REGISTROS DE RESONANCIA MAGNETICA NUCLEAR. Dayana Bustillos Teresa Castillo Stephanie Gutiérrez...

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REGISTROS DE RESONANCIA MAGNETICA NUCLEAR. Dayana Bustillos Dayana Bustillos Teresa Castillo Teresa Castillo Stephanie Gutiérrez Stephanie Gutiérrez Daniel Iturri Daniel Iturri Efrén Sejas Efrén Sejas

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REGISTROS DE

RESONANCIA

MAGNETICA

NUCLEAR.

Dayana Bustillos

Dayana Bustillos

Teresa Castillo

Teresa Castillo

Stephanie Gutiérrez

Stephanie Gutiérrez

Daniel IturriDaniel Iturri

Efrén Sejas Efrén Sejas

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CO

NTEN

IDO

CO

NTEN

IDO

INTRODUCCION.1. DESARROLO HISTORICO.2. MARCO TEORICO.

 

3. HERRAMIENTA. 

4. EJEMPLO.

5. CONCLUSIONES. 

6. BIBLIOGRAFIA.

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INTR

OD

UC

CIÓ

N . Estos datos permiten identificar los tipos de fluidos y sus propiedades básicas,

la porosidad, las zonas

de transición y el potencial de producción en ambientes complejos.

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DESA

RR

OLLO

H

ISTÓ

RIC

O

La Resonancia Magnética Nuclear (RMN) es un método

químico-físico basado

en las propiedades magnéticas de los núcleos atómicos.

Bloch y Purcell

Bloch y Purcell (EEUU) en 1945. Estos

(EEUU) en 1945. Estos

científicos recibieron

científicos recibieron

el premio Nobel en

el premio Nobel en 1952 por su

1952 por su descubrimiento.

descubrimiento.

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MA

RC

O T

RIC

O

La extraordinaria tecnología de adquisición de perfilaje de (RMN) ha

estado en continua evolución durante los

últimos diez años. Las

compañías petroleras

utilizan estas mediciones en una variedad de aplicaciones.

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Principios

Principios Físicos de la

Físicos de la Resonancia

Resonancia

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Magnéti

ca

Nucl

ear.

En el centro de la herramienta MRIL, un

imán permanente produce un campo magnético que magnetiza los materiales

de la formación. Una

antena que rodea a este

imán transmite energía

de radiofrecuencia hacia

la formación, en ráfagas

controladas con precisión en el tiempo en

forma de campo magnético oscilatorio.

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Magneti

smo

Nucl

ear.

El núcleo de hidrógeno se

puede considerar como

una barra imantada cuyo eje magnético está alineado con el eje

del momento rotacional

del núcleo. Cuando hay

muchos átomos de hidrógeno presentes y

no existe ningún campo

magnético externo.

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Pola

riza

ción.

Para hacer una medición

RMN los átomos de hidrogeno se alinean

como barras imantadas a

lo largo de la dirección de

un campo magnético

estático conocido como

B0. Esta polarización insume

Esta polarización insume

un tiempo característico

un tiempo característico

conocido como T1, que

conocido como T1, que

depende del medio que

depende del medio que

rodea al hidrogeno.

rodea al hidrogeno.

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Reso

nanci

a

magnéti

ca

nucl

ear

Los movimientos de los

núcleos atómicos pueden

controlarse y detectarse

directamente con un

aparato de resonancia

magnética nuclear (RMN).

Muchos (aunque no

todos) núcleos atómicos

pueden pensarse como

pequeñas barras magnéticas que tienen un

polo norte y un polo sur.

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La RNM se construye en base a una señal que proviene de los núcleos de hidrógeno. En el centro de la herramienta MRIL, un imán permanente produce un campo magnético que magnetiza los materiales de la formación.

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Meca

nis

mos

inci

dente

s en los

pro

ceso

s de

rela

jaci

ón.

La amplitud de los ecos es

proporcional a la magnetización neta en el

plano transversal al

campo estático creado por

los imanes permanentes.

La amplitud del eco inicial

se relaciona directamente

con la porosidad de la

formación. La intensidad

de los ecos subsiguientes

se reduce exponencialmente durante

el ciclo de medición.

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-Tamaño de poros.-Las propiedades del fluido presente en

el yacimiento.-La presencia de minerales

paramagnéticos en la roca.

