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MÉTODOS ELÉCTRICOS DE PROSPECCIÓN
PERFILAJE ELÉCTRICO DE POZOS
PERFILAJE DE POZOS
INTRODUCCION
PROVINCIA DE CATAMARCA
La herramienta óptima para el
LO S RINC O NES
reconocimiento del subsuelo con cualquier
Perforación Nº 1
Expte: 325/516-44
Prof. (m)
Clasif.
finalidad es la perforación. No obstante,
Clasificación de los estratos
obtener un corte geológico exacto implica la
extracción de testigos, en una tarea lenta y
0,00
Arena pardo-rojiza,
2,00
costosa, practicada casi exclusivamente en
fina a muy fina,
4,00
micácea, poco yesífera.
6,00
N.F.
exploración minera y en geotecnia que
7,80
10,00
requieren perforaciones poco profundas y
C
12,00
U
necesitan muchas veces efectuar ensayos
16,00
A
18,00
T
sobre muestras recuperadas.
20,00
E
22,00
Grava fina a gruesa,
R
En la exploración petrolera e
24,00
rodaditos de rocas graníticas,
N
26,00
metamórficas y arenisca violácea,
A
hidrogeológica, el conocimiento del subsuelo
28,00
concreciones de arenisca pardo-grisácea,
R
proviene en general de la observación (a
30,00
fina a gruesa, muy calcárea
I
32,00
algo yesífera, dura.
O
simple vista) de las partículas provenientes de
34,00
Escasa arena pardo-rojiza,
36,00
fina a gruesa, micácea
perforaciones efectuadas con herramientas
38,00
rotativas y recolectadas en la canaleta de
40,00
42,00
salida del lodo de la perforación. Si bien el
44,00
46,00
método es rápido y directo, las muestras no
48,00
50,00
permiten conocer el estado real de los
51,60
sedimentos y rocas atravesados, por la
54,00
Arena pardo-grisácea, muy fina a gruesa,
56,00
muy micácea, arcillosa, algo yesífera,
PLIO
consecuente perturbación que produce el
grava fina producto de la trituración
CENO 58,00
60,40
de rocas graníticas.
proceso de la perforación.
62,00
Basamento granítico.
BASA
MENT O
Una limitación adicional radica en que
la información que se obtiene está restringida Fig. 213: Perfil litológico de un pozo basado en la
descripción de muestras de canaleta (cutting)
a la vertical del pozo.
Estas circunstancias justifican la gran importancia dada, en la exploración petrolera, a
las técnicas de registro geofísico en el interior de las perforaciones, que son mucho más
profundas que las usuales en hidrogeología, las que a su vez superan a las de la exploración
minera y geotécnica.
Estas técnicas, conocidas habitualmente como
perfilaje
o testificación de pozos (well logging),
R
C
implican la introducción de un pequeño laboratorio físico
en el interior del pozo que permiten el estudio de algunos
G
parámetros físicos de las formaciones atravesadas y sus
variaciones con la profundidad, así como las de algunas
de sus características geométricas, tales como diámetro,
inclinación, desviaciones, etc.
S: sonda
Los datos obtenidos se almacenan en registros
continuos en función de la profundidad, la que es
C: carrete con
determinada con exactitud. Como el diámetro de la zona
cable
afectada por la medición es mayor que el de la
S
G: generador
perforación, los perfiles representan mejor las
R: registrador
formaciones atravesadas, facilitando la determinación de
los parámetros de interés y su correlación con los
Fig. 214: Esquema de un perfilador
obtenidos en otros pozos de un mismo yacimiento.
151
MÉTODOS ELÉCTRICOS DE PROSPECCIÓN
Los equipos utilizados en la obtención de los
registros (fig. 214) consisten esencialmente de un
sensor o sonda, sensible a las variaciones de la
magnitud física que se desea registrar, que se introduce
en las perforaciones suspendido de un cable, el que
cumple la función de sostener a la sonda y de
conectarla eléctricamente con el registrador. Además
está graduado y permite conocer la posición del sensor
en cada instante.
Los registros se realizan normalmente sobre
bandas de papel y, en equipos más sofisticados,
también en soporte magnético de manera que los datos
obtenidos puedan ser procesados por computadora.
Algunos de los equipos más sencillos suelen
carecer de registrador y el operador efectúa lecturas y
anota los valores punto por punto (fig. 217)
PERFILAJE ELÉCTRICO DE POZOS
Cable
Recinto estanco
Termistor
Electrodos
Salida del agua
Entrada del agua
Fig. 215: Sonda para registro de
conductividad y temperatura
DISTRIBUCIÓN DE FLUIDOS Y RESISTIVIDADES DENTRO DE LAS FORMACIONES EN
LAS INMEDIACIONES DEL POZO.
revoque lodo
Durante la ejecución de una perforación y conforme esta avanza, se introduce en el
interior del pozo un lodo acuoso que ejerce sobre sus paredes una presión que será
generalmente mayor que la natural de las formaciones. Por lo tanto, el lodo se infiltrará en las
formaciones permeables, desplazando el fluido que éstas contienen. Las partículas sólidas se
depositarán sobre la pared del pozo, estableciendo un revoque que dificultará y finalmente
detendrá el proceso de filtración.
Si la formación permeable contiene agua, el lodo la desplazará totalmente en la zona
ubicada junto a la pared del pozo y ocupará los espacios porales; a esta zona se la denomina
zona lavada o invadida. A continuación se encuentra la zona de transición en la que el lodo
no ha invadido totalmente a la formación y por lo tanto los espacios porales se encuentran
saturados por agua, lodo o una mezcla de los dos fluidos.
Finalmente, a mayor
distancia de la pared del pozo,
LODO
ρs
la zona no invadida no ha sido
ρm
alcanzada por la inyección y
por lo tanto sus poros
zona no
contienen agua de formación
zona
invadida
lavada
exclusivamente. La fig. 216
ρf
ρi
ρ rm
esquematiza
un
corte
ρw
ρfm zona de
transversal del pozo frente a
ón
ici
ns
tra
una formación permeable.
di
ρs
Las resistividades de
dj
cada zona están determinadas
por las características de la
d
formación y por la resistividad
Fig. 216 Corte transversal de un pozo frente a una formación
del fluido que rellena sus
permeable (adaptado de Schlumberger Co, 1968).
poros, siendo válida la
ecuación:
ρ roca = F × ρ fluido
(14)
152
MÉTODOS ELÉCTRICOS DE PROSPECCIÓN
PERFILAJE ELÉCTRICO DE POZOS
En la que el coeficiente F es el factor de formación, analizado en capítulo anterior
(pág. 15 y siguientes).
