detectan rayos gamma y
neutrones termales; las herramientas de pared de pozo (Sidewall) detectan neutrones epitermales
y las herramientas compensadas detectan neutrones termales.
Las herramientas neutrónicas miden es un índice de hidrógeno, el cual es la cantidad de
hidrógeno por unidad de volumen. El agua fresca está definida con un índice de hidrógeno igual
a 1, por lo tanto, el petróleo tiene un índice de hidrógeno ligeramente menor que el del agua y el
del gas es aún mucho menor. En una formación, los fluidos en los poros contienen hidrógeno.
Las primeras herramientas usaban una fuente química y empleaban un único detector que medía
los Rayos Gamma de Captura. La segunda generación era un dispositivo epitérmico montado en
una almohadilla. La tercera generación es el Neutrón Compensado (CNT), ya con dos detectores
que pueden medir la región epitermal o termal según el diseño de la herramienta. Y la última
herramienta es la Sonda de Porosidad por Acelerador (APS), que usa una fuente electrónica para
los neutrones y mide la región epitermal.
Algunas compañías ofrecen una herramienta neutrónica que usa un acelerador que genera
neutrones, eliminando la necesidad de una fuente química. Esto minimiza problemas de
seguridad en la planchada del taladro y más aún en el caso de que la herramienta se pierda en el
pozo.
V.- FUNCIONAMIENTO
El registro neutrón mide la radiación inducida
de la formación, producida al bombardear a la
formación con electrones de rápido
movimiento. La herramienta responde
principalmente al hidrógeno presente en la
formación.
Los neutrones son partículas eléctricamente
neutras con una masa casi idéntica a la masa
de un átomo de hidrógeno. Los neutrones de
alta energía emitidos hacia la formación
pierden su energía en forma proporcional a la
masa relativa de los núcleos con los cuales
colisionan en la formación. Las mayores
pérdidas de energía ocurren cuando el neutrón
colisiona con un núcleo de prácticamente
igual masa, por ejemplo el hidrógeno. En
pocos microsegundos, los neutrones han
disminuido su velocidad por sucesivas
colisiones a velocidades térmicas que
corresponden a energías de aproximadamente
0,025 electronvoltios (eV).
Luego ellos se dispersan aleatoriamente hasta que son capturados
por el núcleo de átomos como el de cloro, hidrógeno, sílice y
otros más. Los núcleos “capturadores” se excitan intensivamente
y emiten un rayo gamma de captura de alta energía. Dependiendo
del tipo de herramienta neutrónica, se contabiliza en un detector
de la herramienta o estos rayos gamma de captura o los mismos
neutrones.
Cuando la concentración de hidrógeno del material circundante a
la fuente neutrónica es grande, la mayoría de los neutrones
pierden velocidad y son capturados a una corta distancia de la
herramienta. Sin embargo, si la concentración de hidrógeno es
pequeña, los neutrones viajan más lejos de la fuente antes de ser
capturados. De acuerdo a esto, la tasa de cuentas en el detector
aumenta para concentraciones de hidrógeno reducidas y
disminuye con la creciente concentración de hidrógeno. La
porosidad basada en el conteo de neutrones está dada por:
Donde N es el número de electrones lentos contados, a y b son
constantes empíricas determinadas por una calibración apropiada
(en matriz caliza o arenisca) y es la porosidad. Dos factores
adicionales se deben considerar en la interpretación de registros
neutrónicos: Primero, la presencia de arcillas indicará una alta
porosidad neutrón debido al agua ligada a las arcillas. Segundo,
debido a la menor concentración de hidrógeno en el gas que en el
petróleo o en el agua, una zona contentiva de gas indicará una
porosidad neutrón que es menor de lo que debería ser.
VI.- TIPOS DE REGISTROS NEUTRÓNICOS
Los equipos neutrónicos en uso incluyen la serie GNT, el aparato SNP (Sidewall Neutron
Porosity) y el CNL (Compensated Neutron Log). Las fuentes utilizadas que emiten neutrones
con energía inicial de varios millones de eV son la de Plutonio-Berilio (Pu-Be) o la de
Americio-Berilio (Am-Be).
