Registros Gamma Ray. Expo....docx 6c3l4g

Universidad de Oriente Núcleo Bolívar Escuela de Ciencias de la Tierra Departamento de ingeniería Geológica Cátedra: Int. Perfiles de pozo

Profesora:

Bachilleres:

Orozco Nathalia

Di Bernardino Carlos C.I: 21.662.153 Gruber Reinaldo C.I: 20.773.843 Fuentes Joselin C.I: 23.899.065 Torres Alvaro C.I: 22.849.153 Villanueva Fabiola C.I: 22.970.673

Ciudad Bolívar, Noviembre del 2016

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN .............................................................................................................. 2 REGISTRO GAMMA RAY (GR)...................................................................................... 3 PRINCIPIO FÍSICO ........................................................................................................... 5 PRINCIPIO DE MEDICIÓN .............................................................................................. 5 CALIBRACIÓN DE LA HERRAMIENTA GAMMA RAY ............................................ 6 UNIDAD DE MEDICIÓN ................................................................................................. 8 OPERACIONES DE CAMPO ........................................................................................... 9 APLICACIONES DEL REGISTRO GAMMA RAY ...................................................... 11 FACTORES QUE AFECTAN EL REGISTRO GAMMA RAY ..................................... 11 CÁLCULO DE VOLUMEN DE LUTITA ....................................................................... 12 CONCLUSION ................................................................................................................. 13 BIBLIOGRAFIA .............................................................................................................. 14

INTRODUCCIÓN El registro Gamma Ray se basa en la medición de las emisiones naturales de rayos gamma que poseen las rocas. Los minerales radiactivos principales son potasio (K), torio (Th) y uranio (U). Durante la meteorización de las rocas estos elementos radiactivos se desintegran en las partículas arcillosas, por lo tanto las lutitas tienen emisiones de rayos gamma mayores que las arenas. Mientras mayor es el contenido de arcilla de las rocas, mayor es la emisión de GR de las mismas. El nivel de GR se registra en unidades API, la medición puede obtenerse tanto con

agujero descubierto como a través de la tubería de revestimiento. La profundidad de investigación es de algunas pulgadas, de manera que el registro normalmente mide la zona lavada. El registro se utiliza además para la correlación entre pozos, para la correlación en profundidad entre el agujero descubierto y el pozo entubado, y para la correlación en profundidad entre las carreras de adquisición de registros. El registro de rayos gamma fue el primer registro nuclear de pozo y se introdujo a fines de la década de 1930. En el desarrollo de esta investigación se describirá con más detalle de los principios físicos y de medición, al igual que su calibración y su uso en campo. A su vez de sus diversas aplicaciones y factores que afectan su medición.

REGISTRO GAMMA RAY (GR) Fue utilizado por primera vez en 1939, como técnica para determinar la litología de los pozos entubados que nunca antes habían sido registrados. Puede utilizarse en hoyos abiertos o entubados, ya sean vacíos o llenos de fluido de cualquier tipo. La curva de Rayos Gamma se presenta en la primera pista del perfil, con el incremento de la radiactividad hacia la derecha, cuya deflexión hacia la derecha señala la presencia de lutitas (Fig.1).

Fig.1 Registro Gamma Ray (GR)

Se basa en la medición de las emisiones naturales de rayos gamma que poseen las rocas (Fig. 2). Durante la meteorización de las rocas, los elementos radiactivos que estas contienen se desintegran en partículas de tamaño 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 GR de las mismas. Los minerales radiactivos principales son: el potasio (K), el torio (Th) y el uranio (U).

Fig. 2 Respuesta típica de la curva rayos gamma a las diversas litologías

Cuando las condiciones en el pozo son tales que no se puede obtener una curva SP (por ejemplo cuando se perfora un con fluidos inertes o con aire), o cuando la curva SP no ofrece resultados definitivos, se corre una curva de rayos gamma. La curva de rayos gamma puede obtenerse en un pozo entubado, lo cual no puede hacerse con la curva SP, y ello aumenta su valor como herramienta de correlación.

