Resistividad & Archie

Resistividad

• Es la oposicion que ofrece un material, de una unidad de longitud y una unidad de area, al flujo de la corriente electrica. Se expresa en ohm-metro (ohm-m)

V

A

L

r

Resistencia vs. Resistividad

• Resistencia (r) – propiedad de un objeto– Cable

• Resistivity (R) – propiedad de un material– Cobre

Resistividades de Materiales

Material Resistivity in ohm-m2/m

Silver 1.59 x 10-8

Bismuth - Tin 400 x 10-8

Dielectrics > 1010

Marble 5 x 108

Quartz 3 x 1014

Petroleum 2 x 1014

Resistividades de formaciones

Formation type Resistivity Range (ohm-m)  

Soft Formations - shaley sands 0.2 to 50Hard Formation - carbonates 100 to 1000

Evaporites - salt and anhydrite > 1000

Midiendo Resistividad

V - Voltaje (Volts) r - Resistencia (Ohms)

I - Corriente (Amperes) A - Area (Square Meters)

L - Longitud (Metros) R - Resistividad (Ohms Meters)R

V

A

L

r

Ley de Ohm: V=IrReemplazamos r por R: r= R x L/ALey de ohm con resistividad : V=R x L/A x IReemplazamos k = (A/L) : R = V/I x (A/L)Resistivity: R = V/I x k

k: Factor Geometrico

Principio de medicion de resistividad y resitencia

Midiendo Resitencia: Puente de Wheatstone

                                                       

      

Aplicacion de la Resistividad

• Determinar si hay hidrocarburos presentes.• Identificar a que profundidades se

encuentran presente los hidrocarburos.• Determinar la cantidad de hidrocarburo

presente (si se conoce la porosidad) a traves de la ecuacion de Archie.

• Determinar la resistividad del lodo para ayudar a determinar el perfil de invasion.

Que pasa en el pozo durante la perforacion invasion

• Proceso por el cual el filtrado invade formaciones permeables, y las particulas solidas del lodo son depositadas en la pared del pozo formando lo que se llama revoque.

• Debido a la presion diferencial entre la columna de lodo y la presion de formacion.

• Los fluidos presentes en la roca son reemplazados por el filtrado zona invadida

Antes de la Invasion

water

Impermeable rock

Permeable rock withoil

Impermeable rock

Permeable rock with

Durante la Invasion

Despues de la Invasion

mudcake

Mud filtrate

DI

ReservorioRoca Matriz

Porosidad (Φ)

Fluidos de Form- Agua de Form (Sw)-Hidrocarburos(1-Sw)

Zonas alrededor del pozo

Rs

RtRw

Sw

Rxo

Rmf

Sxo

Di

Adjacent Bed

h Virgin

Zone

Invaded

Zone

Tmc - mud cake thickness

Rmc

Adjacent Bed Rm

Medicion de Resistividad

1704/20/23

Definicion de Induccion• Fenomeno de inducir una corriente en un

conductor cambiando el campo magnetico cerca del conductor. Herramientas de induccion son usadas para medir la resistividad de la formacion

Induced Current

Coil creates a magnetic field

18

Fundamentos basicos1.1. IITT corriente alterna de alta frecuencia es

enviada a traves de una bobina transmisora

2.2. Un campo magnetico primario Un campo magnetico primario es creado por la coriente de la bobina transmisora IT

3.3. IILL una corriente en el aro de formacion es

inducido por el campo magnetico primario

4. IL la corriente fluye en anillos circulares de

formacion

5.5. Un campo magnetico secundario Un campo magnetico secundario es creado por el anillo de formacion IL

6.6. IIR R corriente en la bobina receptora es

inducida por el campo magnetico secundario

7. IR es medida directamente por al

herrramienta en la bobina receptora.

Direct Coupling(X Signal)

TransmitterCoil

ConstantCurrent

IT

IL

ReceiverCoil

emf

emf

IL

IT

SecondaryMagneticField(Createdby theGroundLoop)

Ground Loop

Current

PrimaryMagnetic Flux(Created byTransmitter)

Direct Coupling

Formation Signal

Induced Current

19

Senal Recibida

Ix / Vx

IT

IR / VR

Senal R signal (componente real)Inversamente proporcional a la resistencia de carga. Desfase de 180º respecto al Tx

Senal X signal (componente complejo)

Influenciada por el medio a traves

Del cual el flujo esta viajando

Desfase de 90º respecto al Tx

Corriente

Campo Magnetico

IT

IL

IR

Acople directoX signal

20

Bobina Opuesta• Una bobina cuidadosamente colocada, en direccion

opuesta al receptor para eliminar la respuesta de acople directo.

Gen.

