METODODS ELECTRICOS Según la fuente eléctrica o electromagnética empleada en la prospección del uso de los métodos eléctricos se clasifican de la siguiente manera: 1. Método eléctrico que utiliza campos naturales. 2. Método de alta resolución, ya sea telúrico o magnetotelúrico. 3. Método aplicado a la exploración petrolera (aplicación en pozos).
Propiedades eléctricas asociadas con las rocas. Los métodos eléctricos asociados se basan en 3 fenómenos y propiedades asociados con las rocas: 1. La resistividad o el reciproco de la conductividad. Determina la cantidad de la corriente que pasa por una roca al aplicar una diferencia de potencial específica. 2. La actividad electroquímica. Causada por los electrolitos que circulan en el subsuelo que son igual a la base de los métodos magnéticos del potencial espontaneo y la polarización inducida. 3. La constante dieléctrica. Indica la capacidad de material rocoso y determina principalmente la respuesta de las formaciones rocosas o la corriente corriente eléctrica de alta frecuencia introducida en el subsuelo atreves de los métodos inductivos o conductivos.
Resistividad especifica. La resistividad específica (ρ) se define como la resistencia de un cuerpo conductivo con una longitud indeterminada y una dimensión unitaria de sucesión transversal; la resistividad especifica de un cuerpo conductivo se expresa de la siguiente manera: R= (ρ x S) / L. La resistividad se expresa en R= Ω/m.
Los factores que determinan la resistividad de la roca son: 1. Porosidad (primaria y secundaria). 2. Composición química y mineralógica de la roca. 3. Composición del agua que llena los espacios porosos de la roca (agua salada y agua dulce) 4. Conductividad de la roca de los granos y minerales. Las rocas altamente porosas encima del nivel freático del agua. Las rocas porosas situadas encimas del nivel del agua o nivel freático sus espacios porosos están cerradas por la presión ambiental o la presión del terreno y por lo tanto una corriente eléctrica se mantiene en forma negativa o positiva, o presenta confusión dependiendo de los fluidos o minerales contenidos en ellas. Las condiciones de resistividad eléctrica dependen de las verdaderas propiedades físicas de las rocas (resistividad es la resistencia que obtiene un cuerpo cuando se le hace pasar por una corriente eléctrica). En el caso de las rocas cuyas espacios porosos están saturados con fluidos de alta o baja resistividad eléctrica depende del tipo de roca y de los mecanismos conductores que se generen. Ley de Archie. Describir que la resistividad eléctrica es igual al área por la porosidad al exponente de cementación por la superficie por exponente de saturación por la densidad de la roca: R= a x Ɵᵐ x sᶯ x ρ roca ᵐ= cemento ᶯ= saturación
Efecto de la edad geológica y la compactación ala resistividad eléctrica.
En la compactación de las rocas y en su depósito se pueden esperar un incremento de resistividad relativamente uniforme dependiendo de la edad geológica de la roca que se trate (ígnea, sedimentaria y metamórfica) esto es debido a los efectos de compactación asociada con el espesor que nos puede indicar diferencias de valores de la resistividad dependiendo si son rocas terciarias o rocas mesozoicas. Todos los fenómenos de los valores de la corriente eléctrica se int erpretan con la deposición o arreglo de la gran cantidad de las rocas o de los estratos. Las rocas de edad terciaria principalmente sedimentarias se caracterizan con tener altos valores de resistividad. Por el contenido de agua entrampada en ella (arenas, gravas, arcillas) en cambio las rocas sedimentarias compactadas como las calizas o rocas ígneas como las metamórficas presentan valores de resistividad baja. Aplicaciones de los métodos y electromagnéticos: 1. Los contrastes de la resistividad de la roca que integran el subsuelo permiten levantamientos electromagnéticos para detectar estructuras geoeléctricas. 2. Las rocas tienen una resistividad específica y una conductividad anormalmente alta y esto las diferencias de las rocas de los alrededores en las cuales podemos medir las anomalías de resistividad. 3. Sistemas geotermales están asociados con rocas altamente conductivas. 4. Los métodos eléctricos y electromagnéticos no alcanzan las resoluciones altas y precisas como las de la reflexión sísmica.
