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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SALTA SEDE REGIONAL TARTAGAL CARRERA DE INGENIERIA EN PERFORACIONES ASIGNATURA: Geología Estructural. DOCENTE: Ing. LEGUIZAMON, Liliana. INTEGRANTES: BARUTTIS, Miguel Cristo. 2 INDICE NTRODUCCION. ....................................................................................................................................... 3 MARCO TEORICO. .................................................................................................................................... 4 HISTORIA DE LOS REGISTROS DE BUZAMIENTOS .................................................................................... 4 PERFIL DE BUZAMIENTO (DIPMETER) ¿QUE ES UN DIPMETER? ............................................................. 4 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO. .......................................................................................................... 5 TIPOS DE APARATOS DE REGISTRO DEL PERFIL DE BUZAMIENTO. ......................................................... 6 CONDICIONES DE POZO........................................................................................................................... 6 CONTROL DE LA CALIDAD DE LOS PERFILES ............................................................................................ 7 PRESENTACION DE LOS RESULTADOS ................................................................................................... 10 ANALISIS DEL PERFIL DE BUZAMIENTO ................................................................................................. 11 BUZAMIENTO ESTRUCTURAL: CONFIGURACIONES, CARACTERISTICAS Y EXTENSION LATERAL DE ANOMALIAS. .......................................................................................................................................... 12 DETERMINACION DEL BUZAMIENTO ESTRUCTURAL. ........................................................................... 13 EL SISTEMA DE LOS ESQUEMAS DE COLORES. ...................................................................................... 13 RELACIONES ENTRE ESQUEMAS DE COLOR Y PERFILES DE RESISTIVIDAD. ........................................... 14 GRAFICOS POLARES PARA LA DETERMINACION DEL BUZAMIENTO ESTRUCTURAL. ............................ 16 Configuraciones Característica .............................................................................................................. 17 Substracción De Buzamientos ............................................................................................................... 18 Coloración Gruesa y Fina ....................................................................................................................... 18 Esquemas Rojos y Azules Absolutos ...................................................................................................... 19 Comparación Con Perfiles De Resistividades ........................................................................................ 19 OTRAS CONFIGURACIONES ................................................................................................................... 20 LA ESTRELLA SEDIMENTADA ................................................................................................................. 21 AGRUPAMIENTOS EN CIRCULOS GRANDES .......................................................................................... 21 RELACIONES ENTRE PERFILES DE BUZAMIENTO Y MAPAS DE CURVAS DE NIVEL ................................ 22 ANEXOS. ................................................................................................................................................ 25 CONCLUSION: ........................................................................................................................................ 28 BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................................................ 29 3 NTRODUCCION. El perfilaje de pozos es una actividad muy importante dentro de la exploración y producción de hidrocarburos (petróleo y gas), la cual consiste en la toma y monitoreo de los perfiles o registros del pozo. Un registro o perfil de pozo quiere decir “una grabación contra profundidad de alguna de las características de las formaciones rocosas atravesadas, hechas por aparatos de medición (herramientas) en el hoyo del pozo”. Tienen una gran importancia ya que a través de estos medimos un número de parámetros físicos relacionados a las propiedades geológicas y petrofísicas de los estratos que se han penetrado. Además, los registros nos dan información acerca de los fluidos presentes en los poros de las rocas (agua, petróleo o gas). Por lo tanto, los datos de los perfiles constituyen una descripción de la roca. Obviamente, esto solo es posible si existe una relación definida entre lo que se mide en los registros y los parámetros de roca de interés para el Ingeniero Geólogo, el Petrofísico o el Ingeniero de Yacimientos. La principal función es la localización y evaluación de los yacimientos de hidrocarburos. Los registros de buzamientos a desarrollar en el presente trabajo son de gran utilidad en el estudio de la geología estructural y estratigráfica y a la vez nos proporcionan los datos requeridos para conocer el ángulo y la dirección del buzamiento de los estratos atravesados por el pozo, como así también permiten ubicar e identificar las estructuras del subsuelo y realizar un estudio detallado de posibles irregularidades geológicas dentro de estas. El descubrimiento de anomalías estructurales tales como fallas y discordancias y de varios tipos de trampas estratigráficas ha hecho del