CLASIFICACIÓN
De acuerdo a los registros que se realicen, los perfilajes se puede clasificar de la
siguiente manera:
a) de campo natural
Eléctricos-(Potencial Espontáneo)
Radioactivos (Gamma Natural)
Temperatura
Presión
b) de campo artificial
Eléctricos (Resistividad, conductividad)
Radiactivos (gamma-gamma, neutrón, otros)
Acústicos (sónico)
Perfiles Geofísicos
Perfiles Geométricos
a)
b)
c)
Buzamiento
Diámetro del pozo (Caliper)
Imágenes de Pozo (sónicas y eléctricas)
REGISTRO DE TEMPERATURA Y
RESISTIVIDAD EN ZONA COSTERA
Temperatura (°C)--Resistividad (Ω
Ω .m)
0
20
40
0
10
60
Temperatura
del aire
Nivel del agua
20
Agua dulce
Profundidad (m)
30
40
50
Zona de mezcla
60
70
80
Agua salada
90
100
Temperatura
Resistividad
Fig. 217: Perfil de temperatura y conductividad
(Custodio y Llamas, 1983)
Salvo los radioactivos, los perfiles
deben realizarse en perforaciones no
entubadas. En los eléctricos la presencia de
un tubo metálico muy conductor o de
material plástico, totalmente aislante,
impedirá que las corrientes eléctricas,
naturales o artificiales, se transmitan entre
el pozo y las formaciones.
Cuando se usan sondas conformadas
por electrodos, tales como las de potencial
espontáneo y resistividad, es necesario que
el pozo esté completamente lleno de lodo o
agua para posibilitar la circulación de la
corriente entre los electrodos y las paredes
del pozo. Si bien existen electrodos
especiales para pozos secos, la calidad de
los perfiles obtenidos con ellos es menor.
Los perfiles de inducción no utilizan
electrodos y por lo tanto podrían efectuarse
en pozos secos.
En exploración hidrogeológica se utilizan los registros de temperatura, algunos de los
eléctricos y el de gamma natural. El resto de las herramientas radiactivas no, en parte por el
riesgo de contaminación de los acuíferos, pero más que todo, igual que los acústicos y
geométricos, por tener un costo muy elevado.
PERFIL DE POTENCIAL ESPONTANEO
En el perfil de potencial espontáneo (PE) se mide la diferencia de potencial entre un
electrodo fijo B, situado en la superficie del terreno, y otro móvil A que se hace descender por
el interior del pozo. Como el electrodo de superficie permanece fijo su potencial es constante
por lo que el perfil de PE (parte izq. de la fig. 227) es una curva cuyas deflexiones representan
153
MÉTODOS ELÉCTRICOS DE PROSPECCIÓN
PERFILAJE ELÉCTRICO DE POZOS
las variaciones de potencial del electrodo móvil a lo largo del pozo respecto del electrodo fijo.
La fig. 218 muestra el circuito utilizado.
Frente a las arcillas, los valores de PE son aproximadamente constantes por lo que la
línea que las identifica se toma como referencia y se la denomina línea base de arcillas.
Frente a formaciones permeables la curva presenta desviaciones a izquierda y derecha de la
línea base, dependiendo su magnitud y dirección de la salinidad del agua de formación, del
filtrado de lodo y del espesor de la capa.
Si bien la curva de PE indica las
ca
zonas permeables, no existe relación
Circuito
GENERADOR
de
PE
directa entre la magnitud de la deflexión
C.A.
cc
y la permeabilidad o la porosidad de la
capa.
N
Las deflexiones de la curva
demuestran la existencia de corrientes
eléctricas naturales que circulan en el
lodo del pozo y que están causadas por
fuerzas electromotrices (fem) de origen
electroquímico y electrocinético. Estas
últimas se producen por el movimiento
M
de fluidos (invasión de la inyección) y
son despreciables frente a las primeras
por lo que no se consideran en el
Fig. 218: Circuito para medición de PE (Sonda
monoelectródica)
análisis de las variaciones de PE.
Las fem de carácter electroquímico tienen dos orígenes distintos que se conocen como
Potenciales de contacto entre líquidos (o potenciales de difusión) y Potenciales de membrana,
respectivamente.
Potencial de contacto entre líquidos
Si dos soluciones con distintas concentraciones de la misma sal se ponen en contacto,
habrá una difusión neta de iones hacia la solución de menor concentración. Cada ión
transporta la misma cantidad de carga que puede ser negativa o positiva. Si se difundiese la
misma cantidad de cationes que de aniones no habría transporte neto de carga a través del
contacto. Sin embargo iones negativos y positivos tienen diferentes velocidades de difusión,
por consiguiente, habrá un transporte neto de carga que producirá una fem en una dirección
que depende del signo del exceso de carga iónica que atraviesa el límite (ver pág. 123). Si el
circuito se cierra a través de una rama externa al contacto se establecerá una corriente
eléctrica.
Por ejemplo, en un contacto líquido entre dos soluciones de ClNa, el número de iones
Cl- que se difunden a través de un área en la unidad de tiempo es superior al correspondiente
al ión Na+ en una relación aproximada de 6 a 4 debido a la mayor movilidad del ión Cl-. Así,
la diferencia neta de carga en la dirección de menor concentración es negativa y corresponde a
una fem dirigida hacia la solución más concentrada.
Puede demostrarse que, si la temperatura de las soluciones es de 25ºC, la fem estará
dada por:
a
E c = −11,5 log m 2
(222)
a m1
donde am2 y am1 son las actividades químicas medias del ClNa en cada solución, Ec está dado
en mV. Para otra temperatura el valor de la constante es diferente.
154
MÉTODOS ELÉCTRICOS DE PROSPECCIÓN
PERFILAJE ELÉCTRICO DE POZOS
El mismo razonamiento podría seguirse para el contacto líquido entre soluciones que
contienen varias otras sales, además de ClNa. Si bien el fenómeno es equivalente, su
descripción matemática es menos simple.
Potencial de membrana
Si las dos soluciones de ClNa en lugar de estar en contacto directo, están separadas por
una membrana porosa que puede ser atravesada sólo por iones positivos, la situación cambia
considerablemente. Los aniones no pueden cruzar la membrana, estableciéndose un exceso de
carga positiva del lado de la solución menos concentrada. Si existe una rama externa al
contacto que cierre el circuito se establecerá una corriente, constituida exclusivamente por el
movimiento de cargas positivas, es decir sólo se difundirán los iones Na+. La fem originada en
este caso estará dada por:
a
E m = −59 log m1
(223)
a m2
Las arcillas, debido a su estructura, son más permeables a los iones positivos que a los
negativos; esto se debe a que los átomos más próximos a las paredes de los poros suelen ser
iones negativos por lo que la trama tiene una carga fija predominantemente negativa que atrae
y permite una predominante circulación de cationes, dificultando la de aniones.
Una diferencia entre una capa de arcilla y una membrana ideal es que la arcilla puede
estar saturada con una solución de actividad diferente a cualquiera de las dos que separa. Sin
embargo puede demostrarse que esto no afecta a la diferencia de potencial entre las dos
soluciones.
