traducción Expo Neutron

8/17/2019 traducción Expo Neutron

1/14

El registro de neutrones es sensible principalmente a la cantidad de átomosde hidrógeno en una formación. Su uso principal es en la determinación dela porosidad de una formación.

La herramienta opera mediante el bombardeo de la formación conneutrones de alta energía. Estos neutrones se someten a la dispersión en laformación, la pérdida de energía y la producción de rayos gamma de altaenergía.

Las reacciones de dispersión se producen de manera más e ciente conátomos de hidrógeno. El bajo resultado de energía neutrón o rayos gammapueden ser detectados, y su tasa de recuento está relacionada con lacantidad de hidrógeno átomos en la formación.

En las formaciones con una gran cantidad de átomos de hidrógeno, losneutrones son frenados y absorbidos muy rápidamente y en una distancia

corta. La tasa de recuento de los neutrones es baja o la captura de losrayos gamma es baja en la herramienta.or lo tanto, la tasa de recuento será baja en rocas de alta porosidad.

En las formaciones con una pe!ue"a cantidad de átomos de hidrógeno, losneutrones son frenados y absorbidos más lentamente y #iajar más lejos atra#és de la roca antes de ser absorbidos. $na tasa de recuento lenta deneutrones o la captura de los rayos gamma de la herramienta es por lotanto superior. or lo tanto, la tasa de recuento será mayor en bajas rocasporosidad.

%eoríaEn el registro de neutrones hay tres procesos de interés& emisión deneutrones, la dispersión de neutrones y de absorción de neutrones.

Emisión de neutronesLa herramienta de neutrones emite neutrones de alta energía '(,) *e+ apartir de una fuente radiacti#a. Se mue#en muy rápido, y su energía estárelacionada con su #elocidad. Se llaman los neutrones rápidos.Las fuentes de neutrones utili-ados en el registro son una me-cla de doselementos 'i una fuente de radiación alfa, tales como el radio, plutonio oamericio, y 'ii el berilio /.Las partículas alfa de la radio, plutonio o americio interact0an con el berilio

/ en una reacción atómica !ue produce rayos de carbono 12, un neutrónrápido y gamma.

La dispersión de neutronesLos neutrones rápidos interact0an con los n0cleos de los átomos dentro dela formación.La interacción es una forma de la dispersión elástica de neutrones !ueimplica la carga neutra y un n0cleo cargado positi#amente estacionario.En cada interacción 'colisión el neutrón pierde algo de energía y reduce la#elocidad, y el n0cleo del átomo de la formación gana energía. Estascolisiones se producen con los n0cleos de todos los elementos.

Sin embargo, el proceso de transferencia de energía 'es decir, la pérdida deenergía de la neutrones es más e ciente cuando las masas del neutrón y el


2/14

n0cleo son los mismos, y se con#ierte en mucho menos e ciente cuando losn0cleos de material de formación son más masi#o !ue el neutrón. El neutróntiene apro3imadamente la misma masa !ue los n0cleos de hidrógeno 'elelemento más ligero . or lo tanto los neutrones pierden energía pordispersión elástica de manera más e ciente por la interacción con losn0cleos de hidrógeno, y pierden energía mucho menos e cientemente porla interacción con los n0cleos más masi#os tales como silicio u o3ígeno.La gura 1).2 muestra la e ciencia de #arios elementos en el retraso deneutrones rápidos.

+er gura 1).4*eter ec5

6bsorción de neutronesLos neutrones térmicos 'y en cierta medida epitermal pueden serabsorbidos por los n0cleos de los átomos de formación. La e ciencia deabsorción de neutrones #aría de elemento a elemento. Los 0nicos elementos!ue e3hiben un comportamiento de absorción de neutrones signi cati#a ye3isten cantidades ra-onables es en rocas son hidrógeno y cloro.

En el registro de neutrones, algunas herramientas miden los neutronesepitermales, algunos de los neutrones térmicos y algunos de los rayosgamma emitidos cuando se absorbe un neutrón.

