SECCIN 1 - COMO PLANEAR UN PROGRAMA DE SONDAJE

CONTENIDO

1 COMO PLANEAR UN PROGRAMA DE SONDAJE 1-1 1.1 General 1-1 1.2 Equipos para Sondaje 1-1 1.3 Sistemas Convencionales de Sondaje 1-2 1.4 Sistemas Especiales de Sondaje 1-3 1.5 Sondaje de Paredes Laterales Wireline 1-4 1.6 Sondaje Orientado 1-5 1.7 Brocas para Sondaje 1-5 1.8 Descarga de Fluido Caracterstica de las Brocas para Sondaje 1-6 1.9 Colectores de Muestras 1-6 Tablas 1-1 Sistemas Convencionales de Sondaje 1-2 1-2 Sistemas Especiales de Sondaje 1-3 1-3 Mtodos de Orientacin de Sondaje 1-5 1-4 Gua General de Brocas para Sondaje 1-6 1-5 Colectores de Muestras 1-6

Prcticas Recomendadas para el Anlisis de Ncleos

1 Como Planear un Programa de Sondaje 1.1 GENERAL 1.1.1 Alcance Esta seccin trata de las complejidades de la planeacin de un programa de sondaje, las decisiones a tomar, y los factores que influyen en las elecciones. 1.1.2 Principio Un programa de sondaje es similar a muchos proyectos de ingeniera. Se empieza con la premisa que una inversin cosechar una recompensa. Se avanza por una fase de exploracin de fuentes alternas de informacin - pruebas de pozos, registros de sucesos, ncleos anteriores, y muestras o ncleos de paredes laterales. La planeacin empieza con un listado de los objetivos del programa de sondaje. El mejor equipo para hacer esto es aquel que tenga personal de petrofsica, yacimientos, geologa, perforacin y produccin. Cuando se discuten los objetivos, cada gasto debe resultar finalmente en la produccin de ms crudo o gas a menor costo unitario. Se indicarn las restricciones en presupuesto, lugar, y tiempo en el programa. El tamao de la perforacin, el ngulo de perforacin, temperatura, presin, y tipo de roca influirn en la seleccin de las herramientas de sondaje. La planeacin se vuelve un proceso interactivo donde se construye un consenso y se formula un programa detallado. La planeacin y la comunicacin son las claves para una operacin exitosa de sondaje. 1.1.3 Objetivo El objetivo de cada operacin de sondaje es recolectar informacin que resulte en una produccin mas eficiente de crudo o gas. Algunas tareas especficas pueden incluir los: a. Objetivos geolgicos:

1. informacin litolgica: (a) Tipo de roca (b) Ambiente deposicional (c) Tipo de poros (d) Mineraloga/geoqumica 1. Mapas geolgicas 2. Orientacin de fracturas

a. Ingeniera petrofsica y de yacimientos: 1. Informacin de permeabilidad: (a) Correlacin de permeabilidad/porosidad (b) Permeabilidad relativa 1. Datos de presin capilar 2. Datos para refinar los clculos en los registros

de sucesos (a) Propiedades elctricas (b) Densidad de granos (c) Registro de gamma de ncleos (d) Mineraloga y la capacidad de intercambio de

catin

1. Estudios del recobro mejorado de crudos 2. Estimacin de reservas:

(a) Porosidad (b) Saturacin de fluidos

a. Perforacin y terminacin: 1. Estudios de la compatibilidad de

fluido/formacin 2. Datos del tamao de grano para el diseo de

relleno de grava 3. Datos de la mecnica de la roca

1.1.4 Fluidos para el Sondaje 1.1.4.1 La seleccin de un fluido para sondaje debe

basarse en cuatro puntos: a. Seguridad. b. El objetivo principal del programa de sondaje. c. Intereses ambientales. d. Costo. 1.1.4.2 La seguridad tiene prioridad sobre todos los dems factores. El fluido de perforacin debe disearse para soportar las presiones esperadas de la formacin como tambin limpiar, lubricar, y estabilizar la perforacin. Los objetivos del programa de sondaje deben influir en la seleccin del fluido de sondaje/perforacin. Todos los fluidos para sondaje deben ser diseados para tener una prdida de filtro API de baja esttica y muy baja prdida de arranque dinmico para minimizar la purga de ncleos. 1.1.4.3 Los intereses ambientales tambin deben considerarse e incluirse en el presupuesto. Esto puede significar el uso de un sistema ms costoso de fluido para perforacin para cumplir con los objetivos ambientales, o proporcionar equipos adicionales para el manejo de fluido para perforacin para asegurar su contencin. 1.1.4.4 El costo es importante - an as, es una buena prctica revisar el costo de todo el programa de anlisis de ncleos y los beneficios esperados mientras se cotizan los sistemas de fluidos para perforacin. Los ahorros en fluidos para perforacin pueden incrementar el costo de los anlisis de ncleos, y pueden poner la precisin de los estudios de ncleos en riesgo. 1.1.4.5 La pregunta acerca de cul fluido de perforacin sea mejor para el sondaje no puede contestarse directamente. Se han utilizado fluidos de perforacin con base en agua, en aceite, espuma, y aire/vapor para cortar ncleos exitosamente. La mejor recomendacin es seguir los criterios indicados arriba. Una evaluacin de las necesidades del programa de perforacin y anlisis de ncleos resultar en una seleccin apropiada. 1.2 EQUIPOS PARA SONDAJE 1.2.1 Alcance

Esta seccin presenta un resumen de herramientas para sondaje, incluyendo las pautas para seleccionar herramientas de sondaje para aplicaciones especficas. Se debe obtener los detalles de sistemas particulares de sondaje, y recomendaciones de sondaje para propsitos especficos de las empresas de servicio apropiadas. 1.2.2 Principio Los equipos de sondaje estn diseados para recuperar muestras de roca desde la profundidad de la tierra para estudios geolgicos y de ingeniera. Las herramientas hacen un excelente trabajo de recuperar material para ncleos, y se han desarrollado equipos especializados para colectar fluidos en yacimientos y hasta encerrar la presin de fondo. 1.2.3 Aparato Con varias excepciones notables, los sistemas de sondaje consisten de un sacancleo interior suspendido de un montaje giratorio dentro de un sacancleo exterior conectado a la cadena del taladro. Se conecta una barrena cortancleos al fondo del cilindro exterior y se adapta un colector de muestras en el fondo del cilindro interior. Se bombea el fluido para perforacin por la cadena del taladro, a travs del montaje giratorio, por la corona circular entre los cilindro interior y exterior, y sale por la broca del taladro. 1.3 SISTEMAS CONVENCIONALES DE

SONDAJE 1.3.1 Sacancleos Convencional Existen herramientas convencionales de sondaje para cortar ncleos con dimetros exteriores de 1.75 a 5.25 pulgadas (44.5 a 133.4 milmetros). La longitud del ncleo puede variar de 1.5 pies (.46 metros) para aplicaciones de pozos horizontales de radio corto hasta mas de 400 pies (121.9 metros) para formaciones consolidadas gruesas y uniformes. El tamao de la perforacin, el ngulo de perforacin, fuerza de la roca, y litologa controlarn el dimetro y la longitud del ncleo que puede ser cortado en un solo recorrido. La seleccin final de un sistema particular depender de la formacin, ubicacin, y los objetivos del programa de sondaje. La Tabla 1-1 resume las opciones convencionales de sondaje disponibles. 1.3.2 Sacancleos Convencionales Reforzados Se han desarrollado herramientas de sondaje especiales para trabajo pesado para trabajar en

formaciones ms duras que las normales, y cortar ncleos de longitud extendido. Los hilos reforzados permiten que se aplique mas par de torsin en la broca, y mejora el margen de seguridad contra fallas en las herramientas. Diseados para cortar ncleos hasta 5.25 pulgadas (133.4 milmetros) en dimetro, estas herramientas son especialmente atractivas en situaciones donde el tiempo de montaje es el gasto ms grande de sondaje. Se utilizan los sistemas de sondaje reforzados para mejor ventaja cuando se sondean longitudes mas largas de formaciones homogneas o cuando se anticipan cargas de par de torsin ms altas que las normales. El sacancleos marino fue el precursor a los sacancleos de trabajo pesado de la generacin de hoy en da. Desarrollado para ser mas fuerte que los sistemas de sondaje existentes, la herramienta fue desarrollada para uso en aplicaciones mar adentro. El sacancleos marino incrementa el margen de seguridad contra fallas en las herramientas, pero est limitado a cortar ncleos de 3 pulgadas (76.2 milmetros) de dimetro. 1.3.3 Forros de los Sacancleos El uso de un forro en un cilindro interior de acero tiene dos funciones principales: mejorar la calidad del ncleo soportando el material de ncleo fsicamente durante su manejo y servir como un sistema de preservacin de ncleos. Se han usado plsticos PVC y ABS, fibra de vidrio, y aluminio como forros de cilindro interiores. Los forros se deslizan en un cilindro interior convencional y son agarrados por el montaje del colector de muestras y friccin. Los forros tpicamente son de 30 pies (9.14 metros). Se pueden cortar para aplicaciones especiales, pero su longitud mxima es rara vez mas de 30 pies (9.14 metros) debido a las limitaciones de fabricacin y el manejo de materiales. Los forros son indicados a menudo cuando se hace sondaje en formaciones no consolidadas o fracturadas. Tambin son apropiados cuando se corta roca dura en lugares remotos y mar adentro cuando se requiere una preservacin de ncleos inmediata. Los forros plsticos son adecuados para temperaturas hasta 180F (82.2C). Los forros de fibra de vidrio pueden utilizarse hasta 250F (121C), 350F (176.7C) si se utiliza una resina especial para temperaturas altas. Se recomienda el aluminio por lo general cuando se esperan temperaturas mayores a 250F (121C). La desventaja de los forros de sacancleos es que ellos reducen el dimetro efectivo del cilindro interior por aproximadamente 0.5 pulgadas (12.7 milmetros).

Tabla 1-1 - Sistemas Convencionales de Sondaje

Cilindro Interior Longitud del Ncleo Caractersticas Especiales Acero dulce 30 a 120 pies (9.14 a 36.58 m) Sistema preparado para la preservacin de ncleos.

Aplicaciones de temperaturas altas Acero dulce 1.5 pies (.46 m) Diseado para el sondaje de radio corto.

Acero forjable 120 a >400 pies (36.38 a >121.9 m)

Sacancleos mas fuerte, incluye una estabilizacin adicional de cilindro interior y exterior.

Fibra de vidrio 30 a 90 pies (9.14 a 27.43 m) Sistema preparado para la preservacin de ncleos. Utilizado para formaciones consolidadas y no consolidadas. Temperaturas mximas de operacin: resina normal 250F (121C), resina para altas temperaturas 350F (176.7C).

Aluminio 30 a 90 pies (9.14 a 27.43 m) Sistema preparado para la preservacin de ncleos. Aplicaciones de altas temperaturas, mximo 350F (176.7C)

Acero con forro plstico

30 pies (9.14 m) Sistema preparado para la preservacin de ncleos. Temperatura mxima de 180F (82.2C). Reduce el dimetro de ncleo por 1/2 pulgada (12.7 mm).