Herramienta GNT
El GNT es un aparato de medición no-direccional que emplea un detector sensible a los rayos
gamma de captura de alta energía y a los neutrones de velocidad termal. Puede utilizarse en un
pozo abierto o en un pozo entubado. Las lecturas de esta herramienta se veían muy
influenciadas por la salinidad del fluido, temperatura, presión tamaño del agujero, alejamiento,
enjarre, peso del lodo y el revestimiento del agujero.
Herramienta SNP
La herramienta de SNP fue diseñada para la operación en un agujero abierto. La fuente y el un
detector están situados en una resbalón, 16 pulgadas aparte, usando una configuración que se
asemeja al de la herramienta de la densidad.
El detector se blinda de los neutrones termales con un compuesto del boro. El resbalón se aplica
a la pared del agujero del alesaje para reducir al mínimo efectos del agujero y del mudcake del
alesaje. Las ventajas de la herramienta de SNP son que el registro se puede registrar
simultáneamente con el registro de la densidad, y que el registro es efectuado mucho menos por
la pizarra porque detecta los neutrones epitérmicos en vez de rayos gama resultando de captura.
La desventaja es que el uso de solamente un detector previene la corrección para los efectos del
mudcake y de la perforación. La herramienta era muy acertada en la detección del gas
conjuntamente con la herramienta de la densidad, pero desafortunadamente fue continuada
debido a las velocidades de registración bajas que eran requeridos debido a la tarifa baja de la
cuenta del neutrón epitérmico.
En la herramienta SNP, la fuente de neutrones y el detector se montan en un patín que se aplica
a la pared del agujero. El detector de neutrones es un contador proporcional recubierto de
manera que sólo se detectan neutrones que tengan energías mayores a 0.4 eV (epitérmicos). La
herramienta SNP tiene muchas ventajas sobre la GNT:
Como es un instrumento que se aplica a la pared, se minimizan los efectos de agujero.
Se miden los neutrones epitérmicos, lo cual minimiza los efectos alteradores de
elementos que absorben neutrones térmicos (como el cloro y el boro) en las aguas y
matriz de formación.
La mayoría de las correcciones requeridas se realizan automáticamente en los
instrumentos de superficie.
Proporciona buenas mediciones en agujeros vacíos.
Este equipo está diseñado para operar únicamente en agujeros abiertos, vacíos o llenos de
líquido. Con los datos de neutrones del SNP se registra simultáneamente una curva de calibre.
La herramienta compensada del neutrón (CNL).
La herramienta de CNL se equipa de 2 detectores que sean sensibles a los neutrones termales.
La herramienta CNL está diseñada para combinarse con cualquier otra herramienta para
proporcionar así un Perfil Neutrónico simultáneamente con otros perfiles. El CNL es un
instrumento de detección de neutrones termales, con dos espaciamientos, la relación entre el
número de pulsos o cuentas (counting rate) recibidos en los dos detectores se procesa en el
equipo de superficie para tener un registro del índice de porosidad neutrónica, en escala lineal.
La fuente de 16 Curies y espacios mayores entre la fuente y el detector dan a la herramienta
CNL una mayor profundidad radial de investigación. Esta herramienta no se puede usar en
agujeros llenos de gas.
Como dicha herramienta mide los neutrones térmicos, la respuesta se ve afectada por los
elementos que tienen una alta sección transversal de captura de neutrones térmicos. La
herramienta es sensible a la arcilla de la formación ya que ésta generalmente contiene pequeñas
cantidades de boro y otros elementos raros que tienen secciones de captura de neutrones
térmicos particularmente alta. Este efecto, si es excesivo puede ocultar la respuesta de la
herramienta al gas en formaciones con arcillas.
