1.2 APLICACIÓN DE LOS REGISTROS EN POZOS Se puede defnir, como un proceso mediante el cual se describen las caract caracter eríst ística icas s que que contr controla olan n la capaci capacida dad d de almace almacena namie miento nto y de producción de los yacimientos, usando toda la inormación posible que se tenga disponible. disponible. Las propiedades propiedades del yacimiento incluyen desde una descripción geológica de la cuenca, tipos de roca, distribución de acies, ambie ambiente nte de deposi deposito, to, geome geometrí tría a de los los cuerpo cuerpos s que que cono conorm rman an el yacim yacimien iento, to, hasta hasta sus prop propied iedade ades s petro petroís ísica icas s como como son porosi porosida dad d perme permeabi abili lidad dad,, satur saturaci ación ón de agua, agua, etc. etc. Estos Estos datos datos prov provien ienen en de dive divers rsas as uen uente tes s de ino inorrmaci mación ón como como son: son: estu estudi dios os geol geológ ógic icos os,, levan levantam tamien ientos tos y proc procesa esamie miento nto de inor inormac mación ión sísmic sísmica, a, regis registr tros os geoísicos de poo, muestras de n!cleo, datos de producción, etc. Los registros geoísicos de poos aportan inormación de los yacimientos por medio de mediciones indirectas, realiadas en la pared del poo. El aspecto relevante de esta inormación es la posibilidad de realiar una estimación de las propiedades, propiedades, de manera casi"continua y a condiciones de yaci yacimi mien ento to.. Su desv desven enta ta#a #a prin princi cipa pall cons consis iste te en que que es una una inormación indirecta que se obtiene en la pared del poo. La comple#idad de cada ormación geológica impide defnir un modelo !nico de evaluación de registros geoísicos que se aplique a todos los yaci yacimi mien ento tos. s. El m$to m$todo do de eval evalua uaci ción ón debe debe toma tomarr en cuen cuenta ta las las condiciones particulares de cada ormación, los registros disponibles y las respuestas deseadas, adem%s debe ser lo sufcientemente &e'ible para para adapt adaptar arse se o camb cambiar iarse, se, seg!n seg!n las las neces necesid idade ades s Las dier dieren entes tes litol litologí ogías as consti constitui tuida das s por por calia calia dolo dolomit miti iada ada,, dolom dolomía, ía, anhid anhidrit rita, a, limonita limonita,, lutitas, lutitas, etc., requi requiere eren n de m$todos m$todos analíti analíticos cos no solamen solamente te capaces de determinar las proporciones respectivas de cada mineral y derivar valores confables de los par%metros petroísicos, sino tambi$n de predecir de manera aceptable la productividad de los intervalos. La determinación de la porosidad y el contenido de hidrocarburos es sin duda duda un aspect aspecto o muy muy impor importan tante te en la evalu evaluaci ación ón de las las unid unidade ades s productoras. Sin embargo, se deben e'aminar otros actores para que la or ormaci mación ón sea sea e'pl e'plot otad ada a de mane manera ra ópti óptima ma.. (sí (sí con con los los regis egistr tros os tambi$n es posible conocer la proundidad y espesor del yacimiento, la litología, el contenido de arcilla, la saturación de &uidos, la densidad de los hidrocarburos y la presión de las ormaciones. Los n!cleos y registros
geoísicos de poo, son pr%cticamente la !nica uente para la estimación casi"c casi"con ontin tinua ua de prop propied iedad ades es petro petroísi ísica cas s tan import importan antes tes como como la porosidad y la permeabilidad, así que la integración de estas dos uentes de inormación es esencial en una interpretación confable.