Acero con forro de fibra de vidrio

30 pies (9.14 m) Sistema preparado para la preservacin de ncleos. Temperatura mxima de 250F (121C). Reduce el dimetro de ncleo por 1/2 pulgada (12.7 mm).

Acero con forro de aluminio

30 pies (9.14 m) Sistema preparado para la preservacin de ncleos. Temperatura mxima de 350F (176.7C). Reduce el dimetro de ncleo por 1/2 pulgada (12.7 mm).

1.3.4 Cilindros Interiores Desechables Los cilindros interiores desechables sirven para los mismos propsitos generales que los forros. Estos mejoran la calidad del ncleo soportando el material de ncleo fsicamente durante el manejo y sirven como sistema de preservacin de ncleos. Adems, el dimetro exterior del ncleo no es reducido, como sera el caso con un forro de cilindro interior. Existen cilindros interiores desechables de aluminio, fibra de vidrio, y acero dulce, y son fabricados de varios tamaos para adaptarse a la mayora de los sistemas convencionales de sondaje. Adems, el cilindro interior de fibra de vidrio tiene un bajo coeficiente de friccin que permite que el ncleo se deslice mas fcilmente en el sacancleos, as reduciendo el riesgo de atascamiento. 1.3.5 Sondaje de Pozos Horizontales o de

ngulo Elevado Los pozos de radio medio [radios de 290 a 700 pies (88.4 a 213.4 metros)] y aquellos con longitud extendida pueden sondearse con sacancleos convencionales alimentados desde el tablero giratorio o por un motor dentro del pozo. La mayora de los ncleos sern cortados sin el uso de un motor dentro del pozo, pero habr casos donde se justifique el uso de un motor de lodo. El uso de un motor dentro del pozo permitir que se realice el sondaje sin girar la cadena del taladro. Se colocara tpicamente un sacancleos convencional largo de 30 pies (9.14 metros) adelante del motor de lodo dentro del pozo. Los motores de lodo producen un alto par de torsin a una baja velocidad giratoria para una fuerza ptima de sondaje. La longitud del sacancleos y el dimetro del ncleo pueden variarse para acomodar las restricciones de perforacin. El cilindro interior es estabilizado adaptndolo con un cojinete de rodillos especial o casquillos para centralizar el cilindro interior. Se puede colocar un "drop ball sub" especial entre el motor y el sacancleos para permitir que el fluido de perforacin fluya a travs del cilindro interior, limpiando los escombros antes del sondaje. La activacin del sub desva el flujo de fluido de

perforacin entre el cilindro interior y el exterior para el sondaje. En algunas instancias durante el sondaje, puede ser necesario mantener un control estricto sobre el ngulo del pozo. Un sondaje sin el motor dentro del pozo puede mejorar el control del ngulo del pozo. 1.4 SISTEMAS ESPECIALES DE SONDAJE 1.4.1 General Han evolucionado sistemas especiales de sondaje para llenar las necesidades especificas de sondaje. Los sacancleos de presin retenida y de esponja surgieron de una necesidad para mejores datos de saturacin de crudo. Los sistemas de sondaje de manga de caucho y de cierre completo fueron desarrollados especficamente para mejorar la calidad de los ncleos cortados de formaciones no consolidadas. Otros sistemas especiales de sondaje tienen capacidades nicas, las cuales los hacen tiles para los ingenieros y los gelogos que los emplean. La Tabla 1-2 resume algunas de las opciones especiales de sondaje disponibles. 1.4.2 Sondaje de Presin Retenida Los sacancleos de presin retenida son diseados para recoger ncleos mantenidos en condiciones de presin de yacimiento. Aceptado como el mejor mtodo para obtener datos de saturacin de crudo basados en los ncleos, los ncleos de presin retenida tambin capturan gases de yacimientos. La herramienta es especialmente til para estudiar la viabilidad de proyectos de recobro mejorado y para calcular el contenido de metano en carbn. Existen sacancleos de presin retenida en dos tamaos: 6 pulgadas (152.4 milmetros) y 8 pulgadas (203.2 milmetros) de dimetro exterior que cortan ncleos de 2.50 y 3.75 pulgadas (63.5 y 95.3 milmetros) de dimetro exterior, respectivamente. El cilindro de dimetro exterior corta hasta 20 pies (6.1 metros) de ncleo de 2.5 pulgadas (63.5 milmetros) de dimetro mientras mantiene una presin mxima de 10.000 psi (69 Mpa). El cilindro de dimetro exterior de 8 pulgadas (203.2 milmetros) corta 10 pies

(3.05 metros) de ncleo de 3.75 pulgadas (95.3 milmetros) de dimetro mientras retiene un mximo de 5.000 psi (34.5 Mpa) de presin interna. La mxima temperatura de operacin recomendada es de 180F (82C).

Los sacancleos de presin son herramientas sofisticadas que requieren unas instalaciones en el sitio para hacer mantenimiento al cilindro y manejar los ncleos presurizados. Los procedimientos para el manejo de ncleos se encuentran en 2.2.5.

Tabla 1-2 Sistemas Especiales de Sondaje

Sistema de Sondaje Dimensiones Mximas del Ncleo Aplicaciones Especiales Presin retenida 3.75 pulg. X 10 pies (5000 psi) [95.3 mm

x 3.05 m (34.5 Mpa)] 3.76 2.5 pulg. X 20 pies (10000 psi)

[63.5 mm x 6.1 m (69 Mpa)]

Anlisis de presin retenida, saturaciones de fluido, volumen y composicin de gases.

Forrado con esponja 3.5 pulg. X 30 pies (88.9 mm x 9.1 m) Saturaciones de fluido De cierre completo 4.0 pulg. X 60 pies (101.6 mm x 18.3 m) Recobro de formaciones no

consolidadas Manga de caucho 3.0 pulg x 20 pies (76.2 mm x 6.1 m) Recobro de formaciones no

consolidadas, fracturadas o conglomereradas

Wireline recobrable 2.75 pulg. X 30 pies (69.9 mm x 9.1 m) El sondaje es posible sin un tubo disparador

Wireline pared lateral de percusin 1 pulg x 1.75 pulg (25.4 mm x 44.5 mm) Muestras obtenidas despus de perforacin y registro

Wireline pared lateral perforada .94 pulg x 1.75 pulg (23.9 mm x 44.5 mm) Muestras obtenidas despus de perforacin y registro

Sacancleos de pared lateral 2.5 pulg x 10 pies (63.5 mm x 3.05 m) Ncleo obtenido despus de perforacin y registro

1.4.3 Sistema de Sondaje Forrado con Esponja El sistema de sondaje forrado con esponja fue desarrollado para mejorar la precisin de los datos de saturacin de crudo basados en ncleos. Un sistema de sondaje de esponja no atrapa los gases de un yacimiento. En lugar de esto, el sistema atrapa el crudo expulsado cuando se saca el ncleo a la superficie. La informacin de saturacin es muy til cuando se evalan los proyectos mejorados de recobro de crudo. Un sistema de sondaje de esponja tiene la ventaja de ser menos costoso para operar que un sistema de sondaje de presin retenida, mientras ofrece una oportunidad para mejorar la precisin de los datos de saturacin de crudo basados en los ncleos. La esponja es estable a una temperatura de 350F (176.7C). El sistema de sondaje de esponja es limitado a cortar un mximo de 30 pies (9.14 metros) de ncleo de 3.5 pulgadas (88.9 milmetros) de dimetro por recorrido. 1.4.4 Sistemas de Sondaje de Cierre Completo Los sistemas de sondaje de cierre completo fueron desarrollados para mejorar el recobro de formaciones no consolidadas. Estos sistemas utilizan forros para sacancleos o cilindros interiores desechables, y un sistema especial de coleccin de muestras para recobrar las rocas dificultosas. La tecnologa de sondaje de cierre completo permite al cilindro interior deslizarse suavemente por encima del ncleo blando con un mnimo de perturbacin, y luego sellar el ncleo dentro del sacancleos. Esto se hace utilizando un montaje de coleccin de muestras de cierre completo que permite una entrada del ncleo al cilindro interior sin obstrucciones, y luego despus

del sondaje sella el fondo del cilindro interior. Los sistemas de sondaje de cierre completo estn limitados actualmente a cortar ncleos de 3.5 pulgadas (88.9 milmetros) o 4 pulgadas (101.6 milmetros de dimetro. La longitud recomendada de ncleos es de 30 pies (9.14 metros). El dimetro interior liso y la ausencia de un colector de muestras expuesto pueden resultar en ncleos perdidos si se levanta la herramienta del fondo antes de activar al colector de muestras de cierre completo. 1.4.5 Sacancleos de Manga de Caucho El sistema de sondaje de manga de caucho fue el primer sistema desarrollado para mejorar las posibilidades de recobrar arenas no consolidadas, conglomerados, y formaciones duras fracturadas. El sacancleos de manga de caucho es nico porque la parte superior del cilindro interior no se mueve con respecto al ncleo durante el sondaje. El cilindro exterior es perforado alrededor de una columna de roca que es encerrada progresivamente en una manga de caucho. La manga de caucho es ms pequea que el dimetro del ncleo. Esta se estira ajustadamente alrededor del ncleo, envolvindolo firmemente y protegiendo de la friccin del fluido para perforacin. El ncleo es soportado por la manga de caucho, as ayudando en el recobro de las formaciones blandas que no soportaran su propio peso. Solo existe un tamao de sacancleos de manga de caucho, que corta 20 pies (6.1 metros) de ncleo de 3 pulgadas (76.2 milmetros) de dimetro por recorrido. La manga de caucho est limitada a temperaturas de no ms de 200F (93C). No se recomienda la herramienta para uso en perforaciones de mas de 45 grados de inclinacin. Adems, el sondaje debe

pararse aproximadamente cada dos pies para permitir el reinicio de la herramienta. Esto puede resultar en el atascamiento del ncleo en formaciones fracturadas. El sistema funciona mejor en estructuras fijas de perforacin, pero puede operarse en equipos flotantes si el movimiento de los equipos es mnimo. 1.4.6 Sacancleos Recobrable Wireline Las herramientas de sondaje recobrable son operacionalmente similares a los sistemas convencionales de sondaje excepto que estn diseados para sacar el cilindro interior a la superficie por wireline. Esto acelera la operacin de sondaje eliminando la necesidad de interrumpir toda la cadena del taladro para cada ncleo. Se bombea una nueva seccin de cilindro interior por la cadena del taladro y esta es asegurada en su lugar para el sondaje adicional, o un tapn de taladro es bombeado para facilitar la perforacin mas adelante. Las herramientas de sondaje recobrable son por lo general mas pequeas y mas livianas que los sistemas convencionales de sondaje. Esto es una ventaja cuando tienen que ser transportadas a lugares remotos o por helicptero. Desafortunadamente, los dimetros de ncleos son limitados porque todo el montaje del cilindro interior debe pasar por la cadena del taladro. Tambin, se debe tener cuidado para evitar "fregar" crudo o gas en el pozo mientras se recobra el cilindro interior. 1.5 SONDAJE DE PAREDES LATERALES

