ÍNDICEIntroducción Desarrollo Principio de medición Equipo Investigación radial Efecto de las condiciones de pozo Presentación de registro Interpretación cualitativa Calibración Respuesta de la herramienta Respuestas de los hidrocarburos Efecto de la litología Determinación de la Porosidad a partir de un Registro de Neutrones Aplicaciones Conclusiones Referencias 2 3 4 4 5 6 6 7 7 8 8 8 10 11 Y poco después. con mucho éxito. Estos perfiles tuvieron un gran desarrollo en los siguientes años por la evolución de las fuentes energéticas de neutrones. Responden principalmente a la cantidad de hidrogeno en la formación. su uso comercial se inició por Lane Wells. Los registros neutrónicos se utilizan principalmente para delimitar las formaciones rocosas y para determinar su porosidad. casi desplazando los perfiles eléctricos en la Cuenca Pérmica. aun cuando la base teórica no vino a dominarse sino años después.INTRODUCCION Los perfiles neutrónicos fueron introducidos en la industria en 1941 por la operadora Wells Surveys Inc. Por lo tanto. en formaciones limpias cuyos poros estén saturados con agua o aceite. por la ineficiencia de estos para detectar zonas porosas en las calizas masivas. el registro de neutrones refleja la cantidad de porosidad saturada de fluido . Los perfiles neutrónicos fueron utilizados inicialmente con ese propósito en formaciones carbonáticas. Figura 5. La medición se basa en la capacidad de la partícula neutrónica para interactuar con núcleos de átomos de la formación y emitir energía cuando son capturados. de alta energía. . Representación esquemática de las características del bombardeo de neutrones en la vecindad de un pozo El sistema comprende una fuente de neutrones rápidos. y uno o más detectores.41. Su masa es igual a la del átomo de hidrógeno. La Figura 5. colocados a una distancia relativamente corta de la fuente.DESARROLLO Principio de Medición El neutrón es una de las partículas elementales que conforman el átomo y no tiene carga eléctrica. Si el sistema detector es sensible a los rayos gamma de captura.41. La mayor parte de las primeras herramientas corresponden a este tipo. los perfiles corresponden a la denominación “neutróngamma”. sus lecturas eran muy influidas por la salinidad del fluido. temperatura. durante las operaciones de perfilaje en el pozo. presión. El detector de neutrones es un contador proporcional recubierto de manera que solo se detecten neutrones que tenga energías mayores a 0. La Figura 5. Las herramientas GNT eran instrumentos no direccionales que empleaban un solo detector sensible tanto rayos gamma de captura de alta energía como a neutrones térmicos. tamaño de agujero. enjarre. emitiéndose una radiación gamma de energía característica. su presencia causa la pérdida rápida de energía del neutrón y éste es capturado cerca de la fuente. se minimizan los efectos de agujeros . Al chocar en la formación. que a su vez dependen de la porosidad de la formación. cuando el neutrón incide sobre átomos pesados. Usualmente. el perfil de neutrones es esencialmente en indicador de la presencia de hidrógeno en las formaciones y por tanto de su porosidad. Por esta razón. la densidad de la nube disminuye en forma cuasi logarítmica. la perdida de energía es más baja y el neutrón puede viajar más lejos.41. peso del lodo y en agujeros revestidos por el acero y el cemento. Equipo Las herramientas de registros de neutrones incluyen la serie de herramientas GNT (que ya no se usan) la herramienta de porrosidad de neutrones de pared (uso limitado) y la serie de herramientas CNL (que se incluyen los registros neutrónicos compensados CNL y de porosidad dual). El número de rayos gamma contados por el detector es inversamente proporcional a la concentración de hidrógenos en la vecindad del pozo y su presencia se debe fundamentalmente a los fluidos contenidos en las formaciones. la fuente de neutrones y detector se montan en un patín que se aplica a la pared del agujero.ilustra el proceso de interacción de los neutrones al producirse el bombardeo con neutrones de alto nivel de energía. similar a la del neutrón. por lo cual la respuesta obtenida es aproximadamente logarítmica. En la herramienta SNP. Las herramientas actuales emplean fuentes de americios-berilicio (AmBe) para proveer neutrones con energías iniciales de varios millones de electro voltios. a la cual se denomina “rayos gamma de captura”. Aunque la herramienta GNT respondían principalmente a la porosidad. alejamiento. la distancia fuente detector es entre 15 y 20 pulgadas. Podían correrseen