perfil de buzamientos un factor importante en el hallazgo de una serie de yacimientos productivos y en el desarrollo más eficiente de campos de explotación. Es un hecho que los hidrocarburos no solamente se concentran en los anticlinales, sino también en estos tipos diferentes de trampas geológicas. Las capas sedimentarias se depositaron en un principio, con buzamientos de poco ángulo a las que se conoce con el nombre de Buzamientos Estructurales, aun cuando con posterioridad movimientos regionales han dado una mayor inclinación a estas capas, sus buzamientos siguen llamándose estructurales. Los perfiles de buzamientos son entonces indicadores de la presencia de estas anomalías estructurales o estratigráficas, caracterizadas por buzamientos diferentes de los estructurales. El conocimiento de la geología local y regional, así como la inspección de otros tipos de perfiles hechos en el pozo, especialmente el de resistividad, facilitan la identificación de la clase de anomalías. 4 MARCO TEORICO. HISTORIA DE LOS REGISTROS DE BUZAMIENTOS La industria petrolera y las compañías de servicios como el caso de schlumberger han desarrollado tecnología de registros eléctricos de imagen con diferentes herramientas basadas en el mismo principio electrónico tomando de la conductividad de las paredes del pozo, dichas herramientas se mencionan a continuación en orden de aparición de acuerdo a su evolución en la historia de registros eléctricos (SCHLUMBERGER, 1999) CONTINUOUS DIPMETER (CDM) 1956. HIGH RESOLUTION DIPMETER TOOL (HDT) 1968 STRATIGRAPHIC HIGH RESOLUTION DIPMETER TOOL (SHDT) 1982. FORMATION MICROSCANER (FMS) 1986. FULBORE FORMATION MICROLMAGER (FMI) 1991. Durante 35 años (1956-1991) se buscó mejorar la toma de registros de imagen; la evolución fue de tal manera que se puede observar una mejor calidad en estas, gracias a un aumento de la cantidad de patines y un mayor número de electrodos, para poder tener una mejor caracterización en las imágenes eléctricas, dichas imágenes mejoraron las características visibles que puede ser comparadas con núcleos y esquilas dondese detectan los rasgos estructurales a profundidad optimizando el tiempo respecto a la toma de decisiones durante la perforación. PERFIL DE BUZAMIENTO (DIPMETER) ¿QUE ES UN DIPMETER? El DIPMETER es una herramienta (sonda) de cuatro brazos a 90° en los cuales están colocados cuatro electrodos al mismo nivel horizontal los que efectúan mediciones de micro-resistividad y de contraste en las capas o planos de estratificación de cada formación, es decir, se encargan de registrar cambios de buzamientos en los estratos por medio de dicha lecturas de resistividad y la correlación de las mediciones registradas por los cuatro brazos generan así los datos del buzamiento de las capas. La orientación de la sonda se determina mediante una brújula y su desviación vertical por referencia al nivel del péndulo. Si las capas son horizontales se obtendrán lecturas idénticas a partir de los electrodos de caso contrario si no son idénticas se determina rumbo y buzamiento. Debe ser utilizado en conjunto a un perfil Gamma Ray, debido a que los buzamientos estructurales se miden sobre los planos de estratificación de las lutitas, ya que las arenas poseen buzamientos estratigráficos dentro de los paquetes, dentro de los cuales puede haber estratificación cruzada. Si no se toma en cuenta la litología sobre la cual se mide el buzamiento se corre el riesgo de medir un buzamiento estratigráfico dentro de una arena y no así un buzamiento estructural sobre una lutita. Los resultados del dipmeter son comúnmente mostrados en la siguiente Fig.1. El perfil de buzamientos o Dipmeter fue diseñado para: - Conocer (medir) el rumbo y buzamientos (inclinación) de las distintas capas que atraviesa el pozo. - Identificar estructuras sedimentarias (pliegues y fallas) - Identificar fracturas que se encuentran en las formaciones. - Posibilita la identificación de direcciones de paleocorrientes, ambientes y facies sedimentarías, breakouts y regímenes tectónicos. 5 Basado en el postulado geometrico de lo 3 puntos. Originalmente el dispositivo tenia 3 patines pasando luego a 4. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO. La sonda está compuesta por una combinación de herramientas de micro-resistividad, desviación y calibre. En ella vienen montadas más de cuatro almohadillas equidistantes entre sí, las que están a igual profundidad y obtienen de 4-6 curvas de resistividad. La presión de las almohadillas sobre la formación incrementa desde la superficie. Los brazos que contienen a los electrodos de medida se abren máximo a un diámetro de 21 pulgadas. Los brazos opuestos están unidos, auto-centralizando la sonda del pozo y asegurando un contacto tangencial con las paredes. Este método de procesamiento, permite alcanzar una fina resolución vertical de buzamientos, posibilitando una interpretación estratigráfica-estructural más detallada del subsuelo. Dos modulos: -Microresistivo -Orientacion. El Pad forcé mantiene abierto los brazos generando así que los patines estén en contacto permanente con la pared del pozo. Los buzamientos se consiguen mediante la correlación de curvas de resistividad, obtenidas preferentemente en los contactos con la estratificación por medio de electrodos que está situados en los brazos, extensibles del instrumento. Figura 1. Resultados del Dipmeter. Figura 2. Herramienta Dipmeter. 