Este documento describe los diferentes métodos y equipos utilizados para la extracción de núcleos de roca durante el sondaje de pozos petroleros. Explica los sistemas convencionales de sondaje, incluyendo sacanúcleos convencionales, reforzados y con forros. También cubre sistemas especiales como de presión retenida, esponja, cierre completo y de manga de caucho. Finalmente, detalla los objetivos y tareas específicas de los departamentos de geología, ingeniería y perforación durante el anális

1. UNIVERSIDAD DE NEGOCIOS Y PETRÓLEO
Mineralogía Básica y Descriptiva
Resumen Norma API RP 40
• Métodos y equipos de extracción de núcleos
• Manejo y preservación de núcleos
• Tipos de roca y condiciones especiales de campo
• Selección y preparación de núcleos
Profesor
M. en I. Raymundo Erick Amaro
Martínez
Alumno
David Cruz Avendaño
Ingeniería Petrolera
Villahermosa, Tabasco a 12 de febrero de 2022

2. Norma API RP 40; Prácticas recomendadas para el procedimiento de
análisis de núcleos
En la norma API RP 40 menciona que el objetivo de cada operación de sondaje es recolectar información para hacer más eficiente la
producción de crudo o gas, requiriéndose personal de distintas disciplinas como petrofísica, yacimientos, geología, perforación y
producción. Del mismo modo factores como el tamaño de la perforación, el ángulo de perforación, temperatura, presión, y tipo de roca
influirán en la selección de las herramientas de sondaje.
Algunas tareas específicas del sondaje son:
Tareas específicas de sondaje
Objetivos geológicos Ingeniería petrofísica y de Yacimientos Perforación y Terminación
1. Información litológica:
(a) Tipo de roca
(b) Ambiente deposicional
(c) Tipo de poros
(d) Mineralogía/geoquímica
1. Información de permeabilidad:
a) Correlación de
permeabilidad/porosidad
b) Permeabilidad relativa
1. Estudios de la compatibilidad
de fluido/formación
2. Mapas geológicos 2. Datos de presión capilar 2. Datos del tamaño de grano
para el diseño de relleno de
grava
3. Orientación de fracturas 3. Datos para los registros de sucesos:
a) Propiedades eléctricas
b) Densidad de granos
c) Registro de gamma de núcleos
d) Mineralogía y la capacidad de
intercambio de catión
3. Datos de la mecánica de la
roca
4. Estudios del recobro mejorado de crudos
5. Estimación de reservas:
a) Porosidad
b) Saturación de fluidos
Para las operaciones de sondaje se deben emplear fluidos de perforación soporten las presiones esperadas de la formación como
también limpiar, lubricar, y estabilizar la perforación, brindando la seguridad y el éxito de la operación. Los intereses ambientales deben
considerarse, ya que el sistema de fluido para perforación puede ser más costoso para cumplir con los objetivos ambientales, además
de equipos adicionales para asegurar su contención; lo que conduce a una revisión del programa y el costo del análisis de núcleos y los
beneficios esperados mientras se cotizan los sistemas de fluidos para perforación. Dependiendo de las condiciones de perforación, se
elegirán los fluidos de perforación a utilizar para el sondaje, tales como lodos con base en agua, en aceite, espuma, y aire/vapor para
cortar núcleos exitosamente.
Equipos de Sondaje
Los equipos de sondaje están diseñados para recuperar muestras de roca desde la profundidad de la tierra para estudios geológicos y
de ingeniería, los cuáles consisten en un sacanúcleo interior suspendido de un montaje giratorio dentro de un saca-núcleo exterior
conectado a la cadena del taladro. Se conecta una barrena corta núcleos al fondo del cilindro exterior y se adapta un colector de
muestras en el fondo del cilindro interior. Se bombea el fluido para perforación por la cadena del taladro, a través del montaje giratorio,
por la corona circular entre los cilindro interior y exterior, y sale por la broca del taladro.

3. Los sistemas de Sondaje se pueden dividir de la siguiente forma
a) Sistemas convencionales de sondaje
a. Saca-núcleos Convencional
b. Saca-núcleos Convencionales Reforzados
c. Forros de los Saca-núcleo
d. Cilindros Interiores Desechables
e. Sondaje de Pozos Horizontales o de Ángulo Elevado
b) Sistemas especiales de sondaje
a. Sondaje de Presión Retenida
b. Sistema de Sondaje Forrado con Esponja
c. Sistemas de Sondaje de Cierre Completo
d. Saca-núcleos de Manga de Caucho
e. Saca-núcleos Recobrable Wireline
c) Sondaje de paredes laterales Wireline
a. Sondaje de Percusión de Paredes Laterales
b. Sondaje de Paredes Laterales por Perforación
c. Sistemas de Sondaje de Paredes Laterales
d) Sondaje orientado
e) Brocas para sondaje
f) Característica de cortanucleos de descarga de fluidos
Sistemas Convencionales de sondaje
Sistemas Convencionales de sondaje
Cilindro Interior Longitud del Núcleo Características especiales
Acero Dulce 30 a 120 pies (9.14 a 36.58 m) sistema preparado para la preservación de núcleos.
Aplicaciones de temperaturas altas
Acero Dulce 1.5 pies (0.46 m) Diseñado para sondaje de radio corto.
Acero forjable 120 a > 400 pies (36.38 a > 121.9 m) Saca núcleos más fuerte, incluye una estabilización
adicional de cilindro interior y exterior
Fibra de vidrio 30 a 90 pies (9.14 a 27.43 m) Sistema preparado para la preservación de
núcleos. Utilizado para formaciones consolidadas y
no consolidadas. Temperaturas máximas de
operación: resina normal 250 °F (121 °C), resina
para altas temperaturas 350 °F (176.7 °C)
Aluminio 30 a 90 pies (9.14 a 27.43 m) Sistema preparado para la preservación de
núcleos. Aplicaciones de altas temperaturas,
máximo 350 °F (176.7 °C).
Acero con forro plástico 30 pies (9.14 m) Sistema preparado para la preservación de
núcleos. Temperatura máxima de 180 °F (82.2 °C).
Reduce el diámetro del núcleo por ½ pulgada (12.7
mm)
Acero con forro de fibra de vidrio 30 pies (9.14 m) Sistema preparado para la preservación de
núcleos. Temperatura máxima de 250 °F (121 °C).
Reduce el diámetro de núcleo por ½ pulgada (12.7
mm)
Acero con forro de aluminio 30 pies (9.14 m) Sistema preparado para la preservación de
núcleos. Temperatura máxima de 350 °F (176.7 °C).
Reduce el diámetro de núcleo por ½ pulgada (12.7
mm)

4. Saca-núcleos Convencional
Existen herramientas convencionales de sondaje para cortar núcleos con diámetros exteriores de 1.75 a 5.25 pulgadas (44.5 a 133.4
milímetros). La longitud del núcleo puede variar de 1.5 pies (.46 metros) para aplicaciones de pozos horizontales de radio corto hasta
más de 400 pies (121.9 metros) para formaciones consolidadas gruesas y uniformes. El tamaño de la perforación, el ángulo de
perforación, fuerza de la roca, y litología controlarán el diámetro y la longitud del núcleo que puede ser cortado en un solo recorrido.
Saca-núcleos Convencionales Reforzados
Se han desarrollado herramientas de sondaje especiales para formaciones más duras que las normales, y cortar núcleos de longitud
extendida. Cortan núcleos hasta 5.25 pulgadas (133.4 milímetros) en diámetro. Se utilizan los sistemas de sondaje reforzados para
mejor ventaja cuando se sondean longitudes más largas de formaciones homogéneas o cuando se anticipan cargas de par de torsión
más altas que las normales. El saca-núcleos marino fue el precursor a los saca-núcleos de trabajo pesado de la generación de hoy en
día. Desarrollado para ser más fuerte que los sistemas de sondaje existentes y es la herramienta desarrollada para uso en aplicaciones
mar adentro. El saca-núcleos marino incrementa el margen de seguridad contra fallas en las herramientas, pero está limitado a cortar
núcleos de 3 pulgadas (76.2 milímetros) de diámetro.
Forros de los Saca-núcleo
El uso de un forro en un cilindro interior de acero tiene dos funciones principales: mejorar la calidad del núcleo soportando el material
de núcleo físicamente durante su manejo y servir como un sistema de preservación de núcleos. Se han usado plásticos PVC y ABS, fibra
de vidrio, y aluminio como forros de cilindro interiores. Los forros se deslizan en un cilindro interior convencional y son agarrados por
el montaje del colector de muestras y fricción. Los forros típicamente son de 30 pies (9.14 metros). Se pueden cortar para aplicaciones
especiales, pero su longitud máxima es rara vez de 30 pies (9.14 metros) debido a las limitaciones de fabricación y el manejo de
materiales. Los forros son indicados a menudo cuando se hace sondaje en formaciones no consolidadas o fracturadas. También son
apropiados cuando se corta roca dura en lugares remotos y mar adentro cuando se requiere una preservación de núcleos inmediata.
Los forros plásticos son adecuados para temperaturas hasta 180ºF (82.2ºC). Los forros de fibra de vidrio pueden utilizarse hasta 250ºF
(121ºC), 350ºF (176.7ºC) si se utiliza una resina especial para temperaturas altas. Se recomienda el aluminio por lo general cuando se
esperan temperaturas mayores a 250ºF (121ºC). La desventaja de los forros de saca-núcleos es que ellos reducen el diámetro efectivo
del cilindro interior por aproximadamente 0.5 pulgadas (12.7 milímetros).
Cilindros Interiores Desechables
Los cilindros interiores desechables sirven para los mismos propósitos generales que los forros. Además, el diámetro exterior del núcleo
no es reducido, como sería el caso con un forro de cilindro interior. Existen cilindros interiores desechables de aluminio, fibra de vidrio,
y acero dulce, y son fabricados de varios tamaños para adaptarse a la mayoría de los sistemas convencionales de sondaje.
Sondaje de Pozos Horizontales o de Ángulo Elevado
Los pozos de radio medio [radios de 290 a 700 pies (88.4 a 213.4 metros)] y aquellos con longitud extendida pueden sondearse con
saca-núcleos convencionales alimentados desde el tablero giratorio o por un motor dentro del pozo (la mayoría de núcleos son cortados
sin el uso del motor). El uso de un motor dentro del pozo permitirá que se realice el sondaje sin girar la cadena del taladro. Se colocaría
típicamente un saca-núcleos convencional largo de 30 pies (9.14 metros) adelante del motor de lodo dentro del pozo. Un sondaje sin el
motor dentro del pozo puede mejorar el control del ángulo del pozo.

