05 Registros de Induccin

5/11/2018 05 Registros de Induccin - slidepdf.com

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Registros de Inducción


© Schlumberger 1999



La perforación en los años 40 comenzó a utilizar lodos

base aceite, lo cual significo que las tradicionalesmediciones de resistividad, ya no tenían ningún uso. Elobjetivo de una medición tipo inducción era el medir

bajo estas condiciones. La evolución, al igual que conmuchas otras herramientas, incremento la exactitud yresolución de la medición.

El problema para la medición de inducción, al igual que

con el registro eléctrico de profundidad, es que debeser capaz de leer a través de la zona invadida haciaadentro de la zona virgen.

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Historia de la Inducción

La idea para la herramienta se desarrollo a partir delos trabajos de detección en minas, realizada por

Henri Doll durante la Segunda Guerra Mundial.

El objetivo era medir la resistividad en lodos frescos o

de base aceite.

Las primeras herramientas tenían 5 espirales paraenfocar la señal.

La próxima generación de herramientas empleo 6

espirales.

Se desarrollaron eventualmente dos curvas de

medición, una media y una profunda, paralelas a las

lecturas poco profundas y profundas del registro

lateral.

El actual “Array Induction”, utiliza software enfocado

para obtener 5 profundidades de investigación.



La frecuencia de la herramienta es de alrededor de 20kHz. A

este nivel el campo medido es proporcional a laconductividad. La señal en las espirales del receptor es unacombinación de la señal de la formación, R, y la señal

emparejada directa, X.

La señal R contiene la información sobre la formación. Laseñal X tiene información de como ha sido afectada la señaldurante la transmisión. Ambas son medidas en herramientas

modernas, en donde la señal X es utilizada para corregir laseñal R.

La herramienta tiene su mejor desempeño cuando el fluidode formación es un aislante, tal como el lodo base aceite.

Pares de espirales son combinados para obtener

características verticales y radiales mejoradas., es decir,

enfocándose en ambas direcciones.

La herramienta estándar utiliza 6 espirales para lograr elefecto máximo.

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Principios de la Inducción

Una herramienta de inducción utiliza untransmisor electromagnético de alta frecuencia

para inducir una corriente en forma de circulo en

el fondo de la formación.

Esto, a cambio, induce un campo eléctrico, cuya

magnitud es proporcional a la conductividad de

la formación.



La señal total para todo el sistema del es dada por:

Ca = CmGm + CxoGxo + CtGt + CsGs

Gm + Gxo + Gt + Gs = 1

Gm, Gxo,G t, Gs son los factores geométricos para una

región dada definida ?Gi = 1.

Este análisis es muy riguroso y es comprendidoutilizando las ecuaciones de Maxwell. Cualquiersituación puede ser descrita de forma precisa por mediode las ecuaciones.

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Factor Geométrico

En un modelo simple (formación homogéneocentrada con herramienta), la respuesta de la

herramienta puede ser calculada como la suma de

todos los círculos (ondas continuas) coaxiales a la

sonda.

Cada señal es proporcional a la conductividad y

a un Factor Geométrico, Gi, el cual depende

únicamente del posicionamiento del circulo con

respecto a las posiciones del transmisor y el

receptor.

La suma de todos los factores geométricos es

igual a 1.



La distancia entre el transmisor y el receptor es grande

y por lo tanto siempre existe un fenómeno de “efecto decapa adyacente”. Esto es parcialmente eliminado por elenfoque.

El despliegue es utilizado para dar mayor peso a lalectura del estrato o capa central a expensas de la capaadyacente. En las técnicas mas antiguas esto essimplemente un filtro numérico. Las herramientas

modernas utilizan la señal X grabada para encontrar lacorrección de forma dinámica. Este ultimo método esmas exacto y extiende el rango de la herramienta.

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Efecto de Capa Adyacente

Para minimizar el efecto de capa adyacente, laherramienta es enfocada utilizando multiples

espirales.

En adición, la respuesta de la capa adyacente, es

suprimida para mejorar la resolución vertical.

El despliegue da mayor peso a la señal medida en

el centro de la sonda y menos peso a las señales

provenientes de cualquiera de los lados.

