UNIVERSIDAD DEL ZULIA
INTERPRETACIÓN DE PERFILES
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION UNIVERSITARIA UNIVERSIDAD DEL ZULIA NÚCLEO COSTA ORIENTAL DEL LAGO PROGRAMA DE INGENIERÍA UNIDAD CURRICULAR: INTERPRETACIÓN DE PERFILES
INTRODUCCIÓN A LA EVALUACIÓN DE FORMACIONES LIMPIAS Y ARCILLOSAS
Elaborado por: Julio Bastidas C.I.V-24.021.463 Ariagna Arrieta C.I.V-23.514.752 Remibel Borjas C.I.V- 23.881.559 Andrés Díaz C.I. 20.859.844 Félix Mosquera C.I: 20.942.684 Maricarmen Ramírez C.I: 21.430.549 Ingeniería de Petróleo Profesor: Juan Silva
Cabimas, Junio de 2014
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ÍNDICE GENERAL INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 4 1. METODOLOGÍA A SEGUIR PARA EVALUAR FORMACIONES LIMPIAS UTILIZANDO EL MODELO DE SATURACIÓN DE AGUA DE GUSTAVO ARCHIE .......................................................................................................... 5 2. FORMACIONES ARCILLOSAS ................................................................ 8 2.1. DEFINICIÓN DE ARENAS ARCILLOSAS ............................................. 9 Localización de formaciones arcillosas en Venezuela ............................... 11 2.2. VOLUMEN DE ARCILLOSIDAD .......................................................... 11 Métodos para determinar el volumen de arcilla ......................................... 12 Modelo Lineal ............................................................................................ 12 Modelo de Clavier ...................................................................................... 13 Modelo de Larionov (Rocas terciarias) ...................................................... 14 Modelo de Larionov (Rocas pre-terciarias) ................................................ 14 2.3.
TIPOS O FORMAS DE ARCILLA, LAMINAR ..................................... 16
Laminar...................................................................................................... 16 Estructural ................................................................................................. 17 Dispersa .................................................................................................... 17 Clasificación de las arcillas según el volumen poroso ocupado por las arcillas (VSH) ............................................................................................. 18 2.4. EFECTO DE LA ARCILLOSIDAD SOBRE LOS DIFERENTES PERFILES .................................................................................................... 19 Perfil SP..................................................................................................... 19 Perfil Rayos Gamma.................................................................................. 20 Perfil de resistividad................................................................................... 20
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Perfil de densidad ...................................................................................... 20 Perfil de neutrones..................................................................................... 21 Perfil sónico ............................................................................................... 21 Perfiles eléctricos ...................................................................................... 21 2.5. CORRECCIONES POR ARCILLOSIDAD: ........................................... 22 Formaciones arcillosas de litología compleja: ........................................... 23 Formaciones arcillosas de litología simple: ............................................... 23 2.6. PROCEDIMIENTO GENERAL DE INTERPRETACIÓN ...................... 24 CONCLUSIÓN .............................................................................................. 27 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.............................................................. 29
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INTRODUCCIÓN El siguiente trabajo de investigación está enfocado en determinar la arcillosidad de la formación, los tipos de arcillas presente en las formaciones junto con los tipos de arcillas más comunes en Venezuela además de estudiar la metodología para obtener el volumen de arcilla a través del método de Archie. Definiendo en primer lugar a las formaciones arcillosas como aquellas que contienen una mezcla de arcilla y limo contenido en la roca, cuando se habla de Arcillosidad en la formación
se dice que esta reduce
considerablemente la porosidad y la permeabilidad de la formación al taponar los poros , esta arenas arcillosas son un tipo de rocas sedimentarias constituidas por agregados de silicatos de aluminio, hidratados procedentes de la descomposición de rocas que contienen feldespato, como el granito . Además se definirá el efecto de arcillosidad sobre los perfiles como:
El perfil de SP.
Perfil de rayos gamma.
Perfil de resistividad.
Perfil de densidad.
Perfil de neutrones.
Perfil sónico. La investigación está enfocado desde 2 puntos de vista uno teórico y
práctica, desde el punto de vista teórico la investigación nos proporcionara los conocimientos referentes al comportamiento de los perfiles y de la arcillosidad de la formación y desde el punto de vista práctico a través del planteamientos de fórmulas se obtendrán valores del volumen de arcilla.