WIRELINE 1.5.1 General Se desarrollaron los sistemas de sondaje de paredes laterales wireline para obtener muestras de ncleos de un pozo despus de que este haya sido perforado y registrado, y antes de pasar el entubado. Estas herramientas pueden ubicarse en zonas de inters utilizando datos de los registros gamma o de potencial espontneo como guas. Las muestras ofrecen pequeas partes de material de formaciones, adecuados para estudios geolgicos y de ingeniera. 1.5.2 Sondaje de Percusin de Paredes

Laterales La mayora de los ncleos de paredes laterales wireline se obtienen con sistemas de sondaje de percusin de paredes laterales. Estas herramientas disparan balas cilndricas huecas y recobrables en la pared de una perforacin sin entubado. La herramienta (pistola) es bajada a la profundidad deseada en un wireline, y luego es disparada por impulsos elctricos controlados desde la superficie. Las balas permanecen conectadas a la pistola por medio de alambres, y el movimiento de la pistola saca las balas, que contienen las muestras, de la pared de la perforacin. Hasta 66 muestras de 1 pulgada (25.4 milmetros) en dimetro por 1 3/4 pulgadas 44.5 milmetros) de longitud, pueden tomarse durante un recorrido en el pozo. Hay diferentes diseos de "sacancleos" de balas para formaciones blandas, y medianas a duras. Es una buena idea tener mas de

un tipo de sacancleos en el sitio hasta que se pueda mostrar un recobro de ncleos aceptable. Las ventajas del sondaje de percusin de paredes laterales son velocidad, bajo costo, y la capacidad de sacar muestras en zonas de inters despus de correr registros en perforaciones abiertas. La desventaja es que la bala usualmente altera la formacin, fracturando la roca mas dura o comprimiendo los sedimentos mas blandos. Esto reduce el valor cuantitativo de los datos de anlisis de los ncleos de paredes laterales. El recobro por percusin de ncleos de paredes laterales tiende a ser bajo en roca muy dura o fracturada, y en arenas muy permeables sin consolidar. 1.5.3 Sondaje de Paredes Laterales por

Perforacin La herramienta giratoria o de perforado para paredes laterales fue diseada para recobrar muestras de ncleos en paredes laterales wireline sin el impacto destructivo del sistema de percusin. Apropiada para roca dura-a-friable, la herramienta giratoria para el sondaje de paredes laterales utiliza un taladro con punta de diamante para cortar muestras individuales. El efecto de palanca aplicado en el taladro saca la muestra de la pared lateral. El taladro y la muestra son retrados al cuerpo de la herramienta donde se deposita la muestra. La herramienta es trasladada a un nuevo lugar despus de depositar cada muestra. Se puede tomar un mximo de 30 muestras, 15/16 pulgadas (23.9 milmetros) de dimetro por 1 3/4 pulgadas (44.5 milmetros) de longitud en cada recorrido. Una ventaja del sistema giratorio de sondaje de paredes laterales es que este produce muestras de roca dura adecuadas para el anlisis cuantitativo de ncleos. Una de las desventajas es que es mas costoso que el sondaje de percusin en paredes laterales en cuanto a costos por el tiempo de instalacin, y el recobro de muestras tiende a ser bajo en formaciones no consolidadas. 1.5.4 Sistemas de Sondaje de Paredes

Laterales Algunos nuevos sistemas de sondaje de paredes laterales estn entrando en el mercado, y merecen discusin por dos razones. Primero, estn diseados para adquirir una muestra de ncleos mas grande y mas continua de un pozo perforado y registrado que lo posible con las herramientas existentes para el sondaje de paredes laterales. Segundo, la aparicin de nuevas herramientas confirma que aun queda lugar para mejoras en el rea de adquisicin de muestras de ncleos de alta calidad y bajo costo. El primer sistema es similar al sacancleos convencional. El sistema de sondaje de paredes laterales est diseado para cortar hasta 10 pies (3.05 metros) de ncleos de 2 1/2 pulgadas (63.5 milmetros) de dimetro. La herramienta se conecta a una cadena de taladro convencional y se baja a la zona de inters. All, un brazo integral empuja el sacancleos contra un costado del pozo. De ah en adelante, la herramienta funciona como un sacancleos convencional. El segundo sistema utiliza

un mango de ltigo removible para guiar un sacancleos convencional en la formacin. Ambos sistemas llenan la necesidad de adquirir muestras de ncleos de calidad despus del registro de pozos. 1.6 SONDAJE ORIENTADO 1.6.1 Generalidades Los ncleos orientados son utilizados para orientar fracturas, campos de esfuerzo, y tendencias de permeabilidad. Las operaciones de exploracin, produccin, y perforacin utilizan la informacin para la bsqueda de yacimientos fracturados, el diseo de inundaciones de agua, y la planeacin de pozos horizontales. Los ncleos orientados se cortan tpicamente utilizando un sacancleos convencional adaptado con un anillo especial de trazado, y un aparato para registrar la orientacin de la cuchilla de trazado principal en relacin con el norte magntico. Los mtodos de laboratorio utilizados para orientar ncleos son correlacin del ncleo con los registros de imagen de pozos y el mtodo paleomagntico. La Tabla 1-3 indica los mtodos usualmente utilizados para orientar ncleos.

Tabla 1-3 - Mtodos de Orientacin de Ncleos Mtodo Lugar Comentarios Levantamiento por disparos mltiples

Pozo Debe parar la perforacin para tomar la lectura

Levantamiento electrnico

Pozo Registra orientacin vs. tiempo

Mtodo paleomagntico

Laboratorio Orienta un intervalo continuo

Correlaciones de registro

Laboratorio Requiere capacidad recproca en el ncleo y el pozo.

1.7 BROCAS PARA SONDAJE 1.7.1 Generalidades Las brocas para sondaje son una parte bsica del sistema de sondaje. Desafortunadamente para los expertos y los principiantes igual, las brocas de sondaje vienen en una confusa variedad de estilos. Afortunadamente, existen pautas generales de brocas/formaciones de los fabricantes para ayudar en la seleccin de la broca apropiada. Con un poco de informacin bsica, es posible tomar decisiones informadas sobre los tipos de cortadores, perfiles de brocas, y consideraciones hidrulicas para el margen de condiciones de sondaje anticipadas. La seleccin final de brocas debe ser guiada por los objetivos del programa de sondaje, junto con una confirmacin que la broca ha sido aprobada en el campo para aplicaciones similares. La dureza (fuerza compresiva), abrasividad, y variabilidad de las rocas a sondear tendr la influencia mas grande sobre la seleccin de cortadores. Las

pautas generales sugieren el uso de cortadores mas pequeos, mas resistentes a impactos entre mas duras sean las formaciones. Las brocas de taladro de descarga frontal con baja invasin diseadas para formaciones de resistencia no consolidada-a-mediana pueden ser utilizadas en rocas mas duras o mas abrasivas, pero la vida til de la broca puede ser reducida drsticamente. La informacin presentada en la Tabla 1-4 ofrece un resumen de los tipos de brocas para sondaje disponibles. Se debe obtener los detalles especficos sobre las brocas de sondaje y las recomendaciones para aplicaciones particulares de las empresas de servicios. 1.7.2 Brocas de Diamantes Naturales Se utilizan brocas de taladro de diamante natural cuando la formacin es demasiado dura (alta resistencia compresiva) y/o abrasiva para otro tipo de elementos cortadores. Se pueden montar diamantes naturales grandes en una matriz de carburo de tungsteno, o se pueden dispersar recortes finos de diamantes en una matriz para formar lo que se llama una broca impregnada de diamantes. Las brocas impregnadas de diamantes naturales son para aplicaciones en formaciones ultra-duras. 1.7.3 Cortadores Compactos de Diamantes

Policristalinos (CDP) Los cortadores (CDP) compactos de diamantes policristalinos son materiales de diamantes artificiales que consisten de una capa de arenilla de diamantes del tamao de un micrn sinterizada y adherida a espigas de carburo de tungsteno. El grosor de la capa de diamantes policristalinos es solo de 0.020 a 0.060 pulgadas (.51 a 1.52 milmetros). Las brocas CDP se utililzan para sondear formaciones que varan de muy blandas a medio duras. Las brocas son diseadas para cortar por cizallamiento resultando en una alta velocidad de penetracin. Debido a la geometra del cortador CDP, estos son susceptibles a daos por impacto, y por lo tanto no son recomendados para formaciones muy duras, altamente fracturadas, o de cuarzos. 1.7.4. Diamantes Trmicamente Estables (PTE) El producto (de diamantes) trmicamente estables, PTE, es similar a los CDP en que tambin es un material de diamantes artificiales. La diferencia principal en el material PTE es que tiene un margen mas alto de estabilidad trmica debido al filtrado del catalizador metlico utilizado en el proceso de sinterizacin de fabricacin. Estos cortadores son apropiados para formaciones considerados por lo general demasiado duras y/o abrasivas para los cortadores CDP. Estos no son recomendados para formaciones blandas. 1.7.5 Brocas de Conos Giratorios La broca de taladro de conos giratorios utiliza cuatro conos giratorios montados con piezas insertadas de carburo de tungsteno o cortadores de diente triangular

para propsitos de sondaje. Los cortadores en los conos giran y se incrustan en el fondo del pozo y rompen la formacin en compresin con una accin cinceladora. Debido a la lenta accin cortadora (rompimiento compresivo cincelador) y la cantidad de partes mviles, el uso de las brocas de taladro de conos giratorios no es comn. 1.8 CARACTERSTICA DE DESCARGA DE

FLUIDOS DE CORTANCLEOS 1.8.1 Descarga por la Entrada Los cortancleos de descarga por la entrada estn diseados para tener el 100 por ciento del fluido pasar entre el anillo cortante y el dimetro interior del cortancleos (la "entrada"). Las brocas de descarga por la entrada estn diseadas para limpiar el dimetro interior del cortancleos, removiendo los recortes de esta rea para asegurar una entrada muy uniforme del ncleo al sacancleos. La accin limpiadora reduce la tendencia a atascarse de las formaciones duras y/o quebradizas. 1.8.2 Descarga Frontal Los cortancleos de descarga frontal estn diseados para desviar algn fluido que normalmente pasara a travs de la entrada de la broca al frente de la broca. Esto limpia la superficie de la broca y reduce la cantidad de fluido que puede friccionar el ncleo mientras entra en el sacancleos. Se recomiendan las brocas de descarga frontal para uso en formaciones blandas y friables. 1.8.3 Perfil de Baja Invasin

Los cortancleos con perfil de baja invasin estn diseados para maximizar la velocidad de penetracin, y minimizar la invasin de filtrado de fluido de perforacin en el ncleo. El diseo incorpora aberturas de descarga frontal, una reducida cantidad de cortadores, y un espacio libre disminuido entre el cilindro interior y la superficie de la broca. Se recomienda el uso de cortancleos con perfil de baja invasin para formaciones de resistencia blanda a mediana. Las formaciones mas duras disminuiran la velocidad de penetracin y posiblemente daara los cortadores. 1.9 COLECTORES DE MUESTRAS 1.9.1 Generalidades La parte mas crtica de cada sistema de sondaje es el colector de muestras que mantiene el ncleo en el cilindro mientras es llevada a la superficie. La Tabla 1-5 indica los colectores de muestras disponibles y sugieren aquellos mas apropiados para tipos de roca especficos. Muchas situaciones requieren una combinacin de dos o mas colectores para asegurar el xito. Las secuencias de arena friable intercalada con esquisto pueden requerir colectores tanto de tipo deslizante como de tipo plegadizo. Los colectores de cierre completo funcionan principalmente para asegurar buenos resultados cuando se hace sondaje en arenas no consolidadas, tambin incorporan colectores de anillo partido o de tipo deslizante para mejorar el recobro de ncleos en extremos de roca dura.