Las herramientas modernas usan la señal-X pararealizar correcciones no lineales de despliegue.



Otro uso de la señal-X es el de realizar la corrección delefecto de daño. Una vez mas el resultado es unamedición mas exacta que el tradicional algoritmoimpulsador.

El efecto de dañó y el despliegue son biencomprendidos y fácilmente resueltos, debido a que laherramienta usa principios electromagnéticos, los

cuales son descritos por las ecuaciones de Maxwell.Todas las herramientas modernas de inducción hanutilizado esto para mejorar la calidad de las medicionesy extender el rango.

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Efecto de Daño

Causada por círculos de fondo que crean su propio

campo e interfieren con la señal que esta siendomedida.

El resultado neto es una reducción en la

conductividad medida.

La corrección se incrementa con el incremento de la

conductividad.

La solución tradicional era la de emplear un

algoritmo impulsador.

La herramienta actual usa la señal-X para realizar la

corrección.



Así como la herramienta reacciona a la conductividad,los efectos de formación son lo opuesto para lasherramientas eléctricas.

Las mejores lecturas de la conductividad de la zonavirgen, Ct (o Rt en resistividad), son obtenidas cuandolos conductores del lodo, Cm, enjarre, Cmc, y la zonainvadida, Cxo, son lo mas bajas posible. Esto significa

que el lodo base aceite es ideal por lo tanto el objetivode la herramienta ha sido alcanzado.

El enjarre es, una vez mas, descuidable.

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Efectos del Agujero

La herramienta de inducción mide laconductividad.

Las herramientas de inducción miden la

resistividad en paralelo.

De esta manera las herramientas de inducción

ven al ambiente del agujero como:

Cm - Las mejores lecturas ocurren en lodo dealta resistividad, base aceite es mejor, lodo fresco

es bueno, lodo saturado de sal es peor.Cmc - Usualmente descuidado porque es muypequeño.

Cxo – Depende del Rmf – necesita ser conocido.

Ct – Parámetro a ser medido, mientras mas alto

mejor.



El objetivo de la corrección del agujero es el de eliminarla señal del agujero. En el caso de la herramienta deinducción, esto significa calcular el volumen de fluidoconductivo en esa zona.

Las unidades superficiales de adquisición, realizan estoen tiempo real utilizando las entradas de tamaño deagujero (del registro del calibrador) y de la resistividad

del lodo, ya sea proveniente de mediciones continuas odel valor superficial.

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Correcciones

La medición tiene que ser corregida por efectos delagujero.

Para herramientas de generaciones anteriores, el

procedimiento es:

1) Calcule el factor geométrico del agujero.

2) Encontrar una señal adicional debido al agujero.3) Convertir la resistividad de registro en

conductividad.

4) Remover la señal del agujero de la señal total.

5) Convertir el resultado nuevamente a resistividad.

Esto es mejor realizarlo en el campo, utilizando lasunidades de Adquisición Superficial.

Esto también es posible utilizando Libres de

Gráficos.



Este grafico y la próxima lamina muestran como escalculado el factor geométrico del agujero. Estosgráficos tienen entradas del diámetro del agujero y delespaciador físico colocado en la herramienta. Esteconocimiento posiciona a la herramienta en el agujero.

A diámetros muy pequeño, menores a 8 pulgadas, laseñal del agujero para la profundidad, es muy pequeña.

La poco profunda aun depende del espaciador. Amedida que el tamaño del agujero se va incrementando,también se incrementa el factor geométrico. La actualpractica operativa, incrementa el espaciador colocadoen la herramienta, con un incremento en el tamaño delagujero.

Los efectos en la media siempre son mucho mayoresque aquellos en la profundidad.

La grafica también muestra porque la herramienta tienedificultades en las cuevas. Un cambio en el tamaño delagujero, cambia el factor geométrico del agujero, elcual, si no es corregido, causara que el registro lea demanera incorrecta.

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Correcciones



Este grafico es similar al de la lamina anterior, pero esta

vez para un contraste bajo entre la formación y lasresistividades del lodo.

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Gráficos de Correcciones



Una vez que el factor geométrico del agujero ha sidoobtenido, el efecto de la resistividad cambiante del lodo,

es calculada.