7ndice de hidrógenoodemos de nir una concentración parcial de hidrógenos por unidad de

masa '89 masa de un material como la masa de los átomos de hidrógenoen el material di#idida por la masa de todos los átomos de todos loselementos en el material.

or lo tanto, para el agua pura '92: , donde la masa atómica del hidrógenoes 1,; y la masa atómica del o3ígeno es 1 '131< ? 231 = 1>/.


3/14

Es simple para obtener la concentración parcial de hidrógenos por unidad de#olumen '89 #ol, multiplicando la concentración parcial de hidrógenos porunidad de masa por la densidad del material, '89 #ol = @ensidad agua 3'89 .

or lo tanto, la concentración parcial de hidrógenos por unidad de #olumen'89 #ol = densidad agua > / = 1>/, debido a !ue la densidad del agua puraes 1,;;; g > cm4.

6hora, el índice de hidrógeno de un material se de ne como laconcentración parcial de hidrógenos por unidad de #olumen con respecto alagua. or lo tanto, si el índice de hidrógeno de agua está limitada por lade nición de ser la unidad, y el agua tiene una concentración parcial dehidrógenos por unidad de #olumen de 1>/, el índice de hidrógeno de unmaterial es&

%enga en cuenta lo siguiente&A Si la herramienta está en el agua 1;;B, el 9C = 1,;;;. Esto es e!ui#alentea una roca de 1;;B de porosidad saturada con agua. 6sí !ue tenemos unpunto jo !ue representa 9C = 1 f = 1.A Si la herramienta está en una roca de piedra cali-a pura con porosidadcero, el 9C = ;,;;;, por!ue no hay átomos de hidrógeno en la matri- sólidade calcita. 6sí !ue tenemos un segundo punto jo donde 9C = ; representa f = ;.A Si la herramienta está en una piedra cali-a pura con una porosidad dada f,el índice de hidrógeno será directamente proporcional a la cantidad de aguaen la formación. or lo tanto 9C = f de agua completamente saturadocali-as.

El efecto de Hidrocarburos

la zona de investigación de la herramienta de neutrones se ve limitada a lazona lavada. Por lo tanto, la herramienta medirá el índice de hidrógenoasociado principalmente con el filtrado de lodo, junto con lo que queda de loshidrocarburos y agua de formación en la formación. Imagina, por ejemplo,que estamos en una zona de aceite en una piedra caliza, el filtrado de lodoreemplaza casi por completo la fluidos de la formación de tal manera que hayuna saturación de filtrado de lodoS XO y una saturación residual de

hidrocarburos !" #$o%.


4/14

&a porosidad leído por la herramienta de neutrones está relacionada con la porosidad real en la formación'

#i el hidrocarburo es aceite, esta ecuación se reduce aφΝ ≈φ , ya que, comohemos visto en la Tabla 15.1 del (ndice de hidrógeno del agua y aceites essimilar) HImf * HI hc. +sto es cierto si el filtrado de lodo es a base de aceite oa base de agua.

#i el hidrocarburo es gas metano con una densidad de ,! g -cm , &a ecuación

se reduce a'

#i la saturación en la zona lavadaS $o/ .0, la ecuación. !1.0% se reduce aφΝ / .00φ. +sto se conoce como elefecto de hidrocarburos en el registro deneutrones.

El efecto del cloro. 2lgunos tipos de herramienta miden los neutronest3rmicos y rayos gamma producidos durante la captura de neutrones. #ólo haydos elementos que se encuentran en los reservorios que contribuye de manerasignificativa a la absorción de neutrones) hidrógeno y cloro. &a presencia dehidrógeno en el fluido es lo que se quiere medir, por lo que este no es un problema.

#in embargo, si el lodo de perforación, filtrado de lodo o fluidos de laformación contienen una cantidad significativa de iones cloruro disuelto,como suele ser el caso, la herramienta se medirá un menor flujo de neutronesy por lo tanto se sobreestimara la porosidad. +sto se llama elefecto de cloro, yestá presente en los pozos perforados o registrados con la presencia de lodosde perforación que contienen cloro disuelto, o en formaciones de agua que son particularmente salada.