El lodo que ocupa el interior de un
pozo apenas interrumpidas las tareas de
perforación,
habitualmente
tiene
una
concentración salina diferente a la del agua de
la formación, por lo que se generan los
potenciales descriptos. La fig. 219 muestra las
Em
fem que se establecen en el contacto entre una
Arcilla
capa de arena (permeable) y una de arcilla
RAC Ek
(acuitarda). Frente a la arena (ignorando la
Rl
RAR Ek
Línea de
zona invadida, lo que no modifica el planteo)
corriente
el fluido de la perforación y el de la formación
Ec
están en contacto directo y se origina un
Lodo
Arena con
salado
potencial de contacto entre líquidos. Frente a
agua dulce
las arcillas, el contacto se establece a través de
éstas por lo tanto el potencial es de
Arcilla
membrana. En la figura se supone que el agua
Fig. 219: Representación esquemática de las fem de de la formación es la solución menos
contacto entre líquidos (Ec) y de membrana (Em) y concentrada. Si la relación de concentraciones
las corrientes producidas.
se invierte, lo hacen también los sentidos de
las fem.
La fem total del circuito será la suma de las dos consideradas antes, es decir
a m2
(224)
a m1
Puede suponerse que la resistividad de una solución es inversamente proporcional a su
actividad química, por lo tanto la ec. 224 puede reescribirse en función de la resistividad del
agua de la formación (ρw) y la de la inyección, es decir la del interior del pozo (ρm).
E = E c + E m = −70,5 log
155
MÉTODOS ELÉCTRICOS DE PROSPECCIÓN
PERFILAJE ELÉCTRICO DE POZOS
ρm
(225)
ρw
La fem total dada por las ecuaciones anteriores se denomina Potencial Espontáneo
Estátíco (PEE), mientras que la deflexión medida sobre la curva de potencial espontáneo es
el PE. La fig. 219 muestra el esquema de los potenciales en juego (incluidos los
electrocinéticos) y las corrientes eléctricas que ocasionan. Si en estas condiciones se registrara
un perfil, se obtendría la diferencia de potencial entre puntos del interior del pozo:
E = −70,5 log
PE = I * R m
(226)
I es la corriente debida a la fem total (PEE) y Rm la resistencia eléctrica del lodo en el pozo.
En la interpretación de perfiles es habitual suponer que el PE y el PEE coinciden. Para
que esto sea válido deben ser despreciables las caías de tensión en la arena, dada por I*Rarena,
y en la arcilla, I*Rarcilla. Esta condición no siempre se cumple en los estudios de aguas
subterráneas ya que el agua de la formación suele ser más resistiva que la inyección, con lo
cual Rarena > Rm. Sin embargo si se trata de una arena limpia, es decir libre de arcillas, y de
espesor considerable, de manera que presente gran sección transversal a la corriente, el PE
medido se aproxima al PEE.
Por otra parte la ecuación (225) se dedujo suponiendo que la única sal presente en la
solución es ClNa, hecho que generalmente no se cumple en las aguas subterráneas de interés
en los estudios hidrogeológicos.
Las observaciones anteriores vienen al caso porque, dada la relativa validez de la
ecuación (225) en la mayoría de los casos, puede conducir a resultados erróneos utilizarla para
obtener la resistividad del agua de la formación y a partir de ese valor, y mediante el uso de
ábacos, deducir el contenido salino.
Formas de las curvas de PE
La línea base de las arcillas constituye un cero relativo a partir del cual se miden las
deflexiones que se originan frente a las formaciones permeables. Por convención, el PE es
positivo a la derecha de la línea base y negativo hacia la izquierda. Ocasionalmente se
observan desviaciones de la línea base o saltos relacionados con cambios en la naturaleza de
las arcillas.
PEE (mV)
PEE (mV)
PEE (mV)
d
PEE (mV)
6d
PE (mV)
PE (mV)
PE (mV)
PE (mV)
2d
Perforación
Línea base de arcillas
Fig. 220: Curvas de PE para diferentes resistividades y espesores
(modificado de Schlumberger Co, 1958).
Las máximas deflexiones
se observan frente a capas
arenosas limpias de gran
espesor, en estos casos el PE se
aproxima al PEE. La diferencia
entre
éstos
aumenta
proporcionalmente con
la
relación entre la resistividad de
la formación y la del lodo, y es
inversamente proporcional al
espesor de la capa.
A pesar de ser poco conveniente utilizar la curva de PE para determinar la salinidad
del agua, suministra información cualitativa e indica con buena precisión los límites de las
capas permeables, salvo cuando éstas son delgadas y muy resistivas, siendo ésta su más
importante aplicación. No obstante, debe tenerse en cuenta que muchas veces puede estar
influenciada por las variaciones del diámetro del pozo, el diámetro de la zona invadida y el
espesor de la capa, en cuyas correcciones suelen utilizarse gráficos especiales. Además pueden
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MÉTODOS ELÉCTRICOS DE PROSPECCIÓN
PERFILAJE ELÉCTRICO DE POZOS
ocurrir interferencias debidas a las corrientes telúricas, perturbaciones eléctricas de origen
industrial, magnetización de partes móviles del carrete de cable y efecto de pila bimetálica
entre la armadura del cable y la tubería del revestimiento de la parte superior del pozo.
PERFILES DE RESISTIVIDAD
El tratamiento de los perfiles de resistividad se rige por los mismos principios que los
correspondientes a las determinaciones de resistividad efectuadas por mediciones sobre la
superficie del terreno, de hecho, como se verá, no son otra cosa que calicatas eléctricas.
Si se hace circular una corriente
Generador
Medidor
I a través de un electrodo A ubicado en
el interior de un medio homogéneo de
B
N
resistividad ρ (fig. 221), se establecerá
un modelo de circulación radial y la
diferencia de potencial entre dos puntos
superficies
P1 y P2 ubicados a distancias r1 y r2 de
líneas de
P
equipotenciales
corriente
A estará dada por
2
P1
V1 − V2 =
A
Fig. 221: Esquema de circulación de corriente en un medio
homogeneo (modificado de Patten y Bennett, 1963).
Iρ 1 1
( − )
4π r1 r2
(227)
Ecuación equivalente a la
obtenida para un electrodo ubicado en
superficie (con 4π en lugar de 2π
porque las superficies equipotenciales
son esféricas, no semiesféricas).