agujeros revestidos o abiertos. por ser el núcleo de hidrógeno el de menor masa.4 eV (epitermicos). Se observa que a distancias mayores de 30 cm desde la fuente. por lo cual la emisión de los rayos gamma de captura se produce mas lejos de la fuente. también indica la densidad de la nube de neutrones termales como función de la distancia de la fuente. La herramienta SNP tiene muchas ventajas sobre la herramienta GNT: Como es un instrumento que se aplica a la pared. el neutrón pierde energía en forma inversamente proporcional a la masa del átomo contra el cual choca. pero no se puede usar en agujeros con gas. revestidos o abiertos. Con los datos de neutrones del SNP se registra simultáneamente una curva de calibre. resistividad del lodo. El equipo SNP está diseñado solo para operarse en agujeros abiertos. hay que tomar en cuenta que la respuesta de la curva está afectada por el diámetro del hoyo. lo cual minimiza los efectos alteradores de elementos que absorben neutrones térmicos (como el cloro y el boro) en las aguas y en la matris de la formación. En formaciones de baja porosidad. vacíos o llenos de líquidos. Los efectos de los parámetros de agujero se reducen en gran medida al promediar las dos velocidades de conteo que son afectadas de manera similar por estas alteraciones. presencia de revestidor y cemento y la condición de centralización de la herramienta. Efectos de las Condiciones del Pozo Si bien muchas veces es posible obtener buenas lecturas de porosidad con los perfiles neutrónicos viejos. L herramienta de CNL puede correrse en agujeros llenos de fluidos. Por tanto. Investigación radial La profundidad promedio de penetración radial de los neutrones varía según la porosidad y el fluído que contenga la formación. el neutrón requiere muchas colisiones antes de ser capturado. La mayoría de las correcciones requeridas se realizan automáticamente en los instrumentos de superficie Proporciona buenas mediciones en agujeros vacíos. Se miden los neutrones epitermicos. El equipo de superficie medie los promedios de velocidades de conteo de los dos detectores para producir un registro en una escala lineal del índice de porosidad de los neutrones. no viaja mucho antes de perder su energía.42 . tales como el que se muestra en la figura 5. La herramienta CNL es un instrumento de detección de neutrones térmicos de doble espaciamiento. La herramienta de CNL es del tipo mandril y está especialmente diseñada para combinarse con cualquier otra herramienta para proporcionar un registro de neutrones simultáneos. viaja entre 24 y 7” según la porosidad. En formaciones de alta porosidad. Estos efectos se corrigen con gráficos adecuados. El diámetro mínimo del agujero en el que se puede utilizar la herramienta es de 5 pulgadas. usualmente la herramienta de neutrones lee dentro de la zona invadida. En promedio. La fuente de 16 enries y espacios mayores entre la fuente y el detector dan a la herramienta CNL una mayor profundidad radial de investigación que la de la herramienta SNP. 23 es un ejemplo de la combinación de un registro CNC-FDC Figura 5. Los gráficos de corrección suponen que la herramienta se usa excentralizada. La presencia de revestidor y cemento disminuye la tasa de conteo y la resolución de la herramienta. salinidad. todas las curvas pueden registrarse en la misma escala de porosidad. Los registros CNL y de doble porosidad se graban en unidades lineales de porosidad para una matriz de litología en particular. Esta superposición permite una interpretación visual cualitativa de la porosidad y la litología en presencia de gas. la lectura no es confiable). La resistividad del lodo no debería tener efectos sobre la lectura del perfil. Presentación de registro Las lecturas de porosidad en el SNP se calculan directamente del registro el programa CSU proporcionan automáticamente las correcciones necesarias en agujeros llenos de líquidos para peso de lodo. . a menos que se tenga un diámetro original uniforme del hoyo y que no haya variaciones en el espesor del revestidor. pero la presencia de cloruros en los lodos muy salinos hace que por la alta concentración de cloro se capturen muchos neutrones. En general. es decir se lee una porosidad aparente mayor (por lo tanto. produciéndose rayos gamma. Cuando una herramienta CNL se corre en combinación con otra herramienta de porosidad. La figura 5. en derrumbes o ensanchamientos del hoyo. Este efecto es notable si el diámetro del hoyo es grande.42. La herramienta cuando está excentralizada tiene una tasa de conteo mayor que cuando está en