+l Efecto de shale. +l shale contiene arcillas que tienen una cantidadsignificativa de agua absorbida en la superficie. Por lo tanto shales puedencontener una proporción significativa de átomos de hidrógeno a pesar de serde baja porosidad. &a porosidad aparente leida desde la herramienta deneutrones en formaciones de shale es siempre significativamente mayor de loque realmente es. +sto se llama elefecto de shale .


5/14

Operación de la Herramienta

4ay tres tipos principales de la herramienta de neutrones, que son'

5La herramienta de Rayos Gamma / Neutrones (GNT)5La herramienta de porosidad neutr ó n pared lateral (SNP)5El registro del neutr ó n compensado (CNL)

Herramienta de Rayos Gamma / Neutrones (GNT)

+sta herramienta tiene una fuente de neutrones y un 6nico detector que essensible a captura del gamma de alta energía y los neutrones t3rmicos y no esdireccional. &a herramienta se puede ejecutar en cualquiera de los agujerosabiertos o entubados, y en ambos casos se ejecuta centrado. 7na herramientade diámetro " - 8 pulgadas se utiliza en agujeros abiertos, y un !"!! - !9 o : pulgadas de diámetro se utiliza en pozos entubados.

&a fuente de espaciamiento entre detectores varía entre el rango de !1.1 a !;.1 pulgadas. urvas de corrección están disponibles a partir de los fabricantes deherramientas para corregir los datos de registro para la temperatura, eldiámetro del agujero, y el efecto de lodo de perforación y mudca=e.


6/14

de densidad de la formación y el detector. B& tiene una fuerte fuente de neutrones para asegurar que lamedida de la tasa de recuento sea lo suficientemente alta para evitar loserrores significativos asociados con fluctuaciones estadísticas en la tasa derecuento a pesar de la separación de fuente"detector ya para esta herramientaen comparación con el DBC y #BP. &a fuente más fuerte permite una mayor profundidad de investigación, así como permitiendo que la herramienta opereen pozos entubados. &a herramienta es corrida >B& e$c3ntrica en el agujero por un brazo que presiona la herramienta contra el lado del pozo desondeo. +sto significa que la herramienta es insensible al tipo de lodo en elagujero, pero implica que las lecturas son sólo para una porción de la pareddel pozo.


7/14

Presentación del Registro&os datos de todos los tipos de herramienta se registran en las pistas : y .&os datos de la herramienta DBC se da en unidades de 2PI como se muestraen la Eig. !1.1.

&os datos de la herramienta de #BP se dan en unidades de piedra caliza de porosidad equivalentes, con la escala de funcionamiento de apro$imadamente"! F a F, como se muestra en la Eig. !1.9.


8/14

&os datos de la herramienta >B& se da en unidades equivalentes de porosidad piedra caliza, con la escala que va desde apro$imadamente "! F a F, comose muestra en la Eig. !1.0.

>alibraciónG Pag !

Profundidad de investigación

&a profundidad de penetración de las lecturas de la herramienta dependedirectamente de la cantidad de hidrógenos en la formación.

2sí, por rocas porosas que contienen agua o hidrocarburos es decir, muchoshidrógenos%, hay mucha dispersión y absorción de neutrones, y por tanto la profundidad de la investigación es pequeAo.

Para rocas de baja porosidad que contienen agua o hidrocarburos, hay menosátomos de hidrógeno en la formación y la profundidad de la investigación esmás grande.

&a presencia de gas en una formación aumenta la profundidad de lainvestigación, ya que, si bien el gas puede contener hidrocarburos, el gas tieneuna variación baja de densidad en comparación con el agua y el aceite líquido,y por lo tanto un indice de hidrógeno muy bajo.

&a presencia de shales disminuye la profundidad de la investigación, ya queincluso los shales de baja porosidad contienen agua por ejemplo, hidrógeno%que están enlazados a la superficie de los cristales de arcilla.

