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REGISTRO DE POZOS EDGAR VALDEZ REGISTRO DE POTENCIAL ESPONTANEO El potencial espontaneo es una medida contra la profundidad de la diferencia de potencial entre el voltaje de la pared del hoyo y un electrodo en la superficie. La medición del SP es simple, aunque la interpretación del registro no lo es tanto. Se trata de la única curva en el perfilaje moderno cuya respuesta ante los limites de la formación y ante la definición de la capa muestran amplia variación según las propiedades de la formación y del lodo de perforación. APLICACIONES DEL REGISTRO SP Seleccionar zonas permeables Determinar los valores de Rw Estimar el contenido arcilloso de la roca Correlacionar unidades litológicas LA FORMA Y AMPLITUD DEL REGISTRO SP DEPENDE DE: El tipo de fluido que se utiliza en la perforación El diámetro de la invasión El volumen de arcilla en la formación La temperatura La resistividad de Formación El espesor de la capa ORIGEN DEL POTENCIAL ESPONTANEO El potencial que se registra es el resultado de una combinación de 4 potenciales eléctricos que se activan cuando el pozo penetra las formaciones rocosas.

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REGISTRO DE POTENCIAL ESPONTANEO

El potencial espontaneo es una medida contra la profundidad de la

diferencia de potencial entre el voltaje de la pared del hoyo y un electrodo en la

superficie.

La medición del SP es simple, aunque la interpretación del registro no lo es

tanto.

Se trata de la única curva en el perfilaje moderno cuya respuesta ante los

limites de la formación y ante la definición de la capa muestran amplia variación

según las propiedades de la formación y del lodo de perforación.

APLICACIONES DEL REGISTRO SP

Seleccionar zonas permeables

Determinar los valores de Rw

Estimar el contenido arcilloso de la roca

Correlacionar unidades litológicas

LA FORMA Y AMPLITUD DEL REGISTRO SP DEPENDE DE:

El tipo de fluido que se utiliza en la perforación

El diámetro de la invasión

El volumen de arcilla en la formación

La temperatura

La resistividad de Formación

El espesor de la capa

ORIGEN DEL POTENCIAL ESPONTANEO

El potencial que se registra es el resultado de una combinación de 4

potenciales eléctricos que se activan cuando el pozo penetra las formaciones

rocosas.

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Un potencial Electroquímico, Esh, que se desarrolla en la lutita impermeable

entre la superficie de contacto horizontal con una capa permeable y su superficie

de contacto vertical con el pozo

Un potencial Electroquímico, Ed, que se desarrolla en la transición entre la

zona invadida y la no invadida en la capa permeable.

Un potencial Electrocinético, Emc, a través del revoque.

Un potencial Electrocinético, Esb, que se encuentra en la lámina delgada de

lutita adyacente al pozo

Principio Físico de la Medición

El SP es una medida pasiva de potenciales eléctricos muy bajos que

resultan de las corrientes eléctricas en el pozo causadas por las diferencias en las

salinidades (resistividades) del agua connata de la formación (Rw) y el filtrado de

lodo de perforación (Rmf), y por la presencia de capas de lutitas de iones

selectivos. Los cambios de voltaje se miden por medio de un electrodo en fondo

conectado con uno en superficie. A diferencia de otras herramientas de registros

que se desplegan en una escala específica con un valor de referencia específico,

el SP no tiene un origen específico y los valores usados para los cálculos se

referencian a la deflexión desde la línea base de la lutita más cercana establecida

por el intérprete.

Objetivos de Interpretación

Correlación de formaciones de pozo a pozo

Estimación de Espesores (Roca yacimiento vs. Roca no-yacimiento

Estimación de Resistividad de Agua de Formación (Rw)

Estimación de contenido de arcillas

Indicación cualitativa de permeabilidad

Identificación de ambientes depositacionales

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REGISTRO DE RAYOS GAMMA

FISICA DE LOS RAYOS GAMMA

De las tres partículas generadas durante el decaimiento natural de la

radioactividad, el rayos gamma es el único que puede penetrar una formación

rocosa para cualquier distancia apreciable y como resultado se tiene que es el

único que puede ser medido.

