03 registro de potencial espontáneo
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Notes
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Medición de Potencial Espontáneo
Potencial Espontáneo (SP)
© Schlumberger 1999
Notes
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Medición de Potencial Espontáneo
Teoría del SP 1
El SP resulta de corrientes eléctricas que fluyen en el lodo de perforación.
Existen tres fuentes de la corriente, dos electroquímicas y una electrocinética.
Potencial de Membrana - el mayor.
Liquido – potencial de empalme.
Potencial de Corriente – el menor.
Notes
El Potencial Espontáneo (SP) fue notado por primera vez como una perturbación en registros eléctricos de resistividad. Rápidamente se dieron cuenta que la curva estaba reaccionando a las formaciones permeables y fue entonces añadido a la presentación estándar (Registros muy antiguos lo etiquetaban como “porosidad”). Las reacciones que gobiernan este simple efecto dependen básicamente de la diferencia entre las concentraciones de iones del agua innata y el filtrado de lodo invasor.
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Medición de Potencial Espontáneo
Teoría del SP 2
Potencial de Membrana y Liquido
Estos dos efectos son los componentes principales del SP. Son causados porque el filtrado de lodo y las aguas de formación contienen NaCl en diferentes proporciones. Primeramente, las lutitas son permeables a los iones de Sodio pero no a los del Cloro. Por ende existe un movimiento de partículas cargadas a través de la lutita, creando una corriente y así, un potencial.Los iones Na+ y Cl- tienen movilidades diferentes en el empalme de las zonas invadidas y vírgenes. El movimiento de los iones a través de este limite crea otra corriente y por lo tanto, un potencial.
Potencial de CorrienteEsto es generado por un flujo de filtrado de lodo a través del enjarre. Debido a que esto normalmente no ocurre, este efecto es pequeño. Solo se convertirá en algo importante en caso de existir presiones diferenciales altas a través de las formaciones.
Notes
En frente de un estrato permeable las corrientes del SP fluyen através de cuatro medios:
El agujero y el enjarre.
La zona invadida
La zona virgen
La lutita
En cada una existe un potencial de caída correspondiente al encuentro de la resistividad.
En la practica, la caída medida es la del agujero, la cual es solo parte del total (una gran parte). En un caso perfecto, con un tapón aislante esto seria el e.m.f. total (vea el diagrama en lapagina anterior).
Esta deflexión es el Potencial Espontáneo Estático (SSP). La medición es cercana a este valor teorético.
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Medición de Potencial Espontáneo
Teoría del SP 3
Notes
Una escala típica seria de -20 mV a +80mV yendo desde el lado derecho de la pista 1, hacia el lado izquierdo. Esto es a 10mV por división.
Es importante elegir la escala para conseguir que la curva permanezca en la pista. Esto es usualmente realizado durante la repetición de la sección o después de monitorear el movimiento durante la corrida en el pozo.
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Medición de Potencial Espontáneo
Escalas del SP
El SP es medido en milivoltios, mV.
La escala en el registro muestra una cantidad de mV por división, por ejemplo 20mV/división. Esto da un total para la pista de 200mV.
La escala a través de la pista es variable y depende de las condiciones del pozo.
La escala es establecida durante el registro para tener una curva de SP sobre la zona de interés y lo mas posible del resto del registro.
Notes
La convención es que la deflexión del SP es negativa cuando el Rmf>Rw y positiva cuando lo opuesto es real. La magnitud de la deflexión depende de la diferencia entre ambas y la temperatura.
La linea base de lutita se cruza sobre un intervalo largo. Por lo tanto y antes de realizar algún calculo, la linea base es ajustada de regreso, en concordancia con todas las lutitas en el intervalo.
La máxima deflexión indica la zona mas limpia. Valores menores indican el incremento de lutitas.
Note que el SSP en este ejemplo es -60mV (3 divisiones a 20mV por división).
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Medición de Potencial Espontáneo
Registro-1
El SSP es la cantidad a ser determinada.
Es la deflexión vista en el SP desde la Linea Base de la Lutita (punto cero) hasta la Linea de Arena (deflexión máxima).
Notes
El SP es casi siempre corrido en conjunto con un registro de resistividad. El ejemplo muestra una deflexión de SP en lados opuestos de la misma zona con separaciones en las curvas de resistividad. Los puntos de lutitas, en donde todos los registros de resistividad se unen, corresponde al máximo del SP.
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Medición de Potencial Espontáneo
Ejemplo Registro 2
La máxima deflexión de SP en este ejemplo, ocurre a las mismas profundidades en que las curvas de resistividad muestran una separación.El punto mínimo en el SP corresponde al sitio en el que todas las curvas de resistividad se encuentran, sin invasión, una lutita.
Notes
El registro depende de la invasión, en caso de que no exista invasión, no habrá SP. Por lo tanto el SP nos muestra en donde existe permeabilidad. Si existe permeabilidad, también deberá existir porosidad.
La resolución vertical de la herramienta es pobre, por lo tanto y mientras muestre los limites, no será precisa.
El volumen de lutitas puede ser calculado a partir del SP, utilizando una simple ecuación lineal.