SÍSMICA La inormación sísmica es un dato relevante para la caracteriación de yacim yacimien ientos tos ya que que permit permite e obtene obtenerr una una image imagen n de las variac variacio iones nes later lateral ales es de las orma ormacio cione nes s de estud estudio io.. Su aspect aspecto o undam undamen ental tal lo representa del cubrimiento en un espacio )*, mientras que su principal limitación lo representa su ba#a resolución vertical, con lo que solo las grandes grandes variaci variacione ones s ser%n ser%n identifca identifcadas das por los datos datos sísmicos. sísmicos. +oda sísmica tiene una resolución defnida la cual depende de las t$cnicas de adquisición, del procesamiento de los datos y de las características del %rea en estudio. uando se tiene inormación con una resolución sísmica adecuada adecuada,, se puede puede realia realiarr un estudio estudio detallad detallado o del yacimien yacimiento, to, en cuanto a su estructura, estructura, allas y limites e'ternos. e'ternos. -or otro lado, cuando la cali calida dad d de los los dato datos s es inad inadec ecu uada, ada, es dií diíci cill de iden identi tifc fcar ar las las características estructurales y estratigr%fcas importantes. La resolución sísmica depende de varios actores, tales como la longitud de onda, la recuencia, la ase y la amplitud, adem%s de que con los datos sísmicos se pueden obtener algunos de atributos sísmicos que se relacio relacionan nan con propie propiedad dades es ísicas ísicas de inter$ inter$s, s, como como son: porosid porosidad, ad, &uidos y racturas, entre otros. Es muy muy impo import rtan ante te y und undam amen enta tall en la inte interp rprretac etació ión n sísm sísmic ica a estratigr%fca, entender el medio geológico que genera la re&e'ión de las las onda ondas s sono sonora ras. s. La re& e&e e'ión 'ión sísm sísmic ica a repr epresen esenta ta una una supe superf rfci cie e isóc isócro rona na,, e'ce e'cept pto o en una una disc discor orda danc ncia ia.. La re& e&e e'ión 'ión sísm sísmic ica a es la respuesta de los estratos o capas de la tierra, donde la superfcie de cada cada estr estrat ato o tien tiene e camb cambio ios s de cara caract cter erís ísti tica cas s ísi ísica cas s como como son son la dens densid idad ad y velo veloci cida dad d /imp /imped edan anci cia a ac!s ac!sti tica ca0, 0, la cual cual repr epresen esenta ta supe superf rfci cies es depo deposi sita taci cion onal ales es con con lími límite tes s lito litoló lógi gico cos s defn defnid idos os.. Las Las superfci superfcies es de los estratos estratos o capas capas repr represen esentan tan cambios cambios de r$gime r$gimen n deposi depositac tacio iona nall /ener /energí gía, a, ambi ambient ente, e, sedim sediment entaci ación ón,, etc.0, etc.0, dond donde e la respuesta sísmica son re&e'iones crono"estratigr%fcas, con cambios en velocidad y densidad.
La continuidad de los re&ectores sísmicos depende de los cambios de velocidad y densidad de la superfcie de los estratos. *urante el desarrollo de la interpretación sísmica y debido que es un m$todo indirecto, se tiene una incertidumbre en el margen de error desde los par%metros utiliados en el levantamiento sísmico, el procesado de datos sísmicos, recolección de la inormación, la identifcación etc.
2.1 ASPECTOS GEOLOGICOS Los aspectos geológicos son un compendio de las características y propiedades est%ticas de un yacimiento. En general, consta de modelos m%s detallados de acuerdo con las diversas disciplinas de la geología, es decir un modelo geológico consta de un modelo estructural, un modelo sedimentario"estratigr%fco y un modelo litológico. 1no de los ob#etivos del modelo geológico es determinar la heterogeneidad del yacimiento e identifcar su in&uencia en las propiedades petroísicas de las rocas y en las características que tendr% el &u#o de &uidos al momento de la producción de hidrocarburos. Los yacimientos son sistemas comple#os y heterog$neos compuestos por diversos tipos de rocas depositadas en dierentes ambientes sedimentarios y aectados por una infnidad de procesos geológicos a lo largo de su historia. En una primera etapa en la conormación de un modelo geológico de un yacimientos, es importante tener claro un modelo conceptual de los procesos que dieron origen al yacimiento en estudio, así el modelo conceptual condensa la evolución geológica que culmina con el tipo roca que orma el yacimiento, la trampa en que se acumuló el petróleo y las propiedades petroísicas asociadas, adem%s el modelo conceptual sirve como indicativo para defnir los posibles limites del yacimiento y las %reas en donde puedan encontrarse características similares, es decir, las %reas con posibilidades de continuar la e'ploración.