Para optimizar la respuesta al gas y mejorar la interpretación en la presencia de elementos
absorbentes de neutrones térmicos, la herramienta de Doble Porosidad incorpora dos detectores
de neutrones epitermales además de detectores de neutrones termales. Con esto se obtienen dos
mediciones de porosidad por separado, una de cada par de detectores. La comparación de las
dos mediciones de porosidad indica el contenido de arcilla o la salinidad del fluido de la
formación
Especificaciones:
Diámetro 38 mm
Longitud 2.08 m
Peso 8 kg
Temperatura máxima 70ºC (dispone de márgenes extendidos)
Presión máxima 20 MPa (dispone de márgenes extendidos)
Detector neutrónico Tipo: Contador proporcional 3He
Fuente 241 Am-Be
Margen De 0 a 60% de porosidad aparente de la
arenisca
Detector de rayos gamma Cristal Centello Nal(TI) de 50 mm x 25 mm
(disponible en tamaños más grandes)
Espaciado de la fuente al detector 45 cm
VII.- PRESENTACIÓN DEL REGISTRO
Las lecturas de la porosidad en el SNP se calculan y graban directamente en el registro. El
programa CSU proporciona automáticamente las correcciones necesarias en agujeros llenos de
líquido, para peso del lodo, salinidad, temperatura y variaciones de tamaño del agujero. En
agujeros llenos de gas solo se requiere la corrección por tamaño del agujero y se hacen
manualmente utilizando un monograma.
Los registros de CNL y de Doble Porosidad se graban en unidades lineales de porosidad para
una matriz de litología en particular. Cuando una herramienta CNL se corre en combinación con
otra herramienta de porosidad, todas las curvas pueden registrarse en la misma escala de
porosidad. Esta superposición permite una interpretación visual cualitativa de la porosidad y la
litología en presencia de gas. La siguiente figura es un ejemplo de la combinación de un
registro.
VIII.- CALIBRACIÓN
El principal estándar de calibración para los registros de neutrones GNT fue la fosa de neutrones
API en Houston. La respuesta de la herramienta de registro en un caliza saturada de agua con
una porosidad de 19% se definió en 1000 unidades API. Instrumentos de calibración
secundarios con exactitud al foso API, se utilizan para la calibración en el campo.
Antes del procedimiento de calibración API, se utiliza una escala de conteos por segundo de los
registros de neutrones. En el cuadro se muestran los factores de conversión para hacer una
escala de estos y compararlos con los registros de neutrones con escala API. En la actualidad se
hace directamente una escala de los registros de neutrones en unidades de porosidad
La calibración de la herramienta SNP se basa en las numerosas lecturas en formaciones de
mucha pureza y porosidad conocida con presión. Como un estándar secundario se utiliza un
calibrador de medio ambiente en el sitio del pozo. Este instrumento proporciona lecturas
correspondientes a 11% y 22 % de porosidad en calizas.
El estándar principal de calibración para herramientas CHNL es una serie de formaciones de
laboratorio saturadas de aguas. Las porosidades de estas formaciones controladas se conocen en
0.5 unidades de porosidad. El estándar secundario es un tanque de calibración lleno de agua.
Una verificación en el sitio del pozo se realiza utilizando un dispositivo que reproduce la
relación de velocidad de conteo que se obtuvo en el tanque.
IX.- EFECTOS DEL GAS EN LOS REGISTROS DE POROSIDAD
Si la formación se encuentra saturada de gas, las mediciones de densidad (RHOB) serán bajas,
debido a que una formación saturada de gas presenta densidades electrónicas menores que
cuando se encuentra saturada de agua.
Por lo tanto la curva se desviará hacia la izquierda. Igualmente las mediciones de la herramienta
neutrónica (NPHI) serán bajas, debido a que una formación saturada de agua presenta
porosidades neutrónicas menores que cuando se encuentra saturada de agua. Por lo tanto la
curva se desviará fuertemente hacia la derecha.
X.- EFECTOS DE LA SALINIDAD
Hay dos factores que afectan la medición del neutrón en la formación: -El cloro en el agua de
formación -La sección de captura de la matriz de la roca (Sigma). El método de corrección por
salinidad más simple es asumir que la matriz es limpia y que el Sigma de la matriz es conocido,
esto deja a la salinidad (filtrado de lodo) como la única variable. La solución completa es medir
el Sigma total de la formación y usar esta medición para calcular la corrección. La corrección
puede ser mayor pero no es aplicada en el campo debido al desconocimiento de la litología, por
lo tanto el Sigma es desconocido; por eso sólo se toma en cuenta en la fase de interpretación.
XI.- FACTORES QUE AFECTAN LAS LECTURAS
Diámetro del hoyo: Mientras mayor sea el diámetro del hoyo, mas neutrones serán
capturados en el lodo y por lo tanto disminuirá la intensidad de los rayos de captura que
llegan al detector. Esto trae como consecuencia indicaciones falsas de porosidad.
