NUCLEOS DE PERFORACION
Un núcleo consiste en una muestra de roca tomada del pozo a una profundidad específica, por medios especiales, preservando su estructura geológica y sus características físicoquímicas de la mejor manera posible, con la finalidad de realizar análisis petrofísicos y geológicos. Se obtienen generalmente mediante la perforación de la formación con un taladro rotatorio de sección transversal hueca, corte de porciones de paredes, corte con herramientas de cable y con fluidos de perforación. Se obtienen así muestras en forma cilíndrica de más de 10 m de longitud y 11 cm de diámetro.
Imag. : Muestra de núcleo de perforación
VENTAJAS DE LAS MUESTRAS
Se les puede asignar una profundidad exacta.
Si se toman adecuadamente, pueden estar libres de contaminación por fluidos de perforación.
En la mayoría de los casos son de absoluta representatividad.
Por su volumen y características son de gran versatilidad, siendo adecuados para análisis petrofísicos, sedimentológicos, micro técnicos, micropaleontológicos, etc.
Si son usados adecuadamente ofrecen resultados confiables.
Pueden ser tomados en formaciones de cualquier litología.
Sirven para correlacionar registros de pozos con resultados de laboratorio.
Una toma de núcleos puede realizarse en pozos de cualquier tipo: exploratorio, en desarrollo y de avanzada. La toma de núcleos puede efectuarse en forma continua, en este caso el taladro se detiene solamente para repasar el hoyo o en forma alterna, es decir, tomando los i ntervalos de interés basándose en los criterios siguientes: costos, datos de la traza sísmica, c orrelaciones. TIPOS DE NUCLEOS DE PERFORACION
Considerando el tipo de herramienta que se emplee para extraer un núcleo desde los diferentes estratos del subsuelo, éstos se clasifican en: convencionales, convencionales con tubo PVC, manga de goma, presurizados y orientados.
1. Núcleos Convencionales
Se obtienen en formaciones consolidadas, en este caso el núcleo no posee recubrimiento. Para su toma se utiliza una herramienta que consta de un tubo externo y un tubo interno, el cual recibe el núcleo, un retenedor y una mecha de diamante con un hueco en su centro por donde penetra el núcleo para alojarse en el tubo interno, dependiendo del tipo de formación se emplea una mecha específica. El diámetro de los núcleos cortados puede variar entre 1¾” – 6”,
dependiendo del tipo de mecha y herramienta empleada.
Figura : Mechas usadas durante la toma de núcleos en formaciones: a) medianamente duras, b) duras a muy duras y c) extremadamente duras . 2. Núcleos Convencionales con Tubo PVC
La herramienta empleada en este caso es similar a la descrita anteriormente, con la diferencia de que el tubo interno contiene en su interior un tubo de Cloruro de Po livinilo (PVC), dentro del cual queda contenido el núcleo, a medida que la herramienta penetra en la formación. Este tipo de herramienta se emplea en formaciones fracturadas, quebradizas o friables, ya que al quedar el núcleo recubierto por el tubo plástico puede manejarse fácilmente sin riesgo a que las muestras se disgreguen.
Figura : Tipos de mechas utilizadas para la toma de núcleos en formaciones: a) fracturadas, b) arcillosas y c) bien cementadas.
3. Núcleos en Manga de Goma
Para la toma de núcleos en formaciones semi-consolidadas y no consolidadas que son muy blandas y friables, se usa una herramienta que consta de un tubo externo, un tubo interno dentro del cual se encuentra una junta de expansión, que posee una capacidad de estirarse cada 2pies, un gato mecánico, una válvula con flujo en un solo sentido, una manga de goma, un retenedor de núcleos y una mecha de diamante con un hueco en su parte central que permite la entrada del núcleo al porta muestras.
Figura : Tipos de mechas utilizada para la toma de núcleos en formaciones: a) blandas y b) totalmente no consolidada.