Queda claro a través de este grafico, que si el factor

geométrico del agujero esta cerca de cero, laresistividad del lodo juega un papel muy pequeño. Estosignifica para la medición en profundidad, que entamaños pequeños de agujero (factor geométrico delagujero, cerca de cero) existirá muy poco efecto, incluso

en lodos muy salinos (baja resistividad).

Sin embargo en agujeros grandes, cuando el factorgeométrico es grande, la señal del agujero, y por lotanto la corrección, serán grandes.

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Gráficos de Correcciones

Procedimiento:Obtenga el Factor Geométrico del Pozo.

Coloque el valor en el eje.

Trace una linea a través de la resistividad del lodo

para obtener la señal del agujero.

Reste la señal del

agujero de laconductividad

medida para

obtener el valor

corregido.



El espaciado no es solamente el valor del espaciado

físico en la herramienta, sino también es una mediciónde las variaciones de posición de la herramienta. Enagujeros grandes, el espaciado deberá serincrementado, para que la posición de la herramienta

este mejor definida.

Utilice ambos, los centralizadores CME-Z y losespaciadores.

Coloque un par de espaciadores a 45Þ el uno del otro

en la parte superior del cartucho AIT.

Coloque un par de espaciadores a 45Þ el uno del otroen el protector de la sonda electrónica (sin extendersesobre el casquillo).

Coloque un par de espaciadores a 45Þ el uno del otroen el protector del transmisor.

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Correcciones AIT

Existen correcciones de agujero bien definidas paraser aplicadas a la medición. Estas son realizadas en

tiempo real por el software. Las entradas requeridas

son:

Sección cruzada del agujero

Resistividad del lodo

Espaciado (stand-off)

La herramienta puede calcular cualquiera de estas

entradas de su señal medida, así como también la

resistividad de la formación. Sin embargo, la practica

normal es introducir por lo menos dos de ellas.

Se puede realizar una medición del lodo con una

sonda auxiliar o por medición superficial. Esta última

es la mejor, ya que los registros corridos hanmostrado heterogeneidades considerables en la

columna de lodo con profundidad.

Una herramienta calibradora puede dar las

dimensiones del agujero.



Los efectos del grosor de los estratos se ha corregidoen las herramientas de inducción por medio del

modelado y por medio del despliegue. Esto significa queexiste muy poco efecto en los estratos de mas de seis

pies de grosor.

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Grosor de los Estratos

La inducción necesita ser corregida por el efecto

de resistividad o capas adyacentes conductivas.

Después del procesamiento de la señal este efectoes menor, con excepción del producido en estratosmenores a 6'.



La resolución tan alta puede hacer que la interpretación

sea difícil cuando es utilizada junto a las herramientasde porosidad, que tienen una resolución de alrededorde 2 pies.

El procesamiento mejorado toma ventaja de la habilidadde las herramientas medias para ver todos los estratoshasta de dos pies. El registro resultante es comparablecon el de las herramientas de porosidad.

En un agujero “malo”, ya sea rugoso y grande, la

herramienta media se ve altamente afectada. Cualquieruso de esta medición para mejorar la profundidad, daráun mal registro.

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Mejoramiento

La herramienta “Deep Induction Tool”(inducción profunda) estándar, tiene unaresolución de 6' a 8'.

Es imposible mejorar el diseño del equipo de laherramienta, debido a que las mediciones son“ciegas” en cierto grosor.

La herramienta “Medium Induction Tool”(inducción media) puede “ver” todos los grosores.

La señal Media es utilizada para mejorar lalectura mas exacta de Profundidad.

Resolución mejora de 3'.

Resolución muy mejorada de 1.5' a 2'.

Un problema – el medio puede ser afectado deforma adversa por las condiciones del agujero(rugosidad, cavernas), resultando en una lecturade profundidad pobre.



Las lecturas profundas son insensitivas al ambientecercano al agujero, las lecturas a poza profundidad sonde alta resolución, pero son afectados por el ambiente.La combinación de todos los resultados de lasmediciones en un registro, que se encuentra enfocada

de forma precisa y tiene una alta resolución vertical.El resultado mas alto de resolución vertical es mas

afectado por cambios agudos en tamaño del agujero oen la invasión. Si se espera que el agujero este en malaforma (o se determino después de correr el registro), losresultados de cuatro pies de menor resolución, sonutilizados.