&a profundidad de la investigación de la herramienta >B& en una formación

saturada de agua de 1F de porosidad es de apro$imadamente !:pulgadas, y


9/14

la de la herramienta de SD en la misma formación es de apro3imadamente pulgadas.

Resolución vertical

>omo con la mayoría de las herramientas de la resolución vertical se define por la separación detector fuente para un solo detector y el espaciamientoentre los dos detectores para herramientas de doble detección.

&a resolución vertical de herramientas de neutrones es un poco mayor queestos espaciamientos.

Para la herramienta de DBC la resolución vertical es !9 pulgadas o : pulgadas, dependiendo de cuál de las dos distancias fuente"detector para estaherramienta son usados.

&a resolución vertical de la herramienta de #BP es de !9 pulgadas, y para laherramienta >B& es de ! pulgadas.

>omo de costumbre, la resolución real de la capa es apro$imadamente tresveces la resolución vertical es decir, de 9 a H8 pulgadas%. >apas másdelgadas serán observadas por la herramienta, pero la porosidad aparente nosera el mismo que la porosidad verdadera de la capa.

+l punto de medición para estas herramientas está a medio camino entre lafuente y el detector para un solo detector herramientas, y la mitad de caminoentre los dos detectores para la herramienta de detector dual.

Calidad del pozo

&a herramienta DBC se corre centrada en el pozo, y por tanto es sensible alefecto de cavernas y ash"out debido a la atenuación de los rayos gamma ylos neutrones por el anillo más grande de lodo de perforación alrededor de laherramienta.

>omo el diámetro del pozo aumenta, más de la seAal que la herramientarepresenta el pozo de sondeo, y menos hacia la formación. >laramente, hay ungrado de cavernas, donde la seAal medida por la herramienta ya no esrepresentativa de la formación, y luego la herramienta no puede ser usada.

+ste problema se acent6a por la presencia de iones cloruro en el lodo de perforación es decir, un lodo salado de base de agua%, donde la atenuación por el lodo de perforación puede conducir a una lectura de porosidad errónea.


10/14

&as herramientas de #BP y >B& se ejecutan pegada a la pared del pozo. +neste caso,la rugosidad de la pared del pozo debido a las cavernas o el ash"out puede dar lugar a los detectores o fuente no ser presionado directamentecontra la pared del pozo. Esto hará !ue las lecturas erróneas de porosidad.

Cipo de lodo

&as herramientas se pueden utilizar en la mayoría de tipos de lodo.

&a herramienta DBC es sensible a los lodos ricos en cloruro, y sus resultadosdebe entonces ser corregida por lodo de perforación, filtración del revoque yel filtrado de lodo.

&a herramienta #BP no es sensible al efecto de cloruro y es corrida presionadacontra la pared del pozo. +l mudca=e tiende a aumentar la porosidad aparentedebido a que el revoque tiene un alto índice de hidrógeno. +ste efecto se puede corregir para.

&os detectores de la herramienta >B& son sensibles al efecto cloruro. #inembargo, la herramienta se corre presionada contra la pared del pozo de modoque el efecto de los lodos de perforación no se incluye en la medición.2demás, el uso de dos detectores compensa automáticamente por el efecto decloruro de ricos en el mudca=e y filtrado de lodo.

La densidad del lodo también afecta a las lecturas, por!ue los lodos de altadensidad aten0an la radiación para en mayor medida. +sto es por lo generalsólo un problema para la herramienta DBC, donde el efecto se puedecompensar por el uso de tablas de corrección.

Determinación de la porosidad +l principal uso del registro de neutrones es proporcionar información de porosidad. &a herramienta es sensible a la cantidad de átomos de hidrógeno en

la formación y, en menor medida, de otros elementos.#e supone que la contribución a la medición por elementos distintos dehidrógeno es insignificante, y que la contribución a la medición de hidrógeno proviene totalmente de los fluidos que ocupa totalmente el espacio poroso.

