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API RP 40, API PRÁCTICAS RECOMENDADAS PARA EL
PROCEDIMIENTO DE ANÁLISIS DE NÚCLEOS
SECCIÓN 1: COMO PLANEAR UN PROGRAMA DE SONDAJE
1.1 GENERAL
1.1.1 Alcance
Estudiar la planeación de un programa de sondaje.
1.1.2 Principio
Se avanza por una fase de exploración de fuentes
alternas de información - pruebas de pozos,
registros de sucesos, núcleos anteriores, y
muestras o núcleos de paredes laterales.
Se requiere personal de petrofísica, yacimientos,
geología, perforación y producción.
Cuando se discuten los objetivos, cada gasto debe
resultar finalmente en la producción de más crudo
o gas a menor costo unitario.
Se indicarán las restricciones en presupuesto,
lugar, y tiempo en el programa. El tamaño de la
perforación, el ángulo de perforación, temperatura,
presión, y tipo de roca influirán en la selección de
las herramientas de sondaje.
1.1.3 Objetivo
El objetivo de cada operación de sondaje es
recolectar información para hacer más eficiente la
producción de crudo o gas. Algunas tareas
específicas son:
a. Objetivos geológicos:
1. información litológica:
(a) Tipo de roca
(b) Ambiente deposicional
(c) Tipo de poros
(d) Mineralogía/geoquímica
2. Mapas geológicas
3. Orientación de fracturas
b. Ingeniería petrofísica y de yacimientos:
1. Información de permeabilidad:
(a) Correlación de permeabilidad/porosidad
(b) Permeabilidad relativa
2. Datos de presión capilar
3. Datos para los registros de sucesos:
(a) Propiedades eléctricas
(b) Densidad de granos
(c) Registro de gamma de núcleos
(d) Mineralogía y la capacidad de intercambio de
catión
4. Estudios del recobro mejorado de crudos
5. Estimación de reservas:
(a) Porosidad
(b) Saturación de fluidos
c. Perforación y terminación:
1. Estudios de la compatibilidad de fluido/formación
2. Datos del tamaño de grano para el diseño de
relleno de grava
3. Datos de la mecánica de la roca
1.1.4 Fluidos para el Sondaje
1.1.4.1 La selección de un fluido para sondaje
debe basarse en cuatro puntos:
a. Seguridad.
b. El objetivo principal del programa de sondaje.
c. Intereses ambientales.
d. Costo.
1.1.4.2 La seguridad (prioridad)
El fluido de perforación debe diseñarse para
soportar las presiones esperadas de la formación
como también limpiar, lubricar, y estabilizar la
perforación.
1.1.4.3 Los intereses ambientales deben
considerarse, ya que el sistema de fluido para
perforación puede ser más costoso para cumplir
con los objetivos ambientales, además de equipos
adicionales para asegurar su contención.
1.1.4.4 El costo es importante: revisar el costo de
todo el programa de análisis de núcleos y los
beneficios esperados mientras se cotizan los
sistemas de fluidos para perforación.
1.1.4.5 Se han utilizado fluidos distintos fluidos de
perforación para el sondaje, tales como lodos con
base en agua, en aceite, espuma, y aire/vapor para
cortar núcleos exitosamente.
1.2 EQUIPOS PARA SONDAJE
1.2.1 Alcance
Presentar las herramientas para sondaje. Se debe
obtener los detalles de sistemas particulares de
sondaje, y recomendaciones.
1.2.2 Principio
Los equipos de sondaje están diseñados para
recuperar muestras de roca desde la profundidad
de la tierra para estudios geológicos y de
ingeniería.
1.2.3 Aparato
Los sistemas de sondaje consisten de un saca-
núcleo interior suspendido de un montaje giratorio
dentro de un saca-núcleo exterior conectado a la
cadena del taladro.
Se conecta una barrena corta núcleos al fondo del
cilindro exterior y se adapta un colector de
muestras en el fondo del cilindro interior. Se
bombea el fluido para perforación por la cadena del
taladro, a través del montaje giratorio, por la corona
circular entre los cilindro interior y exterior, y sale
por la broca del taladro.
1.3 SISTEMAS CONVENCIONALES DE
SONDAJE
1.3.1 Saca-núcleos Convencional
Existen herramientas convencionales de sondaje
para cortar núcleos con diámetros exteriores de
1.75 a 5.25 pulgadas (44.5 a 133.4 milímetros). La
longitud del núcleo puede variar de 1.5 pies (.46
metros) para aplicaciones de pozos horizontales de
radio corto hasta más de 400 pies (121.9 metros)
para formaciones consolidadas gruesas y
uniformes. El tamaño de la perforación, el ángulo
de perforación, fuerza de la roca, y litología
controlarán el diámetro y la longitud del núcleo que
puede ser cortado en un solo recorrido. La Tabla 1-
1 resume las opciones convencionales de sondaje
disponibles.