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Principios de AIT

La herramienta mide 28 señales independientesde 8 formaciones. Hay un transmisor operando

en tres frecuencias. Las señales de en-fase (R) y

cuadratura (X), son ambas medidas.

Las conductividades son combinadas utilizando

funciones radiales y de profundidad.

Estas están enfocadas en el software para dar

como resultado:

5 profundidades de investigación:10", 20", 30",60" 90".

3 resoluciones verticales: 1', 2' y 4'.



El ploteo muestra como la familia de herramientas de

inducción se comporta bajo invasión. El factorgeométrico es una integración de las contribuciones decada cilindro del agujero.

Una vez mas, se calcula la profundidad deinvestigación, utilizando el mismo criterio de losdispositivos eléctricos, en donde se asume que el 50%de la señal proviene de la zona invadida.

Del ploteo, la media esta leyendo una distancia similar a

la del registro lateral de poca profundidad y a laprofundidad del registro lateral profundo.

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Profundidad de Investigación

Esto es equivalente al ploteo visto para el registrolateral.

Una vez mas, la profundidad de investigación

puede ser obtenida de este ploteo, utilizando el

mismo criterio.

Profundidad de investigación = la zona

contribuye en un 50% de la señal.



La herramienta de inducción estándar tiene una

profundidad de investigación afectada por laconductividad de las zonas invadidas y vírgenes. Losmúltiples espacios del “Array Induction Tool”, permiteque la profundidad de investigación sea calculadaindependientemente de las conductividades.

La lectura mas profunda de la herramienta vieja esalrededor de 60”, la herramienta nueva en 90, va mucho

mas allá de este valor.

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Profundidad de Investigación AITLa AIT ha establecido profundidades radiales de

investigación que no son afectadas por los cambios enconductividad.

Los valores son tomados como el punto en donde la

mitad de la señal proviene de niveles menos

profundos.

En comparación a los 10", 20", 30", 60" y 90" de esta

herramienta, la media y profundidad de la

herramienta vieja estarán alrededor de 30" y 60"

respectivamente.



Estas limitaciones son de muchas formas, lo opuesto de

los dispositivos de registro lateral, como es de esperarde una herramienta que mide conductividad y noresistividad. La herramienta trabaja mejor en lodosfrescos o base aceite y bajo la condición de Rxo>Rt.

No se desenvuelve bien en alta resistividad (bajaconductividad).

El ploteo del echado de los estratos muestra un estratode 10 omios rodeado por dos estratos de 1 omio cada

uno. A medida que el pozo (o el estrato) es desviado, ladiferencia es tiznada hasta por encima de unaproximado de 40Þ, en donde desaparece. Estoconlleva a situaciones complejas en pozos desviados.

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Limitaciones

No puede ser utilizado en lodos saturados en sal a

menos que sea en agujeros de diámetro estrecho.

No puede ser utilizado en formaciones de alta

resistividad.

Pobre en estratos delgados

Pobre cuando Rxo < Rt.El echado de los estratos afectara los registros.



Esta es la herramienta preferida en muchas de lassituaciones. El único sitio en que no es corrida es en loslodos salinos y en alta resistividad.

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Usos

Mide el Rt.

Ideal en ambientes frescos o con base

aceite.

Ideal para mediciones de baja

resistividad y cuando Rxo > Rt.



Las mediciones de inducción son mucho mas fácilesde modelar que las de las herramientas eléctricas. Latécnica de “Geosteering” provee a los perforadoresdireccionales con el método de guiar el pozo a unapista muy precisa, utilizando un perfil calculado de

resistividad. Este perfil es comparado con unaresistividad grabada durante la perforación. Cualquierdesviación de la trayectoria de pozo proyectada, serámostrada como un cambio de la resistividad predicha ypor lo tanto se puede realizar una corrección del curso.

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Modelado

Para la herramienta de registros laterales, es útil modelar larespuesta de la inducción a una situación dada.

La inducción es sencilla de modelar en casi todos los casos,

debido a que esta basada en la teoría electromagnética.

Existen programas para ambos, pozos verticales y

desviados.

