Registro de Densidad

1. Registros de Densidad
Petrofísica y
Registros de Pozos

2. Introducción
▸El registro de densidad es un registro
radiactivo, por medio del cual se obtiene
la densidad total de la formación, es
igualmente denominado como registro
gama-gama o de pared, puede tomarse
tanto en agujeros llenos de lodo como
con agujeros vacíos.
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▸El equipo moderno consta de una fuente
emisora y dos detectores de rayos gamma.

3. ▸El material de que está constituida la roca de la
formación tiene una cierta densidad electrónica. La
densidad total de la formación es función de la densidad
del material que constituye la matriz de la roca, de su
porosidad y de la densidad de los fluidos contenidos en
ella.
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▸Es una de las herramientas más efectiva y usadas en la
industria petrolera. Se ocupa para determinar la porosidad,
da valor muy exacto de la porosidad efectiva en arenas
arcillosas.

4. 4
RegistrodeDensidad
Es de las herramientas
más efectivas y usadas
en la industria petrolera.
Mide la densidad
aparente de la
formación.
Se usa en la detección
de formaciones
portadoras de gas.
También se usa para
determinar la porosidad
total de la formación.
En uso con otras
herramientas de registro
proporciona…
Información de
litológica.
Contenido de lutita y
evaporitas.
Saturación del fluido
contenido
Espesor del enjarre
formado.

5. Fundamentación
▸Los rayos gamma tienen Ia particularidad
de viajar en línea recta hasta en tanto son
desviados, moderados o absorbidos por la
formación.
▸Mientras mayor sea Ia densidad del
material de la formación, mayor será la
probabilidad de que los rayos gamma
colisionen, pierdan energía o sean
capturados, el resultado es que llegan al
detector una cantidad de rayos gamma
menor que los que salieron originalmente de
la fuente.
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6. 6
▸Para cualquier elemento, el número de electrones coincide
con el número de protones con número atómico Z. La masa
atómica está contenida en el núcleo atómico, esta es la
suma del número de protones y neutrones y está dada por el
numero atómico A.
▸El número de protones es aproximadamente el número de
electrones, así que la relación Z/A es aproximadamente 0.5.
Utilizando esta relación, la medida de la densidad de
electrones se puede convertir a una densidad aparente
medida en g/cc que es cercana a la densidad de los tipos
comunes de rocas.

7. ▸Así, el conteo de rayos gamma depende de la densidad del
número de electrones, el cual está relacionado a la densidad
aparente de una substancia y depende de los sólidos minerales de
la cual está compuesta, de su porosidad y de la densidad de fluidos
que llenan sus poros, por lo tanto la herramienta de densidad es
útil para determinar porosidad, fluidos de baja densidad (gas) y
ayuda a la identificación litológica.
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8. ▸Los rayos gamma de alta energía son emitidos
de una fuente química (generalmente Cesio,
Americio o Berilio) e interactúan con los
electrones de los elementos en formación.
▸Después de dispersiones, los rayos gamma
regresan al pozo, en donde son contados por los
detectores. El conteo obtenido para cierto nivel
de energía está función del número de
electrones por centímetro cúbico, y éste se
puede relacionar con la densidad real del
material existente entre la fuente y el detector.
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Herramienta

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Detectors
Skid
Gamma rays
Hydraulic
Sonde
Caliper
Arm
Gamma rays
emiting source
Fuente radiactiva
Detectores de corto espacio
Detector de largo espacio
Brazo de calibración
Patín de sonda
Density Logging

10. Procedimiento
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▸Una fuente radioactiva emite
radiación gamma hacia la formación,
la cual interacciona con los
electrones de la formación según el
efecto Compton, en el cual los rayos
son dispersados por el núcleo de la
formación de donde se obtienen
rayos gamma de Compton que es
una radiación secundaria producida
en los átomos de la formación y que
se originan porque la formación cede
energía a los átomos dejándolos en
estado excitado.

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La reducción del flujo de rayos gamma en la
formación, es función de la densidad de
electrones de la formación. El registro de
densidad se obtiene por medio de una sonda
que va aplicada contra la pared del pozo.
Con los rayos gamma de más alta energía se
determina la densidad del volumen por lo tanto
la reducción del flujo de rayos gamma en la
formación, es función de la densidad de
electrones de la formación y los mas bajos se
usan para la determinación de litología.
El registro de densidad se obtiene por medio de
una sonda que va aplicada contra la pared del
pozo.