6 En los sistemas modernos hay un electrodo adicional en uno de los brazos a fines de obtener un mayor nivel de seguridad en la correlación de las curvas de resistividad. El modelo moderno de cuatro brazos ha demostrado ser más preciso y seguro en las mediciones que los modelos antiguos que solo tenían tres brazos, ya que permiten mejor contacto entre electrodos y paredes del pozo. Verticalmente las mediciones tienen una frecuencia superior a dos lecturas por centímetro. Teniendo en cuenta que los tramos a investigar se encuentran a gran profundidad y pueden extenderse por miles de metros, se evidencia una alta complejidad en los cálculos requeridos para determinar con precisión los buzamientos. Además de la medición del buzamiento de las capas, el Dipmeter mide la inclinación y rumbo del agujero del pozo, mediante el azimut o ángulo de referencia que forma el electrodo de referencia (numero 1) con respecto al norte magnético. La herramienta determina con precisión la posición del instrumento en el espacio o sea su buzamiento real. En la correlación de las curvas de resistividad intervienen los siguientes parámetros: intervalo de correlación que determina la longitud de la curva de resistividad a tener en cuenta en cada operación de correlación. La unidad de distancia o incremento longitudinal verificado en dos correlaciones sucesivas. Esta distancia es generalmente el 50% del intervalo de correlación. El ángulo de búsqueda que determina la distancia máxima de búsqueda de correlaciones para una determinada forma de las curvas de resistividad. TIPOS DE APARATOS DE REGISTRO DEL PERFIL DE BUZAMIENTO. HDT: el aparato más avanzado, usa 4 porta-electrodos, colocados a 90º uno de otro montados sobre brazos operados hidráulicamente. Un enfocamiento eléctrico más perfeccionado permite con este una penetración más profunda y más precisa que en el caso de otros aparatos más antiguos. Por otra parte la resolución es muy superior. Se registran 2 curvas independientes de Calibrador. Circuitos de telemetría sofisticados transmiten una alta densidad de datos, permitiendo obtener detalles sin precedentes, aun con mayores velocidades de registro. Se registra el perfil simultáneamente en una película óptica y en una cinta magnética. El análisis de las cintas magnéticas por medio de computadoras de alta velocidad hace posible el aprovechamiento al máximo de la información obtenida. PDT: usa 3 porta-electrodos colocados a 120º uno del otro. Las sondas de medición operan sus brazos ya sea hidráulicamente o por medio de resortes. El enfocamiento se hace de forma similar al aparato HDT. Se registra tan solo una curva de Calibrador. El procesamiento normal del Registro es por análisis del perfil óptico. La configuración de tres brazos no permite un contacto bueno con las paredes del pozo en caso de pozos desmoronados, causando el efecto de “electrodos flotantes”. Estos dos aparatos han reemplazado el aparato DCT que registra el Perfil de Buzamientos CDM. CONDICIONES DE POZO. Tamaño de Pozo: La sonda HDT se puede usar en pozos con diámetros entre 6 y 18 pulgadas. Mientras que las sondas PDT son de dos tipos: un modelo convencional y otro más perfeccionado de control hidráulico ajustable durante el perfilaje. Del modelo convencional 7 existen dos versiones, uno para pozos de diámetros entre 5 ½”-16” y otro entre 4” y 9 ½”. El modelo hidráulico se puede usar en pozos que tienen entre 4 ¾” y 16”. Pozos Desviados: los aparatos HDT y PDT pueden bajarse en pozos con desviación de hasta 36°, para desviaciones mayores se hace uso de Inclinometros especiales cuyo alcance es de 72°. Desviaciones encima de 30° uno de los electrodos, especialmente en el caso de brazos operados con resortes, pueden perder contacto con la pared del pozo o “flotar” resultando en la perdida de una de las curvas de correlación. Las sondas hidráulicas, en especial del tipo HDT no tienen este inconveniente. Tipos de Lodos: los mejores perfiles se obtiene en pozos con lodos de poca salinidad. También es posible obtener buenos perfiles en pozos con lodos a base de agua de alta salinidad siempre que se tomen precauciones especiales. En pozos con lodos a base de petróleo o en pozos perforados con gas se puede hacer un perfil de buzamientos con una sonda especial siempre que se usen electrodos con cuchillas raspadoras. Los resultados son generalmente erráticos debido al contacto eléctrico irregular con la pared del pozo. Cuando se desea obtenerun Perfil de Buzamientos en pozos perforados con lodos a base de petróleo, se aconseja colocar lodo a base de agua frente a la zona a perfilar. CONTROL DE LA CALIDAD DE LOS PERFILES Se requiere de la especificacion de varios parametros para la computacion: 1. La misma escala de profundidad. 2. El intervalo para el procesamiento, definido por la profundidad inicial y final. 3. Longitud del tramo de correlacion en pies: es el largo de la “ventana” a traves de la cual la computadora mira las curvas de micro-resistividad al correlacionarlas. 4. Angulo de busqueda: es realmente un intervalo de profundidad que corresponde a los buzamientos maximos que se espera encontrar. 5. Paso (step): expresa el porcentaje de la longitud de la correlacion. Cuando la computadora termina de correlacionar los datos de micro-resistividad para una posicion dada de la ventana, se mueve esta ventana poza arriba una distancia igual al “paso” y se repite todo el proceso. Un valor frecuente para el paso es el 50%. Entonces la computadora calcula un coeficiente de correlacion para cada desplazamieto incremental entre cada curva dentro del angulo de busqueda. A continuacion las Fig. 3 y 4 representan partes de perfiles de buzamientos registrados en dos escalas diferentes de profundidad e indican el significado de las curvas. Estas figuras ilustran varias de las caracteristicas de la operación. La fig.3 representa el perfil de escala de profundidad 1/20 que se usa normalmente para correlaciones opticas. Esta escala ampliada es necesaria para medir pequeños desplazamientos relativos de las curvas de Resistividad. Marca el significado de cada curva y el metodo de leer los parametros de orientacion, los que son indicados como norte magnetico o sea Azimut del electrodo 1, y un plano vertical o sea Rumbo Relativo. 