-Los efectos de difusión de los fluidos.

Los tres mecanismos principales que

inciden en los tiempos de relajación

T2son:- La relajación de la superficie granular o

superficial- La relajación intrínseca del fluido.

- La relajación resultante de la difusión

molecular en un gradiente de B0 solo

afecta T2

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Dependie

nte

de la

poro

sidad

Relajación de la Superficie

Granular:Los fluidos que se encuentran

cercanos o en contacto con la

superficie de los granos,

relajan mucho más rápido que

aquellos alejados de dichas

superficies. Debido a las

complejas interacciones

magnéticas que ocurren entre

los protones de los fluidos y

los átomos de impurezas

paramagnéticas en la

superficie de los granos,

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Dependie

nte

del ti

po d

e

fluid

o

Relajación Intrínseca del

Fluido: Por ejemplo, la contribución de la relajación intrínseca del

fluido se debe principalmente ala interacción magnética

entre los protones de las

moléculas del fluido, la

que a menudo se denomina interacción

espín-espín.

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Resumen de los tiempos de relajación de los distintos fluidos en función del mecanismo de relajación.

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  HERRAMIENTA

HERRAMIENTASS

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. M

RIL

(R

egis

tro d

e

Imágenes

por

Reso

nanci

a

Magnéti

ca).

La herramienta MRIL de

NUMAR mide fracciones cilíndricas

(shells) resonantes y

concéntricas, de espesor variable, y a

distancias fijas de la

herramienta, determinándose la DOI

según el tamaño del

agujero y la posición

de la herramienta en

el mismo.

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Herr

am

ienta

C

MR

.

En 1995 la herramienta

Combinable de Resonancia Magnética

CMR, fue introducida por

Schlumberger. Consta de

una antena corta direccional, ubicada

entre dos imanes optimizados, enfocado la

medición de la herramienta en una zona

vertical de 6 pulgadas y

hasta 1.1 pulgadas dentro de la formación.

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La

herr

am

ienta

M

R s

canner

La difusión molecular es

la clave para revelar

las propiedades de los

fluidos derivadas de

los datos RMN. El gas

y el agua poseen velocidades de difusión características

que pueden ser calculadas para determinadas condiciones de fondo

de pozo.

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El diseño de la herramienta

MR Scanner ofrece la DOI

fija de un dispositivo de

patín, con la flexibilidad de

las DOI múltiples de las

fracciones cilíndricas

resonantes. Consta de una antena

principal optimizada para

obtener datos de las

propiedades de los fluidos y

dos antenas más cortas, de

alta resolución, más

adecuadas para la

adquisición de las propiedades RMN básicas.

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Com

para

ción

de las

herr

am

ienta

s

Convencional:-Más sensibles a los materiales en la matriz

mineral que a los fluidos

presentes en los poros.

-Los instrumentos están

fuertemente influidos

por la presencia de minerales conductivos.

-Requiere calibración de la

herramienta con la litología

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RM

NR

MN

- La caracterización de

- La caracterización de

hidrocarburos y la porosidad

hidrocarburos y la porosidad

no depende de la litología.

no depende de la litología.

- No necesita de fuentes

- No necesita de fuentes

radioactivas.

radioactivas. -Con una buena DOI se

-Con una buena DOI se

puede asumir la porosidad

puede asumir la porosidad

como la porosidad total.

como la porosidad total.

-La medición proviene de

-La medición proviene de

una región la cual se

una región la cual se

encuentra libre de los

encuentra libre de los

efectos de invasióncomo los

efectos de invasióncomo los

del filtrado de lodo.

del filtrado de lodo. -Los datos de saturación de

-Los datos de saturación de

agua son independientes de

agua son independientes de

los datos de salida

los datos de salida obtenidos.obtenidos.

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Aplica

ciones

identi

fica

ción d

e

hid

roca

rburo

s co

n

RM

NA

.

A pesar de la variabilidad

de las propiedades RMN

de los fluidos, a menudo

se puede predecir la

ubicación de las señales

de fluidos de diferentes

tipos en la distribución

de T2, o si hay datos

medidos disponibles, se

puede identificar. Esta

capacidad provee una

importante información

para la interpretación de

datos de RMN y hacen

que muchas aplicaciones

sean válidas.