ESTRUCTURALES. Est% relacionado con los esueros y deormación que determinan el tipo y orientaciones de la estructura que orma el yacimiento, se refere en concreto a la defnición de la estructura geológica /trampa0, allas, y
limites que presenta el yacimiento, en decir un modelo estructural es la arquitectura o esqueleto que conorma un yacimiento. En ciertos lugares, los esueros que act!an sobre la estructura rompen la roca, ormando bloques que se desplaan, ya sea por encima o por aba#o y en orma horiontal algunos metros o 2ilómetros de distancia. Estas racturas con desplaamiento se conocen como allas geológicas. uando el esuero es de e'pansión se originan allas normales que tienden a ser perpendiculares a la dirección de la e'tensión. Las allas normales son probablemente los rasgos estructurales m%s comunes, ya que las rocas son d$biles ba#o tensión. -or otro lado, si el esuero es de comprensión se originan allas inversas. Las allas se producen por esueros desbalanceados que e'ceden la resistencia de las rocas, y el tipo de alla depende de si los esueros verticales u horiontales son mayores. La interpretación estructural defne la geometría de las %reas que contienen hidrocarburos, así como el tren de allamiento y racturamiento. La sección estructural derivada de las interpretaciones sísmicas, geológicas y petroísicas muestra la estructura del yacimiento, el espesor de las dierentes unidades geológicas y los límites vertical y horiontal. La sísmica y los datos de registros de poo son undamentales para defnir el modelo de deormación que presenta el yacimiento. El modelo estructural del yacimiento, tiene cierto grado de incertidumbre, que est% relacionado parcialmente al conocimiento del %rea del yacimiento y a las limitaciones de las t$cnicas que com!nmente son empleadas en la interpretación y en la confguración estructural, así como al patrón de allas que aectan el yacimiento y a sus límites e'ternos. La confguración estructural del yacimiento es defnida con base en la interpretación de datos sísmicos.
ESTRATIGRÁFICO El modelo estratigr%fco defne las unidades que conorman el yacimiento, es decir es el relleno de la arquitectura o armaón que se defnió en el modelo estructural. El modelo estratigr%fco tiene que ver con la defnición de las superfcies que delimitan a las principales
unidades de &u#o del yacimiento. 3mplica un traba#o de correlación que potencialmente involucra un considerable n!mero de disciplinas tales como: sísmica, estratigraía de secuencias, sedimentología, interpretación de registros de poos, bioestratigraía, geoquímica. La estratigraía de secuencias se puede defnir como el estudio de paquetes de estratos separados por discordancias denominadas secuencias depositacionales depositadas durante un ciclo del nivel relativo del mar. Es el estudio de acies gen$ticamente relacionadas dentro de un marco cronoestratigr%fco. El principio b%sico es que el patrón de sedimentación es controlado por cambios relativos del nivel del mar, y este a su ve, es controlado por la eustasia, subsidencia, tectónica y sedimentación. La interacción de esos actores determina el espacio disponible para el acomodo de sedimentos y la geometría resultante del patrón de sedimentación. La aplicación de la estratigraía de secuencias a un yacimiento proporciona un marco estratigr%fco detallado, que puede reducir el riesgo de errores en las correlaciones entre dierentes unidades gen$ticas. *entro de una secuencia es posible predecir la continuidad, conectividad y e'tensión de cuerpos de estructuras contenedoras de hidrocarburos y establecer los par%metros para un modelo geológico 4 petroísico. 1na secuencia estratigr%fca se puede defnir como el estudio de acies relacionadas con un marco de superfcies crono"estratigr%fcas. El principio b%sico es el patrón de depositación de sedimentos controlado por cambios del nivel del mar debido a subsidencia, movimientos eust%sicos, tectónico y a la sedimentación. En estratigraía de secuencias la #erarquía del patrón depositacional se puede defnir, en relación a la escala de observación. La l%mina es la capa m%s peque5a es uniorme en composición y te'tura. El límite de secuencia es una capa lateralmente continua, dispersa, cubriendo al menos una cuenca completa, tiene signifcado cronoestratigr%fco, ya que est% ormada en un marco de tiempo de pocos cientos a miles de a5os. La aplicación de estratigraía de secuencias a los yacimientos proporciona un marco estratigr%fco detallado de las dierentes unidades gen$ticas, ya que puede ser estudiada e identifcada a dierentes escalas. *entro de una secuencia es posible predecir la continuidad,
conectividad y e'tensión de los cuerpos de arena y establecer los par%metros representativos para el modelado estoc%stico. Sus principios se pueden aplicar a los sistemas silicicl%sticos y carbonatos.
LITOLÓGICO 1n modelo litológico detallado del yacimiento representa una potente herramienta como guía de la distribución petroísica, ya que en muchos yacimientos las acies litológicas y las características petroísicas est%n íntimamente relacionadas, de ahí su importancia. El modelo litológico del yacimiento se refere a una etapa de identifcación y clasifcación de acies. El concepto de acies es particularmente adecuado para estudios integrales de yacimientos, ya que pueden ser consideradas como el volumen elemental pr%ctico del yacimiento y representan el bloque b%sico para la construcción de modelos geológicos en tres dimensiones. En la pr%ctica, la defnición de acies en una primer etapa se reduce a la defnición de dos tipos de acies: la que constituye al yacimiento y la que no. -ero cuando se tiene inormación de buena calidad, es decir cuando se identifcan un n!mero mayor de acies, se puede intentar un enoque m%s sofsticado basado en el tratamiento estadístico multivariado de los datos. Las acies se defnen en los n!cleos, luego se identifcan en los registros, fnalmente se agrupan en un n!mero reducido que se denominan litotipos. El propósito pr%ctico de la defnición de acies, se centra en como construir distribuciones realistas en tres dimensiones de las acies, de manera que puedan ser usadas posteriormente en la modelación del yacimiento. Las acies deben poseer un control signifcativo sobre las propiedades petroísicas, ya que de otra manera, la modelación de la distribución de las acies ser% de poco benefcio, ya que la incertidumbre no se reducir% y los modelos resultantes no tendr%n un mayor poder predictivo.