1.3.2 Saca-núcleos Convencionales Reforzados
Se han desarrollado herramientas de sondaje
especiales para trabajar en formaciones más duras
que las normales, y cortar núcleos de longitud
extendida. Diseñados para cortar núcleos hasta
5.25 pulgadas (133.4 milímetros) en diámetro. Se
utilizan los sistemas de sondaje reforzados para
mejor ventaja cuando se sondean longitudes más
largas de formaciones homogéneas o cuando se
anticipan cargas de par de torsión más altas que
las normales. El saca-núcleos marino fue el
precursor a los saca-núcleos de trabajo pesado de
la generación de hoy en día. Desarrollado para ser
más fuerte que los sistemas de sondaje existentes,
la herramienta fue desarrollada para uso en
aplicaciones mar adentro. El saca-núcleos marino
incrementa el margen de seguridad contra fallas en
las herramientas, pero está limitado a cortar
núcleos de 3 pulgadas (76.2 milímetros) de
diámetro.
1.3.3 Forros de los Saca-núcleos
El uso de un forro en un cilindro interior de acero
tiene dos funciones principales: mejorar la calidad
del núcleo soportando el material de núcleo
físicamente durante su manejo y servir como un
sistema de preservación de núcleos. Se han usado
plásticos PVC y ABS, fibra de vidrio, y aluminio
como forros de cilindro interiores. Los forros se
deslizan en un cilindro interior convencional y son
agarrados por el montaje del colector de muestras
y fricción. Los forros típicamente son de 30 pies
(9.14 metros). Se pueden cortar para aplicaciones
especiales, pero su longitud máxima es rara vez es
de 30 pies (9.14 metros) debido a las limitaciones
de fabricación y el manejo de materiales. Los forros
son indicados a menudo cuando se hace sondaje
en formaciones no consolidadas o fracturadas.
También son apropiados cuando se corta roca dura
en lugares remotos y mar adentro cuando se
requiere una preservación de núcleos inmediata.
Los forros plásticos son adecuados para
temperaturas hasta 180ºF (82.2ºC). Los forros de
fibra de vidrio pueden utilizarse hasta 250ºF
(121ºC), 350ºF (176.7ºC) si se utiliza una resina
especial para temperaturas altas. Se recomienda el
aluminio por lo general cuando se esperan
temperaturas mayores a 250ºF (121ºC). La
desventaja de los forros de saca-núcleos es que
ellos reducen el diámetro efectivo del cilindro
interior por aproximadamente 0.5 pulgadas (12.7
milímetros).
1.3.4 Cilindros Interiores Desechables
Los cilindros interiores desechables sirven para los
mismos propósitos generales que los forros.
Además, el diámetro exterior del núcleo no es
reducido, como sería el caso con un forro de
cilindro interior. Existen cilindros interiores
desechables de aluminio, fibra de vidrio, y acero
dulce, y son fabricados de varios tamaños para
adaptarse a la mayoría de los sistemas
convencionales de sondaje.
1.3.5 Sondaje de Pozos Horizontales o de
Ángulo Elevado
Los pozos de radio medio [radios de 290 a 700
pies (88.4 a 213.4 metros)] y aquellos con longitud
extendida pueden sondearse con saca-núcleos
convencionales alimentados desde el tablero
giratorio o por un motor dentro del pozo (la mayoría
de núcleos son cortados sin el uso del motor). El
uso de un motor dentro del pozo permitirá que se
realice el sondaje sin girar la cadena del taladro.
Se colocaría típicamente un saca-núcleos
convencional largo de 30 pies (9.14 metros)
adelante del motor de lodo dentro del pozo. Un
sondaje sin el motor dentro del pozo puede mejorar
el control del ángulo del pozo.
1.4 SISTEMAS ESPECIALES DE SONDAJE
1.4.1 General
Se han desarrollado sistemas especiales de
sondaje para satisfacer las necesidades de
sondaje.
Los saca-núcleos de presión retenida y de esponja
surgieron para mejores datos de saturación de
crudo. Los sistemas de sondaje de manga de
caucho y de cierre completo fueron desarrollados
para mejorar la calidad de los núcleos cortados de
formaciones no consolidadas. Entre otros sistemas.
La Tabla 1-2 resume algunas de las opciones
especiales de sondaje disponibles.
1.4.2 Sondaje de Presión Retenida
Los saca-núcleos de presión retenida son
diseñados para recoger núcleos mantenidos en
condiciones de presión de yacimiento. Siendo el
mejor método para obtener datos de saturación de
crudo (los núcleos capturan gases de ycto.)
Existen saca-núcleos de presión retenida en dos
tamaños: 6 pulgadas (152.4 milímetros) y 8
pulgadas (203.2 milímetros) de diámetro exterior
que cortan núcleos de 2.50 y 3.75 pulgadas (63.5 y
95.3 milímetros) de diámetro exterior,
respectivamente. El cilindro de diámetro exterior
corta hasta 20 pies (6.1 metros) de núcleo de 2.5
pulgadas (63.5 milímetros) de diámetro mientras
mantiene una presión máxima de 10.000 psi (69
Mpa). El cilindro de diámetro exterior de 8 pulgadas
(203.2 milímetros) corta 10 pies (3.05 metros) de
núcleo de 3.75 pulgadas (95.3 milímetros) de
diámetro mientras retiene un máximo de 5.000 psi
(34.5 Mpa) de presión interna. La máxima
temperatura de operación recomendada es de
180ºF (82ºC).
1.4.3 Sistema de Sondaje Forrado con Esponja
Fue desarrollado para mejorar la precisión de los
datos de saturación de crudo basados en núcleos.
Un sistema de sondaje de esponja atrapa el crudo
expulsado cuando se saca el núcleo a la superficie.
