TEMA 8 REGISTROS RADIOACTIVOS Los perfilajes radioactivos buscan detectar y evaluar las radioactividades de las formaciones, tanto aquellas que se generan espontáneamente (Perfiles de Rayos Gamma), como las respuestas a la radioactividad inducida desde una fuente radiactiva adosada a la sonda (Perfiles Neutrónicos). Estos registros pueden correrse en pozos abiertos o entubados y es posibles combinarlos entre si, como también con otros perfiles.
PERFIL DE RAYOS GAMMA (GR): En el perfilaje de Rayos Gamma se mide la radiación natural o espontánea de las formaciones, que son emitidas principalmente por el potasio y uranio. Estos y otros minerales normalmente están concentrados en las arcillas, las arenas limpias están libres de estos materiales a menos que tuvieran incorporadas arcillas, cenizas volcánicas, piroclastos o sales de potasio disueltas d isueltas en aguas que saturan o circulan por p or los poros, en tal caso ya no se tratarían de arenas limpias, En formaciones sedimentarias refleja el contenido de arcilla de la formación, por que los elementos radioactivos se concentran en estas arcillas, las formaciones limpias y carbonatos tienen un bajo nivel de radiactividad mientras que las lutitas y arenas lutiticas muestran niveles altos de radioactividad. Pueden ser corridos en pozos entubados lo que los hace útil como una curva de correlación en operaciones de terminación, se lo usa para complementar al SP y como su sustituto en pozos perforados con lodo base aceite o aire. Es útil para la localización de capas con o sin arcilla pero lo mas imporante para la correlación general.
PROPIEDADES DE LOS RAYOS GAMMA: Los rayos gamma son impulsos de ondas electromagnéticas de alta energía que son emitidos espontáneamente por algunos elementos radioactivos. La mayor radiación 40 espontánea de rayos gamma en la naturaleza, esta generada por el isótopo K (potasio40) y otros de la serie uranio y torio. El potasio emite rayos de una sola energía mientras que el torio y el uranio emiten rayos gamma de diferentes energías. Al pasar a través de la materia los rayos gamma experimentan colisiones sucesivas con átomos de la formación provocándoles pérdidas de energía, los efectos de posible pérdida de energía del GR son: 1. Efecto Compton: Perdida de energía por colisión. 2. Efecto Fotoeléctrico: Perdida de energía por absorción. 3. Efecto de Desintegración: Producción de pares. Las formaciones menos densas aparecen algo más radioactivas. La deflexión de una curva del GR es función no solo de la radiactividad y densidad de las formaciones sino también de las condiciones del agujero (diámetros, peso del lodo, tamaño y posición de la herramienta).
EQUIPO PARA REGISTROS GR: La sonda de GR contiene un detector para medir la radiación gamma que se origina en el volumen de la formación cerca de la sonda. En la actualidad generalmente se emplean contadores de centello para esta medición ya que son mucho mas eficaces que los contadores de Geiger-Mueller que se usaban en el pasado. Debido a su mayor eficacia, los contadores de centello solo necesitan unas cuantas pulgadas de longitud, por lo tanto se obtiene un buen detalle de la formación. El registro de GR por lo general se corre en combinación con la mayoría de las otras herramientas de registro.
CALIBRACION DE LOS EQUIPOS PARA REGISTROS GR: La principal calibración estándar para las herramientas GR se realiza en las instalaciones de pruebas API en Houston-Texas. Se emplea una calibración de campo estándar de API y los registros se calibran en unidades API. Las radioactividades en formaciones sedimentarias generalmente fluctúan desde unas cuantas unidades API en anhidritas o sal hasta 200 o más unidades API en arcillas, por ello la herramienta esta calibrada dentro de tales extremos. Antes del procedimiento de calibración API, se hicieron escalas de los registros GR en microgramos de equivalente de radio por tonelada de formación, en la tabla adjunta se presentan las conversiones de estas unidades en unidades API:
UNIDAD ANTIGUA
UNIDAD API POR UNIDAD ANTIGUA
Rayos Gamma GNT-F o -G
1 ugm-Ra-eq/ton
16,5
Rayos Gamma GNT-J, K, GDL-K
1 ugm-Ra-eq/ton
11,7
EQUIPO
APLICACIONES DEL REGISTRO DE RAYOS GAMMA: El registro de GR es particularmente útil para: Definir las capas arcillosas cuando el SP distorsionado (en formaciones muy resistivas), cuando el SP es insignificante (en formaciones que llevan agua dulce o en lodo salado; es decir cuando Rmf ≈ Rw) o cuando el SP no se puede registrar (en lodo no conductivo, pozos vacíos o perforados con aire o en pozos revestidos). Se toma el límite de la capa en un punto intermedio entre la deflexión máxima y minima de la anomalía. El registro GR refleja la proporción de arcilla y en muchas regiones se puede utilizar cuantitativamente como un indicador de arcillosidad. Se emplea para la detección de y evaluación de materiales radioactivos. También puede usarse para delimitar minerales no radioactivos.