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1. METODOLOGÍA A SEGUIR PARA EVALUAR FORMACIONES LIMPIAS UTILIZANDO EL MODELO DE SATURACIÓN DE AGUA DE GUSTAVO ARCHIE
La conductividad eléctrica en las rocas depende casi exclusivamente del transporte de iones en el electrolito saturante de la roca, los cuales son en forma predominante Na+ y Cl-. La facilidad con la que este tipo de iones atraviesan el sistema poroso de la roca determina la resistividad de la roca. Rocas con alta porosidad, con poros grandes y bien conectados tienen baja resistividad. Rocas de muy baja porosidad, con sistemas porales sinuosos y restringidos, tienen más alta resistividad. Los hidrocarburos también restringen la trayectoria del flujo de iones y aumentan la resistividad de las rocas. La ley de Archie cuantifica este fenómeno para arenas limpias consolidadas con porosidad intergranular. Archie se interesó en las rocas limpias (libres de arcilla), usando para sus experimentos numerosos núcleos de areniscas de intervalos productores de la costa del Golfo de México. Él midió la porosidad, permeabilidad y la resistividad eléctrica de las muestras saturadas con agua salada (salmuera) de salinidad variable en rangos de 20 a 100000 ppm de NaCl. Él notó que la resistividad de cada muestra de roca saturada con agua salada, Ro se incrementaba linealmente con la resistividad del agua salada Rw. Él llamo a la constante de proporcionalidad F, factor de formación de la roca, y escribió:
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R o F .R w
Arenas Limpias Ro
F
Rw
Figura #1. Relación de resistividad de una arena limpia saturada de agua Ro vs resistividad del agua saturante Rw. El factor de formación es precisamente lo que el nombre implica, un parámetro de la formación que describe la geometría del medio poroso. Posteriormente, Archie graficó el factor de formación F, contra la porosidad , en papel doble logarítmico, encontrando otra tendencia lineal (opuesta a la anterior). Esta tendencia fue matemáticamente equivalente a: F
1
m
El exponente m representa la tendencia de la pendiente negativa, la
Factor de Formación
cual fue determinada por Archie con valores que oscilan de 1.8 a 2.0.
Permeabilidad (md)
Porosidad (%)
Figura #2. Gráfica de Archie del factor eléctrico de la formación F vs porosidad φ y permeabilidad k.
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Archie luego consideró una roca llena de hidrocarburos parcialmente saturada y propuso un segundo factor. Más tarde llamado índice de resistividad IR, el cual fue definido como: Rt Ro
IR
Debido a las enormes dificultades de experimentar con rocas parcialmente saturadas, él utilizó un reporte de datos del momento y graficó estos valores otra vez, utilizando para ello papel doble logarítmico, notando que: 1
IR
SW
n
En la cual Sw es la saturación de agua, y n llamado luego el exponente de saturación, tomando inicialmente valores cercanos a 2. Combinando las ecuaciones I, II III y IV Archie obtuvo la ecuación que define la ley que más tarde llevaría su nombre, desarrollada de la manera siguiente: Sustituyendo la ecuación IV en la III y despejando Rt obtuvo:
Rt
1 SW
Ro
n
Luego, sustituyendo la ecuación I en la ecuación V obtuvo: Rt
1 SW
n
FR w
Por último, introdujo la ecuación anterior lo referente al factor de formación en la ecuación VI llegando a: Rt
Rw SW m n
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De ésta última, se despeja Sw, para obtener de esta forma la ecuación que es conocida como la ley de Archie para el cálculo de saturación de agua en formaciones limpias:
SW n
Rw Rt m
Donde: Sw = Saturación de agua de la formación. n = Exponente de saturación. Rw = Resistividad del agua de formación.