el centro del pozo. la respuesta en el hoyo entubado debe ser tomada solo cualitativamente. se capturan más neutrones en el lodo. temperatura y variaciones en el tamaño del agujero. ya que el cloro tiene una gran sección de captura. En agujeros llenos de gas. solo se requiere la corrección por tamaño de agujero y se hace manualmente utilizando un monograma. particularmente en los casos de doble revestimiento.A medida que aumenta el tamaño del hoyo. La carta de Por-15 se usa para la corrección debido al enjarre. Las secciones A y B corresponden a zonas arcillosas. Figura 5. La respuesta de la herramienta se registró en una caliza saturada de agua con una porosidad de 19% se definio en 1000 unidades API. se utilizaron para la calibración en el campo.23 Calibración EL principal estándar de calibración para los registros neutrones fue la fosa de neutrones API en Houston. La Figura 5. Con ayuda del perfil de rayos gamma es posible diferenciar si la lectura se debe a presencia de arcillas o si se debe a porosidad. Instrumentos de calibración secundariis relacionados con exactutud al foso API. El perfil neutrónico originalmente se calibraba en cuentas o pulsaciones por segundo (cps). Antes del método de calibración API se utilizaba una escala de conteo por segundos de los registros de neutrones. A bajas cuentas corresponde una porosidad alta y/o un mayor contenido de arcilla.Interpretación cualitativa. mientras que el resto de la sección desde 8790 es esencialmente una respuesta de porosidad.43 corresponde a un perfil neutrónico en combinación con una curva de rayos gamma. En la actualidad. La calibración de la herramienta SNP se basa en numerosas lecturas de formaciones de muchas . se hace directamente una escala de los registros de neutrones en unidades de porosidad. 5 unidades de porosidad. las respuestas reflejan la porosidad en la formaciones limpias saturadas de fluidos. depende principalmente del índice de hidrogeno y de otros factores. Esta característica permite que se utilice el registro de neutrones con otros registros de porosidad para determinar zonas de gas e identificar contactos gas/liquido. Una verificación en el sitio del pozo se realiza utilizando un dispositivo que reduce la relación de velocidades de conteo que se obtuvo en el tanque Respuesta de la herramienta Como ya se mencionó. cuando el gas está presente a una distancia suficiente al agujero para estar dentro de la zona de investigación de la herramienta. Sin embargo el gas generalmente tiene una concentración de hidrogeno considerablemente más baja que varía con la temperatura y la presión. incluyendo aquellas combinadas químicamente en los minerales de la matriz de la formación Por lo tanto la lecturas de neutrones depende de su mayor parte del índice de hidrógeno en la formación que es proporcional a la cantidad de hidrogeno por unidad de volumen. El índice de hidrogeno se puede estimar a partir de la composición y la densidad del hidrocarburo. tomando como unidad el índice de hidrogeno del agua dulce en las condiciones de superficie Respuestas de los hidrocarburos Los hidrocarburos líquidos tienen índice de hidrogeno cercano al del agua. . las respuestas de las herramientas de neutrones reflejan principalmente la cantidad de hidrogeno en la formación. el registro de neutrones lee una porosidad muy baja. Sin embargo las herramientas responden a todos los átomos de hidrógenos en la formación. El estándar secundario (taller) es un tanque de calibración lleno de agua. Este instrumento realiza lecturas correspondientes a 11% Y 22% de porosidad en caliza El estándar principal de calibración para herramientas CNL es una serie de formaciones de laboratorio saturadas de agua. Por lo tanto. Como el aceite y el agua contienen prácticamente la misma cantidad de hidrogeno por unidad de volumen. Como un estándar segundario se utiliza un calibrador de medio ambiente en el sitio del pozo. Las porosidades de estas formaciones controladas se conocen en ±0. el “efecto de excavación”. Una combinación de registros neutrónicos y de densidad proporciona una lectura de la porosidad más exacta y un valor de saturación de gas mínima. La respuesta cuantitativa de la herramienta de neutrones a los hidrocarburos ligeros a al gas.purezas y de porosidad conocida con precisión. Para determinaciones exactas de porosidad.Efectos de Litología Las lecturas de todos los registros de neutrones se ven afectadas hasta cierto punto por la litología de la matriz de la roca. Sin embargo. También puede usarse eficientemente en un agujero lleno