8 La fig.4 representa un Perfil de Buzamientos de 4 brazos en escala de profundidad de 1/200 que se utiliza generalmente para facilitar el control de calidad debido a que la escala de 1/20 es demasiado larga para ser examinada con comodidad en el sitio de la perforacion. Los ejemplos escojidos son de buena calidad. Observese que en la fig.1 las 4 curvas de Resistividad mantienen una actividad parecida. La desviacion maxima de las curvas de Resistividad es generalmente de 6 divisiones y media. No se registra el valor nominal de la escala de Resistividad ya que no tiene interes practico. Los cambios de escala se notan por cambios bruscos en las curvas de Desviacion y del Calibrador. Figura 3. Registro óptico de las curvas HDT en escala 1/20. 9 Las curvas de Azimut y de Rumbo Relativo corren paralelas al girar la sonda en el pozo, cuando se usa un inclinometro de tipo convencional. Esto significa que la direccion de inclinacion del pozo es bastante constante, condicion encontrada con frecuencia. La velocidad de rotacion de la sonda es generalmente baja lo cual es conveniente. Se puede aceptar una velocidad de rotacion de 1 vuelta por minuto o por cada 15 metros. Figura 4. Registro óptico de las curvas HDT en escala 1/200. 10 PRESENTACION DE LOS RESULTADOS Para cada intervalo de Paso la computadora lee los datos del inclinometro y computa un valor de buzamiento verdadero y azimut. El grafico final de los resultados de los buzamientos llamado grafico de flechas o de renacuajos queda registrado automaticamente en un graficador X-Y (X-Y plotter) e indican la profundidad, magnitud y azimut de los buzamientos. En la Fig.5 el canal izquierdo contiene una curva de correlacion de profundidades. El canal del medio tiene el diagrama de flechas propiamente dicho. A cada nivel de profundidad donde se ha hecho una medicion del buzamiento, este se representa mediante “un punto” en el que se origina “una flecha”. - La posicion del punto representa la magnitud del buzamiento verdadero según la escala indicada en la parte superior del canal, esta escala no es lineal, teniendo tan solo el proposito de dar mayor enfasis a los buzamientos de pequeña magnitud que son los mas comunes. - La direccion de la flecha indica la direccion del buzamiento, estando el Norte en la parte superior. En el canal de la derecha aparecen la inclinacion y el rumbo de la sonda (del pozo). Se puede usar cualquier escala de profundidad; lo mas comun es de 1/200 para facilitar la correlacion con otros Perfiles, tales como los de Resistividades. Se torna dificil comprender el grafico de flechas en forma aislada, y las posiciones relativas en el espacio no siempre sobresalen a primera vista. Existen para ello presentaciones auxiliares, normalmente procesadas por computadoras y asi poder facilitar su comprension. Los graficos auxiliares son: 1. Presentaciones que muestran profundidad, magnitud y azimut de los buzamientos: a) Buzamientos aparentes en un corte transversal (STICK). b) Trazado en un cilindro vertical (FAST). 2. Presentaciones que muestran magnitud y azimut de los buzamientos (sin profundidad): a) Proyeccion estereografica (el centro corresponde a buzamientos de valor cero). b) Grafico Modificado de Schmidt (el centro corresponde a buzamientos verticales). Figura 5. Presentación normal de los buzamientos de la formación y la inclinación del pozo en forma de gráfico de flechas o renacuajos. 11 3. Presentacion que muestra solo el azimut: a) Diagrama de frecuencia de azimut. 4. Otras presentaciones: b) Grafico de flechas sin el buzamiento estructural. c) Grafico de la geometria del pozo. d) Grafico de la desviacion del pozo. ANALISIS DEL PERFIL DE BUZAMIENTO Al igual que el caso de otro perfil el de Buzamiento mide propiedades de las formaciones sin definir la naturaleza de estas. Tales propiedades, deben ser interpretadas en función de su naturaleza u origen y de las estructuras de las cuales pueden estar formando parte. Cualquier perfil de buzamiento refleja cuatro clases de fenómenos geológicos (deformaciones estructurales): El buzamiento estructural. Buzamiento estructural con asociación a plegamientos y fallas. Los buzamientos sedimentarios que reflejan el modo de depósito. Otros buzamientos, relacionados con fracturas, efectos diagenéticos y otras características sedimentarias (discordancias, canales, arrecifes). Cada buzamiento individual es el resultado final de todos estos fenómenos. A veces, sin embargo, la medición de un buzamiento individual representa solo una de las componentes mencionadas. Por ejemplo: Se considera que las arcillas o lutitas depositadas en la plataforma continental reflejan solamente el buzamiento estructural. Los buzamientos medidos en arcillas o lutitas en la vecindad de un plano de falla representan el arrastre de falla. Cuando no existe fallamiento ni buzamiento estructural los buzamientos altos generalmente observados en areniscas, representan buzamientos sedimentarios originales. Normalmente todo buzamiento es el resultado de la interacción de estas componentes. Un problema fundamental de la interpretación de estos perfiles es la separación de dichas componentes, entonces para que sea posible llevar a cabo este trabajo se debe recordar lo siguiente: El buzamiento estructural es una rotación uniforme aplicada a todos los buzamientos presentes en una formación determinada. Una Anomalía del buzamiento estructural es una rotación aplicada a todos los buzamientos presentes en