Un sistema de sondaje de esponja tiene la ventaja
de ser menos costoso para operar que un sistema
de sondaje de presión retenida. La esponja es
estable a una temperatura de 350ºF (176.7ºC). El
sistema de sondaje de esponja es limitado a cortar
un máximo de 30 pies (9.14 metros) de núcleo de
3.5 pulgadas (88.9 milímetros) de diámetro por
recorrido.
1.4.4 Sistemas de Sondaje de Cierre Completo
Fueron desarrollados para mejorar el recobro de
formaciones no consolidadas. Estos sistemas
utilizan forros para saca-núcleos o cilindros
interiores desechables, y un sistema especial de
colección de muestras para recobrar las rocas
dificultosas.
Los sistemas de sondaje de cierre completo están
limitados actualmente a cortar núcleos de 3.5
pulgadas (88.9 milímetros) o 4 pulgadas (101.6
milímetros de diámetro. La longitud recomendada
de núcleos es de 30 pies (9.14 metros).
1.4.5 Saca-núcleos de Manga de Caucho
Fue el primer sistema desarrollado para mejorar las
posibilidades de recobrar arenas no consolidadas,
conglomerados, y formaciones duras fracturadas.
El saca-núcleos de manga de caucho es único
porque la parte superior del cilindro interior no se
mueve con respecto al núcleo durante el sondaje.
El cilindro exterior es perforado alrededor de una
columna de roca que es encerrada
progresivamente en una manga de caucho. Solo
existe un tamaño de saca-núcleos de manga de
caucho, que corta 20 pies (6.1 metros) de núcleo
de 3 pulgadas (76.2 milímetros) de diámetro por
recorrido. Temperaturas límite de 200ºF (93ºC). No
se recomienda la herramienta para uso en
perforaciones de más de 45 grados de inclinación.
Además, el sondaje debe
1.4.6 Saca-núcleos Recobrable Wireline
Las herramientas de sondaje recobrable son
operacionalmente similares a los sistemas
convencionales de sondaje excepto que están
diseñados para sacar el cilindro interior a la
superficie por wireline. Esto acelera la operación
de sondaje eliminando la necesidad de interrumpir
toda la cadena del taladro para cada núcleo.
Las herramientas de sondaje recobrable son por lo
general más pequeñas y más livianas que los
sistemas convencionales de sondaje.
1.5 SONDAJE DE PAREDES LATERALES
WIRELINE
1.5.1 General
Se desarrollaron los sistemas de sondaje de
paredes laterales wireline para obtener muestras
de núcleos de un pozo después de que este haya
sido perforado y registrado, y antes de pasar el
entubado.
1.5.2 Sondaje de Percusión de Paredes
Laterales
La mayoría de los núcleos de paredes laterales
wireline se obtienen con sistemas de sondaje de
percusión de paredes laterales. Estas herramientas
(pistola) disparan balas cilíndricas huecas, por
impulsos eléctricos controlados desde la superficie
y el movimiento de la pistola saca las balas, que
contienen las muestras, de la pared de la
perforación (recobrables en la pared de perforación
sin entubado). Hasta 66 muestras de 1 pulgada
(25.4 milímetros) en diámetro por 1 3/4 pulgadas
44.5 milímetros) de longitud, pueden tomarse
durante un recorrido en el pozo.
Las ventajas del sondaje de percusión de paredes
laterales son velocidad, bajo costo, y la capacidad
de sacar muestras en zonas de interés después de
correr registros en perforaciones abiertas. La
desventaja es que la bala usualmente altera la
formación, fracturando la roca más dura o
comprimiendo los sedimentos más blandos. Esto
reduce el valor cuantitativo de los datos de análisis
de los núcleos de paredes laterales.
1.5.3 Sondaje de Paredes Laterales por
Perforación
La herramienta giratoria o de perforado para
paredes laterales fue diseñada para recobrar
muestras de núcleos en paredes laterales wireline
sin el impacto destructivo del sistema de percusión.
Apropiada para roca dura-a-friable.
Se puede tomar un máximo de 30 muestras, 15/16
pulgadas (23.9 milímetros) de diámetro por 1 3/4
pulgadas (44.5 milímetros) de longitud en cada
recorrido.
1.5.4 Sistemas de Sondaje de Paredes Laterales
Están diseñados para adquirir una muestra de
núcleos más grande y más continua de un pozo
perforado y registrado que lo posible con las
herramientas existentes para el sondaje de
paredes laterales.
El primer sistema es similar al saca-núcleos
convencional. El sistema de sondaje de paredes
laterales está diseñado para cortar hasta 10 pies
(3.05 metros) de núcleos de 2 1/2 pulgadas (63.5
milímetros) de diámetro
1.6 SONDAJE ORIENTADO
1.6.1 Generalidades
Los núcleos orientados son utilizados para orientar
fracturas, campos de esfuerzo, y tendencias de
permeabilidad. Las operaciones de exploración,
producción, y perforación utilizan la información
para la búsqueda de yacimientos fracturados, el
diseño de inundaciones de agua, y la planeación
de pozos horizontales.
Los núcleos orientados se cortan típicamente
utilizando un saca-núcleos convencional adaptado
con un anillo especial de trazado, y un aparato
para registrar la orientación de la cuchilla de
trazado principal en relación con el norte
magnético. Los métodos de laboratorio utilizados
para orientar núcleos son correlación del núcleo
con los registros de imagen de pozos y el método
paleo magnético. La Tabla 1-3 indica los métodos
usualmente utilizados para orientar núcleos.