HETEROGENEIDADES DEL YACIMIENTO Las heterogeneidades del yacimiento est%n relacionadas con características geológicas, tanto a peque5as como a gran escala y que su impacto en el &u#o de los yacimientos es proporcional al grado de importancia que presenten. Los yacimientos en general son
heterog$neos, y dicha heterogeneidad se debe a su litología, te'tura, presencia de racturas, allas, eectos diagen$ticos etc. (sí se pueden identifcar siete tipos b%sicos de heterogeneidades, reeridas a dierentes escalas de magnitud y pueden ser de origen estratigr%fco, diagen$tico o estructural principalmente. Las heterogeneidades de peque5a escala, se pueden reconocer en n!cleos. Se relacionan a la laminación y estratifcación cruada y características del medio poroso. Las heterogeneidades a grande escala, son los tipos m%s importantes de discontinuidades internas del yacimiento, las cuales representan trayectorias avorables a los &uidos, barreras, y onas con contrastes bien marcados de permeabilidad. Su impacto en la din%mica del yacimiento puede ser muy uerte. Los límites de las unidades representan discontinuidades estratigr%fcas, donde el potencial de sello es variable y generalmente esta relacionada a m!ltiples actores. Las racturas naturales representan un tipo en particular de las heterogeneidades de los yacimientos, se encuentran en todas las escalas, desde peque5a escala, microracturas y estilolitas, hasta megaescala como allas regionales.
2.2 POROSIDAD, PERMEABILIDAD Y SATURACION DE FLUIDOS
Porosidad ɸ La porosidad puede defnirse como el volumen de espacios vacíos por volumen de roca. Se mide como un valor porcentual y se simbolia mediante la letra griega 6 Porosidad ( φ )=
Volumen de poros Volumen total deroca
La cantidad de espacio interior, o vacío, en un volumen dado de roca es una medida de cantidad de &uidos que una roca podr% retener. La porosidad se obtiene a partir del an%lisis de n!cleos de laboratorio o indirectamente a partir de registros geoísicos, la porosidad obtenida a partir de estos se le llama porosidad total.
Poros!"! #$%"&'
La cantidad de espacio que se interconecta, y capa de permitir la migración de &uidos, se llama porosidad efca. Se e'cluyen los poros asilados. El volumen de poros ocupado por agua da una medida de la porosidad efca. ∅=
Vpc Vt
3
=
m de poros comunicados 3
m deroca
abe se5alar que regularmente la porosidad
(φ ) es utiliada en raccion,
pero si se requiere en porcenta#e basta con multiplicarse por 788. -ara rocas con porosidad intergranular, tales como arenas, la porosidad eectiva se acerca mucho a la porosidad total, sin embargo para rocas altamente cementadas o rocas con vugulos, tales como la calia en la cual hay mucha variacion entre la porosidad eectiva y la total. En las lutitas, la porosidad total puede acercarse al 98, pero la porosidad eectiva es usualmente menor al ;. En general, la porosidad en rocas no racturadas esta en el rango de < a )8 y en la mayoria de los casos de la porosidad no es menor de ;8.
Poros!"! "(so)*+" Es la relación del volumen total de poros /comunicados y no comunicados0 entre el volumen total de roca, y puede ser e'presada de la siguiente manera:
3
Vp m de poros comunicados + poros no comunicados ∅= = 3 Vt m de roca
La porosidad es primaria o secundaria, dependiendo del proceso en el cual se originó, teniendo así la siguiente clasifcación:
•
Poros!"! Pr"r".
+ambi$n conocida como intergranular, es aquella que depende en gran parte de las características de empaquetamiento de los granos o clastos y de la variación en la orma y tama5o de los granos, inherente al origen de la roca misma. Es el resultado se los procesos originales de ormación del medio poroso tales como la denostación, compactación y recristaliación, etc. Es decir este tipo de porosidad es la original dentro de una roca, la que se origina mediante la depositación, compactación y cementación.