12. 12
1923
1905

13. Herramienta de registro de densidad compensada
▸Con la nueva sonda de mas detectores, se evita el problema de
correcciones (espesor del enjarre, densidad del Iodo y diámetro del
agujero), obteniéndose directamente en el registro prácticamente la
densidad verdadera.
▸El detector que se encuentra a menor distancia es particularmente
sensible a la densidad del material que se encuentra en la vecindad
inmediata del patín, o sea el enjarre y las irregularidades menores de la
pared del agujero. Estas condiciones del agujero afectan a cada
detector en distinto grado.
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14. COMPENSATED SPECTRAL DENSITY LOGGING TOOL
(CSDL)
▸Determinan la densidad aparente de la formación (ρb) y el factor
fotoeléctrico compensado del pozo (Pe) mediante el uso de una fuente
química de radiación gamma junto con detectores de rayos gamma.
▸Aplicaciones:
Determinar la porosidad
Identificar litología
Delinear camas delgadas
Indique el gas de formación
Calcular el volumen de esquisto
▸Características:
Combinable con la mayoría de las otras herramientas de registro.
Se puede ejecutar en agujeros abiertos y revestidos
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15. “ DIMENSIONES Y CALIFICACIONES
Temperatura máxima: 350 ºF (175 ºC) Máxima presión: 20,000 psi
Máximo OD: 4.5 in. (11.43 cm) agujero Min: 5 in (12.7 cm)
Longitud: 15.21 ft agujero Max: 22 in (55.9 cm)
longitud de la almohadilla: 43 in Peso: 428 lb
Ancho de la almohadilla: 3.28 in

16. Compensated Neutron Tool (PCNT)
▸La herramienta PCNT determina la porosidad de una formación al medir la
intensidad de la radiación de neutrones térmicos producida al bombardear una
formación con neutrones rápidos.
▸Aplicaciones:
 Determinar la porosidad
 Identificar litología
 Indicar el gas de formación
 Calcular el volumen de esquisto
 Proporcionar una correlación de registro de agujero abierto a agujero
entubado
▸Diverso
 Combinable con la mayoría de las otras herramientas de registro
 Se puede ejecutar en agujeros abiertos y revestidos
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17. “ DIMENSIONES Y CALIFICACIONES
Temperatura máxima: 350 ºF (175 ºC) Máxima presión: 20,000 psi
Máximo OD: 3.625 in. (9.2 cm) agujero Min: 4 in (9.52 cm)
Longitud: 7.04 ft (84.5 in) agujero Max: 20.75 in (52.7 cm)
Peso: 144 lb

18. Calibración
▸La calibración primaria: se hace insertando la
herramienta en un bloque de caliza pura
saturada con agua fresca de una densidad
conocida.
▸La calibraciones secundaria: insertando la
herramienta en grandes bloques de aluminio,
sulfuro y magnesio de densidades conocidas.
▸En el pozo se utiliza una fuente de radiación
portátil para chequear el estado de los
detectores antes que la herramienta sea
corrida.
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19. Resultados
▸Corrección: Si se tiene una formación homogénea y un contacto perfecto entre el patín y la
pared del pozo, las densidades medidas con los dos detectores son iguales, si las densidades
obtenidas son diferentes, se requiere hacer una corrección, la cual se calcula en función de la
diferencia de las dos densidades.
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▸Densidad: De un material se define como el peso de un volumen unitario de ese material. En
el caso de una roca porosa será función de la densidad de la matriz o granos de Ia roca y de Ia
densidad de los fluidos contenidos en ella. La densidad de la matriz de la roca dependerá de
su composición mineralógica.

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 Obtención de la porosidad
Se tiene un cubo de roca de dimensiones unitarias
saturado con un solo fluido (agua) como en la figura.
La parte inferior representa el total del volumen
unitario ocupado por los granos o matriz de la roca
(1- ᴓ), la parte superior es el volumen ocupado por
el fluido que satura los poros de la roca (ᴓ).
La densidad total del sistema de roca será:
𝜌 𝑏 =
𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 𝑟𝑜𝑐𝑎 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑜𝑐𝑎 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜

21. Efectos Adversos
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Efecto de la densidad de fluido
Efecto del gas
Efecto del petróleo
Efecto del Shale
Enjarre de lodo
Diámetro del agujero