1.7 BROCAS PARA SONDAJE
1.7.1 Generalidades
Las brocas para sondaje son una parte básica del
sistema de sondaje. Sin embrago las brocas de
sondaje vienen en una confusa variedad de estilos.
Existen pautas generales de brocas/formaciones
de los fabricantes para ayudar en la selección de la
broca apropiada. Con un poco de información
básica, es posible tomar decisiones informadas
sobre los tipos de cortadores, perfiles de brocas, y
consideraciones hidráulicas para el margen de
condiciones de sondaje anticipadas.
La dureza (fuerza compresiva), abrasividad, y
variabilidad de las rocas a sondear influye sobre la
selección de cortadores. Para formaciones duras
se sugiere el uso de cortadores más pequeños,
más resistentes a impactos. Las brocas de taladro
de descarga frontal con baja invasión diseñadas
para formaciones de resistencia no consolidada-a-
mediana pueden ser utilizadas en rocas más duras
o más abrasivas, pero la vida útil de la broca puede
ser reducida drásticamente.
La información presentada en la Tabla 1-4 ofrece
un resumen de los tipos de brocas para sondaje
disponibles.
1.7.2 Brocas de Diamantes Naturales
Se utilizan brocas de taladro de diamante natural
cuando la formación es demasiado dura (alta
resistencia compresiva) y/o abrasiva para otro tipo
de elementos cortadores. Se pueden montar
diamantes naturales grandes en una matriz de
carburo de tungsteno, o se pueden dispersar
recortes finos de diamantes en una matriz para
formar lo que se llama una broca impregnada de
diamantes. Éstas son para aplicaciones en
formaciones ultra-duras.
1.7.3 Cortadores Compactos de Diamantes
Policristalinos (CDP)
Los cortadores (CDP) compactos de diamantes
policristalinos son materiales de diamantes
artificiales que consisten de una capa de arenilla
de diamantes del tamaño de un micrón sinterizada
y adherida a espigas de carburo de tungsteno. El
grosor de la capa de diamantes policristalinos es
solo de 0.020 a 0.060 pulgadas (.51 a 1.52
milímetros). Las brocas CDP se utililzan para
sondear formaciones que varían de muy blandas a
medio duras. Las brocas son diseñadas para cortar
por cizallamiento resultando en una alta velocidad
de penetración.
1.7.4. Diamantes Térmicamente Estables (PTE)
El producto (de diamantes) térmicamente estables,
PTE, es similar a los CDP en que también es un
material de diamantes artificiales. La diferencia
principal en el material PTE es que tiene un
margen mas alto de estabilidad térmica debido al
filtrado del catalizador metálico utilizado en el
proceso de fabricación de sintetización. Estos
cortadores son apropiados para formaciones
considerados por lo general demasiado duras y/o
abrasivas para los cortadores CDP. Estos no son
recomendados para formaciones blandas.
1.7.5 Brocas de Conos Giratorios
La broca de taladro de conos giratorios utiliza
cuatro conos giratorios montados con piezas
insertadas de carburo de tungsteno o cortadores
de diente triangular para propósitos de sondaje.
Los cortadores en los conos giran y se incrustan en
el fondo del pozo y rompen la formación en
compresión con una acción cinceladora.
1.8 CARACTERÍSTICA DE DESCARGA DE
FLUIDOS DE CORTANÚCLEOS
1.8.1 Descarga por la Entrada
Los cortanúcleos de descarga por la entrada están
diseñados para tener el 100 por ciento del fluido
pasar entre el anillo cortante y el diámetro interior
del cortanúcleos (la "entrada"). Las brocas de
descarga por la entrada están diseñadas para
limpiar el diámetro interior del cortanúcleos,
removiendo los recortes de esta área para
asegurar una entrada muy uniforme del núcleo al
sacanúcleos. La acción limpiadora reduce la
tendencia a atascarse de las formaciones duras y/o
quebradizas.
1.8.2 Descarga Frontal
Los cortanúcleos de descarga frontal están
diseñados para desviar algún fluido que
normalmente pasaría a través de la entrada de la
broca al frente de la broca.
Esto limpia la superficie de la broca y reduce la
cantidad de fluido que puede friccionar el núcleo
mientras entra en el sacanúcleos. Se recomiendan
las brocas de descarga frontal para uso en
formaciones blandas y friables.
1.8.3 Perfil de Baja Invasión
Están diseñados para maximizar la velocidad de
penetración, y minimizar la invasión de filtrado de
fluido de perforación en el núcleo. Se recomienda
el uso de cortanúcleos con perfil de baja invasión
para formaciones de resistencia blanda a mediana.
Las formaciones mas duras disminuirían la
velocidad de penetración y posiblemente dañaría
los cortadores.
1.9 COLECTORES DE MUESTRAS
1.9.1 Generalidades
La parte más crítica de cada sistema de sondaje es
el colector de muestras que mantiene el núcleo en
el cilindro mientras es llevada a la superficie. La
Tabla 1-5 indica los colectores de muestras
disponibles y sugieren aquellos más apropiados
para tipos de roca específicos.