Poros!"! s#%*-!"r". Se debe a procesos posteriores que e'perimenta el mismo medio poroso /disolución de material calc%reo por corrientes subterr%neas, racturamiento, dolomitiación, etc.0 despu$s de que los sedimentos han sido convertidos en roca. La porosidad secundaria o post"deposito /despu$s del depósito0, es m%s diversa en morología y su g$nesis es m%s comple#a que la primaria.
Espacios en calcitas
roca
fracturada Las fracturas serian un tipo secundario de porosidad es decir esto conlleva a un aumento en la porosidad de la roca.
Permeabilidad (K) La permeabilidad es la propiedad que tiene una roca de permitir el tr%nsito de &uidos. Se relaciona a la porosidad, pero no siempre es dependiente de ella. La permeabilidad es controlada por el tama5o de los pasa#es /garganta del poro o capilar0 que unen los poros, esta es medida en darcies o milidarcies y se representa por el símbolo K ❑ . 1n darcy es la permeabilidad de un medio poroso si a trav$s de este &uye un solo 3
&uido de 7 cp. *e viscosidad, a un gasto de
1 cm / s
, a trav$s de un %rea de
2
1 cm
y con un gradiente de presión de 7 atm=cm. -or lo general el darcy es
alto por lo cual se utilia la mil$sima parte de este el cual se denomina milidarcy /md0.
P#r#"()!"! "(so)*+". La capacidad de una roca de transmitir un solo &uido, cuando el 788 est% saturada con ese &uido, se llama permeabilidad absoluta.
P#r#"()!"! ##%+/". uando coe'isten dos o m%s &uidos en la roca, lo mismos se interferen entre sí al intentar &uir a trav$s de la misma. En consecuencia la permeabilidad eectiva a cada &uido disminuye respecto de la permeabilidad absoluta de la roca. La permeabilidad eectiva se refere siempre a un determinado &uido /agua, aceite o gas0. La permeabilidad eectiva tiende a la absoluta cuando la roca est% saturada con un sólo &uido.
uando la permeabilidad relativa del agua de una ormación es cero, entonces la ormación producir% agua libre de hidrocarburos /la permeabilidad relativa de los hidrocarburos ser% 7880. uando se incrementa la permeabilidad relativa en agua, la ormación producir% cantidades crecientes de agua, respecto a los hidrocarburos.
P#r#"()!"! r#)"+/" Se defne como la relación entre la permeabilidad eectiva y la absoluta. +iene un valor que varía entre 8 y 7.
Saturación (S)
La saturación de una ormación es la racción del volumen poroso que ocupa un líquido. on base a esto, la saturación del agua se defne como la racción o porcenta#e del volumen poroso que contiene agua de ormación. uando e'iste solo agua en los poros, la ormación tiene una saturación de agua del 788 El símbolo de la saturación es la letra S y para denotar la saturación de un &uido en particular se utilian varios subíndices, por e#emplo: S w = Saturaciondeagua S o S aturacion deaceite =
S g =Saturacionde gas
La saturación de aceite o gas es la racción del volumen poroso que los contiene. *e este modo, la suma de todas las saturaciones de una determinada roca de ormación debe ser igual al 788. S f =
Vf Volumendel fluido ( aceite, gas o agua ) del medio poroso = Vp Volumende espacion comunicados del medio poroso
Los poros en un yacimiento siempre est%n saturados de &uidos. La suma de todas las saturaciones de &uidos de una roca en un yacimiento deber ser igual al 788 o a 7, si seme#an racciones.
2.0 PROPIEDADES ELECTRICAS DE LAS ROCAS
Los m$todos el$ctricos se basan en tres enómenos y propiedades asociadas con rocas 7 La resistividad o es decir el reciproco de la conductividad > determina la ?cantidad? de la corriente, que pasa por una roca al aplicar una dierencia potencial específca. ; La actividad electroquímica causada por los electrolitos, que circulan en el subsuelo > la base para los m$todos magn$ticos, de potencial propio y de polariación inducida. ) La constante diel$ctrica indica la capacidad de material rocoso de guardar carga el$ctrica y determina parcialmente la repuesta de ormaciones rocosas a las corrientes alternas de alta recuencia introducida en la tierra a trav$s de los m$todos inductivos o conductivos.
1. R#ss+/!"! #s#%$%" La resistividad específca r se defne como la resistencia @ de un cilindro conductivo con una longitud unitaria l y una dimensión unitaria de su sección transversal S. Supuesto que la resistividad específca del cilindro conductivo sea r , la longitud sea l, la dimensión de la sección transversal sea S, la resistencia @ se e'presa como sigue: @ > /r A S0=l. La unidad de la resistividad específca es Bm > Chm A metros. La densidad de la corriente D est% relacionada con el campo el$ctrico E y con la resistividad específca r seg!n la ley de Chm: D > /7=r0 A E o D > s A E, *onde la conductividad s > 7=r , la unidad de s es mhol=m > 7=Bm > siemens=m. Los actores, que determinan la resistividad el$ctrica de una roca, son los siguientes: •
•
-orosidad omposición química del agua, que llena los espacios porosos de la roca, como su salinidad por e#emplo.