Salinidad del lodo: Cuando el lodo presenta altas concentraciones de sales se tiene una
alta sección de captura de neutrones, debido a que hay mayor presencia del ion cloro.
Efectos de formación: la cantidad de arcilla presente dentro de las formaciones
permeables afectara las lecturas debido a que estas tienen gran cantidad de agua
confinada y por lo tanto presentaran un elevado índice de hidrogeno; en estas
condiciones, se registraran porosidades erróneas.
Propiedades de los fluidos: El fluido presente en la formación dentro del radio de
investigación de la herramienta afectara la respuesta del perfil dependiendo de su índice
de hidrogeno. El petróleo y el agua tienen índices de hidrogeno similares. El gas en
cambio, tiene un índice muy bajo y por tanto su efecto vendrá manifestado por una
disminución calculada en ese punto. Si la invasión ha sido muy efectiva, en ocasiones
será imposible detectar el gas mediante el perfil neutrónico.
XII.- SENCIBILIDAD A EFECTOS AMBIENTALES
Diámetro del pozo: El efecto del diámetro del pozo puede tener un efecto apreciable en
la lectura del perfil. En general, cuando densidad y neutrón son corridos combinados,
esta corrección es efectuada automáticamente utilizando el, diámetro del calibrador del
perfil de densidad que, en pozos ovalados, mide el diámetro máximo del pozo.
Espesor del revoque: Existe un efecto residual por espesor del revoque ya que el "ratio"
no es completamente insensible a la presencia del revoque.
Salinidad del lodo: Es la corrección por el efecto del cloro en el lodo, originada en su
gran sección transversal de captura para neutrones termales.
Salinidad en la formación: Es la corrección por el efecto del cloro en la formación,
originada en su gran sección transversal de captura para neutrones termales.
Densidad del lodo: Es la corrección por el efecto de la densidad del lodo, que disminuye
el valor de porosidad del perfil. Su importancia aumenta al aumentar la porosidad y el
valor de la densidad del lodo.
Separación herramienta/pared del pozo: El efecto de la separación entre la herramienta
de perfilaje y la pared del pozo puede afectar apreciablemente la lectura del perfil. Es la
corrección por el efecto del lodo entre la herramienta y la formación, originada por la
presencia de un separador o "stand-off" que normalmente es de 0.5.
Presión hidrostática: Es la corrección por el efecto de la presión hidrostática dentro del
pozo, que aumenta el valor de porosidad del perfil. Su importancia aumenta al aumentar
la porosidad y el valor de la presión hidrostática en el lodo.
Temperatura del lodo: El efecto de la temperatura del lodo puede tener un efecto
apreciable en la lectura del perfil. Este efecto es mayor a altas porosidades y aumenta
con la temperatura del lodo. Las compañías que prestan servicios de perfilaje publican
gráficas que permiten efectuar las correcciones mencionadas, así como por arcillosidad
y efecto de hidrocarburos livianos.
XIII.-RELACIÓN ENTRE EL ÍNDICE DE HIDROGENO Y POROSIDAD
Frecuentemente se obtiene el perfil de neutrón expresado en 'matriz caliza', lo que significa que
en calizas limpias y acuíferas la porosidad aparente de neutrón es la verdadera porosidad de la
formación. En ariscas limpias y acuíferas, la porosidad aparente de neutrón (expresado en
matriz caliza) es menor que la verdadera porosidad de la formación. De la misma manera, en
dolomías limpias y acuíferas, la porosidad aparente de neutrón (expresado en matriz caliza) es
mayor que la verdadera porosidad de la formación.
La porosidad neutrón f N de una formación limpia y acuífera se obtiene como la suma de las
porosidades neutrón de cada elemento, ponderada por su volumen en la formación. En el caso
de una formación limpia con porosidad f y zona lavada de más de 45 cm de extensión.