PERFIL DE TIEMPO DE DEGRADACION TERMAL (TDT): Este perfil es corrido en pozos entubados, reconoce a través de la cañería, los contactos petróleo/agua y si se conoce la porosidad de la formación distinguirá también el contacto gas/petrolero.
PERFIL NEUTRONICO: El registro de neutrón es una medición de la radiación inducida en la formación, dicho registro responde principalmente a la cantidad de hidrógeno presente en la formación, así en formaciones limpias con poca presencia de arcilla, cuando los poros están llenos de agua o petróleo, el perfil neutrónico no da el valor del espacio poroso lleno de fluido, esta inducción se obtiene bombardeando la formación con neutrones que se mueven a gran velocidad. Los neutrones son partículas eléctricamente neutras cuya masa se aproxima al núcleo de hidrogeno. Cuando los neutrones veloces se emiten en una fuente química (fuente radioactiva Plutonio-Berilio o Americio-Berilio) dentro del instrumento de registro, penetran la formación densa, tal como la matriz de las arenas o calizas, en forma más fácil que las partículas con cargas eléctricas, además de que sufren una menor pérdida en la cantidad de energía o velocidad. Sin embargo, cuando un neutrón choca con uno de los núcleos de hidrogeno (cuya masa es aproximadamente igual) del fluido en los poros, el neutrón perderá aproximadamente la mitad de su energía, después de alrededor de 20 choques con núcleos de hidrogeno la velocidad térmica del neutrón se habrá reducido tanto que será capturado por cualquiera de los elementos presentes en la formación como cloro, hidrogeno, sílice y otros. Los neutrones así capturados emiten un rayo gamma de origen secundario. En otras palabras el registro de neutrón mide la cantidad de hidrogeno presente en la formación.
FUNCIONAMIENTO Y EQUIPO: La herramienta para el registro de neutrón, utiliza una fuente radioactiva (emisor de neutrones rápidos) y dos detectores. Su medición se basa en la relación de conteo de estos 2 detectores, esta relación refleja la forma en la cual la densidad de neutrones decrece con respecto a la distancia de la fuente y esto depende del fluido (índice de hidrogeno) contenidos en los poros de la roca y por lo tanto, de la porosidad. La herramienta es útil como indicador de gas, esto es por que mide el índice de hidrogeno y el gas contiene un bajo índice, entonces la porosidad aparente medida será baja. Al comparar esta porosidad aparente con la determinada con otras herramientas como el sonico, es posible determinar la posible presencia de gas.
EFECTO DE HIDROCARBUROS Y LITOLOGIA: En zonas de gas nos da un valor de porosidad muy baja. En zonas de lutitas mostrara un valor de porosidad alto debido al agua a asociada. Permite ser usado como detector de zonas de gas. Indica claramente los contactos de agua/gas. Detecta Las aguas presentes en la formación. En pozos entubados la porosidad es menos exacta. Este registro puede estar afectado por: 1. Peso del lodo. 2. Salinidad del lodo. 3. Diámetro del pozo. 4. Temperatura.
APLICACIÓN DEL REGISTRO NEUTRON:
Determinación de la porosidad. Se combina con el de porosidad densidad para encontrar zonas de gas. Para interpretación litológica. Junto con el GR determina: 1. Presencia de arcilla. 2. Formaciones duras. 3. Secciones porosas.