Método eléctrico (electrodos y procedimiento en el terreno). Las configuraciones en el terreno son de gran variedad para los estudios en la superficie. Estas configuraciones de los electrodos de corriente eléctrica y de potencia se orientan a lo largo en las líneas proyectadas en las cuales se va a estudiar, generalmente los electrodos de potencial se colocan en forma opuesta en cada uno de los lados del perfil que se va a estudiar; existen algunas configuraciones técnicas o métodos que se nombraron como siguen: 1. Configuración shlumberger. 2. Configuración wenner. 3. Configuración de métodos bipolos. La configuración slumberger. Se basa en una configuración polo polo de los electrodos de la corriente eléctrica y los electrodos de potencial que se poseen espaciamiento grande, donde se consideran el cálculo de la resistividad aparente. Las resistividades aparentes determinadas a partir de la configuración de la información obtenida en el campo y esta información de línea un perf il transversal a lo largo de la línea de mediciones; donde se puede considerar las variaciones de resistividad de cada estrato. Configuración Wenner. Tiene sus configuraciones lineales que se emplean en la aplicación de los polos bipolos. La variedad de configuración de electrodos en la limitación de la resistividad por medio de la corriente eléctrica permite ajustar las geometrías y los parámetros para satisfacer las condiciones del terreno y el objetivo de la exploración donde se consideran correspondie ntes de estas configuraciones que son más comunes: 1. Se emplean fuentes receptoras. 2. Todas responden a las estructuras.
3. Todas responden intensamente a las anomalías resistivas y a las anomalías conductivas. Configuración métodos bipolos. En esta configuración el patrón de curvas obtenidas durante el registro eléctrico lo delinea una escala logarítmica. La ordenada es el logaritmo de la razón de la resistividad y su valor es condición de la interfaz de los estratos. Interpretación de curvas unidimensionales (curvas master). El procedimiento más común de interpretación de datos de la resistividad correspondiente a una cantidad de estrato se define o se interpreta con una serie de curvas i un patrón definido. Cada una de estas curvas es una delineación de la resistividad generada por los electrodos en la superficie del terreno; cada secuencia de estratos de distintas diferencias de potencial y diferentes valores de resistividad dependiendo del caso de los horizontes de estratos de los que se trate. Caso de 2 estratos horizontales. El caso de 2 estratos se caracteriza por un sustrato homogéneo de potencia finita o infinita, que subyace un estrato de potencia ya sea definida o indefinida. Para este caso se genera una serie de curvas de valores distintos por la diferencia de caída de potencial de esos estratos obteniendo valores de resistividad, conductividad y reflectividad de la roca. El patrón de curvas de resistividad de las rocas se delinea en escala logarítmica dependiendo el método que se haya usado.
La ordenada es un logaritmo de la razón de la resistividad y sus valor depende de las condiciones de los estratos interfaces horizontales y así podemos diferencias los datos ya sea de un estado superior o inferior. Polarización inducida. Este método se utiliza frecuentemente en la búsqueda de depósito de sulfuros diseminados. Algunas rocas y depósitos minerales no presentan o exhiben un potencial propio. Solo al dejar pasar una corriente eléctrica por las rocas a través de un par de electrodos se genera una polarización inducida a través de ellos, por ejemplo en un proceso comparable a esta generación de corriente eléctrica es el acumulador con el que se generan los campos magnéticos y se proyecta esa corriente sin interrumpir la cual genera el potencial o las diferencias de potencial el cual se puede medir y demostrar las diferencias de voltaje entre los electrodos colocados en la superficie. Cuando una corriente eléctrica pasa por un material rocoso en el que exista mineral, esa corriente marcara las resistencias de las formaciones y de inmediato se marea la caída de potencial de esa corriente generada en el campo magnético por los polos de inducción. Si las formaciones contienen minerales metálicos o sulfuros la corriente eléctrica provoca un intercambio de iones que ocurre entre el contacto de minerales y los fluidos disueltos que llenan los espacios porosos en las rocas y este intercambio genera voltaje opuestos al del flujo de la corriente que pasan por ese material rocoso y puede aver diferencias de valores sobre voltaje. Polarización inducida procedimientos en el terreno.
