Perfil Eléctrico Convencional, Curva del Potencial Espontaneo

INTRODUCCION

El método eléctrico de prospección se basa en el estudio de campos de potencial eléctrico, tanto en lo referente a los naturalmente existentes en la corteza terrestre, como a los artificialmente provocados en la misma. Mediante estas mediciones se puede determinar la situación en el subsuelo de criaderos minerales o reconocer estructuras geológicas.

El potencial espontáneo es un fenómeno natural que existe en el pozo cuandodos fluidos de diferentes salinidades se ponen en contacto. Este se manifiesta como una diferencia de potencial o voltaje en los contactos entre las formaciones permeables y las lutitas. La corriente o fuerza electromotriz generada se denomina efecto o potencial electroquímico. La penetración del filtrado de lodo dentro de la formación puede causar también un potencial denominado potencial electrocinético, que por lo general tiene un valor muy bajo y puede ser generalmente despreciado.

La curva de potencial espontáneo es un registro de la diferencia de potencialeléctrico entre dos electrodos, uno móvil, en el pozo y otro fijo, en la superficie. La curva se registra como la deflexión desde una línea base arbitrariamente fijada por el ingeniero a cargo de la operación, hacia la izquierda o hacia la derecha, originada por la diferencia entre la salinidad del filtrado de lodo y la salinidad del agua.

PERFIL ELECTRICO CONVENCIONAL

Estos perfiles miden las propiedades eléctricas, acústicas y radioactivas de las rocas. Los sensores de resistividad (eléctricos) usan electrodos o bobinas, los acústicos usan Transductores sónicos y los Radiactivos usan o emplean detectores sensibles a la radioactividad.

Por lo general el Perfil Eléctrico Convencional contiene cuatro curvas, siendo estas:

• Resistividad Normal Corta (SN) de 16"

Esta mide la resistividad en la zona lavada (Rxo), es decir, la zona que fue invadida por el filtrado del lodo.

• Resistividad Normal Larga (NL) de 64"

Esta mide la resistividad en la zona virgen (Rt)

• Resistividad Lateral de 18" // – 8"

Es utilizada para medir la resistividad verdadera de la formación cuando no es posible obtener un valor preciso de la curva Normal Larga (NL).

• Curva Del Potencial Espontaneo (SP)

La curva del potencial espontaneo o SP (SpontaneusPotential) representa la diferencia de potencial eléctrico entre un electrodo fijo en la superficie y otro móvil dentro del pozo en función de la profundidad.

La escala del SP no tiene un valor ceso (0) absoluto, esto es debido a que apenas se registran los cambios de potencial dentro del lodo al pasar la herramienta de registro frente a diferentes capas.

ORIGEN DEL POTENCIAL ESPONTANEO

Dentro del pozo se originan potenciales eléctricos espontáneos en las interfaces entre las rocas permeables e impermeables, así como en la interface de la entre la zona virgen y la zona lavada, como se muestra en la siguiente imagen.

Como consecuencia se establece la circulación de corrientes eléctricas dentro de la formación las cuales atraviesan el lodo dentro del pozo originando deflexiones en la curva del SP.

En otras palabras; las deflexiones de la curva del SP resultan de las corrientes eléctricas que fluyen en el lodo del pozo.

No existe ninguna corriente eléctrica dentro del pozo en el centro de una lutita, debido a que esta es impermeable y en consecuencia la curva del SP es plana llamándose "Línea – Base de Lutitas".

Por otro lado, en frente de formaciones permeables la curva muestra deflexiones con respecto a la Línea – Base de Lutitas; en las capas gruesas estas deflexiones tienden a alcanzar una curva esencialmente constante, definiéndose así una línea de arena.

La deflexión puede ser a la izquierda (Negativa) o a la derecha (Positiva), dependiendo principalmente de las salinidades relativas del agua de formación y del filtrado del lodo.

Siendo de la siguiente manera:

• Si la salinidad del agua de formación es mayor a la del filtrado del lodo la deflexión será hacia la izquierda.

• Si la salinidad del filtrado del lodo es mayor a la del agua de formación la deflexión ser hacia la derecha.

No se puede registrar una curva del SP en pozos llenos de lodos no conductivos ya que estos no proporcionan una continuidad eléctrica entre el electrodo del SP y la formación. Además, si las resistividades del filtrado del lodo y del agua son casi iguales, las deflexiones del SP serán muy pequeñas y la curva no será muy significativa.

FUNDAMENTOS DE MEDICION DEL SP

Para realizar la medición del SP se utilizan distintos instrumentos montados en una sonda que se baja al pozo mediante un cable conductor. Este cable es de acero y normalmente posee siete (7) conductores eléctricos que sirven para alimentar eléctricamente a los equipos del pozo y al mismo tiempo hacer llegar a la superficie los datos leídos por las diferentes sondas a medida que realizan el recorrido en el interior del pozo.

