Los dispositivos de perfilaje que se bajan al pozo son diseñados para medir las propiedades eléctricas, acústicas y radioactivas de la formación y presentan las respuestas en forma continua, como un registro a lo largo de todo el pozo. Una gran cantidad de dispositivos basados en estos principios de medición han sido diseñados y utilizados en la industria petrolera desde el año 1927, muchos de ellos están fuera de uso, otros han sido mejorados con las nuevas tecnologías.

PERFILES RESISTIVOS

PERFIL ELECTRICO CONVENCIONAL

Este perfil esta compuesto de cuatro curvas:

Curva lateral Curva normal Larga Curva normal corta Curva del potencial espontaneo

La curva lateral es lla representación de las mediciones hecha por un dispositivo lateral que esta compuesto de cuatro electrodos.

CURVA DEL POTENCIAL ESPONTANEO

Esta curva es un registro de la diferencia entre el potencial eléctrico de un electrodo móvil en el pozo y el potencial de un electrodo fijo en la superficie. Por lo general,

frente a lutitas la curva del potencial espontaneo, SP define una línea más o menos recta en el registro, la cual se denomina línea base de lutitas. Frente a las formaciones permeables, la curva muestra desviaciones de dicha línea base, las cuales en las capas de suficiente espesor, tienden a alcanzar una deflexión esencialmente constante que es llamada línea de arenas. La deflexión se considera negativa (izquierda) y positiva (derecha) el cual depende de la diferencia de salinidad entre el agua de formación y el filtrado. Si la salinidad del agua de formación es mayor, la deflexión será hacia la izquierda.

El potencial espontaneo que se desarrolla no se puede registrar en pozos con lodos no conductores porque estos no proveen continuidad eléctrica entre ambos electrodos. Si la resistividad del filtrado de lodo y la del agua de formación son similares, las deflexiones de la curva de SP serán pequeñas y presentara una forma achatada sin variaciones apreciables.

El potencial espontaneo que se registra es el resultado de una combinación de cuatro potenciales eléctricos que se desarrollan en el pozo penetra en las formaciones.

Electroquímico de membrana Esh, que se desarrolla en la lutita impermeable entre su superficie de contacto horizontal con la zona permeable y su superficie de contacto vertical con el pozo.

Electroquímico de contacto Ed que se desarrolla en la superficie de contacto entre la zona invadida y la no invadida en la capa permeable.

Electrocinético Emc desarrollado a través del revoque de barro. Electrocinético Esb que se encuentra en una lamina delgada de lutita adyacente

al pozo.

Al no considerar los potenciales electrocinéticos, entonces el SP total será igual al potencial electroquímico Ec que es la suma del potencial de membrana y el contacto:

a) Factores que afectan a la curva SP El espesor de la capa La resistividad de la formación La profundidad de la invasión Resistividad del lodo y el diámetro del pozo

b) Aplicación de la curva de SP Identificar zonas permeables y porosas Determinar el valor de Rw Determinar la arcillosidad de la formación Correlacionar las unidades litológicas

PERFIL DE INDUCCION

Este perfil se basa en campos electromagnéticos y en corrientes inducidas, utiliza bobinas en vez de electrodos, su fundamento de medición es totalmente diferente que sus antecesores; la inducción puede ser corrida en lodos no conductivos como lodos base de petróleo, emulsión invertida o aire donde resulta imposible para los demás dispositivos de resistividad.

Se hace pasar una corriente de frecuencia constante pos la bobina trasmisora, esta corriente de frecuencia constante por la bobina transmisora, esta corriente produce un campo electromagnético alterno de la misma que se extiende a la formación a una distancia considerable alrededor del dispositivo. Este campo genera a su vez una corriente inducida en la formación, de acuerdo con los principios electromagnéticos que dice que un campo alterno induce una corriente en cualquier conductor atravesado por el campo. Esta corriente inducida en la formación fluirá circularmente alrededor del pozo en un plano perpendicular al eje del mismo o sea que la formación y todo lo que esta alrededor del dispositivo, hacen las veces de un solo conductor.

Esta corriente inducida genera un campo electromagnético secundario que a su vez induce una corriente en la bobina receptora. El voltaje de esta corriente es proporcional a la conductividad de la formación, ya que si la formación no fuera conductiva, no generaría ninguna corriente en la bobina receptora.

a) Condiciones desfavorables Lodos salinos Pozos con diámetro mayor que 12 pulgadas. Formaciones de interés con espesores muy pequeños Formaciones de muy alta resistividad mayor que 200 Ω-m.