XIV.- ECUACIÓN TEORIACA
Frecuentemente se obtiene el perfil de neutrón expresado en 'matriz caliza', lo que significa que
en calizas limpias y acuíferas la porosidad aparente de neutrón es la verdadera porosidad de la
formación. En ariscas limpias y acuíferas, la porosidad aparente de neutrón (expresado en
matriz caliza) es menor que la verdadera porosidad de la formación. De la misma manera, en
dolomías limpias y acuíferas, la porosidad aparente de neutrón (expresado en matriz caliza) es
mayor que la verdadera porosidad de la formación.
La porosidad neutrón de una formación limpia y acuífera se obtiene como la suma de las
porosidades neutrón de cada elemento, ponderada por su volumen en la formación. En el caso
de una formación limpia con porosidad y zona lavada de más de 45 cm de extensión, la
ecuación de respuesta es:
Donde:
= Índice de hidrogeno de la formación
= Porosidad de la Formación 0< <1
= Fracción de la roca ocupada por la matriz limpia, 0< <1
= Índice de hidrogeno de la matriz, -2 < < 3
En esta ecuación la suma de la porosidad y el volumen de la matriz constituyen el total de la
roca; por lo tanto se debe cumplir que:
Puede obtenerse la porosidad aparente de densidad para la formación limpia y acuífera.
Es interesante observar que cuando la matriz es caliza (en la que ) y el valor del
índice de filtrado la porosidad aparente de neutrón resulta se igual a la
porosidad de la formación en pu/100 o multiplicacnado todas las
porosidades por 100 para expresarlas en pu.
Que confirma que el perfil en matriz caliza obtiene directamente la porosidad en calizas limpias
y acuíferas.
En el caso que la formación se arcillosa, las ecuaciones anteriores se modifican:
Donde los parámetros tienen un mismo significado indicado con las siguientes condiciones
Es el valor de la fracción de la roca ocupada por lutita 0<Vs<1 Es el valor de la densidad de la litita
En esta ecuación la suma de la porosidad el volumen de la matriz y el volumen total de
la roca debe cumplir que:
Ecuación General:
XV.- COMBINACIÓN DENSIDAD – NEUTRÓN
En reservorios con contenido de gas la porosidad neutrón es menor y la densidad se
reduce (aumenta la porosidad densidad).
Verifique con mudlog, GR y Caliper que la litología es consistente.
Si se conoce la litología se puede leer la porosidad de la escala en la línea de litología
relevante.
Ejemplo
El intervalo desde 14.601 a 14.624 pies muestra la respuesta de rayos gamma bajo, típica de un
yacimiento y el cruce densidad-neutrón (NPHI<DPHI) es típico de una zona contentiva de gas.
Las curvas de porosidad neutrón y densidad están referenciadas a la litología de la zona. Nota:
las curvas grabadas en unidades de caliza aparente muestran un falso cruce en una arenisca,
debido al efecto litológico.
CONCLUSIÓN
Las respuestas de los aparatos neutrónicos reflejan principalmente la cantidad de hidrógeno en
la formación. Como el petróleo y el agua contienen prácticamente la misma cantidad de
hidrógeno por unidad de volumen, las respuestas reflejan primordialmente la cantidad de
espacio poral lleno de líquido en formaciones limpias. Pero esta respuesta corresponde a todos
los átomos de hidrógeno de la formación incluyendo aquellos que están combinados
químicamente en los materiales de las formaciones.
De esta manera, la lectura de un perfil neutrónico depende principalmente del índice de
hidrógeno de la formación. El índice de hidrogeno es proporcional a la cantidad de hidrógeno
por unidad de volumen, tomando como unidad del índice de hidrogeno del agua dulce en las
condiciones existentes de la superficie.
ANEXOS
BILIOGRAFIA
Registros Litológicos y de Porosidad, Modulo II – Ing. Marcos Perdomo
Introducción al análisis de los registros de pozos – Halliburton/Welex
Manual Básico para la interpretación de Registros de Pozos – Ing. Guillermo Guillot
Merchand
Propósito de la Evaluación de Formaciones - E. Donato-J. Borri – Talara Marzo 1991
Principios/Aplicaciones de la interpretación de Registros – Schlumberger
Registros de Pozos – PDVSA
Log Interpretation Charts - Schlumberger
Well Logging For Earth Scientists, second edition – Darwin V. Ellis
Perfilagem conceitos e aplicações – PetroBras - 2000