El potencial absoluto en P1, estará dado por:
V1 = lim (V1 − V2 ) =
r2 →∞
Iρ 1
4π r1
Y si r2=l0r1, de (227) y (228) se deduce que: V1 − V2 = 0,9V1
(228)
(229)
es decir, el 90% de la caída de potencial entre P1 y el infinito se produce en una distancia l0r1
de P1. Este resultado permite afirmar lo siguiente:
a) Como la resistencia es proporcional a la caída de tensión (V=IR) entonces, la mayor
resistencia del terreno está concentrada en la zona entre r1 y l0r1. Como r1 es cualquiera, esto
significa que tal resistencia se concentra en las cercanías del electrodo de corriente.
b) Un segundo electrodo de corriente ubicado a una distancia de P1 superior a l0r1,
prácticamente no afectará al potencial en P1 y puede considerarse como ubicado en el infinito.
Los dispositivos de perfilaje resistivo, utilizan dos electrodos de corriente: uno (A)
desciende por el interior de la perforación y el otro (B) permanece fijo en la superficie a cierta
distancia de la boca del pozo de manera que puede considerarse en el infinito y por lo tanto
sólo el electrodo A influirá en la medición.
Despejando ρ de la (227) y, considerando medios heterogéneos, se obtiene para la
"resistividad aparente" una expresión análoga a la utilizada en los dispositivos de superficie,
∆V
ρa = K
(230)
I
En perfilaje de pozos las heterogeneidades están dadas por: el fluido dentro del pozo,
la invasión de los terrenos permeables y el consecuente revoque de las paredes, el espesor
finito de las capas y su relación con la longitud del dispositivo de medición. Se han diseñado
157
MÉTODOS ELÉCTRICOS DE PROSPECCIÓN
PERFILAJE ELÉCTRICO DE POZOS
diferentes dispositivos con el objeto de que la ρa medida proporcione, con la mayor
aproximación posible, o la resistividad de la zona invadida (ρ
ρi) o la de formación (ρ
ρf).
DISPOSITIVO MONOELECTRÓDICO
El dispositivo conocido como sonda monoelectródica o de electrodo único, es idéntico
al utilizado para obtener el perfil de PE (fig. 218), pero en este caso se hace circular corriente
a través de los electrodos A y B y se mide la resistencia eléctrica entre ellos. Esta resistencia
se puede expresar como la suma de las siguientes:
* Ri, es instrumental e incluye: las resistencias de la fuente, del instrumento de
medición y del cable.
* RA y RB son las resistencias de contacto de los electrodos.
Ri y RB son constantes, mientras que RA varía a medida que A se desplaza en el
interior del pozo, por lo tanto las deflexiones de la curva reflejarán cambios en la resistividad
de las formaciones atravesadas. El instrumento de medición puede ser simplemente un
amperímetro ya que si la tensión de salida de la fuente de alimentación es constante, la
corriente del circuito variará según lo haga la resistencia.
La profundidad de investigación de este dispositivo es unas pocas veces mayor que el
diámetro del electrodo A, por lo tanto las mediciones, muy afectadas por la perforación, no
permiten cuantificar la resistividad de las formaciones. No obstante, los registros proveen
información cualitativa acerca de sus variaciones, dando con mucha precisión los límites entre
capas y son muy útiles para establecer correlaciones entre pozos de la misma zona, de manera
de poder detectar cambios en la porosidad o en la salinidad de una misma capa al pasar de un
pozo a otro. Una de sus aplicaciones es la localización de zonas donde se produce pérdida de
lodo o afluencia de agua al pozo.
DISPOSITIVO NORMAL
La fig. 222 muestra la
disposición de electrodos del
denominado dispositivo normal de
medición de resistividades. La
corriente I circula a través de los
electrodos A y B y se mide la
diferencia de potencial ∆V entre M y
N. Como B no influye sobre M y N y
este último está suficientemente
alejado de A, la resistividad aparente
estará dada por
∆V
ρ N = 4πAM
(231)
I
Generador
Medidor
B
Generador
N
Medidor
B
N
M
M
Espaciamiento
A
A
circuito de dos electrodos
circuito real
Fig. 222: Dispositivo normal.
Donde AM es el espaciamiento. Cuando las mediciones se realizan en un medio
homogéneo, la Ec. 231 proporciona la resistividad de un volumen de terreno que se extiende
hasta una distancia 10AM, pero, en terrenos heterogéneos se considera que la zona de
investigación es de aproximadamente dos a tres veces el espaciamiento.
158
MÉTODOS ELÉCTRICOS DE PROSPECCIÓN
PERFILAJE ELÉCTRICO DE POZOS
Habitualmente, se registran dos
curvas de resistividad, con diferentes
arcilla
arcilla
M
espaciamientos, que se denominan
M
A
A
normal corta y normal larga, (la
arenisca
Schlumberger Co utiliza en estos casos
arenisca
16 y 64 pulgadas, 0,4 y 1,6 metros,
curva
observada
arcilla
respectivamente). Frente a una
formación permeable de gran espesor
d
d
la resistividad medida por la normal
arenisca
arcilla
corta, ρNC, se aproximará a la de la
curva de
arcilla
resistividad
zona invadida y la de la normal larga,
verdadera
ρNL, a la resistividad de la formación.
Si el lodo del pozo es más
10
50 ρ
10
50 ρa
a
resistivo que el agua de la formación,
ρNC > ρNL y se invertirá en caso
arenisca
arenisca M
M
contrario, de manera que los registros
permiten obtener información acerca
A
arcilla
de la permeabilidad de las capas y de
A
la salinidad del agua que contienen.
arcilla
curva
observada
arenisca
En los casos de la fig. 223 se
d
supone que no hay invasión de lodo.
d
Tomando el espesor de la capa igual a
la distancia entre puntos de inflexión
arenisca
curva de
resistividad
de la curva se observa que para capas
verdadera
gruesas queda determinado con un
Fig. 223: Curvas obtenidas con dispositivo normal
error igual al espaciado AM; el error
en alternancias de arenas y arcillas (de Astier, 1971).
es por defecto en capas resistivas y por
exceso en las conductivas.
Si una capa resistiva tiene un espesor menor que el espaciamiento aparece una
depresión frente a la capa con dos pequeños picos a cada lado, y puede confundirse con una
capa conductiva.
50 ρa
50 ρa
10
profundidad
profundidad
e = 5AM
e = AM/2
profundidad
profundidad
e = 5AM
e = 2AM
10
Generador
DISPOSITIVO LATERAL
La fig. 224 muestra el
dispositivo denominado sonda
lateral. Los dos electrodos de
potencial, M y N, se ubican en el
interior del pozo junto con el de
corriente A. El electrodo B (de
infinito) no influirá en las
mediciones y la resistividad
aparente medida será:
ρ L = 4π
AM * AN ∆V
MN
I
Medidor
Generador
B
N
A
M
Espaciamiento
M
A
O
O
N
(232)
Medidor
B
lateral AMN
circuito real
Fig. 224: Dispositivo lateral.
El radio de investigación es del orden de AO, donde O es el punto medio de M y N;
AO se denomina espaciamiento, el que para la Schlumberger Co es igual a 18 pies (5,4
metros) mientras que MN puede medir hasta un metro.