El potencial se mide entre 2 electrodos después de haber interrumpido la corriente que se introduce en el subsuelo donde se obtienen una configuración de los electrodos y se observa una variación de la configuración a lo largo del perfil de reconocimiento. Corriente inducida en el subsuelo puede ser: 1. De forma de pulsos, generalmente formadas por ondas. 2. De forma de corrientes alternas de frecuencias muy bajas. Resistividad de las rocas. 1. Rocas o sulfuros concentrados…………………………… 10 Ω de resistividad 2. Areniscas…………………………………………………. 2 y 4 Ω de resistividad 3. Basaltos…………………………………………………... 1 - 2 Ω de resistividad 4. Granito………………………………………………... 0.1 - 0.5 Ω de resistividad 5. Rocas con trazos de minerales surf …………………… 2 – 5 Ω de resistividad 6. Minerales de cobre (cupríferos)……………………… 5 – 10 Ω de resistividad 7. Minerales de rocas ígneas……………………………... 5 – 8 Ω de resistividad 8. Calizas………………………………………………….. > 10 + Ω de resistividad 9. Dolomías………………………………………………. 10 – 40 Ω de resistividad 10.Arcillas……………………………………………………. 2 – 6 Ω de resistividad 11.Evaporitas………………………………………………... 2 – 6 Ω de resistividad Potencial espontaneo (SP). Es la diferencia de valores que existen entre las formaciones cuando se proyecta una corriente eléctrica. Los registros eléctricos son una herramienta indispensable que nos dan información de los pozos ya sea abiertos o entubados; son muy importantes para determinar yacimientos de agua, aceite o gas, y de yacimientos
geotérmicos. Estas mediciones o registros eléctricos nos dan con exactitud la diferencia de los estratos de roca del subsuelo. Registro eléctrico de pozo. Es una gráfica de las condiciones del suelo y del subsuelo que nos ayudan a determinar la diferencia entre los estratos rocosos. Las herramientas para la toma de registros eléctricos en agujero descubierto provienen de las diferentes fuentes como son: 1) Fuente de corriente eléctrica. Registros resistivos, registros conductivos. 2) Fuentes radiactivas. Herramientas que integran capsulas radiactivas de uranio, boro, bario) por las cuales podemos terminar algunos parámetros como la porosidad, la densidad de la roca. 3) Fuente de emisor de sonido. Podemos determinar la velocidad por la conductividad de las ondas orientadas a través de las rocas y se conocen también como herramientas sónicas.
Los objetivos en la toma de los registros eléctricos en un pozo de agujero abierto son: 1. Determinación de las propiedades físicas de las rocas: porosidad, densidad,
saturación
de
fluidos,
saturación
de
agua,
factor
de
sedimentación, tortuosidad (facilidad de un fluido para moverse a través de una roca), resistividad, factor de cementación. 2. Limitación de unidades de roca, de formaciones, cambios de litología, contenido de minerales. 3. Desviaciones y rumbo del agujero o pozo que se perfora. 4. Medición del diámetro del agujero que se está perforando. 5. Medición de inclinación y buzeamiento de los estratos, determinar áreas. 6. Ubicación de espesores de las rocas.
7. Calcular contenido de fluidos y determinar volúmenes. Obtención de datos de los registros eléctricos. Los registros eléctricos pueden asociarse a diferentes procesos que reflejan importancia en la exploración en la explotación de los yacimientos de hidrocarburos de agua de minerales t geotérmicos. En la toma de los registros eléctricos se debe hacer la operación de campo ya que esto nos ayudara a detectar errores o anomalías en la caracterización del estudio geológico y geofísico. Históricamente toda la información se va almacenando en distintos medios que van desde cintas hasta archivos especializados en forma digital ósea información almacenada en software que ya digitalizada y procesadas nos da como resultado la proyección de graficas las cuales es el registro eléctrico para determinar los horizontes de roca en el subsuelo. Verificación de datos de campo. El control de calidad de los registros de los datos de campo se debe realizar para detectar anomalías o algunos errores en la toma de información en el registro eléctrico, esta puede ser inmediatamente en el campo y posteriormente en la oficina ya sea en forma digital o sea en papel.