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Otros
▸Determinación de inconformidades
Dentro de un intervalo de lutita, si hay un cambio de densidad
repentino, la explicación es que las formaciones arriba y abajo
del cambio se depositaron en ambientes diferentes, lo que me
indica una posible inconformidad.
▸Detección de sobrepresiones:
Los fluidos sobrepresurizados se comportan diferente a un
trend normal de compactación por lo que estas zonas tienes
porosidades mayores a aquellas normalmente presurizadas. Si
existiendo un trend normal de compactación hay un giro
inesperado indicando una disminución en la densidad no hay
evidencias de un cambio en la litología, es indicio de que se ha
entrado en una zona de fluidos presurizados.

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Otros
▸Reconocimiento de fracturas:
La herramienta para medir la densidad es sensible al registro de porosidad como a las
cavidades dejadas por las fracturas. El registro sónico también mide la porosidad pero no
permite analizar los espacios dejados por las fracturas, por lo que una comparación de
estos dos registros nos podrían indicar como se extiende una fractura en un intervalo del
reservorio.
▸Representación del registro:
En la parte derecha se registran la curva de densidad total de la formación pb (con línea
llena) y Ia curva de compensación, o sea Ia corrección que automáticamente se aplicó para
obtener pb (con línea interrumpida); las escalas son lineales, en gr/cm3.
Simultáneamente con estas dos curvas, se puede obtener una curva de rayos gama y un
registro de calibración de agujero a la izquierda.
.

24. 24 Ejemplos

25. Conclusión
▸La herramienta de densidad es uno de los instrumentos más
importantes utilizados para evaluar formaciones, midiendo la densidad y
la relación con la porosidad.
▸La herramienta de densidad mide la densidad de electrones, al emitir
rayos gamma de origen radiactivo y regresar a dos detectores.
▸La cantidad de rayos gamma que regresan depende del número de
electrones presentes, la densidad de electrones está relacionada con la
densidad aparente de mineral o roca
▸La densidad de registro de campo puede ser utilizada fácilmente para la
interpretación.
▸En las formaciones de baja densidad (alta porosidad) se leen más
conteos de rayos gamma. En la medida que la densidad se incrementa
(porosidad decrece), menos conteos de rayos gamma pueden ser
detectados.
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26. 26
¿Qué es el registro de densidad?
• El registro de densidad es un registro radiactivo, por medio del cual se obtiene la densidad
total, litología, enjarre y saturación de fluidos de la formación.
¿En que afecta la densidad a la emisión de rayos gamma?
• Mientras mayor sea la densidad del material de la formación, mayor será la probabilidad
de que los rayos gamma colisionen, pierdan energía o sean capturados, el resultado es
que llegan al detector una cantidad de rayos gamma menor que los que salieron
originalmente de la fuente.
¿Qué emite los rayos gamma de la herramienta de registro?
• Los rayos gamma de alta energía son emitidos de una fuente química (generalmente
Cesio, Americio o Berilio).
Cuestionario

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¿Cuáles son las partes de la herramienta típica de registros de densidad?
• Contiene una fuente radiactiva, un sensor de corto alcance, sensor de largo alcance, un
brazo de calibración y un patín de sonda.
¿Cuáles son los efectos que podrían alterar los registros de densidad?
• Efecto de la densidad de fluido, del gas, petróleo, lutita, enjarre de lodo y diámetro del
agujero.
Cuestionario

28. “▸Corvi, L. (2013). Registro de Densidad. [Documento en línea]. Obtenido de:
https://prezi.com/ur0xrnglhlw4/registro-de-densidad/
▸Nelson, R. (2012). Registro de densidad. [Documento en línea] publicado por LIZNEG. Obtenido de:
http://www.lizneg.net/2012/01/registro-de-densidad.html
▸Sigit Sutiyono. Basic Well Logging Design. [Archivo PDF] de Unocal Indonesia Company. Obtenido de:
http://memberfiles.freewebs.com/87/41/39744187/documents/Basic%20Well%20Logging%20Design.pdf
▸Arroyo, A. & Roig F. Introducción a los registros geofísicos de pozos. UNAM. Página 11. [Libro en línea].
Obtenido de:
http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/1764/APUNTES%20DE%20INT
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▸SPE international. Density Logging. [Página web] publicada por SPE international. URL:
http://petrowiki.org/Densitylogging.
Bibliografia