En la naturaleza, el potasio (K40), torio (Th232) y el uranio (U238) son los tres

principales elementos radioactivos. Cada elemento es capaz de producir rayos

gamma que pueden ser medido.

La figura muestra los diferentes niveles de energía producidos por los rayos

gamma producidos por esos materiales radioactivos.

HERRAMIENTA DE RAYOS GAMMA

Para medir los rayos gamma naturales emitidos por la formación, la

herramienta de ratos gamma (GR) es bajada en el pozo.

La herramienta de rayos gamma consiste en un detector y dispositivos

electrónicos para medir la radiación gamma originada en el volumen de roca

cercana a la herramienta.

El detector de rayos gamma mas utilizado es el detector de Scintillador. Los 3

principales componentes del detector de Scintillador son:

1. Cristal Scintillador: Convierte la energía de rayos gamma en flashes de

luz visible.

2. Fotomultiplicador: Convierte individualmente los flashes de luz en

electrones, los cuales son amplificados para generar un pulso eléctrico

detectable.

3. Circuito Amplificador - Discriminador: Realiza la separación entre los

pulsos causados por los rayos gamma de la formación y los pulsos

causados por los electrones.

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La herramienta estándar de GR mide el numero total de rayos gamma que llegan

al detector, independiente de la energía de los rayos gamma.

La herramienta de espectroscopia de rayos gamma naturales (NGT) mide el

numero y el nivel de energía de los rayos gamma, lo que permite determinar la

concentración radioactiva de K40, Th232 y U238 de una formación rocosa.

Debido a que los elementos radioactivos emiten rayos gamma a diferentes niveles

de energía, se les puede analizar separadamente utilizando ventanas selectivas

de medición del espectro total de energía, determinando de esta manera las

contribuciones de U, Th y K.

APLICACIONES DEL RAYOS GAMMA ESPECTRAL

Los tres elementos radioactivos medidos por el Rayos Gamma Espectral

ocurren en diferentes partes del yacimiento. Si se conoce la litología, se puede

obtener información más extensa.

En los carbonatos

• U – Indica fosfatos, materia orgánica y estilolitas

• Th – Indica volumen de arcilla o minerales pesados

• K – Indica contenido de arcilla, evaporitas radioactivas

En areniscas

• Th – Indica volumen de arcilla, minerales pesados

• K – Indica contenido de micas, arcillas micáceas y feldespatos

En las arcillas

• U – Sugiere la roca de origen

• Th – Indica la cantidad de material detrítico o grado de arcillosidad

• K – Indica tipo de arcilla y mica

VELOCIDAD DE LA ADQUISICION (CORRIDA)

El decaimiento radioactivo es un proceso aleatorio. Debido a la aleatoriedad

de los procesos que ocurren en la naturaleza, es importante registrar a una

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velocidad lo suficientemente lenta que permita reducir las fluctuaciones

estadísticas de las mediciones.

Cada compañía de registros ha ajustado la velocidad de sus herramientas para

mantener la calidad de la adquisición a una velocidad de adquisición optima.

CALIBRACION DE LA HERRAMIENTA

El Instituto Americano de Petróleo (API) creo el método de calibración

primaria que definió las unidades de medición conocidas como GAPI. Estas

unidades fueron estandarizadas a todas las compañías de registros.

Las unidades GAPI representan 1/200 de la diferencia entre las zonas de

altas y bajas radiaciones en el tanque de calibración de la herramienta de rayos

gamma en la Universidad de Houston.

Como una herramienta no puede ser calibrada en el tanque cada vez que

vaya ser utilizada, se debe realizar una calibración secundaria o de campo. Allí se

envuelve la herramienta con una sabana especial que contiene arenisca Monozita

radioactiva con un valor determinado de radioactividad

APLICACIONES DEL REGISTRO DE RAYOS GAMMA

Correlaciones

Correlaciones pozo a pozo

Para comparar y ajustar diferentes viajes de corridas de registros realizadas

en el pozo

Localizar herramientas de muestreo

Proveer un control de la profundidad al momento de realizar los cañoneos

Indicador de litologia (general)

Permite discriminar entre zonas de yacimiento y no-yacimiento.