LATEROPERFIL

Utilizan una serie de electrodos múltiples para hacer que la corriente se desplace lateralmente a través del lodo hasta la formación. Las ventajas que se obtienen son: capacidad para operar en lodos muy salados, excelente definición de la cpa, ideal para capas finas.

SISTEMAS COMBINADOS DE LATEROPERFILES

Actualmente se disponen de sistemas combinados que utilizan dispositivos de diferentes profundidades de investigación. Por lo general combinación de tres profundidades de investigación son los más usados para determinar Di, Rxo y R4 simultáneamente.

a) Condiciones favorables Pozos perforados con lodos salinos Formación con altas resistividades donde la inducción pierde su

precisión (>200 Ω-m) Formación de capas delgadas de 10 pies o menor

PERFIL ESFERICO ENFOCADO

El dispositivo SFL mide la resistividad de la formación cerca del hoyo y proporciona la investigación relativamente superficial, que se requiera para evaluar los efectos de la invasión sobre las mediciones mas profundas de la resistividad. Es el dispositivo de espaciamiento corto que ahora se utiliza en el sistema DIL-SFL, se ha diseñado en sustitución de la normal de 16” y del LL8.

PERFIL MICROESFERICO

Este dispositivo tiene electrodos de enfoque esférico como los del SFL montados en una almohadilla y ha reemplazado al MIcrolateroperfil y al perfil de proximidad, porque es combinable con otros dispositivos de perfilaje, especialmente con el DIL y el DLL, eliminando asi la necesidad de hacer una corrida separada para medir Rxo.

PERFILES ACUSITICOS

PERFIL SONICO DIGITAL

El objetivo principal de este perfil es la determinación de la porosidad de la roca en los yacimientos y se basa en la propagación de ondas de sonido. Existe también un registro

de la amplitud de la onda sónica, que es otro tipo de medición de la onda sónica, que se aplica muy ampliamente en la completación de pozos, determinando el grado de adherencia del cemento con los revestidores.

El dispositivo consta de un transmisor que emite un impulso sónico y de un receptor que lo capta y registra el tiempo, y también como tiempo de transito intervalico ∆t y es reciproco de la velocidad de la onda sónica. Este tiempo de tránsito en una formación dada, depende de su litología y de su porosidad. Conocida su litología, la dependencia de la porosidad, hace que el perfil sónico sirva como registro de porosidad.

Un contador de tiempo da comienzo al periodo de tiempo en que se va a medir y simultáneamente, estimula la fuente de sonido, generando la emisión de una pulsación sónica. Esta pulsación viaja a través del barro, el cuerpo de la sonda y la formación hacia el receptor. El primer impulso en llegar al receptor activa el mismo y da fin al periodo de medición. Las ondas sónicas que se propagan ya sea a través del lodo o del cuerpo de la sonda, llegan después al receptor, se efectúan dos mediciones t1 y t2. Estos son los tiempos que tarda la onda en viajar desde el transmisor a los receptores cercano y lejano respectivamente. La diferencia entre dos tiempos (t2-t1) corresponde al tiempo que demora el sonido para atravesar una sección de la formación, cuya longitud sea igual a la distancia entre los receptores. Dividiendo esa diferencia de tiempo entre esta distancia, se tiene el tiempo que tarda la onda en viajar por un pie de la formación. Los tiempos varían de 40 microsegundos por pie en las formaciones duras, hasta 200 microsegundos por pie en capas resistentes.

a) Saltos de ciclos

En teoría los dos receptores de la sonda sónica se activan con el primer arribo de energía sónica. En la realidad pude ser que el receptor lejano no se active debido a que el

impulso llega muy leve a esa zona y no tiene la fuerza para activar el segundo el cual se activa por el segundo impulso.

b) Efectos de las cavernas

El tiempo consumido en el paso de la onda sónica, desde el trasmisora la pared del pozo y desde la pared al receptor, no queda incluido en el tiempo de transito de la formación registrada, ya que están eliminados por el registro de la diferencia en los tiempos de llegada a los dos receptores. En consecuencia, la influencia de la naturaleza del lodo y el tamaño del pozo, puede considerarse como despreciable en este sistema, siempre que el pozo no experimente cambios bruscos en su tamaño y que el dispositivo se mantenga paralelo a la pared del pozo por medio de centralizadores.

PERFIL SONICO DE ESPACIAMIENTO LARGO

Fue diseñado para resolver problemas que se presentan cuando se perfila para fines sísmicos. Hoy se sabe que en algunas lutitas existe un gradiente de velocidad lateral, las ondas sonoras viajan a una velocidad menor cerca del pozo que a cierta distancia de la pared del mismo. Donde se supone que se propagan a la velocidad verdadera. Otro problema es que en pozos de gran diámetro, a veces en el receptor cercano se capta primero el arribo de una onda que viaja atraves del lodo, que la que viaja a través de la formación, sobre todo en pozos someros.

