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• Andres Brito

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Capítulo 6: Registros de Resistividad

Capítulo 6: Registros de Resistividad

Resumen: Análisis de las características y respuesta de las herramientas de resistividad y microresistividad. Definición de los efectos ambientales y de invasión. Evaluación del diámetro de invasión y determinación de las verdaderas resistividades de la formación. 1. Registros de resistividad

Los registros de resistividad, por oposición a los de micro-resistividad, tienen gran profundidad de investigación y reducida resolución vertical; son los registros utilizados para determinar la verdadera resistividad de la zona virgen (para lo cual utilizan la información obtenida por los registros de microresistividad) y se los denomina de 'registros de resistividad profunda'. Existen dos tipos básicos de herramientas de resistividad profunda: las de inducción y las de laterolog.

Los registros de resistividad profunda pueden ser utilizados para:

. . .

. . .

Detección rápida de hidrocarburos Determinación del diámetro de invasión Determinación del espesor de capas

Determinación de la saturación de agua Determinación de la resistividad del agua Correlación con otros registros/otros pozos

Todos los registros de resistividad profunda incluyen la obtención de una curya de potencial espontáneo o SP ("Spontaneous-Potential") y pueden combinarse con herramientas de rayos gamma. 1. Registro de inducción

El registro de inducción mide la conductividad de la formación, expresada en mho-mlm2, simplificado para mho/m; en la práctica, por ser esta unidad muy grande, se utiliza frecuentemente el

milésimo

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milimho/m. Esta unidad se expresa en el día a día como 'milimho'.

Para ser coherente con los otros registros de resistividad, a partir de la conductividad se

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su

recíproca,

la

resistividad, medida en ohmm'/m, simplificado para o'm (ohm-m).

Existe

la siguiente relación

entre un valor C de conductividad expresada en milimho y el valor de la resistividad R correspondiente expresada ert f).m:

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Consufrona

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Capítulo 6: Registros

de

Resistividad

R=1.000 c

(6-1)

La herramienta de inducción (Figura 6-1)contiene un arreglo de bobinas eléctricas aisladas en un cuerpo no conductivo de"fibra de vidrio y alimentado por un oscilador de corriente constante, la que genera un campo magnético alrededor de la herramienta que, a su vez, induce corrientes en la formación con intensidades que dependen de su conductividad (o resistividad).

La corriente que circula en anillos concéntricos alrededor de la herramienta, en la formación, genera un segundo campo magnético proporcional a la intensidad de las :orrientes en la formación (y, por consecuencia, proporcional a la conductividad de la formación), que es detectado por el arreglo de bobinas receptoras en la herramienta. Esta información obtenida por las bobinas receptoras en la herramienta es enviada a la superficie, donde es convertida en valores de conductividad, con mnemónico CILD, y de resistividad, con mnemónico lLD. En el cuerpo de la sonda existen electrodos que envían corriente a la formación para obtener el registro de resistividad esférica enfocada o SFL ("spherical-Focalized-Log"), además de un electrodo para la obtenciÓn del registro de potencial espontáneo o SP ("Spontaneous-Potential").

Las herramientas de inducción modernas tienen arreglos de bobinas que permiten simultáneamente medir una segunda curva de conductividad con menor profundidad de investigación, con mnemónico CILM, generando una resistividad somera, con mnemónico lLM. Esta doble configuraciÓn es la que justifica el nombre de doble-inducción o DIT ("Dual-lnduction-Tool") de estas herramientas.

La Figura 6-2 muestra una combinación de herramientas. Algunas características de la herramienta de inducción (o de doble-inducción) son:

. .

. .

Funciona en lodos no conductivos o en pozos perforados con aire Combinable con otras herramientas (micro-resistividad, porosidad, GR)

Adecuada para formaciones de bajas resistividades (menores que 100 a'm) Adecuad a para capas de mas de 6 ft de espesor

En elCapítulo 3 se discute la presentación del registro de doble-inducción. 1. 1. 1. Registro de resistividad

esférica enfocada

("Sphericalelectrodos

El registro de resistividad esférica enfocada o SFL Focalized-Log") es obtenido utilizando un arreglo de que existen en el cuerpo de la sonda de doble-inducción; por

ellos se envía corriente información de 1. 2. Registro

SFL,

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El registro de laterolog mide la resistividad de la formación en ohm-m2/m, simplificado para o'm (ohm-m), presentada generalmente en escala logarítmica en las pistas 2 y 3, en escala de 0.2 a 2,000 A'm.