5. Sistemas especiales de sondaje
Se han desarrollado sistemas especiales de sondaje para satisfacer las necesidades de sondaje. Los saca-núcleos de presión retenida y
de esponja surgieron para mejores datos de saturación de crudo. Los sistemas de sondaje de manga de caucho y de cierre completo
fueron desarrollados para mejorar la calidad de los núcleos cortados de formaciones no consolidadas. Otros sistemas especiales de
sondaje tienen capacidades únicas, las cuales los hacen útiles para los ingenieros y los geólogos que los emplean.
Sistemas especiales de sondaje
Sistema de Sondaje Dimensiones máximas del Núcleo Aplicaciones especiales
Presión retenida 3.75 pulg x 10pies (5000 psi) [95.3 mm x 3.05 m (34.5
Mpa)]
3.76 2.5 pulg x 20 pies (10000 psi) [63.5 mm x 6.1 m
(69 Mpa)]
Análisis de presión retenida, saturaciones de
fluido, volumen y composición de gases
Forrado con esponja 3.5 pulg x 30 pies (88.9 mm x 9.1 m) Saturaciones de fluido
De cierre completo 4 pulg x 60 pies (101.6 mm x 18.3 m) Recobro de formaciones no consolidadas
Manga de caucho 3 pulg x 20 pies (76.2 mm x 6.1 m) Recobro de formaciones no consolidadas,
fracturadas o conglomereradas
Wireline recobrable 2.75 pulg. X 30 pies (69.9 mm x 9.1 m) El sondaje es posible sin un tubo disparador
Wireline pared lateral de percusión 1 pulg x 1.75 pulg (25.4 mm x 44.5 mm Muestras obtenidas después de perforación y
registro
Wireline pared lateral perforada Muestras obtenidas después de perforación y
registro
Sacanúcleos de pared lateral Muestras obtenidas después de perforación y
registro
Sondaje de Presión Retenida
Los saca-núcleos de presión retenida son diseñados para recoger núcleos mantenidos en condiciones de presión de yacimiento. Siendo
el mejor método para obtener datos de saturación de crudo (los núcleos capturan gases de yacimiento.) Existen saca-núcleos de presión
retenida en dos tamaños: 6 pulgadas (152.4 milímetros) y 8 pulgadas (203.2 milímetros) de diámetro exterior que cortan núcleos de
2.50 y 3.75 pulgadas (63.5 y 95.3 milímetros) de diámetro exterior, respectivamente. El cilindro de diámetro exterior corta hasta 20 pies
(6.1 metros) de núcleo de 2.5 pulgadas (63.5 milímetros) de diámetro mientras mantiene una presión máxima de 10.000 psi (69 Mpa).
El cilindro de diámetro exterior de 8 pulgadas (203.2 milímetros) corta 10 pies (3.05 metros) de núcleo de 3.75 pulgadas (95.3
milímetros) de diámetro mientras retiene un máximo de 5.000 psi (34.5 Mpa) de presión interna. La máxima temperatura de operación
recomendada es de 180ºF (82ºC)
Sistema de Sondaje Forrado con Esponja
Fue desarrollado para mejorar la precisión de los datos de saturación de crudo basados en núcleos. Un sistema de sondaje de esponja
atrapa el crudo expulsado cuando se saca el núcleo a la superficie. Un sistema de sondaje de esponja tiene la ventaja de ser menos
costoso para operar que un sistema de sondaje de presión retenida. La esponja es estable a una temperatura de 350ºF (176.7ºC). El
sistema de sondaje de esponja es limitado a cortar un máximo de 30 pies (9.14 metros) de núcleo de 3.5 pulgadas (88.9 milímetros) de
diámetro por recorrido.
Sistemas de Sondaje de Cierre Completo
Fueron desarrollados para mejorar el recobro de formaciones no consolidadas. Estos sistemas utilizan forros para saca-núcleos o
cilindros interiores desechables, y un sistema especial de colección de muestras para recobrar las rocas dificultosas.
Los sistemas de sondaje de cierre completo están limitados actualmente a cortar núcleos de 3.5 pulgadas (88.9 milímetros) o 4 pulgadas
(101.6 milímetros de diámetro. La longitud recomendada de núcleos es de 30 pies (9.14 metros).

6. Saca-núcleos de Manga de Caucho
Fue el primer sistema desarrollado para mejorar las posibilidades de recobrar arenas no consolidadas, conglomerados, y formaciones
duras fracturadas. El saca-núcleos de manga de caucho es único porque la parte superior del cilindro interior no se mueve con respecto
al núcleo durante el sondaje. El cilindro exterior es perforado alrededor de una columna de roca que es encerrada progresivamente en
una manga de caucho. Solo existe un tamaño de saca-núcleos de manga de caucho, que corta 20 pies (6.1 metros) de núcleo de 3
pulgadas (76.2 milímetros) de diámetro por recorrido. Temperaturas límite de 200ºF (93ºC). No se recomienda la herramienta para uso
en perforaciones de más de 45 grados de inclinación. Además, el sondaje debe
Saca-núcleos Recobrable Wireline
Las herramientas de sondaje recobrable son operacionalmente similares a los sistemas convencionales de sondaje excepto que
estándiseñados para sacar el cilindro interior a la superficie por wireline. Esto acelera la operación de sondaje eliminando la necesidad
de interrumpir toda la cadena del taladro para cada núcleo.Las herramientas de sondaje recobrable son por logeneral más pequeñas y
más livianas que los sistemas convencionales de sondaje.
Sondaje de paredes laterales wireline
Se desarrollaron los sistemas de sondaje de paredes laterales wireline para obtener muestras de núcleos de un pozo después de que
este haya sido perforado y registrado, y antes de pasar el entubado. Estas herramientas pueden ubicarse en zonas de interés utilizando
datos de los registros gamma o de potencial espontáneo como guías. Las muestras ofrecen pequeñas partes de material de formaciones,
adecuados para estudios geológicos y de ingeniería
Sondaje de Percusión de Paredes Laterales
La mayoría de los núcleos de paredes laterales wireline se obtienen con sistemas de sondaje de percusión de paredes laterales. Estas
herramientas(pistola) disparan balas cilíndricas huecas, por impulsos eléctricos controlados desde la superficie y el movimiento de la
pistola saca las balas, que contienen las muestras, de la pared de la perforación (recobrables en la pared de perforación sin entubado).
Hasta 66 muestras de 1 pulgada (25.4 milímetros) en diámetro por 1 3/4 pulgadas 44.5 milímetros) de longitud, pueden tomarse durante
un recorrido en el pozo.
Las ventajas del sondaje de percusión de paredes laterales son velocidad, bajo costo, y la capacidad de sacar muestras en zonas de
interés después de correr registros en perforaciones abiertas. La desventaja es que la bala usualmente altera la formación, fracturando
la roca más dura o comprimiendo los sedimentos más blandos. Esto reduce el valor cuantitativo de los datos de análisis de los núcleos
de paredes laterales.
Sondaje de Paredes Laterales por Perforación
La herramienta giratoria o de perforado para paredes laterales fue diseñada para recobrar muestras de núcleos en paredes laterales
wireline sin el impacto destructivo del sistema de percusión apropiada para roca dura-a-friable. Se puede tomar un máximo de 30
muestras, 15/16 pulgadas (23.9 milímetros) de diámetro por 1 3/4 pulgadas (44.5 milímetros) de longitud en cada recorrido.
Sistemas de Sondaje de Paredes Laterales
Están diseñados para adquirir una muestra de núcleos más grande y continua de un pozo perforado y registrado que lo posible con las
herramientas existentes para el sondaje de paredes laterales. El primer sistema es similar al saca-núcleos convencional. El sistema de
sondaje de paredes laterales está diseñado para cortar hasta 10 pies (3.05 metros) de núcleos de 2 1/2 pulgadas (63.5milímetros) de
diámetro