Tabla 1-4 - Gua General de Cortancleos

Propiedades de la Roca Tipo de Roca Cortancleos Roca abrasiva ultra-dura Rocas gneas, cuarcita Impregnado de Diamante Natural

Roca abrasiva dura Arenisca, Esquisto, Aluvin Diamantes naturales montados en la superficie o cortadores PTE

Roca dura no abrasiva Caliza, Dolomita, Anhidrita Cortadores PTE Roca mediana a dura con capas

abrasivas Arenisca, Caliza, Esquisto PTE o diamantes naturales montados

en la superficie Roca de resistencia blanda a mediana Arenisca, Yeso, Esquisto Cortadores CDP, diseo de baja

invasin de fluidos Rocas blandas, sin capas pegajosas Sal, Anhidrita, Esquisto CDP o cortadores de conos giratorios

Roca blanda pegajosa Suelo Arcilloso Cortadores CDP, descarga frontal

Tabla 1-5 - Colectores de Muestras

Tipo Uso Recomendado Anillo partido, resorte Formaciones consolidadas

Collar Donde las caractersticas de la formacin son desconocidas Deslizante Formaciones consolidadas, normalmente funciona con colector plegadizo o

con cuchillas orientadoras Dobladizo o plegadizo Formaciones consolidadas, fracturadas y no consolidadas donde la geologa

es desconocida Canasta Formaciones no consolidadas, normalmente funciona con otro tipo de

colector de muestras Cierre completo Formaciones friables o no consolidadas para proporcionar un cierre

completo positivo

CONTENIDO

2 PROCEDIMIENTOS DE MANEJO Y PRESERVACIN DE NCLEOS EN LAS INSTALACIONES DE POZOS 2-1

2.1 Generalidades 2-1 2.2 Procedimientos de Manejo de Ncleos 2-2 2.3 Muestreo y Anlisis en el Campo 2-6 2.4 Tipos de Rocas y Consideracin Especial en su Manejo 2-7 2.5 Preservacin de Ncleos para Anlisis 2-12

2.6 Recomendaciones para el Manejo de Ncleos para Preservar su humectabilidad 2-15 2.7 Precauciones 2-15 2.8 Bibliografa 2-16

Figuras 2-1 Marcado de Ncleos 2-3 2-2 Datos de las Instalaciones del Pozo en el Anlisis de Ncleos 2-8 2-3 Datos Bsicos de Laboratorio en el Anlisis de Ncleos 2-9

Prcticas Recomendadas para el Anlisis de Ncleos

2 Procedimientos de Manejo y Preservacin de Ncleos en las Instalaciones de Pozos

2.1 GENERALIDADES 2.1.1 Las recomendaciones incluidas en este documento pueden implicar el uso de materiales, operaciones y equipos peligrosos. Este documento no trata de todos los problemas de seguridad asociados con su uso. Es la responsabilidad del usuario de establecer las prcticas apropiadas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias antes de usarlos. 2.1.2 Los procedimientos de manejo y preservacin de ncleos en las instalaciones de pozos deben seguir las mejores prcticas posibles porque el valor de todo anlisis de ncleos est limitado por esta operacin inicial. Los objetivos de un programa de manejo de ncleos son los siguientes: a. Obtener material de roca representativa de la

formacin. b. Minimizar la alteracin fsica del material de roca

durante el manejo y el almacenamiento del ncleo.

Los problemas ms grandes enfrentados por aquellos que manejan y preservan rocas de yacimientos para el anlisis de ncleos son los siguientes: a. Seleccin de un material no reactiva de

preservacin y un mtodo para prevenir la prdida de fluido o la adsorcin de contaminantes.

b. Aplicacin de mtodos apropiados de manejo y preservacin de ncleos basados en el tipo de roca, grado de consolidacin, y tipo de fluido.

Los diferentes tipos de roca pueden requerir precauciones adicionales para obtener datos representativos de los ncleos (ver 2.4). Todo el material de ncleos debe ser preservado en las instalaciones del pozo tan pronto sea posible despus de recobro para minimizar su exposicin a las condiciones atmosfricas. 2.1.3 La terminologa que se ha desarrollado para describir el estado de preservacin de ncleos es histricamente importante, pero puede ser confuso porque a menudo no es usada consistentemente. Por ejemplo, el trmino "estado nativo" se ha utilizado a menudo para referirse a un ncleo perforado con lodo en base de aceite o crudo "lease" para tomar mediciones exactas de saturacin de agua. De manera similar, "estado fresco" se ha utilizado a menudo para indicar que el ncleo fue perforado con fluido de perforacin blando con base en agua y preservado en las instalaciones del pozo para limitar las prdidas por evaporacin. Este trmino tambin ha sido utilizado para incluir los ncleos cortados con

lodo en base de aceite. Para propsitos de consistencia, se recomienda la siguiente terminologa: 2.1.3.1 ncleo fresco: Cualquier material de ncleo recobrado preservado tan pronto como sea posible en las instalaciones del pozo para prevenir prdidas por evaporacin y exposicin al oxgeno. El tipo de fluido utilizado para sondaje debe registrarse, e.g., estado fresco (fluido de perforacin en base de aceite), estado fresco (fluido de perforacin en base de agua). 2.1.3.2 ncleo preservado: Similar al ncleo fresco, pero este implica algn periodo de almacenamiento. El ncleo preservado est protegido de alteraciones por cualquiera de una variedad de tcnicas (ver 2.5). 2.1.3.3 ncleo limpio: Ncleo del cual los fluidos han sido removidos por solventes. El proceso de limpieza (secuencia de solventes, temperatura, etc.) debe especificarse. 2.1.3.4 ncleo de estado restaurado: Ncleo que ha sido limpiado, luego expuesto nuevamente a fluidos del yacimiento con la intencin de restablecer la condicin de humectabilidad del yacimiento. Este es a menudo la nica alternativa disponible, pero no hay garanta que se restaure la humectabilidad del yacimiento. Las condiciones de exposicin al crudo, especialmente en saturacin inicial de agua, temperatura y tiempo, pueden afectar la humectabilidad final. 2.1.3.5 ncleo con presin retenida: Material que ha sido mantenido, hasta donde sea posible, en la presin del yacimiento con el fin de evitar cambios en las saturaciones de fluido durante el proceso de recobro. Ninguno de estos trminos individualmente pueden describir adecuadamente el estado del ncleo. Se requiere una descripcin completa de lodo de perforacin, manejo, preservacin y tratamiento subsecuente. 2.1.4 Para pruebas, se debe tomar una muestra del ncleo. Con el fin de obtener un anlisis representativo de los ncleos de una formacin de inters, se recomienda tomar muestras de todo el ncleo. Se debe retener toda la seccin del ncleo. La toma de muestras de ncleos en las instalaciones de pozos puede ser importante por una variedad de razones (ver 2.3.1). Si se requiere una toma de muestras del ncleo, esta debe realizarse con el conocimiento que el procedimiento puede tener efectos sobre los esfuerzos y resultados de futuros anlisis de ncleos. La toma de muestras en las instalaciones de pozos debe ser mnima para mantener la integridad del ncleo. Las muestras para la descripcin de litologa, por ejemplo, pueden tomarse de algunos pedazos quebrados del ncleo sin daar ninguna parte de la roca intacta. Si est intacta, se remueven longitudes mensurables del ncleo, se debe dejar una nota o registro en su lugar

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describiendo la longitud de la muestra, litologa, la razn por la cual fue removida, y cualquier otra informacin pertinente. Si se requieren muestras de adentro de un segmento de ncleo intacto, se debe emplear un mtodo de muestreo no percusivo. El objetivo de un procedimiento estndar de muestreo de ncleos es obtener muestras bajo un procedimiento uniforme para que los resultados sean independientes de sesgo humano. La seleccin de muestras es bastante sencilla para formaciones uniformes. Sin embargo, si una formacin contiene una litologa muy variada y tipos de porosidad heterognea (tal como conglomerados, variedades de cuarzos, yacimientos fracturados, y esquistos y arenas intercalados), la seleccin apropiada de muestras representativas requiere mayor cuidado. Una persona calificada (ingeniero, gelogo, etc.) debe seguir un procedimiento de muestreo establecido para minimizar el sesgo estadstico. 2.1.5 Los procedimientos para el manejo y la preservacin de ncleos prescritos son aplicables para todo material de roca convencionalmente sondeado. Muchas de las mismas prcticas aplican para ncleos de paredes laterales y recortes de perforado. Estos procedimientos recomendados han sido seleccionados como aquellos que producirn materiales de ncleos para el anlisis de ncleos ms confiable y representativo. El xito de cualquier tcnica dada es directamente relacionada con las propiedades de la roca del ncleo. Los procedimientos de manejo tambin deben basarse en la tecnologa utilizada para recobrar el material de roca los objetivos del programa de sondaje. Tambin se presenta una revisin de los materiales de preservacin de ncleos. Cada trabajo de sondaje y yacimiento debe ser examinado cuidadosamente antes de disear un programa de manejo y preservacin de las instalaciones de pozos. 2.2 PROCEDIMIENTOS DE MANEJO DE

NCLEOS 2.2.1 Generalidades Existen varios mtodos para la adquisicin de ncleos. Se pueden dividir las tcnicas de sondaje continuas convencionales de dimetro completo en dos grupos: aquellas que emplean un cilindro interior estndar de acero para uso repetido, y aquellas que utilizan cilindros interiores desechables o forros. Otros mtodos de sondaje tales como los aparatos de paredes laterales y los aparatos de sondaje recobrados por wireline obtienen material de roca utilizando equipos especiales. Los procesos especiales de sondaje, incluyendo los mtodos de presin retenida y de esponja, estn disponibles para obtener resultados de anlisis de ncleos y fluidos ms representativos de las condiciones in situ. El material de ncleos consolidado obtenido con un cilindro interior estndar de uso repetido debe sacarse del cilindro tan pronto como sea posible despus de llegar a la superficie para minimizar la imbibicin de fluido de perforacin. Entre los posibles efectos

indeseables de la imbibicin de fluidos se encuentran los siguientes: a. Cambios en las saturaciones de fluido, equilibrio

geoqumico y de soluciones de gas. b. Cambios en humectabilidad. c. Movilizacin de arcillas intersticial y minerales de

grano fino. d. Dilatacin de arcilla y la degradacin asociada de

propiedades mecnicas. Se debe reportar cualquier demora en la remocin del ncleo del cilindro. Varios tipos de roca y mtodos de sondaje requieren niveles variables de atencin y pueden dividirse en dos categoras principales: a. Manejo bsico - Esta categora requiere una

capacitacin y/o experiencia mnima e incluye: 1. Un cilindro interior estndar de acero para uso

repetido utilizado para obtener ncleos en rocas consolidadas moderadamente homogneas.