su vecindad, cuya amplitud es máxima en el mismo sitio de la anomalía y disminuye al alejarse de esta. El efecto de compactación diferencial de sedimentos blandos alrededor de un cuerpo resistente también tiene la misma definición. El Buzamiento Sedimentario es el fenómeno inicial. Siendo afectado por los dos anteriores. Es el que de los tres tipos varía más rápidamente. Un método práctico de análisis empieza por determinar el buzamiento estructural, a veces apareceuno solo en toda la sección de interés y se requiere del análisis de los buzamientos 12 sedimentarios dentro de esta sección. En tal caso el próximo paso es restar el buzamiento estructural, es decir aplicar a cada buzamiento medido una rotación inversa a la rotación que origino el primer buzamiento. Es posible así configurar un nuevo gráfico de flechas, o diagramas polares, a partir de los resultados convertidos para poder estudiarlos cómodamente. A veces, el interés se enfoca hacia un cambio en el buzamiento estructural páralo donde se procura eliminar los buzamientos sedimentarios demasiado variables mediante una pro mediación vectorial, lo cual deja aparecer únicamente los rasgos estructurales y permite compararlos con modelos conocidos. BUZAMIENTO ESTRUCTURAL: CONFIGURACIONES, CARACTERISTICAS Y EXTENSION LATERAL DE ANOMALIAS. Al estudiar el Perfil de Buzamientos de la Fig. 6 todos los sedimentos que buzan con un promedio de 9° hacia el Este, fueron depositados en aguas tranquilas de poca profundidad y sobre un fondo prácticamente horizontal. El buzamiento actual de 9° refleja deformaciones posteriores. Entonces se dice que a través de esta sección superior, el buzamiento estructural es de 9°E, mientras que, hacia la parte baja del Perfil el buzamiento estructural es de 12°SE. Así entre las dos secciones existe un cambio progresivo de buzamiento en magnitud y dirección. La zona de cambio constituye una Configuración característica del conjunto de flechas o renacuajos. Extensión Lateral: Cuando se miden buzamientos de valores constantes de baja magnitud y secciones de gran espesor, es probable que estos se extiendan sobre grandes áreas lateralmente. Asimismo las secciones de muy alto buzamiento no son muy extendidas en la dimensión horizontal. Figura 6. Muestra del gráfico de flechas o renacuajos. 13 DETERMINACION DEL BUZAMIENTO ESTRUCTURAL. Existen varios métodos para determinar el buzamiento estructural: VISUAL 1. Esquema de color. 2. Comparación con otros tipos de Perfil (resistividad, etc). 3. Paralelismo repetido. 4. Buzamientos de menor magnitud. 5. Promedios. ESTADISTICO 1. Gráficos Polares. 2. Gráficos de Frecuencia de Azimut. Existen otros métodos estadísticos tales como la “curva de dispersión” o “promedios corridos”. La persona encargada de la interpretación escogerá el método más apropiado, basado en su experiencia local y las condiciones geológicas de la zona. EL SISTEMA DE LOS ESQUEMAS DE COLORES. El método consiste en un examen minucioso, visual, de una serie de buzamientos incoherentes para encontrar los planos de estratificación que reflejen el buzamiento estructural que no aparece a primera vista. → Conectar con una raya roja los puntos de azimut parecido (±25º), cuya magnitud de buzamiento aumenta gradualmente al aumentar la profundidad (esquemas rojos). → Conectar con una raya azul los puntos de azimut parecidos cuya magnitud de buzamiento disminuye gradualmente al aumentar la profundidad (esquemas azules). → Conectar con una raya verde los puntos de buzamiento constante tanto en magnitud como en azimut (esquemas verdes). Figura 7 .Determinación del buzamiento estructural. 14 → Conectar aquellas flechas cuya profundidad es bastante parecida. → Nunca hacer una unión cruzando entre una flecha de buzamiento muy distinto al de las flechas vecinas. (salvo en el caso del esquema verde). → Conectar flechas de un mismo valor de azimut. Mientras mayor sea la magnitud del buzamiento más parecidos deben ser los valores del azimut. Cuando se trata de buzamientos de muy pequeña magnitud, el azimut puede variar en ,más de 90º. → La terminación de un esquema azul puede corresponder al comienzo de un esquema rojo. → No es necesario incluir todas las flechas. → Comenzar por los esquemas rojos por ser los más frecuentes. Luego marcar los esquemas azules. Este método también debe utilizarse para todo trabajo relacionado con la estratigrafía. En estos casos es importante restar el buzamiento estructural (mediante la rotación del vector del buzamiento) cada vez que este sea mayor de algunos grados (5º). Con esta rotación un esquema rojo puede convertirse en uno azul y viceversa. RELACIONES ENTRE ESQUEMAS DE COLOR Y PERFILES DE RESISTIVIDAD. Al correlacionar un perfil de buzamientos con uno de resistividades (inductivo, latero-perfil, etc) o de otra naturaleza (litología, SP, etc) se puede observar que los intervalos de arcilla o lutita tienen buzamientos uniformes, de baja magnitud, mientras que en las arenas los buzamientos son dispersos e irregulares tanto en magnitud como en azimut. En consecuencia es recomendable escoger secciones de arcilla o lutita para determinar el buzamiento estructural. Los intervalos de arcilla no todas las veces tienen buzamientos regulares; pueden exhibir buzamientos erráticos debido a movimientos post-deposicionales y a fracturamientos. Figura 8. Estratigrafía y gráficos de flechas. 