Determinar el volumen de arcilla que contiene la roca reservorio.

Identificación de la litología

Estudio de los ambientes depositacionales

Investigación de los tipos de arcillas presentes en la roca

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Corrección del registro gr para la evaluación del contenido de arcilla

Identificación de materia orgánica y por ende rocas madres

Identificación de fracturas

Registros geoquímicos

Estudios de la historia diagenética de las rocas.

REGISTROS DE RESISTIVIDAD

Todos los registros a hueco abierto están afectados por el proceso de invasión.

Los parámetros de litología y porosidad no cambian significativamente en la zona

invadida, por lo que estas zonas pueden ser tomadas como representativas de la

zona virgen. Sin embargo, las medidas de saturación tienen que ser de la zona

virgen, debido a que el proceso de invasión cambia la saturación de fluidos en la

zona invadida.

Las principales herramientas para determinar saturaciones de hidrocarburo en

pozos a hueco abierto (no revestidos) son las herramientas de resistividad y ellas

están diseñadas para poder obtener información muy dentro de la formación en la

zona virgen.

Las herramientas de resistividad están diseñadas para leer a varias profundidades

de investigación. Las lecturas someras son utilizadas para medir la Sxo. Las

lecturas profundas están afectadas por la invasión y frecuentemente no

representan la Rt. Las lecturas intermedias, en conjunto con las someras, son

utilizadas para corregir las lecturas profundas y así obtener Rt.

Registros Eléctricos

Potencial Espontáneo

Registros de Resistividad

Registros Resistivos Normal (SN y LN)

Registro Resistivo Lateral Registros Resistivos (Laterolog)

Registros Microresistivos (Rxo)

Registros de Inducción

Herramientas Resistivas Modernas

TIPOS DE REGISTROS ELECTRICOS

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Herramientas Resistivas (Lateroperfil y Doble lateroperfil)

Se envían corrientes por medio de electrodos de corriente y se miden los

voltajes (diferencia de potencial) entre los electrodos de medición.

Herramientas Inductivas

Se envía una corriente alterna de alta frecuencia e intensidad constante a

través de la bobina transmisora. Se crea un campo magnético alterno que induce

corrientes hacia la formación, las cuales fluyen en anillos / círculos coaxiales con

la bobina de transmisión, y crean a su vez un voltaje en la bobina receptora que es

proporcional a la conductividad de la formación.

El principio utilizado por los primeros registros eléctricos se baso en el

arreglo de electrodos tipo AMN. Donde la distancia y la posición entre los

electrodos era ajustada para obtener diferentes respuestas que dependían de las

características de la formación.

Si el espesor de la capa es lo suficientemente grande, la herramienta podía

leer la verdadera resistividad de la formación (Rt). Si este no era el caso, la

herramienta leería un valor que dependería de las resistividades de la arena, de

las capas vecinas y de la configuración de los electrodos (arreglo normal o lateral).

REGISTROS ELECTRICOS LATEROLOG ó DUAL LATEROLOG

La herramienta Dual Laterolog representa una de las tecnologías utilizadas

para medir la resistividad de formación. La herramienta esta diseñada para

funcionar en un lodo conductivo (Base agua). La herramienta envía corriente

enfocada dentro de la formación para medir el voltaje en un volumen especifico de

la formación. Este voltaje esta relacionado a la resistividad de la formación. El

volumen representa una profundidad de investigación somera y profunda que

permiten realizar las medidas de resistividad somera (LLS) y profunda (LLD)

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Principio Físico de la Medición

Una corriente de muy baja frecuencia fluye desde la herramienta, a través

del hoyo, hasta la formación. Los arreglos de electrodos enfocados alrededor de la

fuente de electrodos de registro fuerzan a la corriente de medición hacia la

formación en dirección horizontal en forma de disco alrededor del pozo. Los

electrodos enfocados emiten una corriente de la misma polaridad que la del

electrodo de registro pero están localizados arriba y debajo de ella, estos

electrodos evitan que la corriente principal fluya hacia arriba del hoyo lleno de lodo

salino. La resistividad de formación se determina al monitorear la cantidad de

corriente que fluye desde la herramienta hacia la formación.

