Date post: | 19-Feb-2015 |
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REGISTRO DE RAYOS GAMMA
• Usos– Para Correlación– Como Indicador de litología– Para la evaluación del
contenido de arcilla– Indicador Paleoambiental– Puede ser “Open” o “Cased”
hole• Propiedades
– Medida natural de radiación gamma
– Fluctuaciones aleatorias
Rock Formations
GR
Too
l
1. La herramienta de Gamma Ray mide la radioactividad natural de la formación sin retornar a la fuente
2. La herramienta de rayos gamma spectral identifica la fuente y nos da la contribución de cada uno de los elementos (potasio , uranio, y torio) del spectrum total. Es útil en la identificación de fracturas
HERRAMIENTAS GAMMA RAY
ZONAS NO RADIACTIVAS Y RADIACTIVAS
• La herramienta es colocada en la zona radiactiva (200 API) y las cuentas gamma son registradas.
• Luego se coloca en la zona no radiactiva y las cuentas gamma son registradas. La diferencia en cuentas es convertida por un factor de ganancia para que represente 200 API.
UNIDAD API: (1/200) DE LA DIFERENCIA EN LA LECTURA DEL REGISTRO ENTRE UNA ZONA RADIACTIVA Y UNA NO RADIACTIVA
CALIBRACION DEL GAMMA RAY
GAMMA DECAYDECAIMIENTO NUCLEUS
P ---> D* ( * Denotes excited state)
D*---> D’ + γ
Energía del Gamma Ray : 1GeV – 1 MeV
PRINCIPIO NATURAL DEL GR• Causa
– Isótopos Inestables en la formación
– Decaimiento de Isotopos– Emite GR’s (varias energías)
• Tres contribuyentes principales– K40 Vida Media 1.3x109 Años– Th232 Vida Media 1.4x1010
Años– U238 Vida Media 4.4x109 Años
• Fuentes– Feldespato K40, mica, illita– Minerales pesados Th232,
arcillas– Material Orgánico U238
Series de Torio2.62
Potasio
1.46Probabilidad de Emisión por Desintegración
Gamma Ray Energy (MeV)0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
Uranium-Radium Series1.76
FUENTES DE RAYOS GAMMA PASIVOS
1. Minerales Arcillosos– Kaolinita (Muy poco K [potasio]) – Clorita (Muy poco K [potasio]) – Illita (4-8% K)– Montmorillonita (<1% K)
2. Arena y Limo– Feldespato Potasico (K) – Minerales Pesados
3. Cementos– Que están rellenando la Fractura
MINERAL ARCILLOSO
** KAOLINITA Al Si O H(OH)4 Si2 Al2 O5
* SMECTITA Na Mg Ca Al Si O H (Fe)(Montmorillonita)(OH)4 Si8 Al4 O20.n H2O
** ILLITA K Al Si O H(OH)4 K1-1.5 (Si8-1-1.5 Al1-1.5) (Al4 Fe4 Mg4 Mg6) O20
* CLORITA Mg Fe Al Si O H(OH)2 (SiAl)4 (MgFe)3 O10
ELEMENTO IMPORTANTE
* Hinchamiento** Migración de finos
Gamma ray es corregido por efecto de hueco
1. Tamaño del hueco
2. Densidad del lodo
3. Posición de la herramienta en el hueco (centralizada)
GR ind < GR den (des-centralizada)
4. Diámetro del Casing
5. Tamaño y peso del Casing
6. Espesor del cemento
Profundidad de investigación 12 in. - 90% desde las primeras 6 in.
CORRECCIONES DEL GAMMA RAY
EJEMPLO
• Lectura del registro GR = 67 API
• Tamaño del hueco = 8 in.