PRINCIPIO FÍSICO La mayor parte de la radiación por rayos gamma en la tierra se origina por la desintegración de tres isótopos radioactivos: el potasio 40 con una vida media de 1.3×10^9 años; el uranio 238 con una vida media de 4.4×10^9 años y el torio 232 con una vida media de 1.4×10^10 años. El potasio 40 se desintegra directamente en Argon 40 estable con una emisión de 1.46 MeV de rayos gamma. Sin embargo, el uranio 238 y el torio 232 se desintegran sucesivamente a través de una larga secuencia de distintos isótopos hijos antes de llegar a isótopos estables de plomo. Como resultado, se emite rayos gamma de muy diferentes energías y se obtienen espectros de energía bastante complejos. Una vez que se conoce la población de isótopos población de isótopos padres también se puede encontrar la cantidad de isótopos no radioactivos. La proporción entre potasio 40 y potasio total es muy estable y constante en la tierra, mientras que, a excusión del torio 232, los isótopos de torio son muy raros, por los que no se pueden tomarlos en cuenta.

PRINCIPIO DE MEDICIÓN 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 (fig. 4). En la actualidad, generalmente se emplean contadores de centelleo para esta medición. Debido a su eficacia, los contadores de centelleo sólo necesitan unas cuantas pulgadas de longitud, por lo tanto, se obtiene un buen detalle de la formación. El registro de GR, por lo general corre en combinación con la mayoría de las otras herramientas de registro y servicios de producción de agujero revestido.

CALIBRACIÓN DE LA HERRAMIENTA GAMMA RAY a) Calibración de Fábrica

Se realiza en un pozo que se encuentra en Houston, Texas, este contiene 3 formaciones de 9” (en Halliburton es de 8”) de espesor cada una y mediante aditivos especiales (13 ppm de Uranio, 24 ppm de Torio y 4% de Potasio) se le da una radioactividad semejante a las lutitas. Dada la naturaleza de la calibración se desarrolló un patrón secundario y este consiste en una fuente de 0.1 miliCurie (mCi) de Radio-226 (en Halliburton se utiliza una fuente de 25 μCuries de Torio-232) y se monta en una plantilla de 4 μCuries (μCi) de Torio-232 ( Schlumberger maneja una plantilla de acero).

b) Calibración Maestra ó de Taller.

La calibración de Taller implica leer la lectura de fondo y los conteos cuando la herramienta está en su lugar. Para realizar se coloca el jig de Torio que es una fuente de 0.1 mCi de Radio-226 sobre la herramienta, se ingresa el valor del jig de Torio y se toma la lectura del calibrador; esta lectura va acompañada siempre de la lectura de medio ambiente de fondo (back ground) que corresponde al ruido, por lo que para obtener la lectura correspondiente al calibrador hay que restarle la lectura de fondo. Seguido de esto se utiliza un modelo de 2 puntos para realizar la calibración, para determinar la Ganancia y el Zero (ú Offset):  Zero: corresponde a los conteos de Rayos gamma.  Ganancia: corresponde al estándar de calibración.

Se utiliza el método de la línea recta (Y=mX+b) para determinar los parámetros del registro.

c) Calibración antes y después del registro El procedimiento es similar a la calibración en taller y se debe verificar que los parámetros obtenidos estén en tolerancia con los de taller.

d) Patrones de calibración  Calibración de Fábrica: o Calibrador constituido por cuatro zonas de 9” de espesor con 13 ppm de Uranio, 24 ppm de Torio, 4% de Potasio y la última de cemento. o Verificación de la fuente cada 6 meses.  Calibración de Taller: o Jig: Formado por una fuente de 0.1 mCi de Radio-226 montado en una plantilla de 4 μCi de Torio-232. o

Fuente de rayos gamma interna (Americio-241) que está incrustado en un detector alpha (cristal de centello de Fluoruro de Calcio).

o Ajuste por medio de una calibración de 2 puntos (Y=mX+b). o Calibración Mensual.