15 En estos casos se requiere de métodos estadísticos. Al poner las configuraciones y esquemas en el perfil de buzamientos, se recomienda trabajar también con un perfil de litología. Para toda interpretación es importante hacer la correlación del Perfil de Buzamientos con el de Resistividades. Es útil cuando se busca el buzamiento estructural y es indispensable para la interpretación de buzamientos de origen sedimentario. Paralelismo. El buzamiento estructural se caracteriza, por paralelismo repetido en los planos de estratificación. Sin embargo hay casos donde la estratificación entrecruzada es tan regular como para dar una idea equivocada de la magnitud del buzamiento estructural, sobre todo en formaciones de origen deltaico. Buzamientos de poca magnitud. En áreas de buzamientos bajos, los de menor magnitud generalmente son constantes y representan el buzamiento estructural. Premediación. Con frecuencia, la magnitud de los buzamientos oscila alrededor de un valor promedio mientras que el azimut permanece aproximadamente constante. En estos casos el buzamiento estructural está dado por esta magnitud promedia y el azimut. Cuando las magnitudes son pequeñas y los valores del azimut son muy variados el buzamiento estructural es de cero grados. Al haber una dispersión tanto en la magnitud de los buzamientos como en su azimut (incluyendo magnitudes de 0º) se trata, probablemente, de casos de deposición en un ambiente de gran energía. Es recomendable valerse de un gráfico polar para determinar el buzamiento estructural. Algunos casos de sedimentación se caracterizan por una gran dispersión en la magnitud de buzamiento y azimut aproximadamente constante. En tales casos no hay forma de determinar el buzamiento estructural sino buscándolo en formaciones vecinas. La determinación de valores promedios es fácil hacerla mediante la concentración de puntos en gráficos polares. Estos gráficos permiten la definición del buzamiento estructural aun cuando este no está representado por planos de estratificación uniforme (estructuras entrecruzadas). Figura 9. Uso del estereograma para hallar el buzamiento estructural. Figura 10. Magnitud del buzamiento. 16 GRAFICOS POLARES PARA LA DETERMINACION DEL BUZAMIENTO ESTRUCTURAL. Estereograma: Consiste en colocar todos los buzamientos del intervalo de interés, en forma de puntos, sobre el estereograma con la magnitud de 0°correspondiendo al centro de este. En el que se sobrepone un papel transparente y se marcan en él, primero el dato de los buzamientos (puntos) y, además, 4 señales de referencia y luego se desplaza el papel transparente hasta que los puntos se encuentren uniformemente distribuidos alrededor del centro del estereograma. En esta posiciónse marca el centro del estereograma en el papel transparente mediante una cruz; se vuelve a la posición original y se marca el buzamiento estructural en el punto ocupado ahora por dicha cruz. Es básicamente un proceso de promediación que permite una gran selectividad, preciso y valido para determinar buzamientos estructurales con magnitudes desde 0º hasta 40º y más. Gráfico Modificado de Schmidt: Esta técnica es similar a la anterior excepto que aquí el centro del estereograma representa 90° mientras que los 0° corresponden a la circunferencia. Se utiliza en el caso de buzamientos estructurales de poca magnitud. Hay pequeñas diferencias entre los gráficos utilizados entre los dos métodos, pero estas diferencias son de importancia. Aquellos buzamientos que corresponden al estructural, en esta técnica forman un grupo en la circunferencia del estereograma y el centro de este agrupamiento es el propio buzamiento estructural. Gráfico de Frecuencia de Azimut. Este grafico no toma en cuenta la magnitud del buzamiento y presenta tan solo el número de veces que algún azimut cae en uno de los sectores de 10° de extensión en que está dividido el gráfico. De esta forma se encontrará el rumbo predominante en que buzan las capas, que no es necesariamente el del buzamiento estructural por cuanto puede existir entrecruzamiento de capas. En vista de lo antes dicho se sugiere no utilizar este método para encontrar el buzamiento estructural. Figura 11. Grafico modificado de Schmidt. Figura 12 .Grafico de frecuencia de azimut. 17 Configuraciones CaracterísticaS Mayores: 1. Cambio del buzamiento estructural, discontinuo o continuo. (Fig. 1, 7, 8, 9 y 10). 2. Cambio en la magnitud del buzamiento (incremento (fig.2, 6, 7 y 8) y discriminación (fig.3 y 9)). 3. Cambio en el rumbo del buzamiento (fig. 4, 9 y 10). 4. Variación al azar (fig. 5 y 10) Figura 13. Configuraciones y esquemas del perfil. 18 Secundarios: 1. Cambios en la densidad de los resultados. 2. Cambios en la calidad o uniformidad de los resultados. Otras configuraciones: 1. Cambios bruscos o suaves, extensión vertical y repetición: el ángulo de un resultado a otro de la fig. 2 está entre 1º y 2º indicando cambios suaves tratándose de una sección de 25 metros. En la fig.3 el ángulo es de 5º a 6º señalando cambios más fuertes con sección de 8 metros. 2. Cambios con respecto al buzamiento estructural. En la fig.6 un esquema rojo ocurre en medio del buzamiento estructural. En la fig.7 hay continuidad. Las fig. 8, 9 y 10 muestran discontinuidad entre los esquemas y el buzamiento estructural encima y abajo. 3. Relacionados con el Perfil de Resistividades. Un cambio litológico indicado por un perfil de resistividades correspondiente al intervalo de la fig.7 encima del buzamiento estructural inferior, puede interpretarse como una discordancia. Al no haber un cambio litológico, el conjunto representa probablemente un pliegue. Substracción De Buzamientos La representación en solamente dos dimensiones de capas estratificadas que son de naturaleza tridimensional, puede ser causa de errores. La relación geométrica entre los buzamientos que conforman una configuración puede ser difícil de percibir, sobre todo si los valores del azimut son variables. Se logra obtener la substracción o resta de buzamientos mediante la rotación de vectores. Coloración Gruesa y Fina La coloración de los esquemas requiere unir flechas cercanas en profundidad, evitando incluir aquellas cuyo azimut sea muy diferente. La coloración fina o micro-coloración resultante aparece en la fig. 14 lado izquierdo. Puede ser ventajoso, sin embargo, poner énfasis en aumentos o disminuciones de magnitud de buzamientos mediante una coloración gruesa o macro-coloración, tal como se indica en la fig. 14 lado derecho. Figura 14 .Tipos de coloración. 