= Porosidad de la formación. m = Exponente de porosidad o cementación. Rt = Resistividad de la formación (zona virgen). 2. FORMACIONES ARCILLOSAS Las formaciones arcillosas contienen una mezcla de arcilla y limo, o contenido de lutita o “shale” en la roca, el cual afecta la roca-almacén de diferentes maneras según que la lutita o “shale” sea laminada, dispersa o estructural. Generalmente la arcillosidad está asociada a disminuciones de permeabilidad y de porosidad efectiva en la roca-almacén. El volumen vsh de lutita o “shale” en la formación incluye la arcilla así como los silicatos de aluminio del limo; los granos de cuarzo del limo no son arcilla, por lo que parte del limo en la formación es incluido en la lutita o “shale” mientras que la otra parte debe ser incluida en la roca-almacén. Este volumen es expresado como fracción del volumen de la roca, con valores entre 0 y 1, y así se lo debe utilizar en todos los cálculos. En la práctica se lo multiplica por 100 y se lo especifica en porcentaje. Por ejemplo:
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vsh= 0.15 = 15%.Generalmente se asume que, dentro de intervalos limitados, los parámetros de registros en las lutitas permanecen constantes. En formaciones
conteniendo
varias
intercalaciones
de
lutita
o
“shale”,
generalmente puede observarse una lenta variación de los parámetros de lutita o “shale” al variar la profundidad, reflejando la disminución del contenido de agua “bound” al aumentar la profundidad. 2.1. DEFINICIÓN DE ARENAS ARCILLOSAS Las arenas arcillosas son un tipo de rocas sedimentarias constituidas por agregados de silicatos de aluminio, hidratados procedentes de la descomposición de rocas que contienen feldespato, como el granito. Presenta diversas coloraciones según las impurezas que contiene, desde el rojo anaranjado hasta el blanco cuando es pura. Debido a su insolubilidad en los solventes habituales han sido difíciles de investigar y caracterizar. Parecen existir más o menos siete sustancias arcillosas
químicamente
diferentes
de
las
cuales:
Caolinitas
(Al2O3.2SiO2.2H2O) y Montmorillonitas (Al2O3.3SiO2. H2O) son las más importantes desde el punto de vista industrial y constituyen los caolines y las bentonitas respectivamente. Desde el punto de vista edafológico, las arcillas tienden a formar soluciones coloidales, tienen plasticidad al combinarse con cierta cantidad de agua, capacidad de retener más o menos agua e intercambiar iones o moléculas, formación de agregados, etc. Las arcillas presentan un tamaño (granulometría) de partícula que va desde 1 micrón hasta 10 milimicrones. Ese tamaño le confiere a las arcillas propiedades “coloidales”. El estado coloidal se refiere a un sistema de dos fases en el cual un material finamente dividido es dispersado rápidamente. Una típica partícula de arcilla es una lámina delgada de cerca de 10 Angstroms (A) de espesor por 10.000 (A) de largo y otro tanto de ancho. Se 9
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deduce que una simple partícula coloidal puede estar compuesta de miles de átomos. Quizás el aspecto más importante de las arcillas a nuestros efectos sea su superficie específica (superficie por unidad de masa). En un mazo de 52 cartas hay 52 veces la superficie de una carta (superior más inferior), es decir 7 Pies cuadrados. Un gramo de arcilla puede presentar una superficie específica de 8600 Pies cuadrados. La superficie específica es una propiedad muy ligada al carácter coloidal de las arcillas. Químicamente las arcillas son silicatos complejos pero su estructura de detalle las diferencia. Todas las arcillas tienen dos estructuras en común: · Un tetraedro de SiO4. · Un octaedro de Al2O6. Ambas disposiciones se ordenan en forma planar dando lugar al esqueleto de la arcilla. Las arcillas constituyen familia cuyas variedades van a depender de sus característica químicas, y estas al modificarse determinan sus propiedades físicas, causadas a lo largo de sus fases de alteración, de transporte, de sedimentación y de diagénesis ocurriendo fenómenos de degradación (pérdida de iones, desorganización de hojas) y/o agradación (fijación de iones, reorganización de las hojas). Dicha familia se puede presentar de la siguiente manera: 1. Caolinita. 2. Illita. 3. Esmectita (Montmorillonita, Beidellita, Bentonita). 4. Vermiculita. 10