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La herramienta (Figura 6-3) tiene electrodos de corriente y de medición; los electrodos de corriente fuerzan la circulación de

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Capítulo 6: Registros de Resistividad

corriente eléctrica dentro de la formación enfocándola radialmente y limitándola dentro de un espesor de aproximadamente 2 ft. Midiendo el potencial eléctrico GR necesario para generar [a corriente de medida, puede obtenerse la resistividad de la formación. El conjunto de electrodos mencionados está configurado de tal rnanera que enfoca la corriente para que penetre lo mas profundo posible dentro de la formación, midiendo la resistividad profunda, con mnemónico LLD. Otro generador de corriente está conectado a este mismo conjunto de etectrodos, utilizándolos con otra configuración de electrodos de corriente y de medición, de manera que la corriente eléctrica enviada por esta segunda configuración pierda el enfoque relativamente rápido, así evitando penetrar en la formación tan profundamente como la medida de

LLD, pero penetrando rnas profundo que las herramientas de micro-resistividad; así se mide la resistividad somera, con mnemónico LLS- Esta doble configuración es la que justifica el nombre de doble-laterolog o DLT ("Dual-Laterolog-Tool") de esta

herramienta

La Figura 6-4 muestra una combinación de herramientas. Algunas características de la herramienta de doble-laterolog son:

. .

DLT

MSFL

12.2

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Figura 6-4

Amplio rango dinámico, de 0.2 a 20,000 A'm Utilizable en lodo de salinidad media y alta Lectura confiable en altos contrastes RtlR^;

. .

Combinable con otras herramientas (micro-resistividad, porosidad, GR) Resolución vertical de aproximadamente 2 ft

En elCapítulo 3 se discute la presentación delregistro de doble-laterolog.

1.3. Efectos

ambientales

H&dme,'rm)

los registros mencionados (ambos registros de inducción, ILM e lLD, ambos registros de laterolog, LLD y LLS, y el registro de SFL) son afectados por la resistividad del lodo y de las capas adyacentes, por eldiámetro del pozo, por el espesor de la capa medida y por la posición de Ia herramienta en el pozo. Existen gráficas que permiten corregir estos efectos comunes a todos los registros mencionados, así como para corregir los Todos

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síguientes efectos particulares (las Figuras 6-5, 6-6 y 6-7 muestran algunos ejemplos):

o

efectos del espesor

de la capa medida

sobre los registros de ILD e lLM.

.

efectos de

46alol2i416la4 He&rerlfL)

la resistividad de las capas

Figura 6-5

adyacentes sobre los registros de LLD y LLM; estas capas alteran la distribucién de las líneas de corriente de acuerdo al contraste de resistividades y al espesor de la capa medida, así alterando elvalor de la resistividad medida en la capa de interés.

Todas estas correcciones están incorporadas en programas de computadora y el intérprete debe apenas verlficar los parámetros de entrada y las correcciones efectuadas por la computadora.

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Capítulo 6: Registros de Resistividad

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Figura 6-7 Figura 6-6 El valor de la resistividad del lodo, necesario para efectuar estas correcciones y generalmente disponible a condiciones de superficie, debe ser convertido a las condiciones de la zona en estudio.

Las compañías que prestan servicios de registros publican gráficas para estimar las

correcciones

necesarias en función de los parámetros mencionados. Durante el desarrollo de este curso se explicará y se practicará la utilización de estas gráficas. 1.

3. 1. Otros efectos que influencian las mediciones El registro de resistividad profunda LLD de laterolog es particularmente sensible al efecto Groningen. Este efecto se produce cuando la herramienta se aproxima a una capa de resistividad infinita; en estas condiciones, la herramienta no consigue mantener el enfoque de la corriente (la cual debe regresar a superficie), con lo cual se observa un aumento progresivo de la resistividad medida. El efecto desaparece completamente cuando la capa de resistividad infinita queda por debajo de la herramienta.

2.