7. Sondaje orientado
Los núcleos orientados son utilizados para orientar fracturas, campos de esfuerzo, y tendencias de permeabilidad. Las operaciones de
exploración, producción, y perforación utilizan la información para la búsqueda de yacimientos fracturados, el diseño de inundaciones
de agua, y la planeación de pozos horizontales.
Los núcleos orientados se cortan típicamente utilizando un saca-núcleos convencional adaptado con un anillo especial de trazado, y un
aparato para registrar la orientación de la cuchilla de trazado principal en relación con el norte magnético. Los métodos de laboratorio
utilizados para orientar núcleos son correlación del núcleo con los registros de imagen de pozos y el método paleo magnético.
Métodos de orientación de núcleos
Método Lugar Comentarios
Levantamiento por disparos múltiples Pozo Debe parar la perforación para tomar la lectura
Levantamiento electrónico Pozo Registra orientación vs tiempo
Método paleomagnético Laboratorio Orienta un intervalo contínuo
Correlaciones de registro Laboratorio Requiere capacidad recíproca en el núcleo y el pozo
Brocas para sondaje
Las brocas para sondaje son una parte básica del sistema de sondaje. Sin embrago las brocas de sondaje vienen en una confusa variedad
de estilos. Existen pautas generales de brocas/formaciones de los fabricantes para ayudar en la selección de la broca apropiada. Con un
poco de información básica, es posible tomar decisiones informadas sobre los tipos de cortadores, perfiles de brocas, y consideraciones
hidráulicas para el margen de condiciones de sondaje anticipadas. La dureza (fuerza compresiva), abrasividad, y variabilidad de las rocas
a sondear influye sobre la selección de cortadores. Para formaciones duras se sugiere el uso de cortadores más pequeños, más
resistentes a impactos. Las brocas de taladro de descarga frontal con baja invasión diseñadas para formaciones de resistencia no
consolidada-amediana pueden ser utilizadas en rocas más duras o abrasivas, pero la vida útil de la broca puede ser reducida
drásticamente.
Brocas para Sondaje
Popiedades de la Roca Tipo de Roca Cortanúcleos
Roca abrasiva ultra-dura Rocasígneas, cuarcita Impregnado de diamante natural
Roca abrasiva dura Arenisca, esquisto, aluvión Diamantes naturales montados en la superficie o
cortadores PTE
Roca dura no abrasiva Caliza,dolomita, anhidrita Cortadores PTE
Roca mediana a dura con capas
abrasivas
Arenisca, caliza, esquisto PTE o diamantes naturales montados en la superficie
Roca de resistencia blanda a mediana Arenisca, yeso, esquisto Cortadores CDP, diseño de baja invasión de fluídos
Rocas blandas, sin capas pegajosas Sal, anhidrita, esquisto CDP o cortadores de conos giratorios
Roca blanda pegajosa Suelo arcilloso Cortadores CDP, descarga frontal
Brocas de Diamantes Naturales
Se utilizan brocas de taladro de diamante natural cuando la formación es demasiado dura (alta resistencia compresiva) y/o abrasiva
para otro tipo de elementos cortadores. Se pueden montar diamantes naturales grandes en una matriz de carburo de tungsteno, o se
pueden dispersar recortes finos de diamantes en una matriz para formar lo que se llama una broca impregnada de diamantes. Éstas
son para aplicaciones en formaciones ultra-duras.
Cortadores Compactos de Diamantes Policristalinos (CDP)
Los cortadores (CDP) compactos de diamantes policristalinos son materiales de diamantes artificiales que consisten de una capa de
arenilla de diamantes del tamaño de un micrón sinterizada y adherida a espigas de carburo de tungsteno. El grosor de la capa de

8. diamantes policristalinos es solo de 0.020 a 0.060 pulgadas (.51 a 1.52 milímetros). Las brocas CDP se utilizan para sondear formaciones
que varían de muy blandas a medio duras. Las brocas son diseñadas para cortar por cizallamiento resultando en una alta velocidad de
penetración.
Diamantes Térmicamente Estables (PTE)
El producto (de diamantes) térmicamente estables, PTE, es similar a los CDP en que también es un material de diamantes artificiales.
La diferencia principal en el material PTE es que tiene un margen mas alto de estabilidad térmica debido al filtrado del catalizador
metálico utilizado en el proceso de fabricación. Estos cortadores son apropiados para formaciones considerados por lo general
demasiado duras y/o abrasivas para los cortadores CDP. Estos no son recomendados para formaciones blandas.
Brocas de Conos Giratorios
La broca de taladro de conos giratorios utiliza cuatro conos giratorios montados con piezas insertadas de carburo de tungsteno o
cortadores de diente triangular para propósitos de sondaje. Los cortadores en los conos giran y se incrustan en el fondo del pozo y
rompen la formación en compresión con una acción cinceladora.
Característica de descarga de fluidos de cortanúcleos
Descarga por la Entrada
Los cortanúcleos de descarga por la entrada están diseñados para tener el 100 por ciento del fluido pasar entre el anillo cortante y el
diámetro interior del cortanúcleos (la "entrada"). Las brocas de descarga por la entrada están diseñadas para limpiar el diámetro interior
del cortanúcleos, removiendo los recortes de esta área para asegurar una entrada muy uniforme del núcleo al sacanúcleos. La acción
limpiadora reduce la tendencia a atascarse de las formaciones duras y/o quebradizas.
Descarga Frontal
Los cortanúcleos de descarga frontal están diseñados para desviar algún fluido que normalmente pasaría a través de la entrada de la
broca al frente de la broca. Esto limpia la superficie de la broca y reduce la cantidad de fluido que puede friccionar el núcleo mientras
entra en el sacanúcleos. Se recomiendan las brocas de descarga frontal para uso en formaciones blandas y friables.
Perfil de Baja Invasión
Los cortanúcleos con perfil de baja invasión están diseñados para maximizar la velocidad de penetración, y minimizar la invasión de
filtrado de fluido de perforación en el núcleo. El diseño incorpora aberturas de descarga frontal, una reducida cantidad de cortadores,
y un espacio libre disminuido entre el cilindro interior y la superficie de la broca. Se recomienda el uso de cortanúcleos con perfil de
baja invasión para formaciones de resistencia blanda a mediana. Las formaciones mas duras disminuirían la velocidad de penetración y
posiblemente dañaría los cortadores.
Colectores de muestras
La parte mas crítica de cada sistema de sondaje es el colector de muestras que mantiene el núcleo en el cilindro mientras es llevada a
la superficie. Muchas situaciones requieren una combinación de dos o mas colectores para asegurar el éxito. Las secuencias de arena
friable intercalada con esquisto pueden requerir colectores tanto de tipo deslizante como de tipo plegadizo. Los colectores de cierre
completo funcionan principalmente para asegurar buenos resultados cuando se hace sondaje en arenas no consolidadas, también
incorporan colectores de anillo partido o de tipo deslizante para mejorar el recobro de núcleos en extremos de roca dura