A medida que se va recogiendo el cable la sonda va midiendo, y las lecturas que son enviadas a través del cable, se registran en cintas magnéticas que posteriormente serán utilizadas para la interpretación de datos.

Herramienta utilizada para realizar la medición del SP

FACTORES QUE AFECTAN A LA CURVA DEL SP

Entre los principales factores que afectan la curva tenemos:

• El lodo o fluido de perforación

Este afecta de diversas formas a la curva. Bien sea por la salinidad del lodo, ya que la presencia de estos minerales puede influir en la resistividad y reflejarse en el registro. Para ello se debe conocer primero las características de salinidad del lodo utilizado.

Otra forma de afectar es cuando el fluido invade a la formación. Dentro de un estrato cuya porosidad/permeabilidad sea bastante efectiva podrá, por diferencia de densidad, filtrarse el lodo de perforación, cuando esto ocurre la curva SP reflejará las inclusiones o invasiones hechas por el fluido. En estos casos se debe calcular el diámetro de la zona contaminada.

• Saturación

Dependiendo del fluido que este saturando a la formación, este influirá en la curva del registro.

• Inclusión o alternancia de arcillas/lutitas en la formación

Presentes como cuñas dentro de la capa permeable, pueden repercutir en la resistividad de la capa.

• Fallas

Que ocasionarán el cambio de litología y por consiguiente el cambio en la tendencia de la curva.

• Temperatura

• Diámetro del pozo

UNIDAD DE MEDICION DEL SP

La unidad del medición del Potencial Espontaneo es el mili voltio (mV), ya que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos, en este caso, mide la diferencia de potencial eléctrico entre dos electrodos, uno móvil, en el pozo y otro fijo, en la superficie.

El voltio se define como la diferencia de potencial a lo largo de un conductor cuando una corriente de un amperio utiliza un vatio de potencia.

CORRECCIONES AMBIENTALES Y PRECAUCIONES

El valor del SSP puede obtenerse directamente de la curva del SP si la capa es limpia, gruesa, porosa, permeable y moderadamente invadida, y si el agua de formación es salina y el lodo de perforación no es muy resistivo. Estas condiciones no siempre están presentes, por lo cual la curva del SP debe ser corregida. La Figura 5.27 permite corregir la curva del SP para obtener el SSP, tomando en cuenta el espesor de la capa, la invasión y los contrastes de resistividades. No obstante, la capa debe ser no arcillosa.

Es importante asegurarse de que no exista potencial electrocinético, que puede estar presente en los casos de formaciones con alto nivel de agotamiento de presión, o cuando se perfora con lodos muy pesados. Si existen análisis de agua y estos muestran cantidades apreciables de iones diferentes del sodio y el cloro, o cuando hay cambios en la línea base del SP, es preciso tomar las precauciones del caso. Si es posible hacerlo, la determinación de Rw debe será poyada por varias técnicas diferentes.

APLICACIONES DEL SP

• Identifica zonas permeables y porosas.

• Determinar el valor de Rw.

• Determinar la arcillosidad de la formación.

• Correlacionar unidades litológicas.

CONCLUSION

Los registros geofísicos de pozos son técnicas que hoy en día y desde sus inicios nos permiten evaluar las formaciones in-situ, así mismo son capaces de proporcionarnos información más certera, dando como resultado una mejor aproximación de los parámetros físicos y geológicos de la formación de interés.

Actualmente los registros geofísicos representan un papel sumamente importante para la industria petrolera, gracias a su desarrollo tecnológico, el cual parte de los primeros principios técnicos desarrollados hace muchos años; razón por la cual hoy en día se tiene la capacidad de determinar el potencial petrolero de una formación o yacimiento.

Todo ingeniero petrolero debe tener en cuenta la existencia de estos perfile eléctricos, conocer sus herramientas y aplicaciones, con el objetivo de tener una mejor aproximación de la interpretación litológica y del contenido de fluidos de la formación que atraviesan durante la perforación de un pozo.

La asignatura Interpretación de perfiles de pozos, debe ser considerada como una herramienta de suma importancia por todos aquellos que busquen ser geólogos o ingenieros petroleros, pues en la industria se requiere de personas que sean capaces de interpretar una formación, que logren conocer e identificar los riesgos operativos que pudieran presentarse durante la perforación de un pozo.

Autor:

Alvarado Aníbal

Khalil Saer

Ochoa José

Reinales Victor

UNIVERSIDAD DE ORIENTE

NÚCLEO BOLÍVAR

ESCUELA DE CIENCIAS DE LA TIERRA

DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA

INTERPRETACION DE PEFILES DE POZOS

Ciudad Bolívar, Octubre de 2013