PERFIL SONICO DIGITAL

Esta basado en el registro del patrón de la onda en su forma total y una técnica de procesamiento de dicha forma de onda. En lugar de limitarse solo al registro de la onda compresional, esta técnica de procesamiento de formas de onda identifica y analiza todas las ondas del tren de ondas. Mediante este perfil, ahora se puede obtener de manera rutinaria lecturas del tiempo de transito de las ondas transversales o de cizallamiento, además de las ondas compresionales.

Son utilizadas de manera exploratoria, útil para calcular las propiedades elásticas e inelásticas de las rocas; así como también para completar los datos sísmicos.

PERFILES RADIOACTIVOS

PERFIL   DE RAYOS GAMA

Mide de manera continua la radioactividad natural de las formaciones para determinar la litología. Los usos son:

Correlación Determinación del contenido de arcillas de la formación Análisis mineralógico

Puede correrse en hoyos abiertos o entubados, ya sean vacíos o llenos de fluido. La grafica se presenta con el incremento de radiactividad a la derecha señalando a las lutitas.

Las lecturas del perfil RG son afectadas por las variaciones del diámetro del pozo y para obtener la intensidad verdadera de los rayos gamma dichas lecturas deben corregirse mediante el empleo de gráficos específicos para pozo no entubado y entubado.

PERFIL DE RAYOS GAMA ESPECTRAL

Este perfil muestra la concentración individual de los elementos Uranio, Torio u Potasio presentes en la formación. Esto se logra mediante la medición del número de rayos gamma que llegan al detector y el nivel de energía de cada uno de ellos para poder determinar la concentración de estos tres elementos.

La imagen muestra la variación Th/K frente a los minerales de arcillas que comúnmente se encuentran en las lutitas atravesadas por los pozos. Sin embargo, con frecuencia este tipo de interpretación da resultados ambiguos que necesita la ayuda de otra información.

PERFIL DE DENSIDAD

Este perfil es usado principalmente para determinar la porosidad de la formación, sin embargo, conjuntamente con otros perfiles emplea también para evaluar formaciones de litología compleja, evaluación de formaciones arcillosas, identificación de minerales y para detección de gas en los yacimientos.

En una formación limpia, cuya matriz tenga una densidad conocida y una porosidad saturada de un fluido de densidad promedio, la densidad total es:

Densidad de varios minerales:

PERFIL DE LITODENSIDAD

Es la tercera generación de los dispositivos de densidad, proporciona además de un perfi de la densidad total de la formación, una curva de absorción fotoeléctrica. Esta curva refleja el número atómico promedio de la formación y es por o tanto un buen indicador del tipo de matriz de roca.

PERFIL NEUTRONICO COMPENSADO

Este perfil puede usarse tanto en pozo desnudo como entubado y con cualquier fluido dentro del pozo. La primera generación de este dispositivo era de un solo detector, empleaban tanto detectores de captura de rayos gamma como de neutrónicos termales, o una combinación de ambos .Estos dispositivos eran muy sensibles a los parámetros del pozo, motivo por el cual la determinación de la porosidad a partir de él estaba sujeta a considerables errores. Actualmente, los de uso estándar, utiliza dos detectores neutrónicos que pueden ser termales o epitermales. La última generación de este tipo de perfil es la combinación de los dos sistemas, termales y epitermales.

El neutrón es una de las partículas elementales del átomo. Es eléctricamente neutra y su masa es igual a la del átomo del hidrógeno. Cuando se emplea para registros de pozos, los neutrones son emitidos por una fuente radioactiva especial a velocidades relativamente altas. Al desplazarse de la fuente emisora hacia la formación, chocan con otros núcleos atómicos. Cada colisión produce una pérdida de energía o una disminución de velocidad hasta llegar a la

velocidad termal, donde es absorbido por el núcleo de átomos tales como cloro, sílice, hidrógeno, etc. Esta absorción da origen a la emisión de un rayo gamma de alta energía, el cual se llama rayo gamma de captura. El sistema de registro neutrónico comprende una fuente de neutrones rápidos y dos detectores. Los detectores están ubicados a una distancia de la fuente que permite que el número de neutrones lentos contados por los detectores sea inversamente proporcional a la concentración de hidrógenos en la vecindad del pozo. Puesto que la presencia del hidrógeno se debe casi enteramente a los fluidos de la formación, y el volumen de los fluidos es el volumen poroso.