La profundidad efectiva de investigación del laterolog es controlada por la

extensión a la cual se enfoque la corriente principal. Lecturas profundas del

laterolog son enfocadas más intensamente que las lecturas someras.

La herramienta debe hacer contacto eléctrico con la formación.

Objetivos de Interpretación

Resistividad Verdadera (en zona virgen) de la Formación, Rt

Saturación de Fluidos, Sw, vía Ecuación de Archie

Indicación de Zonas Permeables

Detección de Geopresiones

Diámetro de Invasión

Correlación

Efectos Secundarios

Efectos Ambientales

Diámetro del hoyo: Estos efectos usualmente son despreciables, a menos que el

diámetro del hoyo sea mayor a 12 pulgadas

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Espesor de capa: Estos efectos son pequeñas para capas mayores a 4 pies, a

menos que el contraste resistivo entre la resistividad de la capa de interés

comparada con la resistividad de las capas adyacentes sea alto.

Invasión: La invasión puede influenciar al laterolog; sin embargo, debido a que la

resistividad del filtrado de lodo es aproximadamente igual a la resistividad de agua

de formación (Rmf ~ Rw) cuando un pozo es perforado con lodos salinos, la

invasión no afecta dramáticamente a los valores de Rt derivados de un laterolog.

Pero, cuando un pozo es perforado con lodos de agua fresca (donde Rmf > 3Rw),

el laterolog puede ser afectado severamente por la invasión. Bajo estas

condiciones, un laterolog no se debe correr en el pozo. Las correcciones por

invasión se necesitan entonces sólo cuando la relación RLLD/RLLS < 1.05.

El laterolog debe tener un fluido conductivo en el pozo, no funcionará en hoyos

con lodos aireados o con lodos base aceite. El laterolog es más efectivo en lodos

salinos y altas resistividades de formación

Efectos en la Interpretación

Las arcillas en la formación disminuyen la resistividad de la formación al

compararla con zonas equivalentes libres de arcillas, debido a la conductividad

característica de la arcilla y de su agua ligada. La ecuación de Archie no toma en

cuenta este exceso de conductividad, y resultará en saturaciones de agua muy

pesimistas; es decir que la saturación de agua calculada será mayor a la

saturación real. Este efecto de arcillosidad aumenta con el incremento de la

resistividad del agua de formación (Rw) debido a que la conductividad asociada a

las arcillas será un porcentaje mayor de la conductividad asociada al agua de

formación (al comparar con un agua de bajo Rw). Varias ecuaciones de “arenas

arcillosas” (Waxman-Smits, Doble Agua, Simandoux y otras) toman en cuenta los

efectos de las arcillas. Otros minerales conductivos (pirita, y otros) pueden causar

efectos similares de exceso de conductividad, los cuales variarían dependiendo de

su distribución dentro de la roca.

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Correcciones ambientales

- Hoyo

- Espesor de capas

- Invasión

Control de calidad

-Todas las curvas de resitividad deben solaparse (tener el mismo valor) en capas

impermeables una vez que se hayan corregido por efectos de hoyo.

-El perfil de invasión adecuado en capas permeables es:

Si Rmf < Rw, entonces Rxo < Resistividad Somera < Resistividad Profunda

Si Rmf > Rw, entonces Rxo > Resistividad Somera > Resistividad Profunda

-Los valores de resistividad de las arcillas deben ser similares a los de los pozos

vecinos

-Revisar la repetibilidad; las curvas deben tener los mismos valores y carácter que

aquellos de las corridas previas o secciones repetidas.

-Revisar el carácter de la curva con otras curvas de la misma corrida de registros.

REGISTROS ELECTRICOS MICRORESISTIVOS

Principio Físico de la Medición

La corriente eléctrica es forzada hacia la formación por electrodos

cercanamente espaciados, montados en almohadillas presionadas en contra de

las paredes del hoyo. Algunos diseños como el Registro Microesférico Enfocado

(MSFL) usan electrodos enfocados similares a los del laterolog, mientras otros

diseños más antiguos, como el Microlog, no enfocan la corriente. Al conocer la

resistividad del fluido de invasión, Rmf, y al hacer algunas asunciones sobre la

saturación de fluidos en la zona lavada, se puede estimar mejor la porosidad de la

formación.