Signal In Signal Out

Gen. Scope.

proportional to the load conductivity

Scope.

Limitaciones de las herramientas de resistividad

Possible large errors on shallow AIT logs

Possible large errors all AIT logs

Possible large errors on shallow AIT logs

Possible large errors all AIT logs

Rt (

ohm

m)

1

10

100

1000

Recommended AIT operating Range

HALS

Rt/Rm 0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000 10000

(Low Rm or High Rt)

AIT and/orHALS

Medicion Laterolog

– Laterolog provee medicion de resistividad a diferentes profundidades de investigacion

• Resistividad Profunda– Puede ver La Zona Virgen

• Resistividad Somera– Puede ver la zona

invadida y/o las zonas de transicion

Principios de Medicion– Principio de la Ley de

Ohm

• Se envia una corriente

conocida

• Se mide el voltaje entre dos puntos

• Se calcula R=V/I

– La respuesta se basa en

• Distancia entre los electrodos de medicion (factor geometrico)

• Caracteristicas de la formacion/lodo

Ambiente– Las herramientas de

laterolog tiene la habilidad

de encontrar:

• Resistividades de formacion

muy altas (alta Rt)

• En lodos conductivos (bajo Rm)

• Las herramientas de laterolog trabajan mejor en ambientes donde las

herramientas de induccion no pueden o

tienen malos resultados.

Medicion Somera/Profunda

– Medicion Somera

• Todas las corrientes retornan a la herramienta

• Un set de electrodos

• En el fondo 280 Hz

– Medicion Profunda

• Todas las corrientes retornan a superficie

• Multiples set de electrodos

• En la superficie

Ecuacion de Archie

Φ

Rt Rw

Sw

Vamos a encontrar la relacion entre estos parametros.

Archie’s formula

Un cubo lleno de agua

Rt

Rt = RwSw = 1, = 1

Archie’s formula

Cubo lleno de agua de formacion y roca

Rt

Rt Rw and Rt 1/Rt Rw/

RW

Archie’s formula

Cubo lleno de Agua y Petroleo

Rt Rw and Rt 1/SwRt Rw/Sw

Rt

RW

Archie’s formula

Cubo lleno de agua/petroleo/roca

Rt

Rt 1/, Rt Rw, Rt 1/SwRt Rw / ( . Sw )

Rw Sw

Formula de Archie (Zona Virgen)

Rt =Rw

n

Sw

m

a=

Rw

nSw

F

m Facto de cementacionRelativo al grado y al tipo de cementacion (1.6 a 2.2, usualmente 2 pararoca calcárea y 2,15 para las rocas de arena)

a Factor de correccion local Relativo a la tortuosidad granular, forma y tamaño (usualmente 1)

n Exponente de saturacion (usualmente 2)

F Llamado factor de formacion F=a/ m

Nota: Valores para a, m ^ n han sido encontrados experimentalmente para diferentes formaciones.

Ecuacion de Archie (Zona Invadida)

Rmfa Rmf

RXO =

nS xo

m = nSxo

F

Rt RxoRw RmfSw Sxoa,m,n no cambiaΦ no cambia

Factores de Resistividad

La resistividad de la formacion esta afectada por:

- Volumen de Agua ( Porosidad y Sw)

- Resistividad del Agua de Formacion - (Rw)

- Temperatura

- Salinidad

Modelo de Invasion

No Invasion - ShaleR

esis

tivity

Prof de Investigacion

Virgen

10 60 90

Condicion conocida: las curvas se sobreponen indicando que no hay invasion, zona impermeable

Invasion poco profunda- Zona de Agua (Rmf >Rw)

Prof de Investigacion

Virgen

10 60 90

Condicion Conocida:Separacion de las curvas mostrando invasion

Revoque se formaCon la invasion

Rmc >Rmf

Res

istiv

idad

Invasion Poco Profunda – Zona Petroleo

Step Invasion

Res

istiv

idad

Prof de Investigacion

Virgen

10 60 90

Zona de Transición – Zona Petroleo

Res

istiv

idad

Prof de Investigacion

VirgenInvadidaad

10 60 90

Lodo base aceite

Zona de Transición – Zona Petroleo

Res

istiv

idad

Prof de Investigacion

VirgenInvadida

10 60 90

Transicion - Zona de Agua (Rmf >

Rw)

Res

istiv

ity

Depth of Investigation

VirginFlushed

10 60 90

ResumenLa medicion de resistividad es critica para la exploracion y el

desarrollo de campos de gas y petroleo. Esta medicion

ayuda a las companias a determinar la locacion y la

cantidad de gas natural y petroleo. Hemos visto lo siguiente:

Aplicaciones

Invasion y Perfiles de Invasion

Ecuacion de Archie