9. Colectores de muestras
Tipo Uso
Anillo partido, resorte Formaciones consolidadas
Collar Donde las características de la formación son desconocidas
Deslizante Formaciones consolidadas, normalmente funciona con el colector
plegadizo o con cuchillas orientadoras
Dobladizo o plegadizo Formaciones consolidadas, fracturadas y no consolidadas donde la geología
es desconocida.
Canasta Formaciones no consolidadas, normalmente funciona con otro tipo de
colector de muestras
Cierre completo Formaciones friables o no consolidadas para proporcionar un cierre
completo positivo.
Manejo y preservación de núcleos
Los objetivos de un programa de manejo de núcleos son los siguientes:
a) Obtener material de roca representativa de la formación.
b) Minimizar la alteración física del material de roca durante el manejo y el almacenamiento del núcleo.
Los problemas más grandes enfrentados por aquellos que manejan y preservan rocas de yacimientos para el análisis de núcleos son los
siguientes:
a) Selección de un material no reactiva de preservación y un método para prevenir la pérdida de fluido o la adsorción de
contaminantes.
b) Aplicación de métodos apropiados de manejo y preservación de núcleos basados en el tipo de roca, grado de consolidación, y
tipo de fluido.
Todo el material de núcleos debe ser preservado en las instalaciones del pozo tan pronto sea posible después de recobro para minimizar
su exposición a las condiciones atmosféricas.
La terminología que se ha desarrollado para describir el estado de preservación de núcleos es históricamente importante,
Núcleo fresco: Cualquier material de núcleo recobrado preservado tan pronto como sea posible en las instalaciones del pozo para
prevenir pérdidas por evaporación y exposición al oxígeno. El tipo de fluido utilizado para sondaje debe registrarse
Núcleo preservado: Similar al núcleo fresco, pero este implica algún periodo de almacenamiento. El núcleo preservado está protegido
de alteraciones por cualquiera de una variedad de técnicas.
Núcleo limpio: Núcleo del cual los fluidos han sido removidos por solventes. El proceso de limpieza (secuencia de solventes,
temperatura, etc.) debe especificarse.
Núcleo de estado restaurado: Núcleo que ha sido limpiado, luego expuesto nuevamente a fluidos del yacimiento con la intención de
restablecer la condición de humectabilidad del yacimiento. Este es a menudo la única alternativa disponible, pero no hay garantía que
se restaure la humectabilidad del yacimiento. Las condiciones de exposición al crudo, especialmente en saturación inicial de agua,
temperatura y tiempo, pueden afectar la humectabilidad final.
Núcleo con presión retenida: Material que ha sido mantenido, hasta donde sea posible, en la presión del yacimiento con el fin de evitar
cambios en las saturaciones de fluido durante el proceso de recobro.
Existen varios métodos para la adquisición de núcleos. Se pueden dividir las técnicas de sondaje continuas convencionales de diámetro
completo en dos grupos: aquellas que emplean un cilindro interior estándar de acero para uso repetido, y aquellas que utilizan cilindros
interiores desechables o forros. Otros procesos especiales de sondaje, incluyendo los métodos de presión retenida y de esponja, están
disponibles para obtener resultados de análisis de núcleos y fluidos más representativos de las condiciones in situ.

10. El material de núcleos consolidado obtenido con un cilindro interior estándar de uso repetido debe sacarse del cilindro tan pronto como
sea posible después de llegar a la superficie para minimizar la imbibición de fluido de perforación. Entre los posibles efectos indeseables
de la imbibición de fluidos se encuentran los siguientes:
a. Cambios en las saturaciones de fluido, equilibrio geoquímico y de soluciones de gas.
b. Cambios en humectabilidad.
c. Movilización de arcillas intersticial y mineral de grano fino.
d. Dilatación de arcilla y la degradación asociada de propiedades mecánicas.
Varios tipos de roca y métodos de sondaje requieren niveles variables de atención y pueden dividirse en dos categorías principales:
a. Manejo básico - Esta categoría requiere una capacitación y/o experiencia mínima e incluye:
1) Un cilindro interior estándar de acero para uso repetido utilizado para obtener núcleos en rocas consolidadas
moderadamente homogéneas.
2) La adquisición de núcleos de paredes laterales por wireline con sondaje de percusión o giratorio.
b. Manejo especial - Esta categoría requiere una capacitación extensiva y/o equipos especiales e incluye:
1) Cilindros interiores desechables y sacanúcleos orientados utilizados para obtener núcleos de rocas fracturadas o no
consolidadas que pueden requerir una estabilización mecánica (Skopec, et al., 1992).
2) Saca-núcleos retenida a presión para mantener el núcleo en la presión del yacimiento para minimizar la expansión de
fluido de la reducción en presión y la expulsión de fluido mientras se lleva el núcleo a la superficie (Sattler, et al., 1988)
3) Saca-núcleos de aluminio con un forro de esponja dentro de un cilindro interior de acero para atrapar los fluidos
durante la expansión por la reducción en presión mientras se lleva el núcleo a la superficie (Park, 1983).
Remoción del Núcleo de un Cilindro Interior Estándar de Acero para Uso Repetido
El núcleo debe removerse del cilindro interior en una posición horizontal cuando sea posible. Se debe tener cuidado para minimizar la
sacudida mecánica durante la extracción. En toda manipulación física se debe intentar exponer el núcleo al mínimo esfuerzo mecánico
posible. Se debe evitar el uso de agua fresca u otros fluidos extraños para el núcleo. Si se presiona agua por el pistón y este entra en
contacto con el núcleo, se pueden obtener valores erróneamente altos de saturación de agua en un análisis subsecuente de núcleos
porque cualquier presión excesiva en el cilindro puede hacer que el fluido penetre el núcleo.
Clasificación y Registro de Núcleos
Se debe extender y empacar el núcleo en el piso de las instalaciones si hay espacio disponible. Alternativamente, el soporte de tubería
puede utilizarse para este propósito. La clasificación y registro del núcleo no debe interferir con la operación de perforación y/o sondaje.
Se debe tener cuidado para mantener la orientación, y preservar la secuencia correcta de los pedazos de núcleo. El punto clave es que
el núcleo debe clasificarse y marcarse de tal manera que todo el intervalo de núcleo pueda volverse a ensamblar en el futuro. Se debe
proteger al núcleo de temperaturas extremas, humedad, y deshidratación, i.e., sol directo, motores calientes, lluvia, vientos fuertes, y
baja humedad relativa. Los materiales y equipos de preservación de núcleos deben estar cerca del área de manejo de núcleos para
facilitar una operación rápida. Mediciones precisas de recobro deben ser tomadas y registradas.
Los siguientes datos y observaciones pueden ser útiles para determinar el origen de recobro adicional y la falta de recobro:
a. Parámetros de perforación - tiempo de perforación, velocidad de penetración, presión de bombeo, etc.
b. Condiciones generales del núcleo - continuidad, secciones quebradas, fracturas inducidas, etc.
c. Condición del equipo de sondaje de perforaciones de fondo.
Marque las profundidades de los núcleos de arriba abajo e indique en la parte de abajo si son de recobro adicional o falta de recobro.
La parte de arriba del siguiente núcleo debe tener la profundidad perforada. Esto quiere decir que, en el caso de recobro adicional,
habrá la misma profundidad en dos núcleos. Sin embargo, estos núcleos serán distinguibles uno del otro por sus números.