Es una herramienta con rendimiento superior a las anteriores, con ella es posible cortar un máximo de 20 pies de núcleo con diámetro de 3 pulgadas. Desafortunadamente, la herramienta de manga de goma no es satisfactoria para el corte de núcleos en formaciones duras y fracturadas, ya que los cortes agudos que se producen rompen la goma. Entre las desventajas que presenta se tiene:
La manga de goma presenta un límite de temperatura, que puede soportar sin romperse (160 – 175 F).
La presencia de gas disuelto en el c rudo puede ser suficiente para hacer explotar la manga de goma, cuando ésta se extrae del muestrario en la superficie.
El núcleo dentro de la manga de goma debe ser tratado con sumo cuidado en las operaciones de manejo y preservación, evitando que ésta no se doble para que el núcleo no sufra alteraciones en su arreglo granulométrico natural, para e llo es necesario depositar la manga dentro de un tubo plástico rígido o de aluminio, esto por supuesto aumenta los costos de la toma.
4. Núcleos Presurizados
Para la toma de núcleos que se desean mantener en contacto con sus fluidos originales se utiliza una herramienta especializada que permite recuperar núcleos a la presión del yacimiento con un porcentaje de recobro excelente en formaciones consolidadas. Los fluidos del yacimiento se mantienen en su forma original, sin sufrir alteraciones al extraer el núcleo.
Si el proceso de perforación se hace con cuidado se pueden obtener núcleos con una invasión muy baja de fluidos de perforación, previniendo expansión de gas y pérdida de fluidos. El corte de núcleos con esta herramienta se hace con una tecnología similar al corte de núcleos convencionales. Durante el corte, el entrampamiento de presión está acompañado por acciones mecánicas que crean un sello en el tope y en la base de la herramienta, esto hace que el núcleo obtenido esté presurizado. Una vez tomados, los núcleos son congelados en la superficie utilizando nitrógeno líquido y hielo seco, manteniendo la presión del yacimiento. Los fluidos de esta forma se mantienen inmóviles dentro del núcleo. Una vez congelados, los núcleos pueden ser removidos de la herramienta para ser transportados al laboratorio en estado co ngelado. El congelamiento está acompañado de la colocación del núcleo completo en hielo seco hasta el momento de su uso.
Figura : Herramienta para la toma de núcleos presurizados.
5. Núcleos Orientados
Para obtener este tipo de núcleos se utiliza una herramienta muy parecida a la descrita anteriormente, se puede usar para toma de núcleos de cualquier litología. Los núcleos orientados son muy importantes para el estudio de fracturas en las c alizas del Cretáceo, debido a que permiten conocer la inclinación y dirección de las fracturas y las estructuras geológicas que poseen porosidad secundaria capaces de almacenar hidrocarburos o desarrollar un programa de estimulación de pozos, con la finalidad de incrementar la producción de un yacimiento.
PARA QUE SE UTILIZA
Análisis de orientación de fracturas
Estudios de rumbo y echado
Estudios de permeabilidad y porosidad direccional
Estudios estratigráficos
Obtención de secciones delgadas orientadas
Figura 5. Herramienta para la toma de núcleos orientados.
A partir del análisis de los núcleos, se tienen un conjunto de datos muy valiosos para los diferentes especialistas relacionados con la ingeniería petrolera, geólogos ingenieros de perforación e ingenieros de yacimientos. Los geólogos y los ingenieros de yacimientos obtienen información sobre:
Litología.
Saturación aceite-gas y agua.
Porosidad.
Interfaces aceite-agua, gas-aceite.
Permeabilidad.
Rumbo y Buzamiento de las capas.
LINCOGRAFIA
http://www.portaldelpetroleo.com/2013/01/nucleos-tipos-seleccion-ymuestreo.html
http://www.monografias.com/trabajos62/nucleos-perforacion/nucleosperforacion2.shtml
https://es.scribd.com/doc/73142595/nucleos-perforacion
http://www.slb.com/~/media/Files/resources/oilfield_review/spanish13/sum1 3/2_core_truth.pdf
https://es.scribd.com/document/128797515/NUCLEOS-ORIENTADOS