de gas. Cuando el agujero está lleno de gas. son necesarias correcciones para litología y parámetros del agujero. La respuesta del SNP se utiliza para la medición de los neutrones epitermales y la respuesta del CNL para la medición de neutrones termales. el efecto de litología se reduce a un nivel insignificante y la porosidad puede leerse directamente (sujeta a limitaciones). algunos efectos como litología. Las porosidades para otras litologías se obtienen de la carta Pot-13 (fig 5. Las correcciones de litologías para el registro de doble porosidad también se hace con la carta Pot-13. El registró SNP esta específicamente diseñado para agujeros abiertos y proporciona lecturas de porosidad con un mínimo efecto de agujero. Aplicaciones La determinación de la porosidad es uno de los principales usos más importantes de los registros de neutrones. . Los registros SNP y CNL por lo general tienen una escala para la matriz de caliza. Cualquier interpretación proveniente de solamente un registro de neutrones debe tomarse teniendo en cuenta que implica ciertas inexactitudes.25) o de otras escalas en los encabezados de los registros. contenido de arcilla y cantidad y tipo de hidrocarburo pueden reconocerse y corregirse solo si se dispone de información adicional sobre porosidad proveniente del registro sónico o de densidad. aunque están sujetos a varias hipótesis y correcciones. Determinación de la Porosidad a partir de un Registro de Neutrones Pueden derivarse los valores de porosidad aparente de cualquier registro de neutrones. Las correciones del SNP solo se aplica los registros que se corren en agujeros llenos de fluidos. las velocidades de conteo de los detectores epitermales de la herramienta de doble Porosidad se puede utilizar para determinar la porosidad en agujeros vacios. Para una mayor precisión al determinar la porosidad y la saturación de gas en zonas de gas. la combinación neutrón-sonico es un detector eficiente de gas. Para esta aplicación. ya que la arcilla afecta a cada uno de manera similar. la combinación neutrón-densidad resulta optima en formaciones limpias ya que las respuestas al gas son en direcciones opuestas.Las características de compensación de las herramientas CNL y de doble porosidad reducen en gran medida los efectos de los parámetros del agujero y las herramientas están diseñadas para combinarse con otras para agujeros abiertos o revestidos. En combinación con otros registros de porosidad (u otros datos de porosidad) o cuando se usan en un diagrama de resistividad. En formaciones arcillosas. los registros de neutrones son útiles para detectar zonas gasíferas. . el registro de neutrones debe corregirse para efecto de excavaciones El de neutrones se utiliza en combinaciones con otros registros de porosidad para la interpretación de la litología de las arenas arcillosas Una comparación de las mediciones con la herramienta de Doble Porosidad de neutrones térmicos y neutrones epitermicos puede identificar arcillas y lutitas y otras rocas que contengan elementos absorbentes de neutrones También. Para determinaciones exactas de porosidad. La determinación de la porosidad es uno de los principales usos más importantes de los registros de neutrones. Como el aceite y el agua contienen prácticamente la misma cantidad de hidrogeno por unidad de volumen las respuestas reflejan la porosidad de la formaciones limpias saturadas de fluidos Las respuestas cuantitativa de la herramienta de neutrones a los hidrocarburos ligeros o al gas dependen principalmente del índice de hidrogeno y de otro factor el “efecto de excavación” el índice de hidrogeno se puede estimar a partir de la composición de la densidad del hidrocarburo Las lecturas de todos los registros de neutrones se ven afectadas hasta cierto punto por la litología en la matriz de la roca La herramienta CNL y Doble Porosidad están diseñadas para minimizar los efectos de tamaño del agujero enjarre etc.CONCLUSIONES Realizada la investigación se llegaron a las siguientes conclusiones: Los neutrones son partículas eléctricamente neutras cada una tiene una masa casi idéntica a la mas de un átomo de hidrogeno Los registros CNL y de Doble Porosidad se graban en unidades lineales de porosidad para una matriz de litología en particular Las respuestas de las herramientas de neutrones reflejan principalmente la cantidad de hidrogeno en la formación. . son necesarias correcciones para litología y parámetros del agujero. B “Geometric Factors in Sonic Logging Geophys” (feb 1959) 24 No 1 .P and Blizard R. F.REFERENCIAS Kokesh.