Registros de micro-resistividad Los registros de micro-resistividad se caracterizan por ser obtenidos a través de patines apoyados contra la pared del pozo, con configuraciones de electrodos que tienen pequeña profundidad de investigación y una buena resolución vertical, como muestra la Figura 6-8.

Algunas aplicacÍones de los registros de micro-resistividad, utilizados junto a los registros de resistividad media y profunda, son:

. . . . Página 4

. móviles delfiltrado . lodo invasión .

Determinación de hidrocarburos Determinación de la resistividad Determinación de la resistividad del Corregir la resistividad profunda por

Corregir los registros de porosidad por efectos de hidrocarburos livianos Determinación del espesor del enjarre Determinación de la saturación S'o

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Capítulo 6: Registros de Resistividad 2. 1. Registro de micro-resistividad esférica enfocada

El registro de micro-resistividad esférica enfocada o MSFL ("Micro-Spherical-Focalized-Log") generalmente es obtenido en combinación con otros registros. La medición es efectuada por un patín con un arreglo de electrodos presionado contra la pared del pozo por un brazo mecánico en la generatriz opuesta, lo que permite obtener la medición del diámetro del pozo o "caliper". Esta medición es denominada de 'calibrador de dos brazos' y se caracteriza por medir generalmente el diámetro mayor del

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configuración de electrodos en el patín enfoca la corriente enviada a la formación de tal forma que se investigan apenas unas pocas pulgadas dentro de la formación, lo que permite obtener información de la zona lavada.

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2. 2. Registro de micro-laterolog

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El registro de micro-laterolog o MLL ("Mlcro-Laterolog"), predecesor del registro de MSFL, tiene una profundidad de Figura 6-8 investigación de aproximadamente 4", siendo adecuado en caso de enjarre no muy gruesos (espesor menor que 3/8"). Con esta herramienta se obtiene también un registro de microlog o ML ("Microlog"), explicado en el párrafo 2.4 de este Capítulo. 2. 3. Registro de proximidad

El registro de proximidad o PL ("Proximity-Log"), también predecesor del registro de MSFL, tiene

una

profundidad de investigación mayor que la del MLL, por lo tanto es adecuado en casos de enjarre de mayor espesor. Como consecuencia de su mayor profundidad de investigación, puede ser afectado por la resistividad R¡ en casos de diámetro de invasión pequeño. Con esta herramienta se obtiene también un registro de microlog o ML ("Microlog"), explicado en el siguiente párrafo.

2.4. Registro de microlog

El registro de microlog o ML ("Microlog") fue el primer registro de contacto con la pared del pozo. Actualmente puede ser obtenido en combinación con el registro de propagación de onda electromagnética, ambos con excelente resolución vertical. El patín de ML contiene tres pequeños electrodos al¡neados verticalmente, separados entre sí por 1", los que permiten dos mediciones con diferentes profundidades de investigación, obteniendo información del enjarre (si existe enjarre) y de un pequeño volumen de formación inmediatamente detrás del enjarre. Estas dos mediciones constituyen un excelente indicador de presencia de invasión y por lo tanto, de permeabilidad en la zona en estudio.

Las curvas de resistividad medidas son la Rr*r o microinversa y la R2 o ñormál, con profundidad de investigación mayor que la microinversa y por lo tanto, midiendo una resistividad mayor (la resistividad del enjarre es levemente mayor que la del lodo y, generalmente, mucho menor que la resistividad de la zona lavada). Esta separación Rz > Rr,, es denominada de 'separación positiva'.

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5

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Capitulo 6: Registros de Resistividad

La interpretación utilizando gráficas provistas por las compañías de servicios de registros permiten evaluar el espesor h*, del enjarre, así como el valor de la resistividad R de la zona lavada. "

2- 5. Efectos ambientales

Todos los registros de micro-resístividad (MLL, PL, MSFL) son afectados y deben ser corregidos por el espesor y la resistividad del enjarre. La presencia de lodo frente al patín, en caso de mal contacto del patín con la formación, afecta todos los registros de micro-resistividad.

Las compañías que prestan servicios de registros publican gráficas para estimar las

correcciones y de este (Figuras Durante el desarrollo 6-9 610). necesarias en función de los parámetros mencionados gráficas. curso se explicará y se practicarálaulilización de estas (Ir

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3. lnterpretación El valor de la resistividad profunda después de corregido por condiciones ambientales, puede ser tomado en primera aproximación como representativo de la resistividad & de la zona virgen. Sin embargo, es nécesario verificar que el diámetro de invasión no sea excesivamente alto para que no exista necesidad de corregir también por efecto de invasión. Las Figuras 6-11 y 6-12 muestran ejemplos de patrones de invasíón y de resistividad en las proximidades delpozo.