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5. Clorita. 6. Attapulgita. 7. Sepiolita. Localización de formaciones arcillosas en Venezuela
Las arcillas en nuestro país se encuentran en el Estado Lara (principalmente arcillas blancas), y arcillas caoliníticas en el Estado Mérida en la zona de Santa María del Caparo. Las mayores reservas conocidas de arcillas blancas y de alfarería se encuentran en la región septentrional del país. Los depósitos de arcillas blancas ubicados en el Estado Lara, zonas de El Papagallo, El Tanque, Curiga, El Retén, Copeyal, Quibor, Guárico, Laguna Barbacoas y Anzoátegui, tiene reservas superiores a los 8 millones de toneladas, estos depósitos son típicamente sedimentarios y se prestan para una extensa minería a cielo abierto, de ellos se explotan los de Quibor, Curigua, Guárico y Barbacoas, para suministrar de materia prima a la industria de la porcelana, cemento y cerámica. Las arcillas de alfarería se encuentran especialmente en los estados Lara, Yaracuy, Aragua y Miranda, y los de la Cuenca de Santa Lucía y de Guarenas-Guatire por sus grandes reservas, buena calidad de la mena y cercanía de los centros de consumo, revisten gran importancia para el desarrollo de las industrias de la construcción en esta región del país. 2.2. VOLUMEN DE ARCILLOSIDAD La arcillosidad en una formación puede ser representada como el contenido de mineral arcilloso y/o lutita que se encuentra en la misma, en
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otras palabras la arcillosidad nos define que tan limpia puede estar la arena que deseamos a evaluar. Métodos para determinar el volumen de arcilla Se puede determinar a través de perfiles de pozo como Gamma Ray (GR), Potencial Espontaneo (SP), Resistividad, Sónico, Neutrón o combinados Densidad Neutrón, Densidad –Sónico, Sónico - Neutrón. Uno de los perfiles más utilizados para la determinación del (Vsh), es el perfil de Rayos Gamma (RG). Conocido su principio de medición, en areniscas que presenten contenido de minerales radiactivos (por ejemplo: Uranio) o sales disueltas en agua, el valor del Vsh no será representativo. Por esta razón, y considerando el efecto que ocasiona la presencia de arcilla en las formaciones, se utilizan, además , las lecturas individuales de otros perfiles; tales como el perfil del SP, el de resistividades (Rt) y (cuando se tienen), los perfiles de porosidad Densidad y Neutrón con ellos se determina lo denominado Indicador o Índice de arcilla (Ish).
Por otra parte el volumen se determina por los diferentes modelos que existen, el tipo y forma en que se presenta la arcilla en una formación puede ser determinado en el laboratorio mediante observación directa, difracción de rayos x, microscopia de barrido electrónico y análisis granulométrico. Modelo Lineal Vsh = Ish Vsh: Volumen de arcilla Ish: Índice de Arcillosidad Índice de arcillosidad a partir de los registros de Rayos:
Ventajas:
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Es el método más usado.
El perfil de Gamma Ray provee mejor lectura.
Es un método fácil.
Desventajas:
Se limita en zonas poco favorables para la lectura del GR como zonas poco consolidadas y zonas muy viejas.
Si no existe GR.
Si no se puede visualizar el tramo para el cálculo de IGR.
Modelo de Clavier
Ventajas:
Se puede utilizar con el Índice de Arcillosidad derivado del Gamma Ray (IGR).
Es de fácil sustitución.
Se puede utilizar en casos donde no se disponga de análisis mineralógico.
Desventajas:
Además de las mismas limitaciones del lineal, el método de clavier se limita a tener un resultado muy limitado al tipo de arcillas que se utilizaron en el laboratorio para obtener los valores estándar, por lo tanto no es recomendable utilizar en arena del pre-terciario.
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Modelo de Larionov (Rocas terciarias)
Ventajas:
Se puede utilizar para rocas de la edad del eoceno y cretácico superior.
Se puede utilizar con el Índice de Arcillosidad derivado del Gamma Ray (IGR).
Es de fácil sustitución.
Desventajas:
Su principal limitante es que no se puede emplear para caculos de volúmenes de arcillas en rocas jóvenes menores a la edad del eoceno. Su uso es limitado solo para rocas terciarias.
No tener la lectura del Gamma Ray.
Modelo de Larionov (Rocas pre-terciarias)
Ventajas:
Es especialmente utilizada para cálculos de volumen de Arcillosidad para rocas muy viejas mayores a la edad del cretácico.