•
onductividad de los granos minerales, a!n en la mayoría de los casos es un actor mucho menos importante en comparación a los dos actores anteriores.
En las rocas porosas situadas encima del nivel del agua subterr%nea en una proundidad somera del subsuelo y en las rocas situadas en proundidades tan altas, que todos los espacios porosos est%n cerrados por la presión ambiental, la corriente se mantiene en orma de la conducción electrónica y ocurre adentro de los granos minerales. En estas condiciones la resistividad el$ctrica depende de las verdaderas propiedades microscópicas de la roca. En el caso de las rocas, cuyos espacios porosos est%n saturados con &uidos la resistividad el$ctrica de la roca depende en primer lugar de la resistividad de los &uidos. El mecanismo conductivo principal es electrolítico. 1na relación empírica llamada la ley de (@3E describe como la resistividad el$ctrica r , la porosidad F y la resistividad del &uido r G dependen entre sí.
r>aAF •
"m
A s"n A rG, donde
s > porción de los espacios porosos llenados con agua u otro tipo de &uido
•
nH;
•
a es una constante con 8,I J a J ;,<
•
m es una constante con 7,) J m J ;,<.
+odos los m$todos el$ctricos sensibles para la resistividad y empleados en la superfcie detectan la resistividad el$ctrica total de un volumen de roca situada en cierta proundidad /in situ0. Los valores de resistividad el$ctrica obtenidos de esta manera re&e#an la combinación de los eectos de todos los mecanismos conductivos.
El rango de resistividad el$ctrica de las rocas es amplio y se e'tiende desde 78"; a 78KBm y mayor. @ocas y minerales son •
conductores buenos con r J 7,8 Bm
•
conductores intermedios con r > 7 " 788 Bm
•
conductores pobres con r 788 Bm.
E#%+o !# )" 3#!"! 4#o)54%"6 o #s !#%r !# )" %o"%+"%5- " )" r#ss+/!"! #)7%+r%" Se podría esperar un incremento de la resistividad relativamente uniorme con mayor edad geológica de una roca sedimentaria debido a la mayor compactación asociada con el mayor espesor de las rocas situadas encima de las rocas m%s antiguas. -ero los valores de resistividad de la mayoría de las rocas sedimentarias de la +erciaria son anormalmente altos. Este enómeno se interpreta con la deposición de gran cantidades de rocas sedimentarias en agua dulce en la +erciaria. Las rocas sedimentarias del Mesooico se caracterian por valores de resistividad m%s ba#os en comparación a aquellos de las rocas sedimentarias de la +erciaria puesto que se depositaron mayoritariamente en las aguas saladas de las cuencas marinas. Nalores de resistividad específca en Bm para varios tipos de rocas saturadas con agua Edad geológica
(rena marina, piarra, grauGac a
uaternari o, +erciario 7 " 78
(renas terrestres, argilita, arcosa
@ocas volc%nicas como basaltos, riolitas, tobas
Oranito, gabro
alia, dolomia, anhidrita, sal
7< " <8
78 " ;88
<88 " ;888 <8 " <888
;< " 788
;8 " <88
<88 " ;888 788
Mesooico < " ;8
"
78.888 arboníer o
78 " 98
-aleooico, hasta el fn 98 " ;88 de carboníero -rec%mbric o 788 ;888
<8 " )88
<8 " 7888
7888 <888
" ;88 " 788.888
788 " <88
788 " ;888 7888 <888
" 78.888 " 788.888
;88 " <888 <888 ;8.888
" 78.888 " 788.888
" )88 " <888
Po se puede encontrar una dierencia consistente entre los rangos de resistividad de los varios tipos de rocas. Estadísticamente la resistividad específca de las rocas metamórfcas y las rocas ígneas parece ser mayor en comparación a la de las rocas sedimentarias.
A)%"%o-#s !# )os 7+o!os #)7%+r%os 8 #)#%+ro"4-7+%os so)"s s4*#-+#s' Los contrastes en la resistividad específca de las rocas, que construyen el subsuelo permiten el levantamiento electromagn$tico en la superfcie y relacionar sus resultados con estructuras geoel$ctricas situadas en la proundidad. (lgunas rocas tienden tener una resistividad específca anormalmente ba#a o es decir una conductividad anormalmente alta respecto con las rocas en sus alrededores. En estos casos se puede ubicar tales rocas midiendo las anomalías de resistividad en la superfcie. Muchos sistemas geotermales est%n asociadas con rocas altamente conductivas situadas en la proundidad. Los m$todos el$ctricos y electromagn$ticos no alcanan las resoluciones altas de las re&e'iones sísmicas.