19 Esquemas Rojos y Azules Absolutos Se define un esquema rojo como uno dentro del cual la magnitud del buzamiento aumenta con la profundidad; y un esquema azul como aquél donde la magnitud del buzamiento decrece al aumentar la profundidad. Cuando el buzamiento estructural es alto, la substracción del mismo puede convertir un esquema azul en uno rojo y viceversa. Hay necesidad de definir lo que se llaman Esquemas Absolutos; un esquema rojo es absoluto cuando tiene continuidad con el buzamiento estructural de encima, tanto en magnitud como en rumbo. Un esquema azul es absoluto cuando tiene continuidad con el buzamiento estructural de abajo, en magnitud y en rumbo. Lo que se puede observar en la fig. 15. Comparación Con Perfiles De Resistividades El significado de las configuraciones en los perfiles de buzamientos varía según su ubicación en un Perfil. Así, no tiene la misma interpretación cuando está frente a un cuerpo litológico o encima de este; o cuando cubre parte o todo el cuerpo, o varios a la vez. Observaciones de este tipo, por si solas, no permiten interpretar el significado de un esquema; sin embargo, proporcionan, muchas veces, indicios valiosos para una interpretación correcta. La configuración idealizada del gráfico, abajo, combinada con el perfil A de la fig. 16 sugiere relleno de un canal, mientras que combinada con el perfil B donde el incremento de magnitud del buzamiento ocurre en el intervalo arcilloso de encima, sugiere compactación diferencial encima de un banco o barra. Figura15.Tipos de coloración. Figura 16. Gráfica perfiles A y B. 20 OTRAS CONFIGURACIONES Cambios en la densidad, calidad o uniformidad de los resultados corresponden a variaciones litológicas, sea debido a un cambio en los sedimentos durante la deposición o alteraciones en el proceso mismo de sedimentación. Cambios de esta naturaleza pueden construir elementos importantes en la interpretación geológica del Perfil de Buzamientos. Pueden ayudar a la correlación al señalar cambios de formación que no son siempre aparentes en Perfiles de Resistividades. En la fig. 17 se muestra dos intervalos de un mismo pozo, en el cual se atravesó tres formaciones A, B y C. La formación A suministro una densidad de resultados de apenas uno por cada 30 metros (magnitud del buzamiento 70º). La B de 60º da 8 a 12 resultados en 30 metros. El cambio de densidad es una indicación de un cambio de formación. Los resultados Figura 17. Características de cambios. 21 en la formación B se caracterizan por su uniformidad en la magnitud del buzamiento. Los buzamientos en la C (50º) varían probablemente debido a plegamiento. LA ESTRELLA SEDIMENTADA Al computar todos los buzamientos de un intervalo en tramos cortos de correlación y graficándolos en un estereograma, se notara frecuentemente que los puntos se ubican formando una especie de estrella. Se parte de la suposición de que todos los contrastes de resistividad, tomando como base la correlación de las curvas del perfil de buzamientos, representan estratificación sedimentaria. Cuando la sedimentación tiene lugar en aguas profundas o sea en un ambiente de poca energía, la estratigraficacion es prácticamente horizontal. Los buzamientos de estos estratos caerán cerca del centro de la estrella, con pequeñas variaciones en su magnitud (menos de 2º) y con su azimut en todo el derredor de la estrella sin dirección preferencial. Un aumento de energía en el ambiente deposicional causa una sedimentación en Angulo con respecto a la horizontal. Pueden haber capas frontales cuyo buzamiento alcanza 40º y más, con valores de azimut que si tienen direcciones preferenciales, reflejando el sentido de flujo de la corriente de la pendiente de deposición. Estos buzamientos forman las secciones de la estrella aun cuandoa veces pueden estar ausentes una o dos secciones. Las secciones de la estrella corresponden a los esquemas rojos y azules, los que aparecen en forma parecida a los de los gráficos de frecuencia de azimut. Al sufrir este sistema un vuelco o inclinación como resultado de una actividad tectónica se afectan los buzamientos según se indica en la Fig. 19. Este gráfico de flechas poco se parece al de la fig. 20. Muchos de los estratos, cuya magnitud de buzamiento era menor que la del vuelco posterior, ahora buzan con rumbos diferentes. Los esquemas rojos y azules originales han desaparecido. El buzamiento estructural (ahora igual a la magnitud del vuelco o inclinación) no corresponde a los ángulos de menor magnitud. Sin embargo la estrella sedimentaria de la fig.20 ha conservado su disposición relativa, aun cuando ya no tiene el mismo centro. AGRUPAMIENTOS EN CIRCULOS GRANDES El grafico de flechas de la fig. 19 muestra un cambio progresivo en la magnitud del buzamiento como también en el azimut, ambas características de un pliegue con hundimiento. Al dividir toda la sección en intervalos menores y graficando los buzamientos correspondientes en A B Figura 18. Gráfica: A) Sin buzamiento Estructural y B) Con buzamiento Estructural 22 estereogramas como se muestra en la fig. 20 se puede notar que en cada uno de los tres gráficos se puede hacer pasar un mismo gran círculo a través de los tres agrupamientos de puntos. La perpendicular al diámetro del estereograma