2. La adquisicin de ncleos de paredes laterales por wireline con sondaje de percusin o giratorio.

b. Manejo especial - Esta categora requiere una

capacitacin extensiva y/o equipos especiales e incluye:

1. Cilindros interiores desechables y sacancleos orientados utilizados para obtener ncleos de rocas fracturadas o no consolidadas que pueden requerir una estabilizacin mecnica (Skopec, et al., 1992).

2. Sacancleos retenida a presin para mantener el ncleo en la presin del yacimiento para minimizar la expansin de fluido de la reduccin en presin y la expulsin de fluido mientras se lleva el ncleo a la superficie (Sattler, et al., 1988)

3. Sacancleos de aluminio con un forro de esponja dentro de un cilindro interior de acero para atrapar los fluidos durante la expansin por la reduccin en presin mientras se lleva el ncleo a la superficie (Park, 1983).

El uso de cualquier forro de cilindro interior para sondaje reduce el dimetro del ncleo resultante. 2.2.2 Remocin del Ncleo de un Cilindro

Interior Estndar de Acero para Uso Repetido

El ncleo debe removerse del cilindro interior en una posicin horizontal cuando sea posible. Se debe tener cuidado para minimizar la sacudida mecnica durante la extraccin. Se debe permitir que el ncleo se deslice del sacancleos ligeramente elevando el extremo superior del sacancleos. Si el ncleo no se desliza, se puede utilizar una vara para empujar el ncleo del cilindro. Puede ser necesario golpear el sacancleos suavemente con un martillo para iniciar el movimiento del ncleo. Sin embargo, no se debe martillar el sacancleos de una manera que cause una sacudida mecnica en el ncleo. En toda manipulacin fsica se debe intentar exponer el ncleo al mnimo esfuerzo mecnico posible. Si no se puede

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remover el ncleo con el mtodo anterior, este debe sacar por bombeo con fluido. Si esto es necesario, se debe utilizar un arreglo adecuado de pistones que prevendr que los fluidos tengan contacto directo y contaminen el ncleo. Se debe utilizar el fluido de sondaje si es necesario bombear directamente con fluidos. Se debe evitar el uso de agua fresca u otros fluidos extraos para el ncleo. Si se presiona agua por el pistn y este entra en contacto con el ncleo, se pueden obtener valores errneamente altas de saturacin de agua en un anlisis subsecuente de ncleos porque cualquier presin excesiva en el cilindro puede hacer que el fluido penetre el ncleo. Se debe anotar cualquier dificultad o irregularidad encontrada cuando se remueve el ncleo del cilindro, e.g., la presin utilizada si fue sacado con fluido, prdida de material del ncleo, etc. 2.2.3 Clasificacin y Registro de Ncleos Se debe extender y empacar el ncleo en el piso de las instalaciones si hay espacio disponible. Alternativamente, el soporte de tubera puede utilizarse para este propsito. La clasificacin y registro del ncleo no debe interferir con la operacin de perforacin y/o sondaje. Si se toma la decisin de manejar el ncleo en el piso de las instalaciones, hay que colocar bandejas, cajas, o piletas apropiadamente marcadas cerca del sacancleos. Si se va a extender el ncleo en el pasadizo, se prepara un rea despejada y se coloca el ncleo entre dos trozos de tubera de perforacin. Se debe tener cuidado para mantener la orientacin, y preservar la secuencia correcta de los pedazos de ncleo. El punto clave es que el ncleo debe clasificarse y marcarse de tal manera que todo el intervalo de ncleo pueda volverse a ensamblar en el futuro. Se debe proteger al ncleo de temperaturas extremas, humedad, y deshidratacin, i.e., sol directo, motores calientes, lluvia, vientos fuertes, y baja humedad relativa. Los materiales y equipos de preservacin de ncleos deben estar cerca del rea de manejo de ncleos para facilitar una operacin rpida. Mediciones precisas de recobro deben ser tomadas y registradas. Se debe reportar cualquier recobro adems del recorte del ncleo, as como el no recobro. Hay que escribir no recobro o recobro adicional en la parte de debajo de cada ncleo, a menos que alguna observacin especial indique que se debe hacer una excepcin. Todas las excepciones deben anotarse. Los siguientes datos y observaciones pueden ser tiles para determinar el origen de recobro adicional y la falta de recobro: a. Parmetros de perforacin - tiempo de

perforacin, velocidad de penetracin, presin de bombeo, etc.

b. Condiciones generales del ncleo - continuidad, secciones quebradas, fracturas inducidas, etc.

c. Condicin del equipo de sondaje de perforaciones de fondo.

Marque las profundidades de los ncleos de arriba abajo e indique en la parte de abajo si son de recobro adicional o falta de recobro. La parte de arriba del siguiente ncleo debe tener la profundidad perforada.

Esto quiere decir que en el caso de recobro adicional, habr la misma profundidad en dos ncleos. Sin embargo, estos ncleos sern distinguibles uno del otro por sus nmeros. Las profundidades de los ncleos deben ajustarse a las profundidades registradas antes de que se puedan hacer correlaciones entre las propiedades registradas y las propiedades del ncleo y entre los pozos sondeados y sin sondear. El ajuste ncleo-a-registro puede hacerse utilizando descripciones detalladas de ncleos o barridos de ncleos. Se recomienda que todos los sacancleos se extiendan en el pasadizo o el piso de las instalaciones antes de remover el ncleo. Las siguientes son las pautas apropiadas para extender y marcar el ncleo: a. La parte de abajo del ncleo sale del cilindro

primero y la primera pieza del ncleo debe colocarse en el fondo de una bandeja, caja, o pileta, y cada pieza siguiente se coloca mas cerca de la parte de arriba.

b. Se debe tener mucho cuidado para mantener la secuencia apropiada y la orientacin del ncleo para asegurar que los segmentos individuales del ncleo no estn fuera de lugar o al revs. Cualquier porcin del ncleo que est muy partida debe meterse en bolsas de plstico y colocarse en su posicin apropiada.

c. Arme el ncleo para que los extremos irregulares casen, luego mida la totalidad del recobro.

d. No lave el ncleo (ver 2.4, 3.5 y 3.6). Si hay demasiado fluido de perforacin en la superficie del ncleo, se puede limpiar con un trapo limpio saturado en fluido de perforacin, y este se puede exprimir tan a menudo como sea necesario.

e. Con marcadores indelebles rojos y negros, pegados con cinta, marque el ncleo de arriba abajo con lneas paralelas (ver Figura 2-1). La lnea roja debe estar en el lado derecho si el individuo que marca se encuentra mirando de la parte de abajo del ncleo hacia arriba. Se deben utilizar flechas apuntando hacia arriba para evitar confusiones.

f. Con un marcador indeleble o pintura, empezando de arriba, dibuje una lnea a travs del ncleo a cada pie de distancia, y marque cada lnea con la profundidad apropiada.

g. Para obtener un anlisis confiable del ncleo, la velocidad es esencial en remover, extender, marcar y preservar el ncleo para minimizar las alteraciones debidas a exposicin (ver 2.5).

h. El ncleo debe preservarse (ver 2.5) y colocarse en recipientes numerados para ser transportado al laboratorio. Se recomienda que todo el intervalo del ncleo sea preservado en las instalaciones del pozo, reservando el muestreo para las condiciones controladas en el laboratorio.

Basta unos pocos minutos de exposicin, dependiendo de las condiciones atmosfricas, para causar una prdida significativa de agua fracciones de hidrocarburo liviano en los ncleos. Si el ncleo es lavado con agua accidentalmente, dejado en el

sacancleos, o reposado antes de la preservacin, entonces esta informacin debe ser anotada. 2.2.4 Manejo de Forros y Cilindros Interiores

Desechables El uso de forros interiores de sacancleos y cilindros interiores desechables mejoran el recobro de las formaciones fracturadas o de consolidacin deficiente. Estos son hechos de plstico, fibra de vidrio, o aluminio y estn clasificados para varias temperaturas. Cuando se hace sondeo en formaciones no consolidadas o de consolidacin deficiente, elija el forro o el cilindro desechable para soportar la temperatura circulante. Los estratos duros tal como el esquisto son sondeados mejor utilizando fibra de vidrio o aluminio para prevenir el atascamiento y consecuentemente un recobro de ncleos deficiente. Ciertos aditivos de fluido para sondaje tal como el custico reaccionan con cilindros de aluminio causando la descarga de iones de aluminio, que pueden reaccionar con el ncleo para alterar las propiedades de su superficie. Cuando se sondea una formacin de consolidacin deficiente, para evitar la solidificacin de la roca es aconsejable cortar longitudes cortas, 30 pies o menos dependiendo de la resistencia de la roca. En longitudes largas, la seccin inferior del ncleo puede ser consolidada en exceso y daado por el peso del material de encima. Un ncleo daado es de uso limitado para el anlisis de ncleos. Cuando se sondean formaciones fracturadas, las longitudes cortas de ncleos tambin pueden ser tiles para disminuir el riesgo de atascamiento. El sacancleos debe ser llevado a la superficie suavemente. Durante los ltimos quinientos pies, el ncleo debe llevarse a la superficie lentamente para minimizar la expansin de gas que puede daar el ncleo no consolidado severamente si la presin es reducida muy rpidamente. Cuando se esperan daos por expansin de gas, se puede utilizar un forro perforado o un cilindro interior desechable perforado para proporcionar un medio de escape para el gas. Todas las perforaciones deben ser selladas si el forro o el cilindro interior desechable es utilizado como recipiente de preservacin de ncleos. Alternativamente, toda la seccin perforada puede ser colocada en bolsas de plstico para prevenir la prdida de fluidos. Un forro con el ncleo adentro puede bajarse en el pasadizo, dentro del cilindro interior metlico utilizando un sistema de poleas sujetado al extremo del pasadizo. El cilindro no debe golpear el equipo y debe bajarse suavemente al pasadizo. Los cilindros interiores con ncleos adentro se encorvan, especialmente aquellos hechos de fibra de vidrio o plstico, y deben ser soportados por una varilla. La varilla debe ser pegada al cilindro interior mientras cuelga del castillete. a. Acue el sacancleos para prevenir rotacin y

remueva el colector de muestras. Transfiera el material del colector de muestras a un forro o un cilindro interior desechable de la longitud adecuada. El material del colector de muestras

es por lo general demasiado agitado para ser utilizado en el anlisis cuantitativo de ncleos.

b. Se puede utilizar una extensin del pasadizo para remover todo el forro con el ncleo del cilindro interior sin encorvarse.