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Medición de Potencial Espontáneo
Usos del SP
Diferenciar rocas de reservorio potencialmente porosas y permeables de las arcillas impermeables.
Definir los limites de los estratos.
Dar una indicación de lutitas (la deflexión máxima esta limpia, el mínimo es lutita).
Determinar Rw en ambos, sal y lodos frescos.
Notes
El SP es un método excelente para calcular el parámetro vital Rw. El valor Rmf es usualmente medido en una muestra, en caso contrario puede ser calculado desde los gráficos, conociendo la salinidad del lodo. La constante K es una figura compleja que es incorporada a los gráficos.
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Medición de Potencial Espontáneo
Rw del SP
Rw es muchas veces conocido por medio de información del cliente o conocimiento local.
El SP puede ser utilizado para revisar el valor o calcularlo cuando no esta disponible.
Es especialmente útil cuando existen variaciones a lo largo del agujero.
K es una constante – dependiendo de la temperatura.
we
mfe
RR
kSSP log−=
Notes
El primer grafico da la proporción de Rmfe/Rwe, conociendo el SSP y la temperatura.
Rmfe y Rwe son utilizados a cambio de Rmf y Rw, ya que la ecuación completa relaciona las actividades químicas de las dos soluciones. Estas resistividades “equivalentes”, toman en cuenta esta transformación.
El calculo completo debe ser realizado a la temperatura relevante del agujero.
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Medición de Potencial Espontáneo
Rw del SPConociendo el SSP (la deflexión máxima) por medio del registro y la temperatura, la proporción de resistividades es obtenida del Grafico de Interpretación de Registros.rendimiento = Rmfe
Rwe
Notes
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Medición de Potencial Espontáneo
Rw del SP 2
Rmf es medido usando la célula de lodoRmfe es calculado a partir del Grafico de Interpretación de Registros SP-2.Rwe es calculado, a partir de la proporción anterior y el Rmfe.El grafico SP-2 es usado para determinar Rw.
Notes
Este grafico es presentado en la mayoría de los Libros de Gráficos.
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Medición de Potencial Espontáneo
Grafico de Salinidades
Este grafico es usado para calcular salinidades de las resistividades de solución, Ej., lodo y viceversa.También es usado para encontrar las resistividades a una temperatura dada.
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.8
1
2
3
4
5
6
8
10
0.08
0.06
0.05
0.04
0.03
0.02
0.01
50 75 100 125 150 200 250 300 350 400
10
15
20
25
30
40
50
100
150
200
250300
400
500
1000
1500
2000
25003000
4000
5000
10,000
15,00020,000
280,000
200
300
400
500
600
700
800
1000
1200
1400
1700
2000
3000
4000
5000
6000
70008000
10,000
12,000
14,000
17,000
20,000
250,000 200,000 170,000 140,000 120,000100,000
80,000 70,000 60,000 50,00040,00030,000
300,000
10 20 30 40 50 60 70 140 160 20080 90 100 120 180
ppm
Gra
ins/
gal
at 7
5ÞF
Res
istiv
ity o
f Sol
utio
n (ž
- m
)
Temperature (ÞF or ÞC)
NaC
l Con
cent
ratio
n (p
pm o
r gra
ins/
gal)
Notes
En algunas situaciones pueden existir una cantidad de salinidades diferentes a lo largo del intervalo bajo registro. En ese caso la deflexión del SP mostrara estos estratos como distintos el uno del otro.
Esta es la única medición que mostrara los cambios en salinidad. La herramienta de resistividad simplemente mostrara mas o menos resistividad, la cual podrían ser cambios en la salinidad o cambios en la saturación de agua, es decir, presencia de hidrocarburo.
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Medición de Potencial Espontáneo
SP Efectos del Agujero - 1
Movimientos de Linea Base:
Esto puede ocurrir cuando existen estratos de distintas salinidades separados por una lutita, que no actúa como una membrana perfecta.
Notes
Carbonatos:Debido a la naturaleza irregular de la distribución de porosidad, en la mayoría de los carbonatos, el SP es usualmente pobre o inexistente, en este tipo de rocas. Los flujos de corriente son interrumpidos por rocas resistivas y geometrías disparejas de poros.
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Medición de Potencial Espontáneo
SP Efectos del Agujero - 2
Formación Resistiva:La presencia de un estrato resistivo en un intervalo permeable, interrumpirá la deflexión del SP. La corriente es contenida y por lo tanto la caída potencial cambia con la profundidad. El registro toma una apariencia de estar “derramado”.
En esta situación, el registro ya no podrá definir los limites de los estratos correctamente.
Notes
Efectos de unidad, tales como un tambor de linea o una rueda de medición magnetizados, sobre impondrá una onda sine en la curva del SP.
La fuente es fácil de reconocer desde el periodo del efecto.
En ambos casos, podría ser posible eliminar el problema.
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Medición de Potencial Espontáneo
SP Efectos SuperficialesEl SP puede ser afectado por una cantidad de efectos superficiales ya que confía en el pez como su referencia de electrodo.Líneas de poder (potencia), trenes eléctricos, soldaduras eléctricas, radio-transmisores cercanos:Todo esto crea corrientes de suelo, que interrumpen la referencia del “pez”, causando un registro pobre y muchas veces inútil.