Registro Neutrón

• Es sensible a la cantidad de atomos de hidrógeno en la formación,

• Su uso principal es para la determinación de la porosidad de la formación [φN],

• La herramienta bombardea la formacióncon neutrones y detecta ya sea, RG de captura o Neutrones (Nt y/o Ne),

• En formaciones con alto contenido de hidrógeno la tasa de conteo de Neutrones es baja, y viceversa.

Procesos - Registro NeutrónEmisión de Neutrones

• Fuente – Química: Fuente radioactiva ⇒ 4.5 MeV

- Fuente de radiación Alfa (Radio, Plutonio, Americio),

- Berilio [4Be9],

• Fuente – Acelerador: Minitron ⇒ 14 MeV

- Acelera iones de Deuterio,

- Impactan sobre Tritio,

Procesos - Registro NeutrónDispersión de Neutrones

Las colisiones de dispersión ocurren con los núcleos de todos los átomos.

• Colisiones Elásticas: Interacción con átomos de hidrógeno principalmente.

• Colisiones No Elásticas: Interacción con átomos de mayor masa que el hidrógeno.

Procesos - Registro NeutrónDispersión de Neutrones (2)

Clasificación Neutrones vs. Energía Cinética• Rápidos > 1 MeV,

• Intermedios: 102 – 105 eV,

• Epitermales (Ne): 10-1 – 102 eV,

• Termales (Nt) < 10-1 eV. (0.025 eV)

Procesos - Registro NeutrónAbsorción de Neutrones

• Los neutrones termales son absorbidos por los núcleos de los átomos en la formación,

• La eficiencia de absorción varia de elemento a elemento,

• Cloro e Hidrógeno presentan altas eficiencias de captura de neutrones,

Registro NeutrónEvolución - Herramienta

• Emisión N y Detección RG-Captura & Nt : Un Detector ⇒Gamma Ray/Neutron Tool (GNT), centralizada,

• Emisión N & Detección Nt: Dos detectores ⇒ Compensated Neutron Log (CNL), tipo Pad,

• Emisión N & Detección Ne: Un Detector ⇒ Sidewall Neutron Porosity Tool (SNP), hueco abierto, tipo Pad,

• Emisión N & Detección Nt: Dos detectores ⇒ HGNS/CNT,

• Emisión electrónica N & Detección Nt & Ne: Cuatro detectores, ⇒APS.

Registro NeutrónEvolución – Herramienta (2)

Registro NeutrónRespuesta - Herramienta

GNT SNP CNL

Registro NeutrónEvolución – Herramienta (3)

Evolución – Herramienta NeutrónSchlumberger

Herramienta Conformación Básica Respuesta y Avances

GNAM Fuente química Ra-Be y un detector G-M de GR

Primera herramienta de Neutrón porosidad

GNT Fuente química Pu-Be y un detector G-M de GR

Más confiable que la GNAM y Res-Vert de 20 pulg.

SNP Fuente química Pu-Be (Después Am-Be) y un detector He3 de Ne.

Herramienta tipo almohadilla con resultado cuantitativo y Res-Vert de 15 pulg.

CNT Fuente química Am-Be y dos detectores de Nt

Herramienta compensada con capacidad de corrección ambiental y Res-Vert de 12 pulg.

HGNS Igual que la CNT Medición tipo CNT con los beneficios

de la herramienta – Combo Platform Express

APS

Fuente Minitron, un detector He3 de Nt, y cuatro (4) detectores He3 de Ne.

Medición superior con salida de porosidad, casi libre de los efectos de matriz. También, medición de Σma, y una Res-Vert de 4 pulg.

Registro NeutrónCaracterísticas - Adquisición

• Profundidad de investigación: Depende de la cantidad de Hidrógeno y es inversamente proporcional (Gas, Shale):

- CNL, φ = 35%, Sw = 100% → 12 pulg,- SNP, φ = 35%, Sw = 100% → 8 pulg.

• Resolución vertical: está definida por el espaciamiento entre detectores ⇒ ∆hf,min ≅ 3 RVTool,

- CNL → 10 pulg,- SNP → 16 pulg.

• Calidad del hueco: Herramientas CNL y SNP son tipo patín, ý mal contacto resulta en lecturas erróneas,

• Fluido de perforación: Efectos del revoque y compisicón del fPy filtrado-fP en la medición,

Ejemplo – Registro Neutrón

Ejemplo – Registro NeutrónRespuestas Típicas - CNL

Conteo Neutrones vs. Espaciamiento

Recorrido Neutrón vs. Porosidad & Litología

Lutita & Porosidad

Porosidad, Litología & Sw

Índice de hidrogeno

• Hidrogeno – Base Masa:

• Hidrogeno Agua – Base Masa ⇒ 1/9,

• Hidrogeno – Base Vol.:

• Hidrogeno Agua – Base Vol. ⇒ 1/9,

• Índice de Hidrógeno – HI:

∑+=

i

iiHH

HHmasH

AnAn

AnC ,

masHbvolH CC ,, ρ=

( )

( )WaterC

FormationCHI

volH

volH

,

,=

b

i

iiHH

HH

AnAn

AnHI ρ

∑+=

9

Índice de hidrogeno (2)

Calibración – Herramienta Neutrón

Calibración – Herramienta Neutrón

• Herramienta GNT - API Neutron Pit: Caliza pura con φconocida,

• Herramientas SNP & CNL - Test Pit: Litologías puras ⇒Litología Caliza,

Calibración Conteo vs. φφφφN

La razón del conteo de los detectores, corregida por el tamaño del hueco, se usa para calcular NPHI.

Calibración Razón N/F vs. φφφφN & Litología

Usos – Registro Neutrón

• Determinar litología: en forma directa a partir del reconocimiento de cuales litologías contienen átomos de hidrógeno,

• Determinar porosidad: La herramienta es sensible a la cantidad de hidrógeno en la formación, y en menor grado a la presencia de otros elementos,

Efecto de Hidrocarburos (gas)

• HIw ≅ HIo: Efecto compensado de composición y densidad,

• Zona de HC:

- HC – Aceite: φN ≈ φ,

- HC – Metano: φN = n φ, n < 1,

( )[ ]xohcxomfN SHISHI −+= 1φφ

Efecto de Cloruros

• Cloro e Hidrógeno presentan altas eficiencias de captura de Nt,

• En presencia de cloruros en el fP, filtrado-fP, y agua de

formación ⇒ Conteo de Nt ⇓

→ Sobreestimar Porosidad,

Efecto de Lutita - Arcilla

• Las arcillas presentan agua

absorbida sobre su superficie ⇒Bound water,

• En presencia de formaciones

sucias con arcillas & lutitas ⇒Conteo de Nt ⇓ → Sobreestimar Porosidad (Shale effect)

Aspectos Operacionales• La profundidad de investigación depende de la cantidad de

hidrogeno en la formación. Aumenta con la presencia de gas y disminuye con la presencia de arcillas, [8 – 12 pulg.]

• La resolución vertical es del orden de 36 – 48 pulgadas,

• La calidad del hueco puede afecta la medida del registro Neutrón en la medida que no presente un buen contacto almohadilla – herramienta,

• La composición salina, densidad del fluido de perforación, al igual que la presencia de Mud cake afectan la medición, dependiendo del tipo de herramienta,

Corrección

φφφφN

Corrección - Litología

Próxima ClaseRegistro Sónico

Chapter 3: Acoustic properties ofrocks,Chapter 10: Sonic porosity log.

Corrección

φφφφN