11. Las siguientes son las pautas apropiadas para extender y marcar el núcleo:
a. La parte de abajo del núcleo sale del cilindro primero y la primera pieza del núcleo debe colocarse en el fondo de una bandeja,
caja, o pileta, y cada pieza siguiente se coloca más cerca de la parte de arriba.
b. Se debe tener mucho cuidado para mantener la secuencia apropiada y la orientación del núcleo para asegurar que los
segmentos individuales del núcleo no estén fuera de lugar o al revés. Cualquier porción del núcleo que esté muy partida debe
meterse en bolsas de plástico y colocarse en su posición apropiada.
c. Arme el núcleo para que los extremos irregulares casen, luego mida la totalidad del recobro.
d. No lave el núcleo. Si hay demasiado fluido de perforación en la superficie del núcleo, se puede limpiar con un trapo limpio
saturado en fluido de perforación, y este se puede exprimir tan a menudo como sea necesario.
e. Con marcadores indelebles rojos y negros, pegados con cinta, marque el núcleo de arriba abajo con líneas paralelas . La línea
roja debe estar en el lado derecho si el individuo que marca se encuentra mirando de la parte de abajo del núcleo hacia arriba.
Se deben utilizar flechas apuntando hacia arriba para evitar confusiones.
f. Con un marcador indeleble o pintura, empezando de arriba, dibuje una línea a través del núcleo a cada pie de distancia, y
marque cada línea con la profundidad apropiada.
g. Para obtener un análisis confiable del núcleo, la velocidad es esencial en remover, extender, marcar y preservar el núcleo para
minimizar las alteraciones debidas a exposición.
h. El núcleo debe preservarse (ver 2.5) y colocarse en recipientes numerados para ser transportado al laboratorio.
Manejo de Forros y Cilindros Interiores Desechables
El uso de forros interiores de saca-núcleos y cilindros interiores desechables mejoran el recobro de las formaciones fracturadas o de
consolidación deficiente. Estos son hechos de plástico, fibra de vidrio, o aluminio y están clasificados para varias temperaturas. Cuando
se hace sondeo en formaciones no consolidadas o de consolidación deficiente, elija el forro o el cilindro desechable para soportar la
temperatura circulante. Los estratos duros tal como el esquisto son sondeados mejor utilizando fibra de vidrio o aluminio para prevenir
el atascamiento y consecuentemente un recobro de núcleos deficiente. Ciertos aditivos de fluido para sondaje tal como el cáustico
reaccionan con cilindros de aluminio causando la descarga de iones de aluminio, que pueden reaccionar con el núcleo para alterar las
propiedades de su superficie.
Un núcleo dañado es de uso limitado para el análisis de núcleos. El sacanúcleos debe ser llevado a la superficie suavemente. Durante
los últimos quinientos pies, el núcleo debe llevarse a la superficie lentamente para minimizar la expansión de gas que puede dañar el
núcleo no consolidado severamente si la presión es reducida muy rápidamente. Todas las perforaciones deben ser selladas si el forro o
el cilindro interior desechable es utilizado como recipiente de preservación de núcleos. Alternativamente, toda la sección perforada
puede ser colocada en bolsas de plástico para prevenir la pérdida de fluidos
Núcleo retenido a presión
Los saca-núcleos retenido a presión son diseñados para obtener la mejor saturación de fluido posible in situ. Este método de sondaje
ofrece una alternativa al saca-núcleos convencional que pierde presión a su recobro a la superficie. Para permitir la medición de
saturaciones de fluido en el laboratorio, el núcleo debe pasar por un manejo extensivo. Los siguientes procedimientos realizados sobre
núcleos congelados deben ser supervisados por la empresa operadora:
a. Remover el cilindro interior retenida a presión del hielo, colocar en una cubierta de seguridad, y cortar en los largos deseados.
b. Colocar cada sección nuevamente en el hielo, mientras se va cortando. Tener cuidado de asegurar que las secciones son
extendidas de tal manera que la parte superior y la parte inferior y la posición en la sección del núcleo se pueda identificar
claramente
c. Levantar un extremo de la sección del núcleo a la vez y colocar la tapa del núcleo con etiqueta a cada extremo, asegurándolo
con una abrazadera de manguera.
d. Las etiquetas deben ser marcados con el nombre de la empresa, presión recuperada, ubicación legal, margen de profundidad
del núcleo, y la profundidad del núcleo procesada.
e. Colocar las secciones del núcleo procesadas en cajas de embarque aisladas y empacar con hielo seco. Marcar la caja con la
información del d

12. Núcleo Esponjoso
Está diseñado para mejorar la medición de las saturaciones de fluido en yacimientos. Cuando el núcleo es llevado a la superficie, el
fluido que se perdería de lo contrario por expulsión debido a la reducción en presión es atrapado por una esponja de poliuretano
absorbente que rodea el núcleo. El equipo de sondaje consiste de 6 largos precortados de 5 pies (1.52 metros) de forro de aluminio
dentro de un cilindro interior estándar de acero.
Sondaje de Paredes Laterales Wireline
Los núcleos de paredes laterales wireline son extraídos de la formación por varios medios. El sondaje de paredes laterales por percusión
implica el uso de una carga explosiva que impulsa un proyectil hueco en la formación. Debido a las fuerzas producidas por la entrada
de la bala en la formación, ocurre la compactación, fractura, y desorden de los granos de la roca. Se debe tener mucho cuidado cuando
se maneja este material de núcleos. De manera alternativa, los núcleos de paredes laterales wireline pueden perforarse mecánicamente
de la formación con una broca giratoria. Se minimizan los daños con esta técnica. Sin embargo, este método no es factible en todos los
tipos de roca.
Sondaje Continuo Recobrado de Wireline
En las operaciones de sondaje continuas recobradas de wireline (WRC), el sacanúcleos es recobrado mientras la cadena del taladro
permanece dentro de la perforación. El tiempo de viaje es reducido y consecuentemente, el método puede ser menos costoso que el
sondaje convencional.
Marcado de Profundidad en Núcleos WRC
Una buena comunicación entre el personal de recobro de núcleos y el perforador en el campo es necesaria para el marcado exacto de
profundidades en núcleos WRC. En el sondaje convencional, el perforador suministra la profundidad superior e inferior del intervalo
sondeado. En el sondaje WRC, el núcleo metido en una sección puede sacarse en la siguiente sección, así que la verdadera profundidad
del núcleo actual puede estar en el intervalo previamente sondeada. El recobro de "núcleo metido" también significa que el volumen
del núcleo sobre-recobrado es más grande que el comúnmente encontrado en el sondaje convencional. El marcado de núcleos luego
debe moverse de abajo hacia arriba. Si se obtiene un recobro del 100 por ciento o más en la sección previa, las asignaciones de
profundidad deben seguir los procedimientos convencionales, con el marcado de profundidad empezando en la parte superior. Para un
recobro deficiente, se debe utilizar la siguiente ecuación para contar el núcleo faltante:
Núcleo faltante
= Profundidad Perforada - Longitud del Núcleo
= [CDD - PDD] - [CBL + PC - VOID] (1)
Donde:
MC = longitud del núcleo faltante, pies (metros)
CDD= profundidad del perforador actual, pies (metros)
PDD=profundidad del perforador anterior, pies
(metros)
CBL = longitud del sacanúcleos, pies (metros)
PC = núcleo prominente
VOID = vacío en el sacanúcleos, pies (metros)
En un recobro deficiente, las profundidades del núcleo deben marcarse de arriba hacia abajo, asignando recobro deficiente a la sección
inferior del intervalo sondeado.

13. Método Alternativo para el Marcado de Profundidad en Núcleos WRC
Una alternativa al método mencionado anteriormente es asignar profundidades de la misma manera que los núcleos convencionales.
En cuanto a los núcleos convencionales, puede haber un recobro deficiente o un sobre-recobro. Empezando desde arriba, marque el
núcleo con marcas de profundidad cada pie hasta el final del núcleo.
Lavado de Núcleos WRC
En cuanto al sondaje convencional, se debe tener cuidado para evitar daños en la roca; e.g., lavándola con fluidos no apropiados. Si
existe alguna ambigüedad acerca de los efectos dañinos, elija la precaución, por ejemplo, evitando el lavado del núcleo.
Análisis de los Núcleos WRC
El punto hasta el cual se analiza el núcleo WRC varia en cada operador. Los procedimientos de análisis de núcleos WRC difieren
significativamente de aquellos utilizados para núcleos convencionales. En las operaciones de sondaje convencional, el núcleo es
devuelto a un laboratorio para su análisis y, en algún momento futuro, se ajustan los resultados del análisis del núcleo para las
profundidades perforadas. Con el núcleo WRC, mucho del análisis es realizado en el campo, y en algunos casos, el núcleo no puede
archivarse nunca.
Saca-núcleos Orientado
La orientación del saca-núcleos se logra utilizando instrumentos electrónicos de disparos múltiples y equipos especializados de trazado
de núcleos. Alternativamente, la signatura de roca paleomagnética puede utilizarse para propósitos de orientación de núcleos.
Muestreo y análisis en campo
En general, no se recomienda el muestreo del material de núcleos recobrado en el pozo. Si es necesario tomar muestras
inmediatamente, se deben tomar precauciones para minimizar el tiempo de exposición del núcleo. El muestreo debe ser rápido,
eficiente, y realizado de acuerdo con las prácticas correctas de seguridad. Siempre obtenga muestras utilizando el método menos
dañino o contaminante disponible. Todo el núcleo debe ser guardado en todos casos. La muestra removida debe ser preservada,
marcada, y empacada de una manera consistente con la prueba deseada. Los datos adicionales pertinentes deben acompañar las
muestras al laboratorio o deben estar disponibles para análisis en el pozo.
Transporte y Logística
El método de transporte debe ser práctico y debe ofrecer protección contra daños por cambios ambientales, vibraciones mecánicas, y
el maltrato. Por razones de seguridad, puede ser necesario tratar a los núcleos empacados en hielo seco como "productos químicos"
para propósitos de transporte.
Hoja de Datos
Se debe conseguir una hoja de datos adecuada y esta debe ser diligenciada por el ingeniero o el geólogo del pozo, para proporcionar
un registro más completo de las condiciones del sondaje. Esta información será valiosa para la cualificación de la interpretación de los
datos de análisis del núcleo. La siguiente es una lista de información deseable:
a. Identificación del pozo, número API del pozo, elevación, números y contactos del vendedor, como también sus teléfonos,
números de fax y direcciones.
b. Tipo de fluido de perforación, contenidos, y datos medidos. c. Tipo de núcleo y equipos utilizados.