159
MÉTODOS ELÉCTRICOS DE PROSPECCIÓN
10
ρs = ρm = 10
arcilla
ρa
50
0
ρs = ρm = 1
curva de
resistividad
verdadera
A
M
N O
arenisca
e = 4AO
PERFILAJE ELÉCTRICO DE POZOS
10
M
O
N
ρf = 14
ρa
AO
e = 13 d
AO = 11 d
AO
d
curva
experimental
profundidad
d
arcilla
20
A
ρa max = 20
ρs = ρm = 1
Fig. 225: Curvas obtenidas con dispositivo lateral frente a capas resistivas gruesas.
La fig. 225 muestra las curvas obtenidas con sonda lateral para capas resistivas
gruesas. En contraste con las curvas normales, las laterales no son simétricas y tienen rasgos
más complejos que dificultan su interpretación.
Para el caso de una capa gruesa,
ρa
su límite superior no esta bien definido y
ρs = ρm = 1
la capa aparece desplazada hacia abajo
ρa max = 3,6
A
una cantidad igual al espaciamiento. En
capas delgadas la sonda lateral registra
e=3d
ρf = 14
AO
curvas complicadas que pueden conducir
M
zona ciega
O
a errores de interpretación (fig. 226) Si
N
d
e
bien no son adecuadas para la definición
exacta de los límites de las capas, cuando
ρa min = 0,4
AO = 11 d
estas son delgadas y resistivas se detectan
mejor que con el dispositivo normal.
5
10
15
20
profundidad
0
Fig. 226: Curva obtenida con dispositivo lateral frente a
una capa resistiva delgada.
La fig. 227 muestra una combinación muy habitual en los estudios hidrogeológicos.
PE
PROF.
40 mV
m
-
4
+
RESISTIVIDAD
NC (16”)
NL (64”)
L (25’8”)
50 Ω.m
línea base de las arcillas
110
120
arcilla
130
arena
140
Fig. 227: Perfilaje eléctrico convencional (PE y resistividad). Adaptado de Astier (1975)
160
MÉTODOS ELÉCTRICOS DE PROSPECCIÓN
DISPOSITIVOS DE ENFOQUE
PERFILAJE ELÉCTRICO DE POZOS
ρs≈ ρm
ρm
ρs
En los dispositivos convencionales la
A1
Corriente
corriente recorrerá el camino de menor resistencia por
compensadora
lo que, si el lodo del sondeo es muy conductivo
tenderá a circular con preferencia por el interior del
∆V=0
pozo o a través de las formaciones menos resistivas,
ρf
A0
eludiendo en gran medida las formaciones más
Corriente
A0
de medida
resistivas, que son muchas veces las de mayor interés
ρf>> ρs
(fig. 228, lado izquierdo). Para minimizar este efecto
∆V=0
se han diseñado herramientas que permiten enfocar la
corriente de medición. Ejemplo de ellos son los ya
Corriente
compensadora
A’1
superados dispositivos Lateroperfil 3 (LL3) y
Lateroperfil 7 (LL7) de Schlumberger
En el LL3, por ejemplo (parte derecha de la
Sistema enfocado
fig. 228), a cada lado del electrodo de medida A0 se Sistema no enfocado
(dispositivo LL3)
ubican dos electrodos compensadores largos (A1 y (dispositivo normal)
A'1) cortocircuitados entre sí y mantenidos Fig. 228: Circulación de la corriente en un
dispositivo convencional y uno de enfoque
automáticamente al mismo potencial de A0.
Por tanto, la corriente I0 de A0 se ve "obligada" a circular horizontalmente y será
proporcional a la conductividad de la formación a la que se enfrenta.
El factor pseudo-geométrico
En la investigación de formaciones permeables el objetivo principal del perfilaje es el
de obtener una buena evaluación de ρf, lo que en principio requiere a su vez una buena
evaluación de ρi. En estas condiciones, cada valor de ρa dado por un dispositivo, puede
considerarse compuesto por dos factores, el primero debido a la zona invadida (kρi) y el
segundo a la zona no alterada (1-k)ρf, o sea:
ρ a = kρ i + (1 − k )ρ f
(226)
de modo que cada dispositivo se distingue por un factor k característico. Más aun, algunos
instrumentos han sido diseñados para efectuar ambas mediciones simultáneamente.
EL DOBLE LATEROPERFIL (DLL)
Es una herramienta (fig. 229) diseñada para
obtener valores de la resistividad de dos diferentes
profundidades: una profunda (LLD) y una somera (LLS)
Medición profunda (fig. 229, lado izquierdo):
A0 electrodo principal, A1, A'1 y A2, A'2 electrodos
enfocadores, M1, M'1 y M2, M'2 electrodos de potencial.
Las corrientes enfocadoras se ajustan para que VM1 = VM2.
∆V
ρ prof = K
Io
Medición somera (fig. 229, lado derecho):
A0
electrodo
principal,
A1 ,
A'l
electrodos
"compensadores" y A2, A'2 electrodos de retorno
∆V ′
ρ som = K ′
I′o
A2
A1
M2
M1
A0
M’1
M’2
A’1
A’2
Fig. 229: Doble Lateroperfil (DLL)
161
MÉTODOS ELÉCTRICOS DE PROSPECCIÓN
Especificaciones de la Herramienta HEL Doble
Lateroperfil de Schlumberger Co.
CSU
AH-64
3 5/8”
AH-85
Centralizador
Cartucho
DLC-C
Sonda
DLS-C
3 5/8”
PERFILAJE ELÉCTRICO DE POZOS
Electrodo
Lateroperfil
DEL-CB
Centralizador
Fig. 230: Una de las herramientas para
doble-lateroperfil de Schlumberger
Descripción
La Herramienta registra simultáneamente las medidas de
LLD/LLS y SP
Sistema de transmisión
Analógico
Longitud
10,2 m)
Diámetro
4 1/2" (11,4 cm)
Presión máxima
1780 kg/cm2
Temperatura máxima
280ºC
Velocidad de perfilaje
1500 m/hora
Diámetro del pozo
> 6"
Rango de medición (LLD y LLS)
0,2 a 40.000 Ω.m
En ambos casos, I0 es la corriente de A0 y ∆V el potencial entre M1 y la armadura del
cable (que está a potencial cero). Ambas mediciones son simultáneas, porque los sistemas
funcionan con corrientes de diferente frecuencia. Por otra parte, K ≠ K' ya que corresponden
a geometrías electródicas distintas. Los registros de este dispositivo (fig. 231) suelen incluir el
registro de SP y combinarse con un dispositivo de micro-resistividad (pág. 163).
Características del Perfil DLT (fig. 231)
Presentación y escalas - Pista 1: SP en escala lineal. Pistas 2
y 3: LLD y LLS en escala logarítmica de cuatro décadas,
desde 0,2 hsta 2.000 Ω.m.