1. Si se remueve todo el forro o si se est manejando un cilindro interior desechable, busque adentro y ubique la parte superior del ncleo. Corte el forro en este punto. Marque el ncleo con lneas de orientacin (rojo a la derecha y negro a la izquierda), profundidades, y otra identificacin (ver 2.2.3). Marque las profundidades a cada pie empezando de arriba.

2. (Mtodo Preferido) Si no hay espacio para remover todo el forro, saque de a de 3 pies (0.91 metros) utilizando el soporte adecuado para prevenir encorvamiento. Marque cada longitud de tres pies (0.91 metros) con lneas de orientacin y con un nmero para representar su posicin en la secuencia de longitudes cortadas. Marque las profundidades en las longitudes de tres pies (0.91 metros) una vez se procese todo el intervalo recobrado y se ubique la parte de arriba del ncleo.

c. Corte los forros y el ncleo en longitudes de 3

pies (0.91 metros) utilizando una sierra circular de aire o elctrica. Los forros de fibra de vidrio y aluminio deben ser cortados utilizando una sierra circular fija. Tenga cuidado de evitar vibracin y rotacin del ncleo. Se deben utilizar abrazaderas en el sacancleos con mucho cuidado para evitar daos en la roca. Alternativamente, toda la longitud de 30 pies (9.1 metros) del ncleo puede taparse y transportarse con una varilla pegada al forro o el cilindro interior para evitar encorvamiento. Luego el ncleo puede ser cortado en el laboratorio en cualquier longitud especificada. Esto minimiza el manejo del ncleo en el pozo. Sin embargo, esto dificulta la preservacin, muestreo, y los procedimientos de transporte.

d. Estabilice las longitudes de 3 pies (0.91 metros) fsicamente utilizando un material de fundicin no reactivo (e.g., epoxi) para llenar el espacio anular entre el ncleo y el forro. Alternativamente, la corona circular puede llenarse con fluido no reactivo con el fin de prevenir evaporacin. Como precaucin mnima, las longitudes de 3 pies (0.91 metros) deben sellarse con capacetes estndar.

e. Pase las longitudes a cajas marcadas y colquelos sobre cojines para su transporte al laboratorio. Utilice tornillos para pegar las tapas de madera a las cajas de ncleos para evitar daos en los ncleos causados por el martilleo.

2.2.5 Ncleo retenida a presin Los sacancleos retenida a presin son diseados para obtener la mejor saturacin de fluido posible in situ. Este mtodo de sondaje ofrece una alternativa al sacancleos convencional que pierde presin a su recobro a la superficie. Para permitir la medicin de saturaciones de fluido en el laboratorio, el ncleo debe pasar por un manejo extensivo. El equipo del

sacancleos se coloca en una unidad especial de mantenimiento de ncleos y el fluido de perforacin es descargada de la corona circular entre el cilindro interior y exterior utilizando un fluido no reactivo mientras se mantiene la contrapresin apropiada en todo el sistema. Luego se coloca todo el equipo del sacancleos en una caja-congeladora llena de hielo seco (2.5.2.2). Hasta este punto en el manejo de un ncleo retenida a presin, el trabajo debe ser realizado por personal de la empresa de servicios capacitado a sus especificaciones. Los siguientes procedimientos realizados sobre ncleos congelados deben ser supervisados por la empresa operadora: a. Remover el cilindro interior retenida a presin del

hielo, colocar en una cubierta de seguridad, y cortar en los largos deseados.

b. Colocar cada seccin nuevamente en el hielo, mientras se va cortando. Tener cuidado de asegurar que las secciones son extendidas de tal manera que la parte superior y la parte inferior y la posicin en la seccin del ncleo se pueda identificar claramente (ver 2.2.3).

c. Levantar un extremo de la seccin del ncleo a la vez y colocar la tapa del ncleo con etiqueta a cada extremo, asegurndolo con una abrazadera de manguera (ver 2.2.4).

d. Las etiquetas deben ser marcados con el nombre de la empresa, presin recuperada, ubicacin legal, margen de profundidad del ncleo, y la profundidad del ncleo procesada.

e. Colocar las secciones del ncleo procesadas en cajas de embarque aisladas y empacar con hielo seco. Marcar la caja con los nmeros y las profundidades del ncleo junto con la informacin sobre la empresa, ubicacin, y embarque. Si las cajas de embarque aisladas estn en trnsito por mas de 24 horas, puede ser necesario empacar hielo seco adicional.

2.2.6 Ncleo Esponjoso El equipo de sondaje esponjoso est diseado para mejorar la medicin de las saturaciones de fluido en yacimientos. Cuando el ncleo es llevado a la superficie, el fluido que se perdera de lo contrario por expulsin debido a la reduccin en presin es atrapado por una esponja de poliuretano absorbente que rodea el ncleo. El equipo de sondaje consiste de 6 largos pre-cortados de 5 pies (1.52 metros) de forro de aluminio dentro de un cilindro interior estndar de acero. El ncleo esponjoso es, por lo general manejado de acuerdo con los procedimientos establecidos en 2.2.4. En la mayora de los casos, el forro debe ser sacado del equipo de sondaje por bombeo. El forro pre-cortado es almacenado y preservado en tubos de embarque de PVC llenos de un fluido no reactivo adecuado. El tubo de embarque de PVC es sellado con una tapa rgida y una tapa de caucho de expansin de gas. Para propsitos de orientacin, cada seccin del forro es biselado por un extremo. Una vez el ncleo esponjoso llegue al laboratorio, este es abierto con fresa y tanto el ncleo y la esponja son

extrados de todos los fluidos del yacimiento (ver 4.3.4). 2.2.7 Sondaje de Paredes Laterales Wireline Los ncleos de paredes laterales wireline son extrados de la formacin por varios medios. El sondaje de paredes laterales por percusin implica el uso de una carga explosiva que impulsa un proyectil hueco en la formacin. Debido a las fuerzas producidas por la entrada de la bala en la formacin, ocurre la compactacin, fractura, y desorden de los granos de la roca. Se debe tener mucho cuidado cuando se maneja este material de ncleos. De manera alternativa, los ncleos de paredes laterales wireline pueden perforarse mecnicamente de la formacin con una broca giratoria. Se minimizan los daos con esta tcnica. Sin embargo, este mtodo no es factible en todos los tipos de roca. Si la muestra se parte durante la remocin de la herramienta de sondaje, esta debe armarse por partes y se debe anotar cualquier dao. Tambin existen otros aparatos de muestreo de paredes laterales que implican el uso de sacamuestras activados a presin. Cuando se utilizan tcnicas de sondaje de paredes laterales, las muestras frgiles deben colocarse en tarros de plstico o de vidrio con tapas metlicas. No se debe colocar papel u otros materiales capaces de absorber lquidos dentro de los tarros para actuar como material de amortiguacin para las muestras. Los laminados plsticos sellados a calor son una tcnica aceptable de preservacin para las muestras de paredes laterales perforadas. Todas las muestras deben estabilizarse y amortiguarse durante su transporte al laboratorio (ver 2.5.2.1) y deben ser marcadas con precisin (ver 2.2.3). 2.2.8 Sondaje Continuo Recobrado de Wireline En las operaciones de sondaje continuas recobradas de wireline (WRC), el sacancleos es recobrado mientras la cadena del taladro permanece dentro de la perforacin. El tiempo de viaje es reducido y consecuentemente, el mtodo puede ser menos costoso que el sondaje convencional. Tpicamente, se sondean largos intervalos verticales continuamente, y ciertos pozos pueden ser sondeados desde la superficie hasta su profundidad completa. 2.2.8.1 Marcado de Profundidad en Ncleos WRC Una buena comunicacin entre el personal de recobro de ncleos y el perforador en el campo es necesaria para el marcado exacto de profundidades en ncleos WRC. En el sondaje convencional, el perforador suministra la profundidad superior e inferior del intervalo sondeado. Esto puede causar alguna confusin en la asignacin de las profundidades del ncleo, porque los ncleos convencionales son relacionados desde la parte superior del intervalo sondeado. Como el sondaje WRC es continuo, es mejor utilizar la seccin inferior de la parte sondeada previa como la seccin superior de la parte subsecuente. Se sugiere una supervisin para verificar un posible relleno entre secciones para minimizar errores causados por esto. El mantener

procedimientos exactos de contabilidad de ncleos en la forma de una hoja electrnica en tiempo real debe minimizar el potencial de errores en la determinacin de la parte superior del siguiente intervalo. La informacin en la hoja electrnica debe incluir el nmero de seccin del ncleo, la parte superior del intervalo sondeado, la parte inferior del intervalo sondeado, el porcentaje de recobro, y una columna que indique el punto desde el cual se empez a marcar el ncleo. Todo el ncleo WRC debe ser marcado y etiquetado de acuerdo con 2.2.3, con la excepcin que la asignacin de profundidad debe modificarse de acuerdo con los siguientes procedimientos. Los procedimientos convencionales para asignar las profundidades del ncleo no siempre son apropiados para el ncleo WRC. En el sondaje WRC, el ncleo metido en una seccin puede sacarse en la siguiente seccin, as que la verdadera profundidad del ncleo actual puede estar en el intervalo previamente sondeada. El recobro de "ncleo metido" tambin significa que el volumen del ncleo sobre-recobrado es ms grande que el comnmente encontrado en el sondaje convencional. Dados los volmenes ms grandes de ncleo, es ms importante utilizar un procedimiento de marcado de ncleos que evite asignar la misma profundidad a mas de una parte del ncleo. Si ocurre un sobre-recobrado, el marcado de la profundidad del ncleo puede comenzar en la parte inferior del ncleo, y la profundidad de esa parte del ncleo asignado como el fondo se reporta por el perforador. El marcado de ncleos luego debe moverse de abajo hacia arriba. Si se obtiene un recobro del 100 por ciento o ms en la seccin previa, las asignaciones de profundidad deben seguir los procedimientos convencionales, con el marcado de profundidad empezando en la parte superior. Para un recobro deficiente, se debe utilizar la siguiente ecuacin para contar el ncleo faltante: Ncleo faltante = Profundidad Perforada - Longitud del Ncleo = [CDD - PDD] - [CBL + PC - VOID] (1) Donde: MC = longitud del ncleo faltante, pies (metros) CDD= profundidad del perforador actual, pies (metros) PDD=profundidad del perforador anterior, pies (metros) CBL = longitud del sacancleos, pies (metros) PC = ncleo prominente VOID = vaco en el sacancleos, pies (metros) En un recobro deficiente, las profundidades del ncleo deben marcarse de arriba hacia abajo, asignando recobro deficiente a la seccin inferior del intervalo sondeado. 2.2.8.2 Mtodo Alternativo para el Marcado de Profundidad en Ncleos WRC Una alternativa al mtodo mencionado en 2.2.8.1 es asignar profundidades de la misma manera que los ncleos convencionales (ver 2.2.3). En cuanto a los ncleos convencionales, puede haber un recobro deficiente o un sobre-recobro. Empezando desde