14. c. La(s) formacion(es) sondeadas, con la profundidad del perforador superior e inferior.
d. Indicación de la información crítica de sondaje y cualquier nota pertinente, i.e., tiempo total de sondaje/viaje, dificultades, y
recobro.
e. Salinidad de la formación de agua y los datos del fluido de producción.
f. Pautas de preservación. Tiempo de exposición.
g. Análisis solicitado.
h. Registro de sondaje y registros de perforación.
i. Una descripción del núcleo.
j. Registros de pozo y registros del lodo.
Tipos de roca y condiciones especiales de manejo
Las descripciones geológicas de la roca son más complejas y se han trazado esquemas de clasificación para categorizar tipos de roca
específicos con respecto a textura, tipo de cementación, tamaño de grano, etc. Se deben tener en cuenta muchas consideraciones
especiales cuando se diseña un programa para el manejo de núcleos en el campo.
Roca Consolidada
Las rocas consolidadas son duras como resultado de cimentación. Las rocas pueden describirse como consolidadas, mal consolidadas
(friable), o no consolidada, dependiendo del grado de compactación y cimentación. Las rocas consolidadas comunes incluyen caliza,
dolomita, arenisca y una variedad de cuarzo.
Roca No Consolidada
Las rocas no consolidadas tienen poco cemento, o no lo tienen y son esencialmente sedimentos compactados. Se debe tener cuidado
para prevenir el desmoronamiento del núcleo. Esto incluye el asegurar que el núcleo es llevado a la superficie, extendido suavemente,
y preservado de tal manera que sobrevivirá el transporte.
Roca No Consolidada - Aceite Liviano y Gas
Es crítico preservar núcleos no consolidados que contienen aceite liviano de una manera eficiente y apropiada. Se deben evitar los
movimientos innecesarios del núcleo. Los dos métodos comúnmente utilizados para preservar este tipo de roca comprenden métodos
ambientales, tales como la congelación o refrigeración y estabilización mecánica con epoxi, resina de espuma, etc. El núcleo no
consolidado que contiene aceite liviano es susceptible a pérdidas significativas de fluido durante el manejo en superficie. Si se utiliza la
congelación para estabilizar materiales no consolidados, el núcleo no debe ser transportado hasta que no esté completamente
congelado, porque la congelación parcial puede causar daños estructurales en el núcleo
Roca No Consolidada - Aceite Viscoso
La dificultad más grande en el manejo de rocas no consolidadas que contienen aceite viscoso es la prevención o la minimización de la
expansión de núcleo retardada. El mejoramiento de la calidad del núcleo en areniscas de aceite viscoso no consolidadas requiere las
siguientes consideraciones:
a. Proporcionar restricción mecánica a la expansión.
b. Proporcionar un medio para permitir el drenaje del gas. c. Proporcionar resistencia mecánica al núcleo.

15. Carbonatos "Vuggy"
Los vugs grandes pueden debilitar el material del núcleo y causar dificultades en el recobro. En muchos casos, el recobro del núcleo es
reducido en intervalos "vuggy" friables.
Evaporados
Las rocas salinas son por lo general bastante competentes y, excepto por su solubilidad, pueden considerarse rocas consolidadas. El
núcleo que contenga sales en secuencias continuas o como rellenos de vugs y fracturas no debe lavarse con agua dulce bajo ninguna
circunstancia. El transporte y el almacenamiento de núcleos que contienen sales siempre debe realizarse manteniendo la naturaleza
soluble del material en cuestión. Los núcleos de evaporados, anhídridos, yeso y calcita no presentan problemas especiales de manejo
Roca Fracturada
Muchas rocas de yacimientos son naturalmente fracturadas. Se recomienda el uso de cilindros interiores desechables o forros de
aluminio o fibra de vidrio para el sondaje de roca fracturada
Rocas Ricas en Minerales de Arcilla
Puede haber minerales de arcilla en pequeñas cantidades en las rocas, y a pesar de esto tener un impacto profundo sobre las
propiedades de las rocas. Algunas de las principales preocupaciones en las rocas que contienen minerales de arcilla incluyen:
a. La presencia de esmectita (un mineral de arcilla que se dilata),
b. Los minerales de arcilla intersticiales pueden ser movilizados físicamente por cambios en contenido de fluido, química, o alteración
mecánica, resultando en el bloqueo de secciones de paso.
c. Los minerales de arcilla en contacto con sus fluidos naturales están el equilibrio termodinámico, y la exposición a otros fluidos alterará
esto resultando en cambios en la actividad de minerales de arcilla, cationes intercambiables, y cambios consecuentes en
comportamiento mecánico y de flujo.
d. Los esquistos y areniscas esmécticos pueden dilatarse cuando se remueve el esfuerzo restrictivo si hay agua libre.
Esquisto
Estos materiales tienen planos de rajadura de baja resistencia que pueden partirse espontáneamente, aun si se maneja el núcleo con
mucho cuidado. Una vez un núcleo de esquisto rajadizo se haya partido, puede ser imposible obtener muestras lo suficientemente
grandes para un análisis de núcleo.
Roca de Baja Permeabilidad
La evaporación de fluidos, un problema en todos los materiales de núcleos, es una dificultad especial en los núcleos de baja
permeabilidad y de baja porosidad donde el cambio porcentual en saturación puede ser mucho más grande para el mismo volumen de
fluido evaporado.
Carbón
El contenido de gas, el comportamiento de sorción del gas, la permeabilidad, permeabilidad relativa, análisis de clivajes y fracturas,
composición del núcleo, y comportamiento mecánico in situ son los principales intereses en el análisis de carbón para la producción de
metano en estratos de carbón.

16. Diatomita
Las diatomitas son por lo general rocas de alta porosidad y baja permeabilidad compuestas de fases de cuarzo opalino con cantidades
variables de material detrítico. Las diatomitas son sondeadas con cilindros interiores desechables o forros. La diatomita puede ser
preservado por medios ambientales, envoltura, etc. No se recomienda la congelación de diatomita. Se debe controlar la temperatura
para mantener una temperatura constante de 35 a 40ºF (1.67 a 4.44ºC) durante las operaciones en el pozo y de transporte.
Preservación de núcleos para análisis
La preservación de un núcleo es un intento para mantenerlo, antes de su análisis, en la misma condición que existió en el momento de
su remoción del sacanúcleos. La preservación y el empaque de núcleos pueden variar dependiendo de las pruebas requeridas, la
cantidad de tiempo antes de pruebas, y la posibilidad de realizar pruebas en el pozo.
Métodos de Preservación de Núcleos No existe un método de preservación mejor que otro. La experiencia puede ayudar a determinar
el método más satisfactorio para el tipo de roca en cuestión. La elección del método dependerá de la composición, grado de
consolidación, y las características distintivas de la roca. Por lo tanto, el uso general de un método específico de preservación no aplicará
para todos los tipos de roca.
Los métodos preferidos para preservar núcleos para análisis de laboratorio incluyen uno o más de los siguientes:
a. Estabilización mecánica.
b. Preservación ambientalmente controlada utilizando refrigeración, humedad regulada, o congelación, si es necesario.
c. Laminados de plásticos sellados a calor.
d. Bolsas plásticas.
e. Baños y revestimientos.
f. Sellado en cilindros interiores desechables, forros, y tubos.
g. Frascos anaeróbicos.
Estabilización Mecánica
Todos los tipos de roca deben ser estabilizados mecánicamente antes de enviarlos al laboratorio. Esto es particularmente cierto para
rocas no consolidadas. El núcleo que ha sido cortado utilizando cilindros interiores con forros plásticos, de fibra de vidrio, o de aluminio
o desechables puede ser encapsulado utilizando resina, cera, o espuma para llenar el espacio anular entre el núcleo y la manga. Se debe
tener cuidado para evitar la alteración de núcleos mal consolidados o fracturados antes de la estabilización mecánica.
Preservación Ambiental
El control de las condiciones ambientales a las cuales el núcleo es sometido por refrigeración o manteniendo un ambiente húmedo
pueden ayudar a preservar el núcleo. La refrigeración de núcleos se usa principalmente para minimizar la evaporación de fluido y para
proporcionar una estabilización mecánica. Esta técnica es útil para evitar que el núcleo se seque. Sin embargo, su eficacia está sujeta al
tipo de fluido de sondaje y las propiedades de la roca y el fluido del yacimiento.
Laminados Plásticos Sellados a Calor
Existen diferentes laminados plásticos que se pueden sellar a calor. Se puede utilizar papel aluminio o Mylar para agregar rigidez al
laminado. El empaque laminado de preservación de núcleos debe actuar como una barrera impenetrable al vapor de agua y gases, y
debe ser resistente a la alteración química y degradación por fluidos. Los laminados son fáciles de usar y el proceso de preservación
puede ser realizado rápidamente. Se debe tener cuidado para evitar desgarres o perforaciones en el laminado. Se requiere una
superficie limpia y plana para alisar el laminado antes de sellar.

