GAMMA RAY

GAMMA RAY-GSTCONTENIDO INTRODUCCIN GAMMA RAY PRINCIPIOS FISICOS HERRAMIENTA CORRECCIONES APLICACIONES RESPUESTAS NGT INTERPRETACIN APLICACIONES EJEMPLOSGSTPRINCIPIOMODOS DE OPERACIONAPLICACIONESCONCLUSIONESREFERENCIAS BIBLIOGRFICASINTRODUCCIONSe tratar tanto el perfil de Rayos Gamma como el GST, realizando la respectiva evaluacin de cada uno, analizando sus utilidades y posibles desventajas, y principalmente, las aplicaciones que tienen en la industria.RADIOACTIVIDADDesintegracin espontnea de ncleos atmicos mediante la emisin de partculas subatmicas llamadas partculas alfa, beta y de radiaciones denominadas rayos gamma.Partculas alfa

Partculas Beta

Rayos GammaCargadas positivamenteCargadas negativamenteSin carga con alta energaRAYOS GAMMAOndas Electromagnticas de Alta Energa.

Penetracin Promedio de un Pie en Rocas Sedimentarias

Su Energa se Expresa en MeV

Pulgadas en promedioPRINCIPIOEl Gamma Ray mide la radioactividad natural emitida por las Formaciones debido a la presencia de U238, Th232 y K40.

EFECTOS QUE SUFREN LOS RAYOS GAMMAProduccin en Par

Dispersin Compton

Absorcin FotoelctricaPRODUCCIN DEL PAREl Rayo Gamma se convierte en un electrn y un positrn cuando este entra a un campo electromagntico fuerte, cercano al ncleo. Para mas de 10 MeV.

DISPERSIN COMPTON1923 Arthur Compton.Es la desviacin del rayo Gamma debido al choque con un electrn y el aumento de lalongitud de onda.Predomina en un rango de energa de 75 KeV a 10 MeV.

ABSORCIN FOTOELCTRICALos Rayos Gamma de Baja energa colisionan con un tomo, causando la expulsin de uno de sus electrones.Rayos Gamma menores de 100 KeV.

RADIOACTIVIDAD EN ROCAS SEDIMENTARIASLas arenas y las calizas limpias presentan baja radioactividad.

Los shale presentan alta radioactividad. Illita (70%) (K, Al, Si, O, H) Kaolinita y Clorita (Al, Si, O,H, Mg, Fe) Esmectita (Motmorillonita) (Na, Mg, Ca, Al, Si, O, H)

La sal y la anhidrita presentan baja radioactividad.

Los carbones presentan baja radioactividad

Algunas evaporitas con sales de potasio disueltas presentan alta radioactividadEQUIPODetector de Rayos Gamma.Interfase de Telemetra.

CARACTERISTICAS Temperatura mxima de trabajo 300 F.

Presin mxima 20 Kpsi

Se corre a una velocidad de: 1800 ft/hr

Dimetro externo 3 3/8 - 37/8 in

Longitud 103 450 in

Peso 157 189 lbsDETECCION DE RAYOS GAMMASe utilizan dos tipos de detectores:

GEIGER-MULLER.

CENTELLEMETRO (Scintillation detector) GEIGER-MULLER Es un ctodo cilndrico de 1 a 10 cm de dimetro y 100 cm de longitud.

Mezcla de Argn y de Cloro.

Baja rata de eficiencia

DP: 900 1200 voltios

GEIGER-MULLER

SCINTILLATIONFormado por:Cristal scintillator.Tubo Photomultiplier.Circuito Amplifier-Discriminator.

El cristal scintillator convierte la energa en Luz. (Nal (Tl) y GSO (Ce). Emite pulsos que son proporcionales a la energa original del Rayo Gamma incidente.

CALIBRACION DEL REGISTROLa referencia de calibracin primaria API, esta en Houston. En campo cada herramienta se normaliza con una referencia secundaria al estndar API.

EFECTO DE LA DENSIDADDos formaciones con la misma cantidad material radioactivo por unidad de volumen pero con diferente densidad, la menos densa se mostrar como mas radiactiva en el perfil.CORRECCIONESEXCENTRICIDAD DEL DETECTOR = (dc ds)/(d ds) dc = dimetro interior del casing. ds = dimetro de la sonda. d = dimetro del hueco.

ESPESOR RADIAL DEL LODO EN EL POZO. (dc 2*ec ds) ec = espesor de la tubera de revestimiento

DENSIDAD DEL LODO

ESPESOR DEL CASING

ESPESOR PROMEDIO DE LA COLUMNA DE CEMENTO = (d de)CORRECCIONESEstas correcciones, se pueden hacer rpidamente, por medio de curvas de correccin para perfiles Rayos Gamma, como las incluidas en la figura siguiente. El diagrama incluye un ejemplo de como corregir la actividad aparente a su valor actual a partir de los siguientes datos.Excentricidad 0.3 pulgadas, espesor radial de lodo 2,5 pulgadas, densidad del lodo 11 ppg, espesor de la tubera de revestimiento 0.375 pulgadas, espesor de la columna de cemento 1,3 pulgadas.El valor de la excentricidad es de cero cuando la sonda esta en el centro del pozo y es igual a la unidad cuando esta contra la pared del pozo.CORRECCIONES