e) Factores que afectan la calibración  Mala colocación del Jig  Detector de cristal dañado  Fuentes radioactivas en la proximidad

UNIDAD DE MEDICIÓN Actualmente, los perfiles de rayos gamma se calibran en unidades API, generalmente, las arenas limpias y los carbonatos tienen niveles de radioactividad que varían de 15 a 20 unidades API, mientras que en las lutitas la fluctuación es entre 120 y 240. Antes de 1958, los perfiles se calibraban en unidades diferentes, tales como cuenta por segundo, microgramos de “radio-equivalente” por toneladas, etc. En la tabla.1 se muestra la conversión aproximada entre las diferentes unidades de perfiles de rayos gamma antiguos y las unidades API. Se lee de izquierda a derecha. Si el GR es bajo indica bajo contenido de arcilla y si es alto indica alto contenido de arcilla. La unidad de medida es en grados API, con un rango de valores que generalmente va de 0 a 150 API.

Tabla 1. Conversión de unidades de perfiles de rayos gamma antiguos a unidades API.

OPERACIONES DE CAMPO



Equipo  Cámara de ionización.  Contador Geiger-Muller.  Contador de Centelleo

El perfil de Rayos Gamma es operado con el mismo camión y cable utilizado en perfilaje eléctrico. El equipo que se introduce en pozo, incluye un contador y un cartucho electrónico (fig. 4) abastecido con corriente desde la superficie.

Fig. 4 Camara de ionizacion

El contador Geigüer Mueller (fig.5), en uso general tiene un largo activo de 36” y el centellometro aproximadamente de 8”.

Fig. 5. Contador Geiger-Muller.

La función del cartucho es suministrar al contador suficiente voltaje para formar y amplificar las pulsaciones y transmitirlas a superficie. El circuito contador en la superficie convierte el número de impulsos por segundo que recibe del contador de voltajes eléctricos (fig. 6) continuamente registrados en una película a medida que la sonda es levantada dentro del pozo.

Fig. 6 Contador de centelleo

APLICACIONES DEL REGISTRO GAMMA RAY La curva de rayos gamma tiene prácticamente el mismo uso interpretativo que la curva del potencial espontáneo. En el aspecto cualitativo se le puede usar para correlación litológica y estratigráfica. En la interpretación cuantitativa su uso principal es en la estimación del contenido de arcilla en la formación.  Determinación de litología.  Determinar el contenido de lutita.  Ajuste y correspondencia en profundidad.  Correlaciones en hueco revestido.  Identificación de depósitos de minerales radioactivos.  Reconocimiento de depósitos de minerales no radioactivos.  Operaciones con trazadores radio-activos.  Análisis de facies y ambiente de depositación.

FACTORES QUE AFECTAN EL REGISTRO GAMMA RAY  Tipo de detector.  Velocidad de perfilaje.  Diámetro y densidad del hoyo.  Espesor de las formaciones.  Excentricidad y diámetro de la sonda.

Para obtener la intensidad verdadera de los rayos gamma dichas lecturas deben corregirse mediante el empleo de gráficos específicos para pozos no entubado y entubado respectivamente.

CÁLCULO DE VOLUMEN DE LUTITA Como las lutitas son más radiactivas que las areniscas o carbonatos, pueden usarse los perfiles de rayos gamma para calcular volumen de lutitas en depósitos porosos. El volumen de lutitas puede aplicarse entonces para el análisis de arenas lutíticas. El primer paso necesario para determinar el volumen es calcular el índice de rayos gamma de las lutitas a partir de un perfil de rayos gamma (según la siguiente fórmula de Schlumberger, 1974).

Dónde: IGR = índice de rayo de gamma. GRlog = lectura de rayos gamma de la formación. GRmin = valor mínimo de rayos gamma (arena limpia o carbonato). GRmax= valor máximo de rayos gamma (lutitas). Otra forma de determinar es con la siguiente formula:

CONCLUSION

BIBLIOGRAFIA

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