Objetivos de Interpretación

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Resistividad de Formación en la Zona Lavada, Rxo

Saturación de agua en la Zona Lavada, Sxo por medio de Archie

Indicación de Zonas Permeables

Definición de capas delgadas

Identificación de fracturas

Correcciones de invasión a otras mediciones de resistividad

Efectos Secundarios

Efectos Ambientales

Revoque: Estas correcciones pueden necesitarse si las mediciones se van a usar

cuantitativamente. Los MicroLaterologs proveen buenas lecturas de Rxo para

espesores de invasión menores a 4 pulgadas, pero requieren correcciones por

revoques para revoques superiores a ¼ de pulgada. La herramienta MSFL está

diseñada para dar lecturas razonables de Rxo sin requerir la corrección por

revoque excepto para grandes revoques.

Rugosidad del Hoyo: Ésta causaría que la almohadilla pierda contacto con las

paredes del hoyo. No se pueden hacer correcciones a los datos para contrarrestar

este efecto.

Efectos en la Interpretación

Las arcillas en la formación tienen el mismo efecto sobre estas

herramientas que el que tienen para las herramientas de lecturas más profundas.

Se pueden diseñar variantes de las ecuaciones de arenas arcillosas para la Zona

Lavada. Donde los hidrocarburos han sido desplazados de la vecindad del pozo, el

efecto de la resistividad puede ser menos severo para el dispositivo de Rxo que

para los dispositivos de lecturas más profundas. Sin embargo, los cálculos de Rxo

aún pueden estar afectados al igual que los cálculos de Sw en los sistemas de

lodos base agua fresca ya que los efectos de la conductividad de las arcillas son

más pronunciados en ambientes menos salinos. Entonces, con sistemas de lodos

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frescos en rocas saturadas por aguas salinas, el efecto de resistividad será mayor

para los dispositivos de Rxo.

Correcciones ambientales

- Revoque

No todas las compañías de adquisición tienen las correcciones anteriormente

mencionadas, o hacen las correcciones para todas las generaciones de

herramientas.

Para los registros más nuevos, se pueden hacer las correcciones al momento de

la adquisición de los datos. Se debe revisar el cabezal del registro para obtener

esta información

Los algoritmos que son equivalentes (o algunas veces mejores) que los de los

libros de gráficos pueden ser suministrados por la compañía de adquisición, o en

algún programa computarizado de evaluación de formaciones.

Control de calidad

-Las curvas de Microresistividad deben solaparse con las curvas resistivas de

lecturas más profundas en capas impermeables.

-La separación con curvas de lecturas más profundas deben indicar invasión o

efectos de hoyo.

-Se debe revisar el caliper para revoques muy espesos que requieran

correcciones cuantitativas.

-Los valores de resistividad de las arcillas deben ser similares a los de los pozos

vecinos

-Se debe revisar la repetibilidad; las curvas deben tener los mismos valores y

carácter que aquellos de las corridas previas o secciones repetidas. Sin embargo,

en algunos casos, las curvas no deben repetir tan bien como otros registros

debido a las variaciones en el camino seguido por la almohadilla y posibles

cambios resultantes de las condiciones del hoyo o el fracturamiento.

-Revisar el carácter de la curva con otras curvas de la misma corrida de registros.

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REGISTROS ELECTRICOS DE INDUCCIÓN