Elementos a verificar en la toma de registros eléctricos en un pozo. Agujero descubierto (a.d). 1. Velocidad de registro. Cada herramienta en la toma de registros eléctricos tienen las especificaciones de la velocidad a la que se debe tomar cada registro. 2. Correlación de profundidad. Verificación de profundidad que va a definir las diferencias entre los valores de cada gráfica. 3. Deformación del cable con el cual se toma el registro. Se considera el peso de las herramientas por la deformación o elongación, la fricción que tiene la herramienta al pasar por las paredes del pozo. 4. Especificaciones. cada herramienta de toma de registros eléctricos tiene sus especificaciones como son: diámetro del pozo, rangos de presión, límites de temperatura, rangos de medición y otras especificaciones. 5. Datos de los encabezados de registro. Se considera todos los datos posibles como son: nombre del pozo, profundidad, profundidad del acuífero, profundidad de los yacimientos, profundidad para cementar la tubería de revestimiento. 6. Como determinar la porosidad. La porosidad puede ser medida por medio del registro o por el análisis de muestra del laboratorio y así lograr tener un buen resultado en la relación entre la muestra y el registro. 7. Contenido de arcilla. Los porcentajes y volumen de arcilla permiten obtener el contenido de materiales radiactivos como el uranio, bario, potasio, titanio, etc.
Registro de potencial espontaneo (SP). El registro de potencial espontaneo consiste en registrar las diferencias de resistividad de las rocas. La acumulación de fluidos en los espacios porosos en las rocas nos indican la porosidad de la roca y podemos diferencias si son arena, areniscas, gravas, calizas, dolomías o cualquier tipo de roca; esto nos puede indicar la existencia de un yacimiento que es un producto de la porosidad por la saturación a fluidos que se encuentren en esas rocas o estratos. La permeabilidad es la facilidad con la que los fluidos se mueven a través de la roca o entre los componentes de la misma y se mide en unidades “darcy y milidarcy”. La saturación de fluidos es la fracción de líquidos contenidos en la porosidad de las rocas.
Geometría de los yacimientos. Las rocas que poseen yacimientos por medio de los parámetros físicos se pueden determinar sus espesores su extensión de área y su volumen de fluidos obtenidos en ella, podemos limitar con los registros eléctricos formas, orientación, rumbos, inclinaciones y tamaños de las capas. Temperatura y presión.
La temperatura y la presión son importantes en la determinación de cualquier yacimiento; las cuales afectan a las soluciones o fluidos entrabados en las formaciones. Resistividad de las rocas. La resistividad en una roca o estrato es su capacidad de impedir el paso del flujo de una corriente eléctrica a través de la misma y se mide en unidades de ohm/m. Obtención de registros eléctricos en pozos perforados. La toma de registros eléctricos se toma en agujero descubierto o repuestidio, bajo algunas condiciones como son: 1. Durante la perforación de un pozo. 2. Con herramienta de perforación. 3. Con herramienta de sonda y cable. 1) Registros con herramienta mediante la perforación de un pozo loggin well drilleng (LWD. Estos registros se toman con herramientas (LWD) e integra una serie de herramientas que poseen unos sensores en la sarta de perforación ubicado después del corta barrenas; los datos que nos aporta este registro eléctrico es en tiempo real durante la perforación del pozo. 2) Registros con herramientas tool loggin (TLC). Esta herramienta está integrada en la sarta de perforación que se utiliza cuando los pozos tienen diferentes objetivos ya sea que sean pozos desviados, horizontales que se presentan varias desviaciones; que tienen
problemas geológicos como alto grado de fracturacmiento, altas temperaturas, flujos de agua salada, perdidas constante de lodo, altas presiones anormales, diferentes tipos de rocas como las evaporitas y los domos salinos.