CORRECCIONES

Hay otros grficos para corregir la lectura de Rayos Gamma, por efecto del dimetro del pozo y peso de lodo, dimetro de la herramienta y posicin de la misma, como los observados en la grfica POR-7 de Schulmberger.TAMAO DEL HUECO-GRANDE

TAMAO DEL HUECO-GRANDEEJEMPLO

El Gamma Ray lee 36 APIDH = 12 inDensidad lodo = 12 lb / galDS = 3 3/8 in. Centrado.GRAFICA-HUECO GRANDE

RESULTADOS

t = 15.8 g /cm2Factor de correccin = 1.6GR corregido = 58 APITAMAO DEL HUECO-PEQUEO

TAMAO DEL HUECO-PEQUEOEjemploEl Gamma Ray lee 36 APIDH = 6 inDensidad lodo = 12 lb / galDS = 3 3/8 in. Centrado

RESULTADOS

De (1) t = 4.8 g/cm2 Factor de correccin = 0.95 Bmud = 0.15 y Fbh = 0.81 Nuevo Factor de Correccin = 0.95 + 0.15*0.81 Nuevo Factor de correccin = 1.0715 GR corregido = 1.0715*36 = 38.5 API

APLICACIONESDefinir yacimientos de materiales radioactivos.

Para ubicar los caones perforadores.

til para definir estratos de lutita cuando el SP no esta bien definido o no se puede correr.

til en pozos viejos para operaciones de workover.

Usado en hueco entubado.

Detectar yacimientos no radioactivos como el carbn.

RESPUESTAS DEL GAMMA RAY PARA FORMACIONES TIPICAS

PERFIL DEL GAMMA RAY

PERFIL ESPECTROSCOPIA DE RAYOS GAMMASCHLUMBERGER: Espectroscopia de Rayos Gamma Naturales, NGT

GEARHART: Rayos Gamma Espectral, SGR

DRESSER ATLAS: SpectralogPRINCIPIOS FSICOSIstopos estables desintegracin Rayos Gamma vida larga.

Potasio 40 vida : 1.3 * 109 aos

Uranio 238 vida : 4.4 * 109 aos

Torio 232 vida : 1.4 * 1010 aos

PRINCIPIO DE MEDICINLos Rayos Gamma emitidos por la formacin raras vecesAlcanzan un detector directamente, luego se dispersan ypierden energa por:

Efecto fotoelctrico.Dispersin o efecto Compton. Produccin de pares.ESPECTROS VISTOS POR EL NGS

HERRAMIENTA NGS

ESPECIFICACIONES DE LA HERRAMIENTAOD 3 3/8 y 3 7/8 in. 3 5/8 in. Presin Max. 20,000 psi 20,000 psi Temperatura Max. 300 F 350 FTam. Max. Hueco. 24 in. 24 in. Max. Veloc. Registro. 900 ft / h PRESENTACIN DEL PERFILEl Registro NGS presenta las concentraciones de Potasio,Torio y Uranio en la formacin.

Potasio en porcentaje (%)

Torio Uranio partes por milln (ppm)Se presenta una curva GR en unidades API.Puede suministrarle una medida libre de Uranio, CGR.

GRu, la composicin del Uranio, no contribuye a la arcillosidad de la formacin.CGR = GR - GRU

Areniscas/calizas con alto GR:

Areniscas ricas en micas, feldespato potsico, glauconita, fosfatos Areniscas con contenido de minerales arcillosos Areniscas/calizas donde se ha precipitado/adsorbido Uranio

La proporcin de K, Th y U para la calibracin es de 4% K, 22 ppm Th, 12 ppm U = 200 API

FACTORES QUE AFECTAN LAS MEDIDASEnerga de los RG emitidos.Volumen del fluido en el pozo alrededor de la herramienta.Naturaleza del revestimiento.Naturaleza del fluido en el pozo: - Densidad, el efecto compton es mayor cuando la densidad es mas alta. - Nmero Atmico, Z. Absorcin mayor si hay un absorbente fuerte de rayos gamma. - Contenido de material Radioactivo. Bentonita o sales de Potasio.

INTERPRETACINLa concentracin promedio de Potasio en la corteza terrestre es de 2.6 %. Para Uranio es cerca de 3 ppm, y para el Torio es del orden de 12 ppm.

Las formaciones pueden tener cantidades mayores o menores a estos valores. APLICACIONES DEL PERFILEvaluacin del volumen de arcilla.

Anlisis del tipo de arcilla.

Deteccin de minerales pesados.

Evaluacin del contenido de potasio en evaporitas.

Identificacin de la tabla de agua en yacimientos con aguas que contienen sales radiactivas.

Correlacin entre pozos.

HERRAMIENTA DE ESPECTROSCOPIA DE RAYOS GAMMA (NGST)El NGST mide la radiacin gamma inducida en la formacin e identifica los elementos que la componen.