A%+/!"! #)#%+ro9*%"
La actividad electroquímica en las rocas depende de su composición química y de la composición y de la concentración de los electrolitos disueltos en el agua subterr%nea, que est% en contacto con las rocas. La actividad electroquímica determina la magnitud y el signo del volta#e desarrollado cuando la roca est% en equilibrio con el electrolito. La actividad electroquímica en la proundidad es responsable para los potenciales propios medidos en la superfcie.
Co-s+"-+# !#)7%+r%" La constante diel$ctrica es una medida para la capacidad de un material situado en un campo el$ctrico de ser polariado o es decir una medida de la polariabilidad - de un material situado en un campo el$ctrico E. La polariabilidad - o el momento el$ctrico por unidad de volumen es proporcional al campo el$ctrico E. La constante de proporcionalidad es la susceptibilidad c . El &u#o el$ctrico total por unidad de %rea /en analogía a la densidad del &u#o magn$tico en la magnetometría0 es E Q 9p A - o /7 Q 9p A c0. La constante diel$ctrico e es 7 Q 9p A c , en analogía a la permeabilidad magn$tica. La corriente de desplaamiento * es e A E. La corriente de desplaamiento representa otro mecanismo conductivo, cuya magnitud es signifcante sólo en materiales de muy alta resistividad y para altas recuencias. En unidades electrost%ticas las unidades de E, * y - son N=cm. La susceptibilidad el$ctrica y la constante diel$ctrica son constantes y no llevan dimensiones. La constante diel$ctrica determina la capacidad inductiva eectiva de una roca y su repuesta est%tica con respecto a un campo el$ctrico directo o alterno aplicado. (lgunos valores de la constante diel$ctrica son: •
•
•
-ara el vacío e > 7 -ara la mayoría de las rocas compactas e > I a 7I esu /unidades electrost%ticas0 -ara suelos h!medos y arcillas e 7I a 98 y <8 esu.
( recuencias menores a 788 la constante diel$ctrica no depende de la recuencia, altas recuencias in&uyen la constante diel$ctrica. La
constante diel$ctrica es sensible a la temperatura, con temperaturas mayores el valor de la constante diel$ctrica sube
2.: PROPIEDADES RADIACTI;AS DE LAS ROCAS En 7R)R se empeó a traba#ar en las propiedades radioactivas de las rocas, para esa $poca el conocimiento de esta propiedad de las rocas era muy reducido, pero ya se utiliaba el registro de rayos gamma para determinar cualitativamente la litología de la ormación /arcillosidad de las rocas0 y para fnes de correlación geológica, una de las grandes venta#as que aportó este instrumento es que la medición podía tomarse en agu#eros ademados, pues permitió que se tomaran registros en poos donde nunca se habían podido tomar por la situación t$cnica en que se encontraban.
asi toda la radiación gamma en la tierra es emitida por el isotopo radiactivo de potasio de peso atómico 98 y por elementos radiactivos de la serie uranio y torio. ada uno de estos elementos emite rayos gama cuyo n!mero y energía son distintivos de cada elemento.
El potasio /2980 emite rayos gamma de un solo nivel de energía de 7.9Imev mientras que las series de uranio y torio emiten rayos gama de varios niveles de energía
F")" r"!"%+/"s -"+*r")#s • • •
Serie del uranio /u ;)K0 Serie del torio /th ;);0 Serie del potasio /2 980
onsiderando que las rocas sedimentarias tiene antecesora: @ocas cristalinas Erosión Sedimentarias La radioactividad en ellas se observa con:
una
roca
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M%s concentración de Lutitas /especialmente arcillas org%nicas negras, carbón cataliador0 origen del petróleo. Se observa m%s radioactividad en aguas de ormación que en aguas de mar actuales de la misma salinidad. (renisca cuarítica saturada de agua dulce radiactividad E@C. Nida media de elementos radiactivos naturales: Muy larga /billones de a5os0. 1ranio +>9.< Crigen= e'plosión atómica al origen de la tierra. Po hay reemplao.