17. Todo el núcleo debe ser envuelto previamente y pegado con un plástico durable u otro material para tapar los extremos del núcleo y
los bordes afilados. Se debe marcar el segmento empacado con la información del pozo y la profundidad.
Bolsas Plásticas
Se recomiendan bolsas plásticas únicamente para la preservación de corto plazo. Las muestras de núcleos deben tener un espacio
mínimo de aire entre el núcleo y las paredes de la bolsa. La parte sobrante de la bolsa puede ser doblada contra la pared del núcleo y
pegada con cinta para asegurar un encaje ajustado.
Baños y Revestimientos
Se utilizan baños y revestimientos cuando los núcleos van a ser probados después de pocas horas o días y cuando el material va a ser
transportada por largas distancias. También pueden utilizarse con laminados plásticos para agregar integridad mecánica.
CUIDADO: Los núcleos nunca deben ser bañados directamente con cera derretida o material plástico derretido.
Cilindros Interiores Desechables, Forros y Tubos Rígidos
Un medio conveniente de preservación de núcleos es posible cuando se utilizan cilindros interiores desechables o forros hechos de
plástico, aluminio o fibra de vidrio. El núcleo puede preservarse tal como está sellando los extremos del cilindro interior o el forro
cortado. Esto no se recomienda como método de preservación de largo plazo, pero esto permitirá que el núcleo se procese rápidamente
y sin equipos especiales.
Frasco Anaeróbico
La inmersión del núcleo en líquido dentro de un frasco anaeróbico puede utilizarse para prevenir la oxidación, evaporación secado
durante el manejo del núcleo. El recipiente anaeróbico es un frasco alargado con una tapa sellable, en el cual se puede introducir un
líquido y se puede remover el oxígeno libre. El líquido de inmersión debe ser compatible con los fluidos del núcleo y de poros, y debe
ser capaz de mantener la humectabilidad actual de la muestra.
Típicamente, los siguientes fluidos son utilizados para inmersión:
a. Salmuera de formación desoxigenada o salmuera de formación sintética con insecticida.
b. Crudo.
c. Aceite mineral refinado despolarizado. Como siempre, siga todas las precauciones de seguridad cuando se utilicen frascos
anaeróbicos para la preservación de muestras de un yacimiento
d. Registros de pozo y registros del lodo
Selección de núcleos y preparación de núcleos
La selección y preparación de núcleos implica que el operador o usuario pueda hacer uso de materiales, operaciones, y
equipos peligrosos. Es la responsabilidad del usuario el establecer prácticas apropiadas de seguridad y salud antes de
usarlos y el cumplir con todos los requerimientos reglamentarios.
La descripción del núcleo tiene como propósitos:
• Reconocimiento de características litológicas, deposicionales, estructurales, y diagenéticas de núcleos enteros o tajados.
• Las descripciones cualitativas y cuantitativas de núcleos
• Los cuales proporcionan la base para el muestreo regular del análisis de núcleos, y otros estudios de yacimientos tales como
la calidad del yacimiento y análisis de núcleos suplementarios.

18. Algunos equipos utilizados en las descripciones estándar de núcleos son:
a. Formulario de registro para la recolección sistemática de datos.
b. Microscopio o lupa de mano.
c. Escala para la medición de longitud.
d. Escala para el tamaño de grano.
e. Productos químicos apropiados tales como:
1) Agua o salmuera para mejorar la visibilidad de estructuras geológicas.
2) Ácido HCl diluido para identificar minerales carbónicos.
3) Alizarina roja para diferenciar calcita y dolomita.
4) Solventes de hidrocarburos para facilitar la detección de la fluorescencia de aceite bajo luces ultravioletas.
f. Registro de sondaje, informe de perforación, registros de lodo, información del pozo sobre núcleos perdidos.
g. Registro gamma de núcleos.
h. Luz ultravioleta.
Precauciones
a. Se debe evitar la exposición de las muestras al aire y a productos químicos hasta que se hayan terminado los análisis sobre el
núcleo.
b. Elegir un formato apropiado para el registro, para así poder representar el núcleo con precisión.
Procedimientos
Extender en núcleo sobre una mesa, comparar la cantidad de núcleo con la del informe del sondaje y reportar cualquier daño o
alternación al núcleo durante el manejo y transporte en el campo. Revisar la numeración u orden de las cajas, y medir la longitud de
cada una. Si hay registros de rayos gamma del pozo disponibles, se debe hacer una comparación con los registros de los rayos gama del
núcleo para verificar que las profundidades de intervalos sondeados sean consistentes con las profundidades del registro de pozo.
Registrar las características principales:
1. Litología del núcleo (esquisto, arenisca, caliza, etc.)
2. Color. Anotar la cualquier mancha de aceite y fluorescencia relacionada
3. Estratificación (grosor, contactos de los estratos, marcadores de erosión).
4. Textura (tamaño de grano, angulosidad/redondez y distribución).
5. Composición (granos, cemento, fósiles).
6. Tipos de porosidad.
7. Características diagenéticas y tectónicas.
Registrar rocas que no sean del yacimiento. Especificar información de fractura tal como ancho, extensión, densidad, orientación de
fractura si el núcleo está orientado, y la presencia de lodo. Si es posible identificar entre fracturas naturales y aquellas inducidas por el
sondaje.
Registros de rayos gamma de núcleos y registros de rayos gamma espectrales de núcleos
Las emisiones de rayos gamma que ocurren naturalmente son a causa del uranio y torio junto con el potasio 40. Estas emisiones
permiten registrar mediciones de rayos gamma con profundidad. Este es un registro medido en superficie que se puede comparar con
las lecturas de rayos gamma tomadas de un registro de rayos gama en el pozo. Estos resultados pueden ser usados para ajustar la
profundidad del núcleo y para identificar las zonas donde se han perdido partes del núcleo.

19. El aparato recomendado consiste de un transportador para un núcleo en movimiento y los detectores de rayos gama adecuados. Un
sistema detector típico consiste de un cristal de escintilación, el cual es constituido normalmente por yoduro de sodio revestido con
talio [NaI(Tl)]. Otros cristales de escintilación incluyen yoduro de cesio (CsI) y germanio de bismuto (BiGeO). Se procesan las señales en
los detectores y los rayos gama son clasificados por energía y contados en unidades APIU. Con las unidades de rayos gamma espectrales,
estas cuentas son convertidas en concentraciones de potasio, uranio y torio. Estas son ploteadas en formatos de registro y escala de
pozo para una comparación directa con los registros de pozo.
Ventajas
• Es utilizado en la práctica general para correlacionar la profundidad del núcleo con la profundidad del registro.
• El aparato de rayos gamma espectrales diferenciará las concentraciones de uranio, torio y potasio
• puede utilizarse para identificar y diferenciar el esquisto
• particularmente en los núcleos de arenisca con grandes cantidades de feldespato y mica de potasio
Limitaciones
• Esta técnica no es capaz de detectar la baja actividad de rayos gamma.
• puede sufrir de interferencias significativas de fondo
Calibración
• Las calibraciones son sensibles al tamaño del núcleo y el alcance de energía de rayos gamma.
• El aparato de rayos gamma total requiere un tubo de calibración que contiene potasio (K-40), uranio (U-238), y torio (T-232)
• Un tubo de calibración en blanco debe ser medido para asegurar que una cantidad mínima de rayos gamma de fondo están
interfiriendo con el aparato
Formación de imágenes de núcleos
Una imagen registrada del núcleo es esencial. Este registro proporcionará información que puede utilizarse si la observación del núcleo
no es posible. Todo registro debe incluir información sobre la profundidad del núcleo junto con una escala.
El registro puede incluir imágenes visuales de las características de la superficie el núcleo utilizando técnicas fotográficas,
representaciones visuales de las estructuras internas del núcleo tales como radiografías, tomografías computarizadas de rayos x,
imágenes de resonancia magnética, o imágenes acústicas.
Fotografía
El núcleo normalmente es fotografiado bajo la luz natural (5.500 K) o la luz ultravioleta (254-365 nm). Las fotografías de luz natural
muestran la litología y las estructuras sedimentarias y las características específicas de núcleos. Las fotografías de luz ultravioleta pueden
resaltar las zonas que contienen hidrocarburos causando la fluorescencia de la mayoría de aceites:
• Marrón anaranjado para aceites viscosos.
• Amarillo brillante para aceites de alta gravedad
• Los condensados pueden ser entre blanco y blanco azulado.
• Las zonas que no contienen hidrocarburos serán las regiones violetas, aunque algunos minerales como las calizas cretáceas
también son violetas
Ventajas