SECCIÓN 2 PROCEDIMIENTOS DE MANEJO Y PRESERVACIÓN DE NÚCLEOS EN LAS
INSTALACIONES DE POZOS
2.1 GENERALIDADES
2.1.2 Los objetivos de un programa de manejo de
núcleos son los siguientes:
a. Obtener material de roca representativa de la
formación.
b. Minimizar la alteración física del material de
roca durante el manejo y el almacenamiento del
núcleo. Los problemas más grandes enfrentados
por aquellos que manejan y preservan rocas de
yacimientos para el análisis de núcleos son los
siguientes:
(a). Selección de un material no reactiva de
preservación y un método para prevenir la pérdida
de fluido o la adsorción de contaminantes.
(b). Aplicación de métodos apropiados de manejo
y preservación de núcleos basados en el tipo de
roca, grado de consolidación, y tipo de fluido.
2.1.3 La terminología
Por ejemplo, el término "estado nativo" se ha
utilizado a menudo para referirse a un núcleo
perforado con lodo en base de aceite o crudo
"lease" para tomar mediciones exactas de
saturación de agua.
"estado fresco" se ha utilizado a menudo para
indicar que el núcleo fue perforado con fluido de
perforación blando con base en agua y preservado
en las instalaciones del pozo para limitar las
pérdidas por evaporación. Se recomienda la
siguiente terminología:
2.1.3.1 núcleo fresco: Cualquier material de núcleo
recobrado preservado tan pronto como sea posible
en las instalaciones del pozo para prevenir
pérdidas por evaporación y exposición al oxígeno.
2.1.3.2 núcleo preservado: Similar al núcleo fresco,
pero este implica algún periodo de
almacenamiento.
El núcleo preservado está protegido de
alteraciones por cualquiera de una variedad de
técnicas (ver 2.5).
2.1.3.3 núcleo limpio: Núcleo del cual los fluidos
han sido removidos por solventes.
2.1.3.4 núcleo de estado restaurado: Núcleo que
ha sido limpiado, luego expuesto nuevamente a
fluidos del yacimiento con la intención de
restablecer la condición de humectabilidad del
yacimiento.
2.1.3.5 núcleo con presión retenida: Material que
ha sido mantenido, hasta donde sea posible, en la
presión del yacimiento con el fin de evitar cambios
en las saturaciones de fluido durante el proceso de
recobro.
2.1.4 Para pruebas, se debe tomar una muestra del
núcleo. Con el fin de obtener un análisis
representativo de los núcleos de una formación de
interés, se recomienda tomar muestras de todo el
núcleo. Se debe retener toda la sección del núcleo.
Las muestras para la descripción de litología, por
ejemplo, pueden tomarse de algunos pedazos
quebrados del núcleo sin dañar ninguna parte de la
roca intacta. Si está intacta,
La selección de muestras es bastante sencilla para
formaciones uniformes. Sin embargo, si una
formación contiene una litología muy variada y
tipos de porosidad heterogénea (tal como
conglomerados, variedades de cuarzos,
yacimientos fracturados, y esquistos y arenas
intercalados.
2.1.5 Los procedimientos para el manejo y la
preservación de núcleos prescritos son aplicables
para todo material de roca convencionalmente
sondeado. El éxito de cualquier técnica dada es
directamente relacionado con las propiedades de la
roca del núcleo. Los procedimientos de manejo
también deben basarse en la tecnología utilizada
para recobrar el material de roca los objetivos del
programa de sondaje
2.2 PROCEDIMIENTOS DE MANEJO DE
NÚCLEOS
2.2.1 Generalidades
Existen varios métodos para la adquisición de
núcleos. Se pueden dividir las técnicas de sondaje
continuas convencionales de diámetro completo en
dos grupos: aquellas que emplean un cilindro
interior estándar de acero para uso repetido, y
aquellas que utilizan cilindros interiores
desechables o forros. Otros procesos especiales
de sondaje, incluyendo los métodos de presión
retenida y de esponja, están disponibles para
obtener resultados de análisis de núcleos y fluidos
más representativos de las condiciones in situ.
El material de núcleos consolidado obtenido con un
cilindro interior estándar de uso repetido debe
sacarse del cilindro tan pronto como sea posible
después de llegar a la superficie para minimizar la
imbibición de fluido de perforación. Entre los
posibles efectos indeseables de la imbibición de
fluidos se encuentran los siguientes:
a. Cambios en las saturaciones de fluido, equilibrio
geoquímico y de soluciones de gas.
b. Cambios en humectabilidad.
c. Movilización de arcillas intersticial y mineral de
grano fino.
d. Dilatación de arcilla y la degradación asociada
de propiedades mecánicas.
Varios tipos de roca y métodos de sondaje
requieren niveles variables de atención y pueden
dividirse en dos categorías principales:
a. Manejo básico - Esta categoría requiere una
capacitación y/o experiencia mínima e incluye:
(1). Un cilindro interior estándar de acero para uso
repetido utilizado para obtener núcleos en rocas
consolidadas moderadamente homogéneas.
(2). La adquisición de núcleos de paredes laterales
por wireline con sondaje de percusión o giratorio.
b. Manejo especial - Esta categoría requiere una
capacitación extensiva y/o equipos especiales e
incluye:
(1). Cilindros interiores desechables y saca-
núcleos orientados utilizados para obtener núcleos
de rocas fracturadas o no consolidadas que
pueden requerir una estabilización mecánica
(Skopec, et al., 1992).