Efectos tales como el efecto de echado de los estratos,pueden ser analizados y la resistividad real de la capa podrá

ser obtenida.

Los pozos horizontales también son manejados de forma

que la respuesta de la herramienta electromagnética a una

roca sellante cercana, pueda ser predicha.

Esto es importante en pozos horizontales en donde latécnica llamada “Geosteering” (Navegación Geológica) es

utilizada para posicionar la trayectoria del pozo de forma

exacta.



Este es el mismo ejemplo que el de la lamina anterior,pero esta vez muestra una comparación entre el “ArrayInduction Tool “ y el mas viejo “Dual Induction Tool”.

El perfil de invasión, como ya ha sido notado, esbastante claro en la herramienta anterior, todas las

curvas se separan. La herramienta mas vieja esambigua con algunas separaciones, pero también con

la misma separación en la zona no-porosa sobre estas.

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Ejemplos 3

Los registros de la AIT (2' de resolución vertical) leen

correctamente en esta zona, dando un perfil dehidrocarburo.

Los registros DIL son ambiguos, debido a que el SFL

(registro eléctrico) pasa mas tiempo leyendo en pocas

profundidades debido a que Rxo es menor que Rt.

90 Inch investigation(ohmm) 2000.2

0.2

0.2

0.2 2000.0

2000.0

2000.0

0.010000.0

(ohmm)

Cable tension (TENS)(LBF)

(ohmm)

SFL unaveraged (SFLU)

Medium resistivity (ILM)

(ohmm)Deep resistivity (ILD)

10 Inch investigation

(ohmm) 2000.2


30 Inch investigation

(ohmm) 2000.2




El perfil por paso asume que la invasión es tipo pistón y

se va a detener allí. Necesita tres mediciones pararesolver los tres valores desconocidos. Esto puede serrealizado con un arreglo de herramienta estándar. Lascinco mediciones del “Array Induction Tool”, permite queun perfil diferente, sea evaluado. Aquí la suposicioneses una rampa entre la zona invadida y la zona virgen.

Esto nos da cuatro desconocidos, los cuales pueden serresueltos.

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Debido a que la AIT produce cinco registros con

profundidades de investigación que difieren entresi, una descripción mas real de la invasión puedeser realizada.

El modelo viejo es:

Nuevo modelo:

Este modelo tiene cuatro desconocidos, con laadición de una rampa perfilada para la invasión.

AIT Invasión de Rt-Rxo



Esta imagen desplegada en un registro de AIT,

simplemente muestra las resistividades medidas deforma distinta. Aquí el agujero esta en el centro de laimagen con la resistividad cambiante, lejos de estepunto.

La utilidad, como sucede con muchas imágenes, es lade enfocar la atención a una zona en particular ydespués interpretar las mediciones en ese sitio.

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AIT Modelo Independiente

El AIT puede se desplegado como una imagen.

La imagen mas simple es la del perfil de

resistividad radial, comenzando en el agujero y

saliendo hasta la formación.

Esta imagen simplemente extrapola las lecturas

de la herramienta, asignando clases de colores al

nivel de resistividad.

Es llamado un “modelo independiente”, debido a

que no realiza suposiciones sobre la distribuciónde la resistividad.



El ejemplo muestra una zona porosa con un claro perfilde invasión en las curvas de resistividad. La invasiónmostrada del lado izquierdo muestra dos radios claros,indicando una invasión tipo rampa.

La zona mas abajo sin embargo, produce un solo radio,

mostrando una invasión tipo paso, en este punto.

A la derecha de la grafica se encuentra el volumen deinvasión de filtrado. Esto sigue al perfil de invasión al

mostrar mas filtrado hacia al fondo de la zona.

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Ejemplos 2

Los volúmenes invadidos calculados aquí

mostrados, muestran un incremento deprofundidad. Los resultados podrían ser usados

para planificar puntos de muestreo o un pozo de

prueba.



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Parámetros de AIT

Radio de Investigación:10" (A x 10)

20" (A x 20)

30" (A x 30)

60" (A x 60)

90" (A x 90)

Resolución Vertical (x):

1'

2'

4'

Rango de Resistividad:

0.2 - 1000ohm-m

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