R"8os G"" ' Se basa en las mediciones de las emisiones de rayos gamma que poseen las rocas. *urante la meteoriación de las rocas, los elementos radiactivos que est%s contienen se desintegran en partículas de tama5o arcilla, por lo tanto las Lutitas tienen emisiones de rayos gamma mayores que las arenas. Mientras mayores el contenido de arcilla de las rocas mayor es la emisión de O@ de las mismas. Los minerales radiactivos principales son: el potasio /T0, el torio /+h0 y el uranio /10. Se lee de iquierda a derecha / U0. Si el Or es ba#o contenido de arcilla y si es alto indica alto contenido de arcilla. La unidad de medida es en grados (-3, con un rango de valores generalmente va de 8 a 7<8 (-3. Sirve para calcular el contenido de arcilla de las capas /Nsh0, para estimar tama5o de grano y dierenciar litologías porosas de no porosas. -uede utiliar en poos entubados.
R#4s+ro !# Es#%+ro#+r" El registro de espectrometría o O@ espectral sirve para determinar el tipo de arcilla que contiene una ormación. Se basa en la relación de proporciones de los tres minerales radiactivos principalmente: potasio /T0, torio /+h0 y uranio. Las concentraciones T=+h ayudan a identifcar el tipo de arcilla presentes en la ormación, mientras que la concentración de 1 indican la presencia de materia org%nica dentro de las arcillas. Si se parte del principio que cada ormación posee un tipo de arcilla por la relación /T=+h0 se puede inducir que se produ#o un cambio ormacional. -or lo tanto el POS puede utiliarse para estimar contactos ormales.
R"!"%5- A)" Las partículas ala est%n constituidas por n!cleos de helio son de naturalea corpuscular, teniendo carga el$ctrica positiva. La velocidad de e'pulsivo de esta es muy elevada y en consecuencia, debido a su masa y velocidad, estas partículas est%n dotadas de gran energía y son verdaderos proyectiles lanados sobre la materia que las rocas y son recuentemente ioniantes, pero al mismo tiempo, a causa de su tama5o resultan %cilmente renadas por choques sucesivos con la misma materia que las rocas, alcanando pronto un estado pasivo como neutro de hielo.
2.? Pro#!"!#s A%@s+%"s !# )"s Ro%"s La propagación del sonido en un poo, es un enómeno comple#o que esta regido por las propiedades mec%nicas de ambientes ac!sticos dierentes. Estos incluyen la ormación, la columna de &uido del poo y la misma herramienta del registro. El sonido emitido del transmisor choca contra las paredes del agu#ero. Esto establece ondas de compresión y de ciallamiento dentro de la ormación, ondas de superfcie a lo largo de la pared del agu#ero y ondas dirigidas dentro de la columna del &uido. En el caso de registros de poos, la pared y rugosidad del agu#ero, las capas de la ormación, y las racturas pueden representar discontinuidades ac!sticas signifcativas. -or lo tanto, los enómenos de reracción, re&e'ión y conversión de ondas dan lugar a la presencia de muchas ondas ac!sticas en el agu#ero cuando se est% corriendo un registro sónico. +eniendo en cuenta estas consideraciones, no es sorprendente que muchas llegadas de energía ac!stica sean captadas por los receptores de una herramienta sónica. En su orma m%s sencilla, una herramienta sónica consiste de un transmisor que emite impulsos sónicos y un receptor que capta y registra los impulsos. El registro sónico es simplemente un registro en
unción del tiempo t, que requiere una onda sonora para atravesar un pie de ormación. Esto es conocido como tiempo de transito Vt, t es el inverso de la velocidad de la onda sonora. El tiempo de transito para una ormación determinada depende de su:
-orosidad Litología Los tiempos de transito sónico integrados tambi$n son !tiles al interpretar registros sísmicos. Las ondas sísmicas producidas por la detonación de una carga e'plosiva o por cualquier otro sistema se transmite a trav$s de la tierra en orma de vibraciones u ondas que transitan a dierentes velocidades, estas velocidades est%n in&uenciadas por: la litología, proundidad, porosidad del material, compactación, litifcación, contenido de &uidos, entre otros. Estas velocidades dependen del modulo el%stico y de la densidad. +ales par%metros son importantes para el an%lisis de la velocidad en la interpretación de datos sísmicos. ( continuación se presenta una tabla de velocidades de propagación de ondas sísmicas, estas velocidades se referen a las ondas longitudinales.
Material
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7888" 7K888" 7988" ;<88" 9888" <888" 9<88" )888" )888" )788" <788" 9888" IX88" XR88"
1n an%lisis de estos datos muestra que las rocas ígneas, en general, tienen velocidades mayores que las rocas sedimentarias. Estas velocidades varían entre los límites indicados dependiendo de la proundidad y de las constantes el%sticas. En general, para un mismo tipo de roca, las velocidades aumentan con la edad geológica y para una misma roca y edad aumentan por la proundidad