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Propie

dades

de

los

fluid

os:

Las herramientas MRIL-

PRIME estudian los fluidos

en una zona delgada a

pocas pulgadas de la

pared del pozo. Estas

herramientas pueden

determinar la presencia y

las cantidades de diferentes fluidos así

como también algunas de

las propiedades específicas de los fluidos.

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- Tamaño poral y porosidad:

El comportamiento de RMN de un fluido en el espacio poral de una roca de yacimiento es diferente al comportamiento de RMN en fluido en bruto. A medida que el tamaño de los poros que contiene agua disminuye.

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Dete

rmin

aci

ón d

e

BV

I: Hace referencia al agua

contenido en el espacio

poroso que no se mueve

en la roca y en lacara de

pozo durante la producción. Este volumen es determinado

de la medición de la

permeabilidad, pero

puede ser estimado

razonablemente de una

curva de presión capilar.

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Se u

tiliz

an d

os

méto

dos

para

la

dete

rmin

aci

ón d

el

BV

I

1. Cutoff BVI (CBVI): se

basa en un valor fijo de t2

(t2cutoff), que divide la

distribución t2 en dos

componentes: un compuesto de tamaños de

poros que contienen agua

den los límites y el otro

consiste en tamaños de

poros conteniendo de

fluidos libres. 2. BVI espectral (SBVI): se

basa en el reconocimiento

de que un poro dado

puede contener tanto libre

como fluidos de los

límites.

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El r

egis

tro R

MN

pro

vee la

sig

uie

nte

in

form

aci

ón:

-Porosidad independiente de

la mineralogía. -Distribución de la

porosidad, complementada

con la distribución de

tamaños porales en

formaciones saturadas con

agua. -Permeabilidad, determinada a partir del

índice de fluido libre y el

volumen de agua irreducible. -Volumen de agua

irreducible y fluido libre, si

hay un valor confiable de T2.

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La h

err

am

ienta

MR

IL

Sum

inis

tra la

si

guie

nte

in

form

aci

ón: -Cantidad de fluido en la

roca.-Propiedades de los

fluidos.-Tamaño de los poros, que contienen el fluido.

Page 37: REGISTROS DE RESONANCIA MAGNETICA NUCLEAR. Dayana Bustillos Teresa Castillo Stephanie Gutiérrez Stephanie Gutiérrez Daniel Iturri Efrén Sejas.

Prove

e d

ato

s dete

rmin

ante

s para

:

-Distinguir zonas productoras.-Evaluar yacimientos de

petróleo y/o gas de

litología compleja.-Determinar saturación de

petróleo residual.-Identifica crudos pesados

y mediana viscosidad.

-Estudiar formaciones de

baja porosidad y permeabilidad

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EJE

MP

LO

.

El instrumento de RMN produce un registro del pozo que

deja constancia de los

datos procesados como una función de

profundidad. A continuación encontrarás una parte

de un típico registro de pozo.

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Inte

rpre

taci

ón d

e

cada c

olu

mna

-En la columna A: aquí se encuentra la

escala de profundidad en ft.

-La columna B: representa la litología

que tiene el pozo en ese intervalo.

-La columna C: muestra un registro de la

permeabilidad al fluido derivada de la

RMN. La permeabilidad cambia por

orden de magnitud en esta sección.

En la formación de granos finos la

permeabilidad es insignificante,

mientras que en la sección superior

de granos gruesos es sustancial.

-Columna D: representa el tipo de fluido

presente en la roca.-Columna E: ilustra la distribución de

tamaño de los poros, según se

deduce de las mediciones de RMN.

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CO

NC

LUSIO

NES

El perfilaje RMN identifica y cuantifica

la geometría de la roca y la movilidad

de los fluidos, basado en las

características de la relajación. 

- Uno de los aspectos singulares de las

mediciones de RMN es que detecta y

distingue fluidos diferentes en sitio,

sin hacerlos fluir y analiza los fluidos

en la matriz de la roca.- Debido a diferencias en tiempos de

relajamiento y/o difusividad entre

fluidos, - Puede extraer información tal como

tamaño poral, - El éxito en la identificación y

cuantificación de hidrocarburos se

debe a que integra los datos de

perfiles

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GRA

CIA

SG

RA

CIA

S