Se puede utilizar con el Índice de Arcillosidad derivado del Gamma Ray (IGR).
Es de fácil empleo.
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Desventajas:
Su principal limitante es que no se puede emplear para caculos de volúmenes de arcillas en rocas jóvenes menores a la edad cretácica. Su uso es limitado solo para rocas viejas o rocas pre-terciarias.
Se debe disponer del registro Gamma Ray. Todos estos métodos se resumen en la carta de la siguiente figura,
desarrollada para obtener el volumen de arcilla en base del índice de porosidad.
Figura #3. Carta para la obtención del volumen de Arcilla a partir del índice de radiactividad.
Por ejemplo, dadas las lecturas de: RA = 40 API RA arenalimpia~ 15 API
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RAsh ~ 90 API Utilizando el método de Laironov para una roca terciaria entonces se tiene:
Con este valor ingresamos a la carta mostrada en la figura 2.3 y obtenemos un valor de volumen de arcilla Vsh = 12%
2.3.
TIPOS O FORMAS DE ARCILLA, LAMINAR
Laminar Se trata de una serie de láminas finas de arcilla o lutitas con poca posibilidad
de
extenderse
uniformemente
lejos
del
pozo
debiendo
desaparecer en sus cercanías. Esta distribución no afecta la porosidad y permeabilidad de las capas de arena, pero si afectan las lecturas de los perfiles de poca resolución vertical. Es de suponer que la composición de dicha lutita sea similar a la de las capas lutíticas más gruesas cercanas al área. MODELO
Figura #4. Modelo laminar
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Estructural La arcilla está presente como granos o nódulos en la matriz de la formación. Ocupan el lugar de los granos de arena. La porosidad y la permeabilidad son muy poco afectadas; es la distribución menos dañina para la roca-yacimiento. Esta forma de distribución no es muy frecuente. MODELO
Figura # 5. Modelo estructural Dispersa Cuando las arcillas se encuentran depositadas en forma dispersa se desarrollan en el espacio intergranular y tienden a obstruirlo parcialmente. Según el tipo de arcilla, la acumulación de las partículas entre los granos puede reducir drásticamente la porosidad y permeabilidad. Alto número de arenas arcillosas presentan la distribución dispersa. -
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MODELO
Figura # 6. Modelo Disperso Frecuentemente ocurre que lutita (shale) y arcilla (doy) se tratan como una misma cosa. Esto no es el caso, la lutita es una roca, teniendo matriz y porosidad; la arcilla es un mineral y por lo tanto, no tiene porosidad, es un componente de la matriz de la lutita. Por todo lo antes mencionado, es arriesgado estimar que la arcilla presente en una arena arcillosa, tiene las mismas características que la presente en una lutita cercana, aunque en la evaluación de arenas arcillosa, en ausencia de análisis de núcleos y de las características de las arcillas presente, no queda otra opción. Poco volumen de arcilla no afecta en alto grado la lectura de los perfiles, sin importar el tipo de distribución de las arcillas. Clasificación de las arcillas según el volumen poroso ocupado por las arcillas (VSH) Tipo
VSH (%)
Arena limpia
0-5
Ligeramente arcillosa
5-10
Arcillosa
10-25
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Muy arcillosa
25-35
Lutita
>35
El tipo de arcilla se puede determinar a partir de: Perfiles: Para evaluar apropiadamente las formaciones arcillosas es indispensable conocer el volumen de arcilla (Vsh) que está en el interior de las arenas. En la práctica el valor de Vsh se determina a partir de las lecturas de los perfiles bien sea individual usando la curva de Rayos Gamma, la de SP y la de Resistividad o combinando dos curvas. Los métodos para determinar el volumen de arcilla están basados en la comparación de las lecturas de una curva, seleccionada de los perfiles frente a la arena que se está evaluando, con las lecturas frente a una zona considerada como limpia y una lutita vecina que se considera como 100 % arcilla. En el laboratorio: El volumen, tipo y forma de presentarse las arcillas en una formación, puede ser determinado a partir de análisis de muestras seleccionadas de los núcleos en el laboratorio. Estas determinaciones se pueden lograr por cualquiera de los siguientes métodos: -
Mediante observación directa.
-
A través de difracción de rayos X.
-
Haciendo uso del microscopio de barrido.
