El registro sónico es una herramienta de registro de pozos que proporciona el tiempo de tránsito del intervalo de una formación , designado como, que es una medida de la rapidez con que las ondas sísmicas de compresión y de corte elásticas viajan a través de las formaciones. Geológicamente, esta capacidad varía con muchas cosas, incluida la litología y las texturas de las rocas, disminuyendo más notablemente con una porosidad efectiva en aumento y aumentando con un esfuerzo de confinamiento efectivo en aumento. Esto significa que se puede usar un registro sónico para calcular la porosidad, el esfuerzo de confinamiento o la presión de poro de una formación si la velocidad sísmica de la matriz de la roca,y fluido de poros, , son conocidos, lo cual es muy útil para la exploración de hidrocarburos .
Proceso de registro sónico
La velocidad se calcula midiendo el tiempo de viaje desde el transmisor piezoeléctrico al receptor, normalmente con las unidades de microsegundos por pie (una medida de lentitud ). Para compensar las variaciones en el espesor del lodo de perforación , en realidad hay dos receptores, uno cerca y otro lejos. Esto se debe a que el tiempo de viaje dentro del lodo de perforación será común para ambos, por lo que el tiempo de viaje dentro de la formación viene dado por:
- = ;
dónde = tiempo de viaje al receptor lejano; = tiempo de viaje hasta el receptor cercano.
Si es necesario compensar la inclinación de la herramienta y las variaciones en el ancho del pozo, se pueden usar arreglos de arriba hacia abajo y abajo hacia arriba y se puede calcular un promedio. En general, esto da un registro sónico que puede estar compuesto por 1 o 2 generadores de pulsos y 2 o 4 detectores, todos ubicados en una sola unidad llamada "sonda", que se baja por el pozo. [1]
Una forma adicional en la que se puede modificar la herramienta de registro sónico es aumentar o disminuir la separación entre la fuente y los receptores. Esto proporciona una penetración más profunda y supera el problema de las zonas de baja velocidad planteadas por el daño de la pared del pozo.
Salto de ciclo
La señal de retorno es un tren de ondas y no un pulso agudo, por lo que los detectores solo se activan en un cierto umbral de señal. A veces, ambos detectores no serán activados por el mismo pico (o valle) y la siguiente onda pico (o valle) activará uno de ellos en su lugar. Este tipo de error se denomina salto de ciclo y se identifica fácilmente porque la diferencia de tiempo es igual al intervalo de tiempo entre ciclos de pulso sucesivos.
Calcular la porosidad
Se han propuesto muchas relaciones entre el tiempo de viaje y la porosidad, la más comúnmente aceptada es la ecuación de promedio de tiempo de Wyllie. Básicamente, la ecuación sostiene que el tiempo de viaje total registrado en el registro es la suma del tiempo que la onda sónica pasa recorriendo la parte sólida de la roca, llamada matriz de la roca, y el tiempo que pasa viajando a través de los fluidos en los poros. Esta ecuación es empírica y no tiene en cuenta la estructura de la matriz de la roca o la conectividad de los espacios porosos, por lo que a menudo se le pueden agregar correcciones adicionales. La ecuación de promedio de tiempo de Wyllie [2] es:
dónde = velocidad sísmica de la formación; = velocidad sísmica del fluido intersticial; = velocidad sísmica de la matriz de la roca; = porosidad.
Precisión
Es bien sabido ahora que la precisión de los registros sónicos de corte y compresión modernos obtenidos con herramientas de adquisición de registros con cable está dentro del 2% para pozos de sondeo que tienen menos de 14 pulgadas de diámetro y dentro del 5% para pozos más grandes. Algunos sugieren que el hecho de que las mediciones de registros regulares y espaciados a menudo entren en conflicto significa que estos registros no son precisos. Eso en realidad no es cierto. Muy a menudo hay daños inducidos por la perforación o alteración química alrededor del pozo que hace que la formación cercana al pozo sea hasta un 15% más lenta que la formación más profunda. Este "gradiente" en lentitud puede ser tan grande como 2-3 pies. Las mediciones de espacios largos (7.5-13.5 pies) siempre miden la velocidad de formación más profunda e inalterada y siempre deben usarse en lugar de los registros de compensación más cortos. Las discrepancias entre los datos sísmicos y los datos de registros sónicos [1] se deben a consideraciones de anisotropía y aumento de escala, que pueden manejarse utilizando Backus Averaging en datos de registros sónicos.
Algunos sugieren que para investigar cómo el tamaño variable de un pozo ha afectado a un registro sónico, los resultados se pueden graficar contra los de un registro de calibre . Sin embargo, esto suele ser propenso a llevar a uno a conclusiones erróneas porque las formaciones más dóciles que son propensas a deslaves o ampliaciones de diámetro también tienen inherentemente velocidades "más lentas".
Registro sónico calibrado
Para mejorar el vínculo entre los datos del pozo y los datos sísmicos, a menudo se usa un levantamiento de "verificación" para generar un registro sónico calibrado. Un geófono o conjunto de geófonos se baja por el pozo, con una fuente sísmica ubicada en la superficie. La fuente sísmica se dispara con el (los) geófono (s) a una serie de profundidades diferentes, registrándose los tiempos de tránsito del intervalo. [3] Esto se hace a menudo durante la adquisición de un perfil sísmico vertical .
Uso en exploración minera
Los registros sónicos también se utilizan en la exploración de minerales , especialmente en la exploración de hierro y potasio .
Ver también
Referencias
- ^ a b Sheriff, RE, Geldart, LP, (1995), segunda edición. Sismología de exploración. Prensa de la Universidad de Cambridge.
- ^ Wyllie, MRJ, Gregory, AR y Gardner, GHF 1958. Una investigación experimental de los factores que afectan las velocidades de las ondas elásticas en medios porosos. Geofísica, 23: 459-93.
- ^ "Encuesta de tiro de verificación" . Glosario de campos petrolíferos . Schlumberger . Consultado el 11 de diciembre de 2015 .