(2). Saca-núcleos retenida a presión para
mantener el núcleo en la presión del yacimiento
para minimizar la expansión de fluido de la
reducción en presión y la expulsión de fluido
mientras se lleva el núcleo a la superficie (Sattler,
et al., 1988)
(3). Saca-núcleos de aluminio con un forro de
esponja dentro de un cilindro interior de acero para
atrapar los fluidos durante la expansión por la
reducción en presión mientras se lleva el núcleo a
la superficie (Park, 1983).
2.2.2 Remoción del Núcleo de un Cilindro
Interior Estándar de Acero para Uso Repetido
El núcleo debe removerse del cilindro interior en
una posición horizontal cuando sea posible. Se
debe tener cuidado para minimizar la sacudida
mecánica durante la extracción.
En toda manipulación física se debe intentar
exponer el núcleo al mínimo esfuerzo mecánico
posible. Se debe evitar el uso de agua fresca u
otros fluidos extraños para el núcleo. Si se
presiona agua por el pistón y este entra en
contacto con el núcleo, se pueden obtener valores
erróneamente altas de saturación de agua en un
análisis subsecuente de núcleos porque cualquier
presión excesiva en el cilindro puede hacer que el
fluido penetre el núcleo.
2.2.3 Clasificación y Registro de Núcleos
Se debe extender y empacar el núcleo en el piso
de las instalaciones si hay espacio disponible.
Alternativamente, el soporte de tubería puede
utilizarse para este propósito. La clasificación y
registro del núcleo no debe interferir con la
operación de perforación y/o sondaje.
Se debe tener cuidado para mantener la
orientación, y preservar la secuencia correcta de
los pedazos de núcleo. El punto clave es que el
núcleo debe clasificarse y marcarse de tal manera
que todo el intervalo de núcleo pueda volverse a
ensamblar en el futuro. Se debe proteger al núcleo
de temperaturas extremas, humedad, y
deshidratación, i.e., sol directo, motores calientes,
lluvia, vientos fuertes, y baja humedad relativa. Los
materiales y equipos de preservación de núcleos
deben estar cerca del área de manejo de núcleos
para facilitar una operación rápida. Mediciones
precisas de recobro deben ser tomadas y
registradas.
Los siguientes datos y observaciones pueden ser
útiles para determinar el origen de recobro
adicional y la falta de recobro:
a. Parámetros de perforación - tiempo de
perforación, velocidad de penetración, presión de
bombeo, etc.
b. Condiciones generales del núcleo - continuidad,
secciones quebradas, fracturas inducidas, etc.
c. Condición del equipo de sondaje de
perforaciones de fondo.
Marque las profundidades de los núcleos de arriba
abajo e indique en la parte de abajo si son de
recobro adicional o falta de recobro. La parte de
arriba del siguiente núcleo debe tener la
profundidad perforada.
Esto quiere decir que en el caso de recobro
adicional, habrá la misma profundidad en dos
núcleos. Sin embargo, estos núcleos serán
distinguibles uno del otro por sus números.
Las siguientes son las pautas apropiadas para
extender y marcar el núcleo:
a. La parte de abajo del núcleo sale del cilindro
primero y la primera pieza del núcleo debe
colocarse en el fondo de una bandeja, caja, o
pileta, y cada pieza siguiente se coloca mas cerca
de la parte de arriba.
b. Se debe tener mucho cuidado para mantener la
secuencia apropiada y la orientación del núcleo
para asegurar que los segmentos individuales del
núcleo no estén fuera de lugar o al revés.
Cualquier porción del núcleo que esté muy partida
debe meterse en bolsas de plástico y colocarse en
su posición apropiada.
c. Arme el núcleo para que los extremos
irregulares casen, luego mida la totalidad del
recobro.
d. No lave el núcleo (ver 2.4, 3.5 y 3.6). Si hay
demasiado fluido de perforación en la superficie del
núcleo, se puede limpiar con un trapo limpio
saturado en fluido de perforación, y este se puede
exprimir tan a menudo como sea necesario.
e. Con marcadores indelebles rojos y negros,
pegados con cinta, marque el núcleo de arriba
abajo con líneas paralelas (ver Figura 2-1). La línea
roja debe estar en el lado derecho si el individuo
que marca se encuentra mirando de la parte de
abajo del núcleo hacia arriba. Se deben utilizar
flechas apuntando hacia arriba para evitar
confusiones.
f. Con un marcador indeleble o pintura, empezando
de arriba, dibuje una línea a través del núcleo a
cada pie de distancia, y marque cada línea con la
profundidad apropiada.
g. Para obtener un análisis confiable del núcleo, la
velocidad es esencial en remover, extender,
marcar y preservar el núcleo para minimizar las
alteraciones debidas a exposición (ver 2.5).
h. El núcleo debe preservarse (ver 2.5) y colocarse
en recipientes numerados para ser transportado al
laboratorio.
2.2.4 Manejo de Forros y Cilindros Interiores
Desechables
El uso de forros interiores de saca-núcleos y
cilindros interiores desechables mejoran el recobro
de las formaciones fracturadas o de consolidación
deficiente.
Estos son hechos de plástico, fibra de vidrio, o
aluminio y están clasificados para varias
temperaturas. Cuando se hace sondeo en
formaciones no consolidadas o de consolidación
deficiente, elija el forro o el cilindro desechable
para soportar la temperatura circulante. Los
estratos duros tal como el esquisto son sondeados
mejor utilizando fibra de vidrio o aluminio para
prevenir el atascamiento y consecuentemente un
recobro de núcleos deficiente.