2.4. EFECTO DE LA ARCILLOSIDAD SOBRE LOS DIFERENTES PERFILES Perfil SP Respecto a la curva del potencial espontaneo (SP), mientras más grande sea la proporción de arcilla más reducida será la desviación o valor
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del SP respecto al valor de este en una formación limpia de suficiente espesor. Perfil Rayos Gamma La curva de Rayos Gamma es considerada de mayor utilidad que la del SP en interpretación de arenas arcillosas siempre y cuando no estén presentes en la misma, minerales radioactivos. Perfil de resistividad En el caso de registros de resistividad, la arcilla es de menor resistividad que la de una arena, tendiendo por lo tanto a bajar la resistividad de la misma. Perfil de densidad La presencia de arcilla causa una porosidad aparente (
), baja y la
cual es directamente proporcional a la cantidad del volumen poroso ocupado por las arcilla (Vsh). La corrección por arcilla, se determina aplicando la ecuación
Donde
Donde
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Perfil de neutrones La presencia de arcilla ocasiona un aumento del índice de hidrogeno (IH), dado que la porosidad del neutrón es directamente proporcional al IH, se observa un aumento considerable en la porosidad
.
Donde
Perfil sónico Debido a la presencia de arcilla, el tiempo de transito aumento, con el efecto de una alta porosidad aparente, es importante destacar que en este perfil los modelos de distribución de arcilla estructural y disperso tienen mayor efecto que el modelo laminar.
Donde
Perfiles eléctricos En el perfilaje eléctrico las arenas que contienen arcillas (arenas arcillosas) muestran un comportamiento eléctrico diferente al de las que no las contienen (arenas limpias). En las arenas limpias la conductividad total se debe al agua intersticial, en las arenas arcillosas existe una segunda
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componente de conductividad que es la que provee la arcilla hidratada por sí misma. 2.5. CORRECCIONES POR ARCILLOSIDAD: El concepto de „corrección del efecto de arcillosidad‟ en los registros significa obtener un nuevo valor de cada registro en la zona arcillosa que represente el valor que el registro habría obtenido en la formación si ésta hubiera tenido la misma porosidad efectiva pero no hubiera tenido lutita o “shale”; el concepto equivale a predecir la lectura de un registro en una formación igual a la verdadera, en la cual se substituye el volumen de lutita o “shale” por matriz (para no alterar el valor de la porosidad). De la gráfica densidad-neutrón se obtener la expresión para la porosidad de densidad del punto B (corregido por arcillosidad):
Y para la de densidad-neutron:
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Figura # 7: Esta figura muestra los efectos de cada uno de los tres tipos de arcilla que pueden contaminar la formación: estructural, laminada y dispersa. Formaciones arcillosas de litología compleja: En general, en estas formaciones la densidad de la matriz varía de nivel para nivel. Por lo tanto no puede utilizarse la gráfica de φD vs φN ya que no se dispone de un valor constante de densidad de matriz para transformar el registro de densidad en porosidad a lo largo de la zona en estudio, sino que se debe trabajar con la gráfica de densidad-neutrón. Por la misma razón, no puede dibujarse la línea que une los puntos de lutita o “shale” con el de matriz (varía de nivel a nivel) lo que impide efectuar la corrección por arcillosidad manteniendo la porosidad constante. Formaciones arcillosas de litología simple: La designación de formaciones arcillosas de litología simple se refiere a cualquier formación arcillosa en la cual la composición de la matriz noarcillosa contiene un único mineral (por ejemplo, cuarzo) o también puede ser una combinación de varios minerales (podría ser considerada como
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litología compleja), si las proporciones de los minerales se mantiene razonablemente constante, como por ejemplo, arenisca compuesta de cuarzo con pequeñas proporciones de otros minerales más pesados, con una densidad de matriz ρbma e índice de hidrógeno de matriz φNma prácticamente constantes en el intervalo considerado. En este caso consideramos como litología compleja a la combinación de varios minerales cuando las proporciones de los minerales varían continuamente dentro del intervalo analizado. 2.6. PROCEDIMIENTO GENERAL DE INTERPRETACIÓN Investigaciones experiencias