Principio Físico de la Medición

Bobinas transmisoras emiten una corriente alterna y constante de alta

frecuencia. El campo electromagnético alterno resultante induce corriente a la

formación. Estas corrientes fluyen como discos perpendiculares al eje de la

herramienta y crea campos electromagnéticos que inducen señales hacia las

bobinas receptoras, es decir que las bobinas receptoras perciben la respuesta de

la formación, tanto en magnitud como en fase. Esta respuesta es proporcional a la

conductividad de la formación (el inverso de la resistividad). Múltiples bobinas

transmisoras y receptoras se usan para minimizar los efectos del hoyo y la

invasión sobre la herramienta. Las versiones más modernas de la herramienta

realizan mejores mediciones, digitalmente grabadas, de la fase de entrada y salida

de la señal, y operan a frecuencias diferentes para mejorar la exactitud de la

herramienta. La exactitud es muy mejorada por las correcciones ambientales

hechas en tiempo real. Los arreglos de herramientas pueden tener muchos

receptores, usualmente a cortos espaciamientos, y se basan en el procesamiento

de la señal para crear una resolución vertical común para todas las mediciones de

resistividad de formación a diferentes frecuencias y diferentes distancias del hoyo.

Objetivos de Interpretación

Resistividad Verdadera (en zona virgen) de la Formación, Rt

Saturación de Fluidos, Sw, vía Ecuación de Archie

Indicación de Zonas Permeables

Diámetro de Invasión

Correlación

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Efectos Secundarios

Efectos Ambientales

Diámetro del hoyo: Estos efectos pueden ser grandes cuando la resistividad de

la formación es mayor a 100 Ohm.m, o si el diámetro del hoyo es amplio, o si el

lodo es muy conductivo. El efecto es mucho mayor en la inducción media que en

la inducción profunda, especialmente si no se usa la configuración apropiada.

Espesor de capa: Estos efectos son muy notorios cuando el espesor de las capas

es menor a 8 pies, o cuando las capas adyacentes tienen grandes contrastes de

resistividad (por ejemplo una capa de 18 pies de espesor con una resistividad de

30 Ohm.m y unas capas de lutitas de 1 Ohm.m).

Invasión: estas correcciones se necesitan cuando: RILM/RID < 2

La inducción trabaja en lodos no conductivos o en lodos aireados.

La inducción es más efectiva en lodos frescos y resistividades de formación bajas-

Debido a que la inducción realmente mide la conductividad, los efectos de la

precisión de la herramienta predominan en las altas resistividades. La respuesta

de la medición de inducción estándar se vuelve dudosa en resistividades de

formación mayores de 100 o 125 Ohm.m

Efectos en la Interpretación

Las arcillas en la formación disminuyen la resistividad de la formación al

compararla con zonas equivalentes libres de arcillas, debido a la conductividad

característica de la arcilla y de su agua ligada. La ecuación de Archie no toma en

cuenta este exceso de conductividad, y resultará en saturaciones de agua muy

pesimistas; es decir que la saturación de agua calculada será mayor la saturación

real. Este efecto de arcillosidad aumenta con el incremento de la resistividad del

agua de formación (Rw) debido a que la conductividad asociada a las arcillas será

un porcentaje mayor de la conductividad asociada al agua de formación (al

comparar con un agua de bajo Rw). Varias ecuaciones de “arenas arcillosas”

(Waxman-Smits, Doble Agua, Simandoux y otras) toman en cuenta los efectos de

las arcillas. Otros minerales conductivos (pirita, y otros) pueden causar efectos

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similares de exceso de conductividad, los cuales variarían dependiendo de su

distribución dentro de la roca.

Correcciones ambientales

- Hoyo

- Espesor de capas

- Invasión

Control de calidad

-Todas las curvas de resistividad deben solaparse (tener el mismo valor) en capas

impermeables una vez que se hayan corregido por efectos de hoyo.

-Las curvas deben solaparse también a aproximadamente 20000 Ohm.m en capas

impermeables o no-conductivas de más de 20 pies de espesor.

-El perfil de invasión adecuado en capas permeables es:

Si Rmf < Rw, entonces Rxo < Resistividad Somera < Resistividad Profunda

Si Rmf > Rw, entonces Rxo > Resistividad Somera > Resistividad Profunda

-Los valores de resistividad de las arcillas deben ser similares a los de los pozos

vecinos

-Las curvas de inducción deben estar libres de picos; especialmente en el rango

de altas resistividades.

-Revisar la repetibilidad; las curvas deben tener los mismos valores y carácter que

aquellos de las corridas previas o secciones repetidas.

-Revisar el carácter de la curva con otras curvas de la misma corrida de registros.