Ciertos aditivos de fluido para sondaje tal como el
cáustico reaccionan con cilindros de aluminio
causando la descarga de iones de aluminio, que
pueden reaccionar con el núcleo para alterar las
propiedades de su superficie.
Un núcleo dañado es de uso limitado para el
análisis de núcleos. El sacanúcleos debe ser
llevado a la superficie suavemente. Durante los
últimos quinientos pies, el núcleo debe llevarse a la
superficie lentamente para minimizar la expansión
de gas que puede dañar el núcleo no consolidado
severamente si la presión es reducida muy
rápidamente.
Todas las perforaciones deben ser selladas si el
forro o el cilindro interior desechable es utilizado
como recipiente de preservación de núcleos.
Alternativamente, toda la sección perforada puede
ser colocada en bolsas de plástico para prevenir
lapérdida de fluidos.
2.2.5 Núcleo retenida a presión
Los saca-núcleos retenida a presión son diseñados
para obtener la mejor saturación de fluido posible
in situ. Este método de sondaje ofrece una
alternativa al saca-núcleos convencional que
pierde presión a su recobro a la superficie. Para
permitir la medición de saturaciones de fluido en el
laboratorio, el núcleo debe pasar por un manejo
extensivo.
Los siguientes procedimientos realizados sobre
núcleos congelados deben ser supervisados por la
empresa operadora:
a. Remover el cilindro interior retenida a presión
del hielo, colocar en una cubierta de seguridad, y
cortar en los largos deseados.
b. Colocar cada sección nuevamente en el hielo,
mientras se va cortando. Tener cuidado de
asegurar que las secciones son extendidas de tal
manera que la parte superior y la parte inferior y la
posición en la sección del núcleo se pueda
identificar claramente (ver 2.2.3).
c. Levantar un extremo de la sección del núcleo a
la vez y colocar la tapa del núcleo con etiqueta a
cada extremo, asegurándolo con una abrazadera
de manguera (ver 2.2.4).
d. Las etiquetas deben ser marcados con el
nombre de la empresa, presión recuperada,
ubicación legal, margen de profundidad del núcleo,
y la profundidad del núcleo procesada.
e. Colocar las secciones del núcleo procesadas en
cajas de embarque aisladas y empacar con hielo
seco. Marcar la caja con la información del d.
2.2.6 Núcleo Esponjoso
Está diseñado para mejorar la medición de las
saturaciones de fluido en yacimientos. Cuando el
núcleo es llevado a la superficie, el fluido que se
perdería de lo contrario por expulsión debido a la
reducción en presión es atrapado por una esponja
de poliuretano absorbente que rodea el núcleo. El
equipo de sondaje consiste de 6 largos pre-
cortados de 5 pies (1.52 metros) de forro de
aluminio dentro de un cilindro interior estándar de
acero.
2.2.7 Sondaje de Paredes Laterales Wireline
Los núcleos de paredes laterales wireline son
extraídos de la formación por varios medios. El
sondaje de paredes laterales por percusión implica
el uso de una carga explosiva que impulsa un
proyectil hueco en la formación. Debido a las
fuerzas producidas por la entrada de la bala en la
formación, ocurre la compactación, fractura, y
desorden de los granos de la roca. Se debe tener
mucho cuidado cuando se maneja este material de
núcleos.
De manera alternativa, los núcleos de paredes
laterales wireline pueden perforarse
mecánicamente de la formación con una broca
giratoria. Se minimizan los daños con esta técnica.
Sin embargo, este método no es factible en todos
los tipos de roca.
2.2.8 Sondaje Continuo Recobrado de Wireline
En las operaciones de sondaje continuas
recobradas de wireline (WRC), el sacanúcleos es
recobrado mientras la cadena del taladro
permanece dentro de la perforación. El tiempo de
viaje es reducido y consecuentemente, el método
puede ser menos costoso que el sondaje
convencional.
2.2.8.1 Marcado de Profundidad en Núcleos WRC
Una buena comunicación entre el personal de
recobro de núcleos y el perforador en el campo es
necesaria para el marcado exacto de
profundidades en núcleos WRC. En el sondaje
convencional, el perforador suministra la
profundidad superior e inferior del intervalo
sondeado.
En el sondaje WRC, el núcleo metido en una
sección puede sacarse en la siguiente sección, así
que la verdadera profundidad del núcleo actual
puede estar en el intervalo previamente sondeada.
El recobro de "núcleo metido" también significa que
el volumen del núcleo sobre-recobrado es más
grande que el comúnmente encontrado en el
sondaje convencional.
El marcado de núcleos luego debe moverse de
abajo hacia arriba. Si se obtiene un recobro del 100
por ciento o más en la sección previa, las
asignaciones de profundidad deben seguir los
procedimientos convencionales, con el marcado de
profundidad empezando en la parte superior.