Los RG son producto de las interacciones entre los neutrones de los componentes de la formacin.PRINCIPIO DE LA TECNICAEl NGST absorbe RG inducida / producidos por los componentes de la formacin de inters.

Emite neutrones por medio de un acelerador de pulsos de 14Mev. Los Neutrones no existen libres son producidos.

Po-Be pulverizado 3M por segundo tiempo de vida corto.

Plutonio-Be ventaja producir pocos RG

Ra-Be radio emite espontneamente / P-alfa. 10^10 por seg.

PRINCIPIO DE LA TECNICAR. naturalR. de la emisin de neutronesR. inducidasPor cada neutrn emitido en Ra, 5000 RG.

Diseo apropiado de la herramienta y del contador de radiacin, evitado Pb.INTERACCIONES DE LOS NEUTRONESNeutrones rpidos

Absorcin termal o de captura.

Neutrones en cuanto energa: Rpidos > 100 Kev.

Termales de reposo 0.025 ev.

Neutrones rpidos

Dispersin inelstica

Reaccin neutrnica

HERRAMIENTAOD3-5/8 in

TAMANO DE HUECO MINIMO4-1/2 in

TEMPERATURA MAXIMA300 oF

LONGITUD335 in

PESO TOTAL495 lbs

PRESION MAXIMA20.000 psia

MODOS DE OPERACIONINELASTICOCaptura RG producidos por interacciones de neutrones rpidos.Tiene un ciclo fijo de tiempo.

CAPTURAProduce tres espectros Dispersin Captura de fondo Captura netoRegistra contribuciones de elementos C, Ca, Fe, O, S y Si. til para localizar contactos agua y aceite

MODO INELASTICOVELOCIDAD120 ft / hr.

POROSIDAD MINIMA15%

MINIMO OD 3.4 in.

REQUIERE MULTIPLES PASADASPRESENTACION DEL REGISTROH H2O, arcillas, petrleo

Ca CaCO3, CaMg (CO3)2, CaSO4, CaSO4 (H2O)2

Si SiO2, arcillas

Cl NaCl

S S, CaSO4, CaSO4 (H2O)2

Fe FeS2, arcillas

C Hidrocarburos, CaCO3, CaMg (CO3)2

PRESENTACION DEL REGISTROLIR es casi cero en CaCO3

Incremento en S

Contacto agua-HC. COR buena porosidad

SIR arriba, falla INTERPRETACION C/OCOR = (produccin de carbono en el espectro) / (produccin de oxgeno en el espectro)

A = relacin de promedios de secciones transversales de neutrones rpidos de C y O2

Bc, Bo= contribuciones del hueco abierto de C y O Sw = saturacin de agua = Concentracin atmica del carbono en la matriz = Concentracin atmica del C en el fluido de formacin = Concentracin atmica del oxigeno en la matriz (funcin de la litologa) = Concentracin atmica del oxigeno en el fluido de formacin = PorosidadSo = saturacin de aceite

Con un conocimiento de la litologa y podemos calcular los valores Max y Min del COR.

Para Sw =1

SW=0

Con estos valores de C/O min y C/O max

Podemos estimar de manera rpida:

Ejemplo :C/O = 0.1, = 30 p.u ,Dimetro del Casing = 5 in.Dimetro del hueco = 8 in.Litologa arenisca .

Sw = ?

La saturacin de agua se puede determinar usando las cartas GST de C/O vs porosidad.

INTERPRETACION MODO CAPTURAEn la captura se obtiene la porosidad, litologa y la salinidad de los fluidos de la formacin, puede ser determinada en tiempo real, o despus en el centro de cmputo.

El mtodo de captura es:

Velocidad 600 ft/hrPorosidad mnima 15 %Profundidad de investigacin 8-12 inRequiere mltiples pasadasSe corre simultaneo con el inelstico o en modo Capture-Tau

USOS DEL GSTEvaluar Sw y So detrs del casingValuar porosidad, litologa y arcillosidadMonitoreo de frentes de vapor o de CO2. Calcular la salinidad del agua de formacin y/o invasin. Evaluar el agotamiento del hidrocarburoEvaluar expansin de la capa de gasIdentificar minerales importantesEvaluar la calidad del carbn.CONCLUSIONESSe interpretaron los principios fsicos del registro Gamma Ray, posteriormente los del NGS (Espectrometra de Rayos Gamma Naturales), y se entendi la importancia de stos para comprender el registro GST.

Se logr comprender el funcionamiento de la herramienta, sus ventajas y desventajas, adems, se puntualizaron sus condiciones de operacin.

Se analizaron las diferentes aplicaciones que puede tener este registro (GST), su interpretacin como tal y por ende las correcciones respectivas que necesita la informacin que nos recoge la herramienta en el fondo del pozo.

REFERENCIAS BIBLIOGRFICASBENDECK, Jorge. Perfiles Elctricos. Bogot. 1982.BENDECK, Jorge y CHONA, Francisco. Evaluacin de Formaciones por medio del Perfilaje de Pozos. Bogot. 1982.SCHLUMBERGER, Cased Hole Log Interpretation Principles / Aplications. Houston, Texas 1989.www.schlumberger.com