#in embargo, en rocas elementos distintos de hidrógeno que e$isten en lamatriz de la roca contribuyen a la medición por ejemplo, el cloro en el aguade formación, los filtrados de lodo y en algunas formaciones evaporíticos%, yde hidrógeno está presente en la matriz por ejemplo, agua ligada en shales%.


11/14

+l problema se soluciona en parte por la calibración de la herramienta para dar la porosidad en las unidades de piedra caliza. >aliza pura saturada con aguafresca se elige ya que no contiene elementos que contribuyen de manerasignificativa a la medición de la seAal de otra distinta de hidrógeno.

&as porosidades que son leídos por la herramienta son e$actas en lasformaciones de piedra caliza que contienen agua dulce.&as porosidades que son leídos por la herramienta en otras litologías o conotros fluidos deben ser corregidos por un gráfico tal como el mostrado en laEig. !1.8.

4ay tres efectos que no se corrigen en los datos de registro, que deben sermencionados brevemente.

El efecto de Hidrocarburos. &a presencia de hidrocarburo líquido aceite% noafecta a la respuesta de la herramienta ya que tiene apro$imadamente elmismo índice de hidrógeno como de agua dulce. Das de hidrocarburo, sinembargo, tiene una índice mucho menor de hidrocarburos resultante de su bajadensidad, y su presencia dará lugar a subestimaciones en la porosidad Eig.!1.;%.

Efecto shale. #hale contiene arcillas que tienen una cantidad significativa demol3culas de agua unidas en sus superficies. +sto aumenta el índice de


12/14

hidrógeno de la formación. Incluso los shales de muy baja porosidad puededar lecturas erróneas de alta porosidad debido a la presencia de estas aguas.

Efectos de Cloruro. +l cloro es un buen absorbente de neutrones, y puedeconducir a la sobreestimación de las porosidad si está presente, ya sea comofluido de formación o de filtrado de lodo.

La determinación de la litología+l uso directo del registro de neutrón para identificar litologías depende delreconocimiento de cuales litologías pueden contener átomos de hidrógeno

Cabla !1.:%.

&os valores de porosidad aparente en los shale varía considerablemente, peroes generalmente más alta que la porosidad aparente en las rocas carbonatadaso de arenisca es decir, del H1 al 01F%. +sta porosidad claramente alta y pocorealista es un indicador parcial de shale, y puede llegar a ser de diagnósticocuando se combina con el registro de rayos gamma. 7no puede ver una ligeradisminución en la porosidad aparente en los shale debido a la compactación, pero sólo a trav3s de grandes intervalos de profundidad.

&a porosidad aparente de neutrones piedra caliza se ve afectada por lacantidad de esquisto y arena, o de shale y piedra caliza en una mezcla de los


13/14

dos. Por lo tanto podemos reconocer engrosamiento en marcha y secuenciasde afinado en marcha en el registro de neutrones Eig. !1.!!%. #i bien se puedecalcular un volumen de shale del registro de neutrones directamente, este nose recomienda debido al efecto de los gases de hidrocarburos que pueden estar presentes a perturbar el registro.

Jateria orgánica, a menudo presente en los shale puede causar una porosidadde neutrones piedra caliza a6n mayor aparente que el agua ligada en los shalesolo Eig. !1.!!%.

+l registro de neutrones puede detectar evaporitas por cualquiera de sus aguasde cristalización. +l ejemplo más com6n de ello es el yeso>a#KH.:4 : K%, perotambi3n incluyen cainita, carnalita y polyhalite. &os tres primeros de estos dan porosidades de piedra caliza aparente de alrededor de 9 F, mientras que polyhalite da apro$imadamente :1F.

La porosidad aparente de la piedra cali-a para la halita, anhidrita, sil#inita yotras son muy bajos ' 4, 2 y 4, respecti#amente , ya !ue no contienenagua. %enga en cuenta !ue no hay ning0n efecto del átomo de cloro en lahalita o sil#inita 'Fig. 1),12 .


14/14

Documents

traducción Expo Neutron