de
recientes
campo
han
de
laboratorio
permitido
así
desarrollar
como un
también
“modelo
de
interpretación de arenas arcillosas”, independiente de la forma de distribución de la misma arcilla. Pantnodo y Wyllie demostraron que la roca puede considerarse como conductiva debido a la presencia de arcilla en la matriz. Posteriormente, A.J. Witte determinó que la conductividad de una arena arcillosa saturada parcialmente, es una función hiperbólica de Sw y Rw y obtuvo la siguiente expresión. 1 Sw2 CsSw Rt FRw
(1)
Donde Cs= Factor de conductividad de las arcillas y el cual puede expresarse en general como:
Cs
Vsh Rsh (2)
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Sustituyendo 2 en 1 y expresando “F” en función de la porosidad efectiva tenemos
1 Vsh Sw2e2 * Sw Rt Rsh aRw
(3)
Resolviendo le Ec. 3 nos queda que:
2
aRw aRwVsh aRwVsh w e 2 Rt 2e2 Rsh 2e 2 Rsh
(4)
Esta ecuación permite determinar Sw sea cual sea el tipo de distribución de arcilla predominante, siendo. Rsh: Resistividad promedio de arcilla adyacentes. Vsh: Fracción de arcilla determinada en un indicador de arcilla. Ǿe: Porosidad efectiva (corregida por arcilla)
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Una ecuación similar para la zona lavada puede ser deducida partiendo de:
1 Vsh Sxo 2e 2 Sxo Rxo Rxosh aRmf
(5)
Estudios experimentales recientes han determinado que la utilización de la ecuación 4 depende del volumen neto de arcilla presente y de la relación Rw/Rsh y desarrollaron una modificación para Vsh>401 y Rw/Rsh bajos. Vsb m (1 ) n 2 1 Vsh e 2 2 Sw Rt Rsh aRw
(6)
A partir de esta ecuación, puede derivarse una expresión más sofisticada para determinar Sw en arenas arcillosas, independientemente del tipo predominante de arcilla. Similarmente puede derivarse una ecuación para determinar la saturación de fluido en la zona lavada, partiendo de: m (1Vsb2 ) n 1 Vsh e 2 2 Sxo Rxo Rsh aRmf
Existen algunos métodos de interpretación de arenas arcillosas, que se desarrollan antes de la salida de los llamados perfiles de porosidad, dentro de estos métodos se encuentran:
Método de cociente de resistividades ( Ratio Method )
Método de Hill and Milburn (Método Shell)
Modelo computarizado de interpretación ( Coriband)
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CONCLUSIÓN
Luego de finalizar la investigación se constató que el modelo Archie se basó en la escogencia de rocas limpias para su experimentos midiendo la porosidad, permeabilidad y la resistividad de una muestra de agua salada, notando que la resistividad de cada muestra de raca saturada con agua salada se incrementaba la resistividad con el agua salada, determinando así lo que se denomino factor de formación. En Venezuela existen varios tipos de arcilla
de los cuales en su
mayoría se encuentran en el estado Lara y otra parte en el estado Mérida , en Lara se encuentran arcillas blancas mientras que en Mérida existen arcillas caolinitas. Es de suma importancia conocer el tipo de arcilla y la proporción que esta ocupa en la formación para ello existen métodos para determinar el volumen de arcilla a través de diferentes métodos como los realizados en el laboratorio mediante observación directa , difracción de rayos x , microscopia de barrido electrónico y el análisis granulométrico. También contamos con el modelo lineal, con el cual podemos obtener el índice de arcilla a través del registro de rayos gamma, mientras con modelo de clase aplica con el índice de arcillosidad derivado del gamma rey, se aplica en casos donde no se dispongan de análisis mineralógico, con el modelo de larionov se aplica para rocas de la edad del eoceno y el cretácico superior y para rocas muy viejas mayores a la edad de cretáceo. Finalmente contamos con arcillas de tipo laminar a las son una serie de láminas finas de arcilla o lutita con poca posibilidad de extenderse uniformemente lejos del pozo debiendo desaparecer en sus cercanías, de
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tipo estructural
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la acilla esta presente como granos o nódulos en la matriz
de la formación y de tipo dispersa se encuentran depositadas en forma dispersa se desarrollan en el espacio intergranular y tienden a obstruirlo parcialmente.
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS -
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