arriba, marque el ncleo con marcas de profundidad cada pie hasta el final del ncleo. No se debe hacer ningn intento para resolver los intervalos de recobro deficiente o sobre-recobro antes del ajuste ncleo-a-registro. Si las profundidades estn consistentemente marcadas desde la parte superior de cada seccin y cada seccin tiene un nmero nico, puede haber la misma "profundidad" en dos ncleos consecutivos, pero sern distinguidos por su nmero de seccin. Si se intenta ajustar un sobre-recobro en el campo, esto puede resultar en una tremenda confusin con los mismos ncleos etiquetados muchas veces. 2.2.8.3 Lavado de Ncleos WRC En cuanto al sondaje convencional, se debe tener cuidado para evitar daos en la roca; e.g., lavndola con fluidos no apropiados. Si existe alguna ambigedad acerca de los efectos dainos, elija la precaucin, por ejemplo, evitando el lavado del ncleo. 2.2.8.4 Anlisis de los Ncleos WRC El punto hasta el cual se analiza el ncleo WRC varia en cada operador. Los procedimientos de anlisis de ncleos WRC difieren significativamente de aquellos utilizados para ncleos convencionales. En las operaciones de sondaje convencional, el ncleo es devuelto a un laboratorio para su anlisis y, en algn momento futuro, se ajustan los resultados del anlisis del ncleo para las profundidades perforadas. Con el ncleo WRC, mucho del anlisis es realizado en el campo, y en algunos casos, el ncleo no puede archivarse nunca. Tpicamente, un gelogo de campo debe describir la seccin con los detalles litolgicos suficientes para permitir el ajuste ncleo-a-registro y su correlacin. El gelogo debe anotar las muestras de hidrocarburo, intervalos porosos, y los cambios en facies. Algunos operadores utilizan laboratorios mviles a travs de los cuales realizan anlisis bastante sofisticados del ncleo WRC, incluyendo la exploracin con gamma, fotografas ultravioletas, cromatografa de gas, y mediciones de porosidad, densidad, susceptibilidad magntica, mineraloga y propiedades acsticas. 2.2.9 Sacancleos Orientado La orientacin del sacancleos se logra utilizando instrumentos electrnicos de disparos mltiples y equipos especializados de trazado de ncleos. Alternativamente, la signatura de roca paleomagntica puede utilizarse para propsitos de orientacin de ncleos. Se deben seguir procedimientos estrictos de manejo para asegurar que los datos de orientacin son correlacionadas positivamente con la profundidad y apareados con la seccin apropiada de material de ncleo. Esto es particularmente crtico en unidades de roca fracturadas donde comnmente se utilizan cilindros interiores y forros desechables. 2.3 MUESTREO Y ANLISIS EN CAMPO 2.3.1 Generalidades

En general, no se recomienda el muestreo del material de ncleos recobrado en el pozo. Si es necesario tomar muestras inmediatamente, se deben tomar precauciones para minimizar el tiempo de exposicin del ncleo. El muestreo debe ser rpido, eficiente, y realizado de acuerdo con las prcticas correctas de seguridad. Siempre obtenga muestras utilizando el mtodo menos daino o menos contaminante disponible. Todo el ncleo debe ser guardado en todos casos. Algunas razones especficas para el muestreo en el campo incluyen, pero no estn limitadas a a) muestreo de recortes para la descripcin litolgica y/o determinacin mineralgica, b) medicin de las propiedades bsicas de la roca, c) pruebas de compatibilidad-terminacin de fluidos, d) estudios de humectabilidad, e) observacin de fluorescencia/corte del crudo, f) mediciones de recobro de tensin inelstica, y g) estudios de desorcin de metano para el anlisis de carbn. Todas las secciones removidas del intervalo sondeado deben ser registradas en la hoja de datos de campo (ver 2.3.3) y representadas fsicamente en las secciones de ncleo continuas utilizando espaciadores rgidos. La muestra removida debe ser preservada, marcada, y empacada de una manera consistente con la prueba deseada. Los datos adicionales pertinentes deben acompaar las muestras al laboratorio o deben estar disponibles para anlisis en el pozo. Otras tcnicas especiales de anlisis de ncleos en el pozo son posibles si existen las instalaciones mviles adecuadas para realizar las pruebas bajo condiciones controladas. El martilleo puede daar el ncleo y puede imposibilitar el anlisis de ncleos. Si es posible, las muestras de recortes deben tomarse desde las roturas que ocurren naturalmente en el ncleo o con una sierra de guarnicin de precisin. El tamao de la muestra debe mantenerse en el mnimo necesario para realizar el anlisis deseado. Coloque las muestras en bolsas y preserve la saturacin de fluido con una tcnica de preservacin apropiada (ver 2.5). Si se va a realizar una revisin detallada de ncleos en el pozo, el muestreo y el manejo del ncleo deben hacerse rpidamente, y solo si la revisin es crtica para el xito del objetivo del pozo. 2.3.2 Transporte y Logstica El mtodo de transporte debe ser prctico y debe ofrecer proteccin contra daos por cambios ambientales, vibraciones mecnicas, y el maltrato. Otros factores importantes a considerar cuando se elige el modo de transporte incluyen a) distancia del pozo al laboratorio, b) condiciones y terreno en tierra y mar adentro, c) competencia del material del ncleo, d) condiciones del clima, e) tipo de preservacin o empaque, y f) costo. En todos los casos, se deben tomar precauciones para estabilizar el material del ncleo sin riesgos. En el transporte areo, puede ser que el depsito de almacenamiento no est presurizado, y este puede ser un factor en la preservacin del ncleo. No apile los ncleos de tal manera que se dae el material del ncleo. Se deben tener cuidado con las empresas transportadoras comerciales que no estn acostumbradas a transportar materiales frgiles. Por

razones de seguridad, puede ser necesario tratar a los ncleos empacados en hielo seco como "productos qumicos" para propsitos de transporte. En todos los mtodos de transporte, una carta de remisin o un formulario de documentacin de contenidos con la informacin de embarque pertinente debe acompaar el envo. Se debe enviar una copia separada de esta carta al recipiente va correo o fax. Se deben seguir todos los reglamentos aplicables del Departamento de Transportes de EE.UU. en el envo de materiales de ncleos. Cuando se utilizan cajas estndares para ncleos, estas pueden ser paletizadas, atadas y enviadas as mismo. Los ncleos, especialmente aquellos de materiales no consolidados, pueden ser congelados o refrigerados en el campo para preservacin y estabilizacin durante su transporte y almacenamiento. Si se congelan, los ncleos deben ser completamente congelados antes del envo para evitar daos mecnicos. El ncleo congelado por lo general es empacado en recipientes aislados y empacados con hielo seco. Los ncleos refrigerados usualmente son enviados en unidades refrigeradoras independientes. Un aparato para supervisar y registrar la temperatura debe acompaar el ncleo para asegurar que se mantengan las condiciones deseadas durante su transporte. 2.3.3 Hoja de Datos Se debe conseguir una hoja de datos adecuada y esta debe ser diligenciada por el ingeniero o el gelogo del pozo, para proporcionar un registro mas completo de las condiciones del sondaje. Esta informacin ser valiosa para la cualificacin de la interpretacin de los datos de anlisis del ncleo. Adems, este registro puede implicar que se tenga que realizar ciertas pruebas adicionales para complementar las pruebas bsicas, o que otras pruebas no produciran datos significativos. Esto resultar en el anlisis ms til en el menor tiempo con menor costo. Las Figuras 2-2 y 2-3 son formularios ejemplos, y se recomienda el uso de estos u otros similares. Es importante tener tantos datos pertinentes sean posibles para acompaar el material de ncleos. La siguiente es una lista de informacin deseable: a. Identificacin del pozo, nmero API del pozo,

elevacin, nmeros y contactos del vendedor, como tambin sus telfonos, nmeros de fax y direcciones.

b. Tipo de fluido de perforacin, contenidos, y datos medidos.

c. Tipo de ncleo y equipos utilizados. d. La(s) formacion(es) sondeadas, con la

profundidad del perforador superior e inferior. e. Indicacin de la informacin crtica de sondaje y

cualquier nota pertinente, i.e., tiempo total de sondaje/viaje, dificultades, y recobro.

f. Salinidad de la formacin de agua y los datos del fluido de produccin.

g. Pautas de preservacin. Tiempo de exposicin. h. Anlisis solicitado. i. Registro de sondaje y registros de perforacin. j. Una descripcin del ncleo. k. Registros de pozo y registros del lodo.

2.4 TIPOS DE ROCA Y CONDICIONES ESPECIALES DE MANEJO

2.4.1 Generalidades El trmino "tipo de roca" se utiliza para describir las caractersticas que distinguen el material del ncleo. Este puede referirse al grado de consolidacin, la presencia de fracturas o vugs, composicin (esquisto), o propiedades fsicas (e.g., baja permeabilidad) de la roca. Las descripciones geolgicas de la roca son ms complejas y se han trazado esquemas de clasificacin para categorizar tipos de roca especficos con respecto a textura, tipo de cementacin, tamao de grano, etc. Se deben tener en cuenta muchas consideraciones especiales cuando se disea un programa para el manejo de ncleos en el campo. Los prrafos 2.4.2 a 2.4.13 incluyen las pautas generales para varios tipos de roca. 2.4.2 Roca Consolidada Las rocas consolidadas son duras como resultado de cimentacin. No necesitan tratamiento especial en el pozo. La cimentacin en rocas es definida como el proceso de precipitacin de materiales que consolidan alrededor de las superficies del grano slido. Las rocas pueden describirse como consolidadas, mal consolidadas (friable), o no consolidada, dependiendo del grado de compactacin y cimentacin. Las rocas consolidadas comunes incluyen caliza, dolomita, arenisca y una variedad de cuarzo. 2.4.3 Roca No Consolidada Las rocas no consolidadas tienen poco cemento, o no lo tienen y son esencialmente sedimentos compactados. Las rocas mal consolidadas tienen menos cemento pero no suficiente para endurecerlas. Es menor sondear estas rocas utilizando un forro en el cilindro interior o un cilindro interior desechable (ver 2.2.4). Se debe tener cuidado para prevenir el desmoronamiento del ncleo. Esto incluye el asegurar que el ncleo es llevado a la superficie, extendido suavemente, y preservado de tal manera que sobrevivir el transporte (ver 2.5.2). 2.4.4 Roca No Consolidada - Aceite Liviano y Gas Es crtico preservar ncleos no consolidados que contienen aceite liviano de una manera eficiente y apropiada. Se deben evitar los movimientos innecesarios del ncleo. Los dos mtodos comnmente utilizados para preservar este tipo de roca comprenden mtodos ambientales, tales como la congelacin o refrigeracin y estabilizacin mecnica con epoxi, resina de espuma, etc. El ncleo no consolidado que contiene aceite liviano es susceptible a prdidas significativas de fluido durante el manejo en superficie. Como es el caso con la mayora de los tipos de roca, cuando el ncleo ha llegado a la superficie, ya ha pasado por un desahogo de esfuerzo mecnico debido a la remocin de la sobrecarga de presin y ha tenido diferentes cantidades de expansin de gas cuando se pierde la presin de