20. • La fotografía de núcleos proporciona un registro visual del núcleo.
• Puede utilizarse para reconstruir partes del núcleo dañado, minimizar el manejo del núcleo
• Identificar la ubicación de muestras si son fotografiadas después de la toma de muestras.
Limitaciones
• Los colores fotográficos pueden ser diferentes a los verdaderos colores del núcleo.
• Las características del relieve puede requerir la humectación de la superficie del núcleo para la fotografía.
• Se requiere una escala de colores y una barra cromática si se necesitan ajustes.
Técnicas de Rayos X
Las técnicas de rayos x pueden utilizarse de manera no invasiva para examinar la naturaleza interna de un núcleo. Un haz de rayos x es
dirigido hacia el núcleo y se miden las variaciones en la atenuación de incidencia. Estas técnicas son: fluoroscopio, radiografía x, y
tomografía computarizada (exploración CT). La utilidad de estos métodos depende de su sensibilidad a los contrastes de densidad
dentro del núcleo. Las áreas densas, no porosas, serán contrastadas contra las áreas porosas de baja densidad.
Ventajas
• Las técnicas de rayos x proporcionan representaciones cuantificadas y objetivas del núcleo.
• Estas representaciones pueden proporcionar ventajas similares para fotografías de núcleos sin la necesidad de exponer una
superficie del núcleo.
Limitaciones
• La resolución de las imágenes es menor que aquella proporcionada por fotografías.
• La atenuación de rayos x puede variar con la mineralogía, dependiendo de la energía del haz de rayos x.
• Algunas aplicaciones aún están en la etapa de desarrollo.
Resonancia Magnética Nuclear (RMN)
Proporciona una imagen reconstruida de fluidos dentro de una muestra de núcleo. Los núcleos que pueden formar imágenes incluyen
H, P, Na, C. Las mediciones RMN se basan en la aplicación de una energía de excitación. La energía de excitación es suministrada por un
campo magnético oscilante en resonancia con los núcleos. Cuando se remueve la excitación se mide la velocidad en el núcleo, la cual
se mide a través de una bobina receptora sintonizada.
Ventajas
• Las imágenes de resonancia magnética no son Invasoras.
• Proporcionan una imagen que muestra las ubicaciones de fluido dentro de una muestra.
• Las ventajas aplican siempre que la muestra sea contenida dentro de un soporte adecuado no metálico.
Limitaciones
• Esta técnica no es descriptiva del núcleo sino de los líquidos dentro del núcleo.
• La técnica requiere una alta densidad de núcleos resonantes para una señal adecuada. Por lo tanto, los núcleos de baja
porosidad darán señales débiles.
• Los minerales pamagnéticos o ferromagnéticos pueden inhibir o degradar la señal medida y pueden distorsionar la imagen.

21. Muestreo de núcleos y preparación de núcleos (análisis básico de núcleos)
El procedimiento de muestreo para el análisis básico de núcleos considerará:
a. Distribución litológica.
b. Variaciones de porosidad y permeabilidad dentro de las unidades litológicas.
c. Distribución de hidrocarburos.
Muestras de Tapones
Estos tapones proporcionarán datos sobre las propiedades de la matriz. Estos deben ser removidos de secciones de núcleos enteros
que están orientados vertical u horizontalmente con respecto al eje completo del núcleo o con respecto a la normal de los planos de
estratificación
Muestras de Diámetro Completo
Las muestras de diámetro completo (secciones de núcleos enteros) deben ser tomadas de los siguientes tipos de zonas o donde existen
heterogeneidades significativas de gran escala en donde son diferentes las propiedades de la matriz. Estas zonas pueden ser:
a. Carbonatos "vuggy"
b. Yacimientos fracturados
c. Conglomerados
Corte, Arreglo, y Montura de Muestras
El núcleo debe ser cortado y arreglado para proporcionar muestras de formas regulares, más comúnmente cilindros rectos.
Aparatos y Suministros
a. Sierra de tajada grande con hoja de diamante.
b. Sierra de guarnición con hoja de diamante.
c. Prensa taladradora con brocas de núcleos de diamante, capaces de perforar muestras cilíndricas.
d. Afilador para cuadrar los extremos de los tapones.
e. Bombas de fluido para llevar diferentes refrigerantes (salmuera, aceite, aire, agua, N2 líquido) a las superficies de cortado.
f. Medios de marcado indeleble tal como tinta India.
g. Mangas de plomo, aluminio, o plástico que encoge con el calor para montar muestras blandas, no consolidadas, o muy frágiles.
LIMPIEZA DE NÚCLEOS
Antes de las mediciones de porosidad y permeabilidad de laboratorio, los fluidos originales (hidrocarburos, agua y salmuera) deben ser
completamente removidos de la muestra del núcleo. Esto por lo general se logra por medio de la purga, el desagüe, o el contacto con
diferentes solventes.
Purga de Solvente por Presión Directa
La extracción de hidrocarburos y sal de las rocas de yacimientos puede lograrse inyectando uno o más solventes en la muestra de núcleo
bajo presión y a temperatura ambiente. La presión utilizada debe ser dependiente de la permeabilidad de la muestra y puede variar de
10 a 1.000 psi. Las muestras de núcleos pueden colocarse en un aparato portanúcleos adecuado que permitirá el flujo de solvente a
través de la matriz de la muestra. El volumen del solvente requerido para remover los hidrocarburos completamente en la muestra del

22. núcleo es dependiente de los hidrocarburos presentes en la muestra y el solvente utilizado. El núcleo se considera limpio cuando la
corriente saliente está limpia.
Purga por Centrífuga
Una centrífuga con una cabeza especialmente diseñada es utilizada para rociar solvente limpio y tibio (de un destilador) contra las
muestras de núcleos. La fuerza centrífuga hace que el solvente fluya a través de las muestras desplazando y extrayendo el aceite (y el
agua). Se debe variar la velocidad de rotación de unos cientos a unos miles de revoluciones por minuto (rpm), dependiendo de la
permeabilidad y el grado de consolidación del núcleo. Se pueden utilizar la mayoría de los solventes comunes.
Extracción por Solvente a Gas
En este procedimiento, un núcleo es sujeto a ciclos repetidos de impulso interno disuelto o solucióngas hasta limpiar el núcleo de
hidrocarburos. Se remueven el solvente restante y el agua por medio de un horno de secado.
Cuando se lleva un núcleo de una formación petrolífera a la superficie y este se despresuriza, el gas disuelto en el aceite sale de la
solución y desaloja alguna cantidad de aceite y agua del núcleo. Esto resulta en algunos espacios de poros llenos de gas a presión
atmosférica. Los espacios llenos de gas en el núcleo pueden llenarse casi completamente con solvente rodeando el núcleo con un
solvente adecuado que contenga un gas disuelto y aplicando la presión hidráulica suficiente. Bajo esta condición, el solvente se mezcla
con el aceite en el núcleo y la subsecuente despresurización a la presión atmosférica remueve alguna cantidad del aceite residual. El
gas de bióxido de carbono es excelente para este propósito por el poco peligro de incendio o explosión y la alta solubilidad en la mayoría
de los solventes. Algunos solventes que se pueden utilizar son nafta, tolueno, o mezclas de solventes.
Método de Extracción por Destilación
Se pueden utilizar un extractor Soxhlet y un solvente o solventes adecuado(s) para disolver y extraer aceite y salmuera. La extracción
puede arreglarse en un colector para que el solvente cargado de agua y aceite se pase a través de un sifón, el solvente es continuamente
destilado, condensado y redistribuido fresco a los extractores.
Extracción por Gas Licuado
La extracción por gas licuado utiliza un extractor Soxhlet presurizado y un solvente polar condensado de un punto de ebullición bajo. El
proceso es un procedimiento de extracción por destilación que utiliza solvente presurizado para limpiar el núcleo. El solvente se vuelve
a generar a través de la destilación a baja temperatura. Este puede practicarse sobre núcleos sensibles a calor tales como aquellos que
contienen yeso.
Preservación de muestras
La preservación de muestras en el laboratorio dependerá de la cantidad de tiempo entre pruebas y el tipo de pruebas a realizarse.
Cualquier técnica de almacenamiento o preservación debe asegurar la integridad estructural y evitar el secado, evaporación y oxidación
no deseados