Como regla práctica puede decirse que después de corregir los efectos de las condiciones ambientales, para diámetros de invasión mayores que 40", los registros de micro-resistividad no necesitan corrección por invasión, indicando el valor de resistividad R, de la zona lavada. Cuando eldiámetro de invasión es menor que 40", el registro de inducción no necesita de corrección por efecto de invasión, indicando elvalor de la resistividad R¿ de la zona virgen. E[ registro de laterolog siempre necesita conección por invasión.

3. 1. 1. Determinación del diámetro de invasión y de las verdaderas resistiüdades de la roca Esta corrección puede hacerse cuando se dispone de tres curvas de resistividad: una micro-resistividad, una resistiüdad media y una profunda. Para ello, se utílizan las gráficas denominadas de 'tornado', donde entrando con las lecturas de los tres registros de resistividad mencionados, se obtienen los valores del diámetro d¡ de invasión, de la resistividad R o de la zona lavada y de la resistividad Rr de la zona virgen. Página 6

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Capítulo 6: Registros de Resistividad

Cabe destacar que la mayoría de estas gráficas se refieren a condiciones del patrón de invasiÓn (no existe anillo o "annulus" ni zona de transición) que no siempre son representativas de las condiciones reales. loo

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Las compañías que prestan servicios de registros publican las gráficas 'tornado' para determinar el diámetro de invasión y las verdaderas resistividades de la roca (Figura 6-13). Durante el desarrollo de este curso se explicará y se practicará la utilización de estas gráficas.

3. 1.2. Uso de la resistividad de la zona Iavada para corregir la resistividad profunda por invas¡ón Puede expresarse la lectura del registro de resistividad profunda LLD de laterolog, después de corregido por condiciones ambientales, como compuesto por'dos contribuciones: una proveniente de la zona lavada (idealizada como un cilindro de diámetro d¡ igual al diámetro de invasión) y la otra proveniente de la zona virgen, fuera de este cilindro. Este modelo permite representar la lectura del registro como la suma de dos resistividades en serie:

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J) R¡

(6-2)

Este modelo representando la lectura del registro como la suma de dos resistividades en serie no puede ser aplicado a la herramienta de inducción, ya que ésta mide conductiv¡dad; sin embargo, el mismo concepto puede aplicarse con un modelo que represente la lectura del registro como la suma de dos conductividades en paralelo, donde CILD = lllLD es la conductividad medida por la herramienta de inducción:

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Capitulo 6: Registros de Resistividad

Las compañías que prestan servicios de registros publican gráficas para de los coeficientes J y G en función de diámetro d¡ de invasión, que permiten calcular el valor de la resistividad Rr cuando se conocen los valores

de la resistividad LLD (o ILD) y R,. Durante el desarrollo de este curso se explicará y se practic ará la utilización de estas gráficas.

3. 1. 3. Ecuación de respuesta para las resistividades de las zonas lavada y virgen Las ecuaciones de respuesta para las resistividades de las zonas lavada y virgen son las ecuaciones de saturación (ecuaciones 2-24 a 2-2Ba), Ias que expresan la resistividad de la zona en función de las resistividades de los fluidos y minerales conductivos (lutita) y de sus volúmenes en la formación. Lamentablemente estas ecuaciones no son lineales, lo que las hace de difícil solución para el cálculo manual. Por esta razón, frecuentemente se adoptan los exponentes igual a 2 y las raíces cuadradas para facilitar los cálculos.

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Comparación inducción - laterolog La herramienta de doble-inducción es recomendada para formaciones de baja resistividad (menores que 100 a.m) y para pozos con lodos no conductivos, ya que en ellos no puede obtenerse el regístro de doble-laterolog.

La herramienta de doble-laterofog es adecuada para formaciones de altas resistividades y para pozos con Figura 6-13 lodos de muy alta salinidad, donde el registro de inducción tendría un efecto ambiental muy grande, proveniente de la alta conductividad del lodo.

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