poros interna. El grado a la cual estos efectos alterarn al ncleo depende de la profundidad, la presin del yacimiento, gravedad del aceite, propiedades del fluido, tipo de sedimento, y procedimientos de sondaje. Se debe tener cuidado para asegurar que no se acumule presin dentro del sacancleos durante el manejo. El forro del sacancleos o el cilindro interior desechable pueden perforarse previamente con orificios [1/8 pulgada (3.18 milmetros) de dimetro] para evitar la acumulacin de presin. Los intervalos sondeados deben ser limitados en longitud para prevenir posibles daos en la roca bajo su propio peso. Mientras se sube el ncleo a travs de los 500 pies superiores (152 metros) del pozo, el sacancleos debe sacarse lentamente para minimizar la probabilidad de desbaratar la roca y causar daos en el ncleo. Si se utiliza la congelacin para estabilizar materiales no consolidados, el ncleo no debe ser transportado hasta que no est completamente congelado, porque la congelacin parcial puede causar daos estructurales en el ncleo (ver 2.5.2.2). Se recomienda llenar la corona circular entre el cilindro interior desechable o el forro y el ncleo con fluido para sondaje para estabilizar cuando no se utiliza epoxi o un material de fijacin permanente. Sin embargo, este procedimiento puede alterar la saturacin de fluido de la roca y sus caractersticas de humectabilidad. Cuando se utiliza epoxi, resina, o la inyeccin de espuma, el fluido de perforacin debe ser completamente desalojado o drenado de la corona circular. El material de moldeo debe ajustarse y encajarse a la superficie del ncleo. 2.4.5 Roca No Consolidada - Aceite Viscoso La dificultad ms grande en el manejo de rocas no consolidadas que contienen aceite viscoso es la prevencin o la minimizacin de la expansin de ncleo retardada. La expansin es el resultado de la lenta emisin de gas desde el aceite viscoso, sin posibilidad de un drenaje de corto plazo debido a la baja movilidad del gas. La dilatacin de la roca puede continuar fcilmente hasta que la fase de gas se vuelva continua, y esto puede requerir la expansin volumtrica de mas de 6 al 8 por ciento. En los forros, las areniscas de aceite viscoso no consolidadas se expandirn radialmente para llenar el espacio anular desocupado. Una vez el ncleo dilatado est ajustado en el forro, la emisin adicional de gas puede causar una accin del pistn, causando que el ncleo se salga de los extremos de las secciones del forro resultando en sobre-recobros hasta del 5 por ciento. Es tentador sencillamente recortar el ncleo que sobresale y descartarlo, pero esto debe evitarse. El material que sobresale se mantiene en el extremo del forro del cual sali, y las tapas plsticas pueden ayudar para mantenerlo retenido. El mejoramiento de la calidad del ncleo en areniscas de aceite viscoso no consolidadas requiere las siguientes consideraciones: a. Proporcionar restriccin mecnica a la

expansin. b. Proporcionar un medio para permitir el drenaje

del gas.

c. Proporcionar resistencia mecnica al ncleo. El tem a comprende el uso de forros que tienen un dimetro interno ligeramente ms grande [1/8 pulgada (3.18 milmetros)] que la broca del ncleo, para reducir la expansin radial. Durante el manejo y la preservacin, se deben evitar el doblado del forro, calentamiento del ncleo, y exposicin prolongada de los extremos del forro. La restriccin axil ayudar a reducir la tendencia a salirse del ncleo. Esta restriccin puede proporcionarse de diferentes maneras, incluyendo: a. Tapas de forro rgidas en lugar de tapas de

caucho, con las tapas engrapadas al forro en diferentes puntos, y aseguradas con abrazaderas roscadas .

b. Cortar segmentos de forro en largos exactos y colocarlos en una caja para ncleos fuerte para que los extremos de la caja proporcionen una restriccin axil. Alternativamente, los ncleos pueden ser acuados en las cajas con tablas de madera cortadas.

c. Tambin se pueden utilizar tcnicas especiales de manejo trazados por diferentes operadores, incluyendo cilindros de almacenamiento especiales o mtodos de retencin axil.

El gas es emitido del aceite viscoso lentamente, y continuar durante meses. Se recomienda el uso de forros pre-perforados en todas las reas para reducir el recorrido del flujo de gas y eliminar los efectos de pistn. Los orificios pre-perforados [1/8 pulgada (3.18 milmetros) en dimetro] deben espaciarse a menos del radio del forro. No se recomienda el perforado posterior de los forros como alternativa aceptable porque esto prolonga el manejo del ncleo y puede resultar en daos. Si es necesario, el forro y los segmentos del ncleo pueden colocarse en cilindros y pueden volverse a presurizar con un gas inerte (N2) para demorar o parar la emisin de gas, y para evitar oxidacin. La congelacin de ncleos de aceite viscoso no consolidados puede ser necesaria, aunque en general, la congelacin no se entiende muy bien. La congelacin tiene los siguientes efectos: a) reduccin de la velocidad de emisin y el volumen de gas, b) aumento de viscosidad del aceite lo cual restringe la expansin, y c) congelacin del agua intersticial lo cual da al ncleo algo de esfuerzo mecnico para restringir la expansin y las fracturas. Como el agua de poros es por lo general salina, se tendr que reducir la temperatura a menos de -40F (-40C) para asegurar todos los beneficios mecnicos (ver 2.5.2.2). El manejo de ncleos durante transporte y almacenamiento para materiales no consolidados que contienen aceite viscoso debe mantener la restriccin mecnica y baja temperatura. Cuando se preparan secciones de ncleo para anlisis, se debe permitir que la temperatura se aumente lentamente, para que el gas emitido se pueda disipar. Se debe mantener la restriccin mecnica totalmente hasta que se equilibre el ncleo, un proceso que puede demorarse semanas por la alta viscosidad del aceite y la baja permeabilidad relativa.

2.4.6 Carbonatos "Vuggy" Los vugs grandes pueden debilitar el material del ncleo y causar dificultades en el recobro. En muchos casos, el recobro del ncleo es reducido en intervalos "vuggy" friables. Se pueden utilizar mtodos estndares para la preservacin de ncleos consolidados en este tipo de roca (ver 2.5). 2.4.7 Evaporados Las rocas salinas son por lo general bastante competentes y, excepto por su solubilidad, pueden considerarse rocas consolidadas. El ncleo que contenga sales en secuencias continuas o como rellenos de vugs y fracturas no debe lavarse con agua dulce bajo ninguna circunstancia. Como las propiedades fsicas de las rocas salinas pueden ser alteradas por pequeos cambios en el contenido de humedad, los ncleos que contienen sales deben limpiarse inmediatamente hasta lograr un estado seco y preservarse. El transporte y el almacenamiento de ncleos que contienen sales siempre debe realizarse manteniendo la naturaleza soluble del material en cuestin. Los ncleos de evaporados, anhdridos, yeso y calcita no presentan problemas especiales de manejo. 2.4.8 Roca Fracturada Muchas rocas de yacimientos son naturalmente fracturadas. Se recomienda el uso de cilindros interiores desechables o forros de aluminio o fibra de vidrio para el sondaje de roca fracturada (ver 1.6 y 2.2.4). Un ncleo orientado puede ser til para determinar la direccin de fractura y la direccin de esfuerzo in situ (ver 1.6 y 2.2.4). 2.4.9 Rocas Ricas en Minerales de Arcilla Puede haber minerales de arcilla en pequeas cantidades en las rocas, y a pesar de esto tener un impacto profundo sobre las propiedades de las rocas. Algunas de las principales preocupaciones en las rocas que contienen minerales de arcilla incluyen: a. La presencia de esmectita (un mineral de arcilla

que se dilata), aunque en muy pequeas cantidades (1 por ciento), tiene importancia en el manejo de ncleos por el potencial de dilatacin, la alta capacidad de intercambio de cationes, y el potencial de succin osmtica.

b. Los minerales de arcilla intersticiales pueden ser movilizados fsicamente por cambios en contenido de fluido, qumica, o alteracin mecnica, resultando en el bloqueo de secciones de paso o cambios en las caractersticas de humectabilidad de la superficie de los poros u otros cambios fsicos.

c. Los minerales de arcilla en contacto con sus fluidos naturales estn el equilibrio termodinmico, y la exposicin a otros fluidos alterar esto resultando en cambios en la actividad de minerales de arcilla, cationes intercambiables, y cambios consecuentes en comportamiento mecnico y de flujo.

d. Los esquistos y areniscas esmcticos pueden dilatarse cuando se remueve el esfuerzo restrictivo si hay agua libre, aun si el agua libre tiene propiedades idnticas a los fluidos intersticiales.

Los fluidos sobrantes o el lodo debe limpiarse inmediatamente de los ncleos de materiales esmcticos y los materiales ricos en minerales de arcilla, seguido por una preservacin inmediata (ver 2.5.2). 2.4.10 Esquisto Adems de la recomendacin para las rocas que contienen minerales de arcilla (ver 2.4.9), existen asuntos especiales relacionados al manejo de esquistos altamente rajadizos. Estos materiales tienen planos de rajadura de baja resistencia que pueden partirse espontneamente, aun si se maneja el ncleo con mucho cuidado. Una vez un ncleo de esquisto rajadizo se haya partido, puede ser imposible obtener muestras lo suficientemente grandes para un anlisis de ncleo. Se recomienda que los ncleos de esquisto rajadizo se manejen de la siguiente manera: a. Evite el manejo o el movimiento excesivo del

ncleo. b. Remueva el agua sobrante. c. Preserve inmediatamente para parar la

desecacin. d. Se pueden envolver los segmentos del ncleo

perpendiculares a los planos rajadizos con cinta de enmascarar o de fibra de vidrio para reducir la particin adicional. Alternativamente, se pueden utilizar plsticos que se encogen con el calor.

Los esquistos tienen baja permeabilidad y la lenta transferencia interna de humedad ocurrir inevitablemente entre los estratos de diferente mineraloga y textura durante el almacenamiento de largo plazo. Si el ncleo est totalmente sin restringir, esto puede resultar en una particin demorada aun sin desecacin o manejo. Los esquistos rajadizos son excepcionalmente sensibles a los cambios en temperatura, y deben mantenerse en una temperatura constante durante el transporte y almacenamiento. No se debe permitir la congelacin de esquistos porque esto resulta en microfisuras masivas y un movimiento de la humedad interna. Los esquistos de aceite con volmenes qumicos orgnicos de mas del 20 por ciento son sensibles a la temperatura y la oxidacin y deben ser preservados con particular velocidad si se requiere un anlisis detallado. Los esquistos de aceite ms fuertes soportados por matrices son tpicamente ms cuarzosos y con volmenes qumicos orgnicos de menos del 20 por ciento y en general no requieren un manejo especial. 2.4.11 Roca de Baja Permeabilidad La evaporacin de fluidos, un problema en todos los materiales de ncleos, es una dificultad especial en los ncleos de baja permeabilidad y de baja porosidad

donde el cambio porcentual en saturacin puede ser mucho ms grande para el mismo volumen de fluido evaporado. El periodo de tiempo antes de protege