Con la unidad de control de superficie (CSU, fig. 230) se
puede reproducir en el campo cualquier presentación
específica si ésta es requerida. En particular, el LLD puede
ser combinado con cualquier otro perfil no registrado al
mismo tiempo.
Escalas de profundidad usuales: 1/200 y 1/500 o 1/1.000, ó
5"/100´ y 2"/100´ ó 1"/100´.
Velocidad máxima del perfilaje: 1500 metros/hora.
Calibración del LLD: En primer lugar, se efectúa una
"calibración antes del registro" en la que los errores
electrónicos se compensan sin enviar señal del pozo, de
modo que la lectura sea cero. En un segundo paso se ajusta
la ganancia de la unidad de control de superficie (CSU)
simulando en la herramienta una formación de resistividad
conocida. La "calibración después del registro" controla
cualquier deriva electrónica.
Calibración del SP: La curva de SP es un registro directo
Fig. 231: Perfil DLT (Schlumberger que no necesita calibración.
Co)
162
MÉTODOS ELÉCTRICOS DE PROSPECCIÓN
PERFILAJE ELÉCTRICO DE POZOS
PERFIL DE ENFOQUE ESFÉRICO (SFL)
El perfil SFL (de Schlumberger Co.)
es del tipo lateroperfil, en la fig. 232 se
muestra un esquema de la sonda, con el
camino de las corrientes y las superficies
equipotenciales. Desde A0 se envían las
corrientes de enfoque (I1) y de medida (I0).
Las primeras retornan a los electrodos A1 y
A'1 que están en la sonda, las segundas
retornan a la armadura del cable. I1 se ajusta
de tal modo que el potencial entre M0 y el
punto medio entre M1 y M2 se mantenga
constante (Vref), fluye dentro del pozo y
fuerza a I0 a entrar en la formación, se ajusta
de modo que los potenciales de M1 y M2 se
mantengan iguales.
I0 retorna a la
armadura del cable
M’2 Elec. monitores
M’1
A’1 Elec. retorno
C
Io
B
M’o Elec. monitor
Ao Elec. emisor
Mo
A1
M1
M2
I1 corriente
compensadora
Fig. 232: Esquema del SFL (Schlumberger Co.)
La resistividad medida corresponde a la formación limitada por las esferas B y C:
ρ SFL = K
VB − VC
V
= K ref
I0
I0
(234)
MICRODISPOSITIVOS
EL MICRO PERFIL (ML)
Es un dispositivo que tiene tres pequeños
electrodos, del tipo botón, alineados en una
almohadilla o patín de goma que se aprieta
contra la pared del pozo mediante un sistema de
brazos hidráulicos. Los tres electrodos, uno de
corriente A0 y dos de potencial (M1 y M2), tienen
una separación entre sí de una pulgada (fig. 233).
Por el electrodo A0 se emite una corriente
constante y se realizan dos mediciones de la
resistividad:
M2
M1
M2
1 pulg
1 pulg
A0
M1
A0
Fig. 233: Microdispositivo
“Micro - normal” midiendo el potencial en M2. El espaciado es de 2 pulgadas
“Micro - inversa” midiendo el potencial entre M1 y M2. El espaciado es de 1,5 pulgadas
Por lo general, frente a las formaciones permeables el revoque del lodo es más grueso
que frente a las no permeables, en las que puede incluso no existir. Por otra parte, la
resistividad del revoque del lodo es generalmente menor que la de la zona invadida cercana al
pozo. En cuyo caso la curva micro-normal, de mayor penetración lee mayor resistividad,
produciendo una divergencia "positiva" respecto de la curva micro-inversa. Además, cuando
no hay revoque, es decir, en formaciones no permeables, los factores K se eligen de manera
que la micro-inversa lea valores ligeramente mayores que la micro-normal (divergencia
"negativa")
163
MÉTODOS ELÉCTRICOS DE PROSPECCIÓN
PERFILAJE ELÉCTRICO DE POZOS
EL MICROMICRO-LATEROPERFIL (MLL)
Es un microdispositivo de enfoque
(fig. 234) diseñado para minimizar el efecto
de cortocircuito del revoque del lodo y
obtener valores aceptables de la resistividad
de la zona invadida.
Por el electrodo circular A1 (exterior)
se introduce una corriente de igual polaridad
que la del electrodo central A0 y de intensidad
automáticamente ajustada para que la
diferencia de potencial entre los anillos M1 y
M2 se mantenga en cero. Ello obliga a la
corriente A0 concentrarse en un haz de
diámetro intermedio entre M1 y M2 (una a dos Fig. 234: Micolaterolog y su esquema de líneas de
pulgadas) perpendicular a las paredes del
corriente.
pozo.
El diámetro del haz se mantiene hasta superar el espesor del revoque de lodo y
luego aumenta progresivamente conforme se aleja de la pared del pozo, se evita de esta
manera que el revoque de lodo conduzca parte de la corriente hacia la columna de lodo, como
ocurre en el microperfil, según se observa en los esquemas de corriente de la fig. 235. La
resistividad aparente se mide registrando el potencial de M1 o M2, y la corriente de A0.
Este dispositivo, que tiene la
desventaja de dar sólo buenas medidas bajo
ciertas condiciones de pozo (como que el
revoque tiene que ser menor que determinada
fracción de pulgada y/o la invasión de fluido
mayor que un mínimo) está siendo desplazado
por
el
denominado
de
"enfoque
microesférico" (MSFL, fig 236) con el que se
obtienen mejores valores de la resistividad de
la zona invadida en la mayor parte de los
casos.
En ambos dispositivos, el sistema
de ajuste de la almohadilla contra la pared el
pozo permite efectuar simultáneamente un
registro de las variaciones del diámetro del Fig. 235: Comparación entre las líneas de corriente
entre el ML y el MLL
pozo (microcalibre)
PERFIL DE ENFOQUE MICROESFÉRICO (MSFL)
El MSFL (de Schlumberger Co.) es un "perfil de enfoque esférico" en pequeña
escala. El instrumento de medición (fig. 236) está montado en una sólida almohadilla de
manera similar que los microdipositivos descritos anteriormente y su principio de
funcionamiento es similar al del SFL. La corriente de medida I0 sale del electrodo A0 hacia la
formación, una fracción de esta corriente es la compensadora que retorna al electrodo A1,
mientras que el resto de I0 retorna a la placa posterior del patín y al cuerpo de la sonda.
164
PERFILAJE ELÉCTRICO DE POZOS
Se ajusta según:
Formación
VM1 − VM 2 = 0
Ao
A1
C
y la resistividad medida es:
VREF
(235)
I0
Si el espesor del revoque es menor
que 3/4 de pulgada, la corriente I0 dependerá
de la resistividad de la formación e I1 de la
resistividad del revoque. En tales casos las
correcciones por efecto del revoque son
pequeñas.