• Peso del Lodo = 16 lbs/gal
• Herramienta Centralizada
• O.D. de la herramienta = 3-3/8 inches
C.F=1.8
SHALE WASHOUT
From Dresser Atlas, 1982
CURVAS DE GAMMA RAY
CORREGIDAS YNO-CORREGIDAS
EN WASHOUT
From Dresser Atlas, 1982
WA
SHO
UT
OTRAS CARACTERISTICAS• Problemas en la medida
– Emisiones aleatorias de GR– Movimiento de la herramienta
• Resultados– Medida imprecisa– Detalles suavizados
• Procedimiento– Nuevas herramientas mejores
detectores– Limite de velocidad en la toma del
registro• Herramientas viejas 1800 fph• Herramientas nuevas 3600 fph
– Cuidado en la interpretación de los limites de capas
Shale
4ftsand
Shale
5,400 ft/hr
1,800 ft/hr
600 ft/hr
API0 120
RESPUESTA DEL GR EN FORMACIONES COMUNES
• Los Shales a menudo son radioactivos– Minerales Clays– Trazas y minerales pesados
• Las Areniscas pueden ser radio-activas (alto GR)– Minerales No-arcillosos, eje. micas,
feldespatos potasicos, glauconita– Con contenido de Minerales
arcillosos– Aguas ricas en uranio
• Unidades– GR calibrated to standard– Respuesta en “composición en la
barra de calibración” igual a 200 unidades API
– Calibración en piscinas
0 50 100 API units
Shale
Shaly sand
Very shaly sand
Clean limestone
Dolomite
Shale
Clean sand
CoalShaly sand
Anhydrite
SaltVolcanic ash
Gypsum
BO
REH
OLE
ALGUNAS APLICACIONES DEL GR -COMO HERRAMIENTA VERSATIL
• Para Delimitar el yacimiento– “cutoff” de Vsh
• Para Correlacionar– Pozo a pozo– Open hole o cased hole– Correlación Corazón-a-Registro
• Para Definir el Ambiente– La forma de la curva ayudan a determinar los cambios en el
tamaño de grano, y los procesos y ambientes sedimentarios• Para Detectar fracturas
– Algunos depósitos “radiactivos” dentro de las fracturas• Control de profundidad• Indicador de Litología
ZONIFICACION• Zonificación - Define los intervalos de propiedades similares de litología y fluidos para
identificar cambios verticales y laterales en las propiedades del yacimiento.• Criterio
– Litología (correlación)– Propiedades de los Fluidos– Porosidad y permeabilidad
• Litología - Identifica los marcadores para la correlación– Identificar picos de shale– Identificar los patrones del registro– Intervalos por encima y por debajo de la zona de interés (bracket)
• Comience con zonas de gran espesor– Inicialmente, la correlación pozo a pozo en zonas de gran espesor (varios
cientos ft) sedimentary packages between distinctive markers– Luego, correlacione intervalos mas delgados (100 - 300 ft)– Finalmente, evaluación detallada de las facies sedimentarias (5 - 60 ft de
espesor)• Consideraciones
– Pequeños cambios litológicos (facies)– Cambios en las propiedades de los fluidos– Tipos de registros disponibles
CORRELACION DE REGITROS PASIVOS
• GR, SP, y CAL– Generalmente correlacionan– Medidas diferentes– Principios diferentes
• Ayudas en la Correlación– GR en lugar de SP en OBM– Detectar las zonas de shales
por ser mas fácil– Facilita la identificación de
“zonas”
CORRECCION EN
PROFUNDIDAD DE LOS
CORAZONES
W. Ayers, 1997
SHIFT
LLSLLD
CA
LIPE
R
SP
GR(CORE)
GRN
EFECTOS DE LA VELOCIDAD EN
LA TOMADEL REGISTRO
Y LA LONGITUD DE FILTRO
EN LOS REGISTROS
DE GR
GR 2.25 FILTER 100 FPM
GR 2.25 FILTER13 FPM
GR UNFILTERED13 FPM0 150 0 150
0 150
?
Los registros de alta resolución en capas delgadas como el
carbón, generalmente se toman a baja velocidad para definir mejor los límites de la capas
y sus intercalaciones
sand
silt
dry clay
HC
free water
bound water
φt
φe
Vsh
Unidad de volumende roca
QUE ES VSHALE?
• Fracción de roca conformada por shale
• Porque calculamos Vsh en Arenas?– Delimita la calidad de roca en el
yacimiento– Shale = clays en la evaluación de la
formación– Los minerales Clays reducen la
permeab. y porosidad– Estiman altos valores de Sw– Shales reducen el espesor “Net pay”
• Definición de Vsh matriz (silt + dry clay)
+fluido (bound water)
CALCULO DE VOLUMEN DE SHALE
Índice de Gamma RayMINMAX
MINSH GRGR
GRGRI−
−=
RELACCION ECUACION
Lineal Vsh = Ish
Clavier Vsh= 1.7-(3.38-(Ish+.7)2 )1/2
Steiber Vsh= 0.5*(Ish/(1.5-Ish))
Bateman Vsh= Ish (Ish +GRFactor)
Dresser Atlas Vsh= 0.083*(2 (3.7* Ish) -1)
Pre-Terciarias Vsh= 0.33*(2 (2* Ish) -1)
Factor GR =1.2 –1.7
CALCULALANDO EL CONTENIDO DE CLAY EN (VSHALE)
• Indice de Shale
• Calculando Vsh– Varios Modelos– Siempre será Vsh < Ish
– Debe aplicarse solamente localmente
minmax
minGRGRGRGRIsh −
−=
)12(33.0
)34/()2/(
2 −=
−=−=
=
− shIsh
shshsh
shshsh
shsh
V
IIVIIV
IV
90 GAPIGR (max)
GR
GR(min)
15 GAPI
48 GAPI
90 GAPI
0 GR (API) 100
Shale
Shalysand
Cleansand
Shale
GR
Too
l
RELACIONES DEL V SH
PROBLEMA
Escoja el valor para GRmax y GRmin y determine Vsh en las arenas C, usando los métodos lineal, Clavier, y Steiber.