asociado con el círculo grande corresponde a la dirección de la generatriz del pliegue o dirección del hundimiento de este. Cuando la variación progresiva ocurre entre buzamientos estructurales constantes y bien definidos, es probable que estos corresponden a los flancos del pliegue, y su plano axial será la bisectriz de los dos flancos. Encima del plano axial el pozo atraviesa el flanco más inclinado; debajo cruza el flanco de pendiente suave. Esto es típico de un sinclinal. La fig. nº sig muestra un mapa con curvas de nivel, basado en estos conceptos. Anomalías estratigráficas y fallas con arrastre dan agrupamientos en círculos grandes. Corresponden a una generalización de esquemas rojos y azules. Es importante tener en cuenta que la sucesión de puntos a lo largo del circulo grande debe estar en la misma secuencia que su profundidad, en caso contrario los agrupamientos pierden su significado. RELACIONES ENTRE PERFILES DE BUZAMIENTO Y MAPAS DE CURVAS DE NIVEL El perfil de buzamientos, al poder dar tanto la magnitud del buzamiento como su azimut, proporciona una mayor cantidad de información de la que se puede suministrar una sección transversal. Por lo que entonces se genera la incógnita de si ¿Será posible trazar de forma sistemática, un mapa de contornos basado en el perfil de buzamientos? Afirmativo, esto es posible, siempre que se tomen en cuenta ciertas limitaciones y se hagan algunas suposiciones. Se presenta a continuación algunos casos particulares para luego desarrollar el caso general. Figura 19. Gráfico de flechas. Figura 20. Agrupamiento en Círculo grande. Figura 21. Gráfica de Buzamiento. 23 La magnitud y el azimut del buzamiento estructural son constantes: En este caso el perfil de buzamiento no revela cambios estructurales que puedan existir a alguna distancia del pozo. El pozo puede estar atravesando un monoclinal, el flanco de un pliegue con su plano axial paralelo al pozo, o una falla sin arrastre. La magnitud del buzamiento estructural varia pero se mantiene constante su azimut: Al hacer una sección transversal en un plano vertical a lo largo del azimut del buzamiento esta sección va a contener toda la información que el perfil de buzamientos es capaz de dar en este caso. Un ejemplo típico es el de estructuras plegadas sin hundimiento. La generatriz de la estructura es horizontal y esta queda definida mediante una sección transversal perpendicular a ella. Ver el mapa de curvas de nivel “H”. Figura .Mapa de curvas de nivel del horizonte “L” Figura 22. Mapa de curvas de nivel del horizonte “H” 24 La magnitud y el azimut del buzamiento estructural varían: Aquí ninguna sección transversal puede definir la estructura, al contrario del mapa de curvas de nivel que si puede hacerlo. Los ejemplos que se exponen suponen la existencia de plegamientos símiles, es decir que todos los horizontes estructurales son reproducciones isométricas uno de otro. Si se quiere hacer un mapa del horizonte “X”, el pozo atraviesa todos los horizontes por encima y debajo de X en diferentes puntos y buzamientos, al juntar todos estos últimos es posible obtener una descripción aproximada de X alrededor del pozo, basado en el concepto de la imagen del pozo en el horizonte estructural. Si se reduce a cero el espesor de las formaciones encima y debajo de X con lo cual todos los horizontes vecinos coincidirían con X al haber un movimiento de traslación. Todos los puntos de penetración se alinearían en una curva conocida como imagen del pozo. No hay una sola manera de definir las traslaciones; se entiende que son paralelas a la ocurrencia de mayor interés, por ejemplo el plano de una falla o de un pliegue y siempre son lo más corto posible. Así se obtiene una imagen del pozo que es prácticamente perpendicular al rumbo de este plano. En la práctica se traza una línea perpendicular a la ocurrencia más importante y se distribuyen sobre esta línea los buzamientos en orden a su profundidad. Buzamientos de poca magnitud estarán lejos uno de otro y lo contrario para los de altos valores. Luego trazar las curvas de nivel perpendiculares al azimut en cada uno de los puntos. Figura 24 .Mapa de curvas de nivel del horizonte “K” 25 ANEXOS. Figura 25. Ejemplos de Perfiles de Buzamientos para casos variados. 26 Figura 26. Microresistividad: es la evolución del perfil de buzamiento, hoy en día se registran más de 400 curvas microresistivas, incrementando mucho la definición. Figura 27.Cilindro desplegado. 27 Figura 28. Registros de perfil de buzamientos de alta resolución. 28 CONCLUSION: La herramienta del registro de buzamiento posee cuatro brazos a 90º, los cuales registran los cambios de buzamientos de los estratos, por medio de lecturas de resistividad. Debe utilizarse junto con un GR, debido a que los buzamientos estructurales se miden sobre los planos de estratificación de loas lutitas, ya que las arenas poseen buzamientos estratigráficos dentro de los paquetes, dentro de los cuales pueden haber estratificación cruzada. Si no tomamos en cuenta la litología sobre la cual se mide el buzamiento se corre el riesgo de medir un buzamiento estratigráfico dentro de una arena y no un buzamiento estructural sobre una lutita. 29 BIBLIOGRAFIA -Bisbe York E. (2007). Curso básico de evaluación de formaciones para operadores de perforación y producción. Centro Politécnico del Petróleo: Cupet -Schlumberger. (2010). Fundamentos de la interpretación de perfiles de buzamiento. EE.UU. -Perfilaje de pozos. (2009). México: Omega. -Terminación y mantenimiento de pozos. (2000). México: Un Siglo de la Perforación en México. -Castillo J. (2009). Performance de Pozos Productores de Petróleo y Gas. (1ra ed.).
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