Mo
B
ρ MSFL = K
Ao
Mo
A1
M1
M2
Io
I1
8 pulgadas
VM1 − VM 0 = VREF
Revoque
MÉTODOS ELÉCTRICOS DE PROSPECCIÓN
M1
M2
Lodo
Fig. 236: Esquema del MSFL (Schlumberger Co.)
Tales correcciones son una función del espesor del revoque y la relación ρMSFL y
ρrevoque. Como la profundidad de investigación es de unas pocas pulgadas, corregido el efecto
del revoque las lecturas del MSFL (ρMSFL) pueden ser consideradas como ρi.
PERFIL DE INDUCCIÓN
Los dispositivos de medición de resistividad tratados hasta aquí, utilizan electrodos
tanto para la energización del terreno como para la medición del potencial eléctrico, y no son
aptos, o lo son muy poco, en pozos perforados con aire o con lodos resistivos (base de
petróleo). Para solucionar este problema se intentó el uso de electrodos rascadores, con
resultados poco satisfactorios, encontrándose la solución con los dispositivos de inducción,
con los que es posible determinar la resistividad en prácticamente todas la condiciones de
pozo, aunque su uso no es aconsejable en pozos con lodo salado (muy conductor).
En estos dispositivos (fig. 237) se utiliza un sistema de bobinas mediante las que se
mide la conductividad de las formaciones por inducción en el terreno de corrientes alternas.
Una corriente alterna de alta frecuencia e
intensidad constante es enviada a la bobina
transmisora por un oscilador. El campo magnético
alterno debido a esta corriente induce en las
formaciones que rodean a la sonda "bucles de
corriente" desfasadas 90º respecto de la corriente de
la bobina transmisora y de intensidad proporcional a
su conductividad. Estas corrientes crean a su vez un
campo magnético que induce una corriente (señal) en
la bobina receptora, la que es amplificada,
rectificada y registrada en superficie.
Ambas bobinas se colocan coaxialmente sobre
un soporte aislado. La distancia entre sus centros,
denominada espaciamiento e indicada por L en la fig.
237, está entre 0,5 m y 1m. El punto de medición o
Fig. 237: Esquema de la sonda de inducción de atribución es el intermedio entre bobinas.
(de Astier, 1975).
Normalmente se registra la conductividad en lugar de la resistividad, pero algunos
sistemas incluyen ambos registros en escalas independientes. La fig. 240 es un registro que
165
MÉTODOS ELÉCTRICOS DE PROSPECCIÓN
PERFILAJE ELÉCTRICO DE POZOS
incluye, además de las curvas de PE y resistividad obtenida con sonda normal corta, las curvas
de conductividad y resistividad obtenidas con la sonda de inducción. La última está graficada
en la misma escala que la correspondiente a la sonda normal, y la de conductividad en una
escala lineal cuyo sentido es opuesto al de aquellas. Todo lo cual favorece la comparación
mutua a los efectos de la interpretación.
La unidad de representación habitual es el mS/m de modo que a formaciones de
resistividad 10, 100, y 1.000 Ω.m les corresponden 100, 10 y 1 mS/m, respectivamente. La
escala de conductividad es lineal y con el cero a la derecha.
Factor Geométrico
ρs
Para los cálculos, se supone que la sonda de
inducción está centrada en el pozo y que los medios
ρm
involucrados son homogéneos e isótropos, separados por ρf
ρi
E
planos horizontales y superficies cilíndricas coaxiales
(fig. 238). Ello implica considerar buzamientos
pequeños y despreciar los efectos de inductancia mutua,
ρs
de inductancia entre las trayectorias circulares y que el
d
corrimiento de fase entre el transmisor y la señal
di
inducida aumenta con la distancia, conjunto de factores
Fig. 238: Esquema de sectores para
que se conocen como efecto pelicular (skin effect).
asignación del factor geométrico.
En tales condiciones, se considera que cada medio involucrado contribuye a la señal
con un término igual al producto de su conductividad por un “factor geométrico” G que
depende solo de su geometría y expresa la proporción de la contribución del medio a la señal,
son por lo tanto fracciones y suman uno para el espacio total.
Así, para un esquema como el de la figura anterior:
σ a = σ m * G m + σs * G s + σi * G i + σ f * G f =
G m Gs Gi Gf
+
+
+
ρ m ρs ρi ρ f
(236)
G m + Gs + Gi + G f = 1
Factor Geométrico
Los valores G varían con el tipo de
1
sonda y son proporcionados por gráficos
ILM
0,8
específicos como el de la fig. 239. Según
0,6
ILD
6FF28
ellos, el valor de G para cilindros de hasta 10”
0,4
es extremadamente pequeño, por lo que
0,2
generalmente Gm = 0, salvo cuando el lodo es
0
muy salado o ρf es muy grande.
0
40
80
120
160
200
240
280
320
360
Diámetro del cilindro (pulgadas)
En general, en pozos de 10” o menos,
para ρm > 0,5 Ω.m (σm < 2.000 mS/m) el
efecto del pozo es despreciable siempre que la Fig. 239: Factores geométricos de diferentes sondas
de inducción
sonda esté centrada en él.
En perfiles no centralizados Gm se desprecia sólo si ρm > 20 Ω.m (σm < 50 mS/m).
Caso contrario, tal efecto puede ser corregido.
166
MÉTODOS ELÉCTRICOS DE PROSPECCIÓN
PERFILAJE ELÉCTRICO DE POZOS
No obstante, el uso del perfilaje de
inducción no es recomendable cuando ρm < 0,2 Ω.m
(σm > 5.000 mS/m).
Por otra parte, el efecto de las formaciones
adyacentes depende de su resistividad ρs. Si ρs > ρf,
Gs = 0 para E ≈ L, siendo fáciles de corregir cuando
E < L ó ρs = ρf, no siendo importantes mientras ρs >
ρa/10 y E > 2L. Pero, cuando ρs << ρf, Gs ≠ 0,
aunque también en estos casos pueden efectuarse
correcciones.
Si Gm y Gs pueden despreciarse en casos, no
pasa igual con Gi que generalmente es causa de las
divergencias entre ρa y ρf.
Esta característica, y su mayor
radio de investigación, las hace muy
apropiadas para investigar capas
delgadas.
Característica Vertical
De cualquier manera, las
actuales sondas de inducción son
habitualmente sondas de enfoque,
debido a que mediante bobinas
auxiliares se consigue una mejor
resolución vertical reduciendo al
mínimo la influencia de las
formaciones situadas encima y debajo
del instrumento (fig. 241, parte
superior) y mejorando la profundidad
de investigación al suprimir la
influencia de la columna de lodo y la
de las formaciones próximas al pozo
(fig. 241, parte inferior).