GR ESPECTRAL• Diferentes Energías Th, U, y K• Herramientas de Medidas
– cuentas– energías
• Salida– Concentraciones de K, Th,
U– Th + K da CGR
• curva de GR sin-uranio• mejor medida para Vsh
CGR
SGR
ThK
U
ANALISIS ESPECTRAL
• Suministra las cantidades individuales de uranio, potasio, y torio
• Buen detector de fracturas, debido a que el Uranio tiende a precipitarse con los minerales que llenan la fractura
• Un fuerte pico en la curva de uranio puede indicar fracturas
GR ESPECTRAL (SGR)
• Calculo de volumen de arcilla en presencia de componentes radiactivos no arcillosos.
• Análisis de tipo de arcilla
• Detección de minerales pesados
• Identificación de materia orgánica y roca fuente
• Identificación de fracturas
• Correlación y estudios ambientales
GR ESPECTRAL (SGR)
En Calizas
• U, indica la presencia de fosfatos, materia orgánica y estilolitos
• Th, indica contenido de arcilla
• K, indica contenido se arcillas y evaporitas
GR ESPECTRAL (SGR)
En Areniscas
• U, puede indicar minerales pesados
• Th, indica contenido de arcilla y minerales pesados
• K, indica micas, arcillas micaceas y feldespato
GR ESPECTRAL (SGR)
En Shales
• U, indica la presencia de roca fuente de HC
• Th, indica la cantidad de material detritico o el grado de arcillosidad
• K, indica tipo de arcilla y mica
GR ESPECTRAL (SGR)
Afectado por:
• Barita en el lodo (reduce conteos)
• KCL en el lodo (El potasio enmascara la respuesta de la formación)
• Errores estadísticos (velocidad del registro)
• Tipo de revestimiento
• Posición de la herramienta
PRINCIPIO DE ANALISIS PARA EL ESPECTRAL
La radiactividad de los tres minerales, basados en los picos de nivel de energía
REGISTRO DE GAMMA RAY ESPECTRAL
From Dresser Atlas, 1982
RESPUESTA DEL GAMMA
SPECTRAL EN LOSCARBONATOS DEL
MESOZOICOY LOS SHALES,
DE TEXASESTE-CENTRAL
NORMALIZACION DEL REGISTRO GR
• NORMALIZACION Corrección lineal con respecto a un rango standard de GR
• Cuando? Es necesaria cuando:
Por mal funcionamiento de la herramienta
Diseño incorrecto de la herramienta (herramientas de diferentes épocas)
Error en la operación
• HISTOGRAMAS Grafican el porcentaje de frecuencia con que ocurre un dato y calcula: La media, desviación standard, moda, Valores Max y Min
NORMALIZACION DEL REGISTRO GRY = m X + b
m = ____∆ y
∆ x= ______y2 -y1
x2 -x1
m = __________________New Hi - New Lo
Old Hi - New Lo
Conociendo un punto y la pendiente
y - y2 = m ( x - x2)
b - New Hi = -m * Old Hib = New Hi - (m * Old Hi)
GRN = ________________New Hi - New Lo
Old Hi - New Lo* GR + New Hi - (m * Old Hi)
A PARTIR del GRMide radiactividad en la formación,No todos los minerales arcillosos son radiactivos,La illita y Smectita son radiactivos, (K y absorbe U y Th).La Kaolinita y Clorita no son radiactivos
A PARTIR del SPMide la diferencia de potencial entre un electrodo móvil y uno fijoEs afectado por:Salinidad del filtrado del lodo y agua de formación Rmf y RwTemperatura en el fondo del pozoPresencia de minerales pesadosEl hueco NO puede contener un lodo resistivo La respuesta es reducida frente a capas delgadas
DEFINICION DEL VOLUMEN DE ARCILLA (VSH)