Componentes de la
respuesta que se
procura eliminar con
las bobinas de enfoque
GV
Respuesta T-R
GV
Respuesta vertical ideal
Gr
Gr
Característica Radial
Fig. 240: Perfil de inducción - resistividad
(Schlumberger, 1958)
A grandes profundidades, generalmente ρm
> ρf y las corrientes tienden a fluir en la zona no
contaminada y Gi es pequeño, especialmente si Di <
3d.
En general, en el caso de lodos más
resistivos que la formación, la resistividad de la
zona invadida ha de ser también mayor que ella, por
lo que las corrientes inducidas tenderán a circular en
la zona no contaminada y los valores de la curva de
inducción serán prácticamente iguales a los de la
formación.
Característica radial
buscada con la
combinación de
bobinas de enfoque
d
Respuesta T-R
r
ra
rb
r
Respuesta radial ideal
Fig. 241: Enfoque vertical y radial mediante bobinas
múltiples de enfoque (de Schlumberger Co.)
167
MÉTODOS ELÉCTRICOS DE PROSPECCIÓN
PERFILAJE ELÉCTRICO DE POZOS
E L P E R F I L DE DOB L E I N DU C C I ÓN (DI L )
Como se han desarrollado herramientas de inducción que tienen diferentes
profundidades de investigación (ver fig. 239), se han diseñado algunas herramientas que
simultáneamente pueden obtener perfiles con dos profundidades (de inducción profunda, ILD
y de inducción media, ILM) que si se combinan con una herramienta de microresistividad
permitirán obtener en una sola carrera las tres medidas de resistividad necesarias para una
buena evaluación de ρf
DE LA INTERPRETACIÓN
El objetivo de un perfilaje eléctrico, en general, es el de encontrar y estudiar
formaciones permeables, quizá no todas las que atraviesa un pozo sino tan sólo aquellas
que afectan a formaciones predeterminadas.
El primer paso entonces es analizar la curva de PE para detectar y ubicar las zonas
permeables, por lo que este perfil forma parte de la mayor parte de las sondas. Luego, y sobre
la base de considerar un modelo como el de la fig. 238, son tres los parámetros a determinar:
ρi, di y ρf, cuyas relaciones están dadas por:
ρ = kd i ρ i + (1 − k )d i ρ f
(237)
para las mediciones de resistividad por electrodos, o por:
1 Gd i (1 − G )d i
=
+
ρ
ρi
ρf
(238)
para las mediciones de inducción, y que se resuelven si se tienen tres perfiles diferentes
afectados por cada uno de los tres valores involucrados.
En la industria del petróleo
En la industria del petróleo se utilizan las técnicas más avanzadas apoyadas en un
sofisticado desarrollo instrumental, las que son practicadas por empresas y compañías
organizadas con este exclusivo fin, como la Schlumberger Technology Corporation cuyo
procedimiento más general se expone a continuación.
Determinación de ρi
El instrumento más apto es el MSFL (fig. 236), que no está afectado por ρf y que
después de corregido el efecto del revoque se considera que da directamente el valor correcto
de ρi.
Determinación de ρf
Su determinación puede requerir un doble lateroperfil (pág. 161) o un perfil de doble
inducción o ambos.
En una primera aproximación, la zona invadida y la zona inalterada están en paralelo
para las corrientes IL y en serie para las LL, lo que significa que las IL están más influenciadas
por la zona más conductora y las LL por la más resistiva, por lo cual:
si,
ρf < ρi
la herramienta aconsejable es
DIL
si,
ρf > ρi
la herramienta aconsejable es
DLL
Una vez elegido el perfil a utilizar, hay tres maneras de determinar ρf:
(1) mediante interpretación manual con ayuda de ábacos,
(2) por interpretación con la computadora de pozo (CSU) y
(3) por interpretación por computadora en gabinete.
168
MÉTODOS ELÉCTRICOS DE PROSPECCIÓN
PERFILAJE ELÉCTRICO DE POZOS
Interpretación manual
Se efectúan las correcciones de pozo y borde de capa y con los valores corregidos de
ρi, ρprof y ρmed se ingresa en un gráfico ρint del libro de gráficos y se obtienen los valores
buscados. La técnica es muy lenta y apta sólo para verificar datos aislados.
Interpretación con la computadora de pozo (CSU, ver fig. 230)
En este caso se utiliza un programa incluido en la computadora de pozo en el que
habrá que introducir parámetros ambientales (temperatura, ρm, ...) y otros inherentes al pozo
que también han sido obtenidos por perfilaje (calibre, distancia sonda-pared de pozo, ...) con
los que la CSU producirá los perfiles corregidos de efectos ambientales. Aunque este
programa mejora los perfiles, no analiza adecuadamente la influencia de la invasión, por lo
que ρprof no es una interpretación satisfactoria de ρf.
Interpretación en el centro de cómputo
En este caso se utilizan varios programas escalonados que sirven para: corrección de
pozo, corrección de borde de capa y obtención automática de ρi, di y ρf.
En hidrogeología
En hidrogeología el perfilaje resistivo está prácticamente limitado a los dispositivo
monoelectródico (para determinación de PE y resistividad) y el de resistividad de electrodo
múltiple denominado dispositivo normal (corta y larga), pese a que este último hace mucho
que ha sido sustituido por los avances técnicos en el perfilaje eléctrico de la industria
petrolera. La fig. 227 es un buen ejemplo de un perfilaje realizado con fines hidrogeológicos.
En tal sentido, se debe tener en cuenta que gran parte de la zona de investigación de la
sonda monoelectródica se encuentra dentro del pozo. La de la normal corta incluye una mayor
proporción de la formación circundante, y que la de la normal larga incluye una proporción
aun mayor.
Por otra parte, es posible que la introducción de los últimos avances en las técnicas del
perfilaje eléctrico para atender los problemas de aguas subterráneas signifiquen ventajas en la
obtención de la información hidrogeológica. Es necesario considerar que muchas de las
nuevas técnicas fueron desarrolladas tratando de resolver problemas de los reservorios o
condiciones de pozos que no son comunes en los estudios de agua subterránea. Parece
preferible que los avances en la instrumentación en el campo del agua subterránea sigan líneas
diferentes, de acuerdo a sus específicos problemas de campo.
Debido a ello el perfilaje eléctrico y su uso en aguas subterráneas se ha popularizado
en los últimos años y se han publicado muchos artículos orientados a su aplicación en este
campo, en los que se da especial atención a las diferencias entre las técnicas interpretativas
usuales en la industria del petróleo y la del agua subterránea.
Tales diferencias aparecen cuando las suposiciones en las que se basan las técnicas
interpretativas de la industria petrolera no pueden ser extendidas al trabajo hidrogeológico,
pero más que todo porque los objetivos de la interpretación difieren entre las dos situaciones,
pese a que muchos aspectos de la interpretación litológica son básicamente los mismos.
169