Para un recobro deficiente, se debe utilizar la
siguiente ecuación para contar el núcleo faltante:
Núcleo faltante
= Profundidad Perforada - Longitud del Núcleo
= [CDD - PDD] - [CBL + PC - VOID] (1)
Dónde:
MC = longitud del núcleo faltante, pies (metros)
CDD= profundidad del perforador actual, pies
(metros)
PDD=profundidad del perforador anterior, pies
(metros)
CBL = longitud del saca-núcleos, pies (metros)
PC = núcleo prominente
VOID = vacío en el sacanúcleos, pies (metros)
En un recobro deficiente, las profundidades del
núcleo deben marcarse de arriba hacia abajo,
asignando recobro deficiente a la sección inferior
del intervalo sondeado.
2.2.8.2 Método Alternativo para el Marcado de
Profundidad en Núcleos WRC
Una alternativa al método mencionado en 2.2.8.1
es asignar profundidades de la misma manera que
los núcleos convencionales (ver 2.2.3). En cuanto a
los núcleos convencionales, puede haber un
recobro deficiente o un sobre-recobro. Empezando
desde arriba, marque el núcleo con marcas de
profundidad cada pie hasta el final del núcleo.
2.2.8.3 Lavado de Núcleos WRC
En cuanto al sondaje convencional, se debe tener
cuidado para evitar daños en la roca; e.g.,
lavándola con fluidos no apropiados. Si existe
alguna ambigüedad acerca de los efectos dañinos,
elija la precaución, por ejemplo, evitando el lavado
del núcleo.
2.2.8.4 Análisis de los Núcleos WRC
El punto hasta el cual se analiza el núcleo WRC
varia en cada operador. Los procedimientos de
análisis de núcleos WRC difieren significativaente
de aquellos utilizados para núcleos
convencionales. En las operaciones de sondaje
convencional, el núcleo es devuelto a un
laboratorio para su análisis y, en algún momento
futuro, se ajustan los resultados del análisis del
núcleo para las profundidades perforadas. Con el
núcleo WRC, mucho del análisis es realizado en el
campo, y en algunos casos, el núcleo no puede
archivarse nunca.
2.2.9 Saca-núcleos Orientado
La orientación del saca-núcleos se logra utilizando
instrumentos electrónicos de disparos múltiples y
equipos especializados de trazado de núcleos.
Alternativamente, la signatura de roca
paleomagnética puede utilizarse para propósitos
de orientación de núcleos.
2.3 MUESTREO Y ANÁLISIS EN CAMPO
2.3.1 Generalidades
En general, no se recomienda el muestreo del
material de núcleos recobrado en el pozo. Si es
necesario tomar muestras inmediatamente, se
deben tomar precauciones para minimizar el
tiempo de exposición del núcleo. El muestreo debe
ser rápido, eficiente, y realizado de acuerdo con las
prácticas correctas de seguridad. Siempre obtenga
muestras utilizando el método menos dañino o
menos contaminante disponible. Todo el núcleo
debe ser guardado en todos casos.
La muestra removida debe ser preservada,
marcada, y empacada de una manera consistente
con la prueba deseada. Los datos adicionales
pertinentes deben acompañar las muestras al
laboratorio o deben estar disponibles para análisis
en el pozo.
2.3.2 Transporte y Logística
El método de transporte debe ser práctico y debe
ofrecer protección contra daños por cambios
ambientales, vibraciones mecánicas, y el maltrato.
Por razones de seguridad, puede ser necesario
tratar a los núcleos empacados en hielo seco como
"productos químicos" para propósitos de
transporte.
2.3.3 Hoja de Datos
Se debe conseguir una hoja de datos adecuada y
esta debe ser diligenciada por el ingeniero o el
geólogo del pozo, para proporcionar un registro
mas completo de las condiciones del sondaje. Esta
información será valiosa para la cualificación de la
interpretación de los datos de análisis del núcleo.
La siguiente es una lista de información deseable:
a. Identificación del pozo, número API del pozo,
elevación, números y contactos del vendedor,
como también sus teléfonos, números de fax y
direcciones.
b. Tipo de fluido de perforación, contenidos, y
datos medidos.
c. Tipo de núcleo y equipos utilizados.
d. La(s) formacion(es) sondeadas, con la
profundidad del perforador superior e inferior.
e. Indicación de la información crítica de sondaje y
cualquier nota pertinente, i.e., tiempo total de
sondaje/viaje, dificultades, y recobro.
f. Salinidad de la formación de agua y los datos del
fluido de producción.
g. Pautas de preservación. Tiempo de exposición.
h. Análisis solicitado.
i. Registro de sondaje y registros de perforación.
j. Una descripción del núcleo.
k. Registros de pozo y registros del lodo.
2.4 TIPOS DE ROCA Y CONDICIONES
ESPECIALES DE MANEJO
2.4.1 Generalidades
Las descripciones geológicas de la roca son más
complejas y se han trazado esquemas de
clasificación para categorizar tipos de roca
específicos con respecto a textura, tipo de
cementación, tamaño de grano, etc. Se deben
tener en cuenta muchas consideraciones
especiales cuando se diseña un programa para el
manejo de núcleos en el campo.
2.4.2 Roca Consolidada
Las rocas consolidadas son duras como resultado
de cimentación. Las rocas pueden describirse
como consolidadas, mal consolidadas (friable), o
no consolidada, dependiendo del grado de
compactación y cimentación. Las rocas
consolidadas comunes incluyen caliza, dolomita,
arenisca y una variedad de cuarzo.
2.4.3 Roca No Consolidada
Las rocas no consolidadas tienen poco cemento, o
no lo tienen y son esencialmente sedimentos
compactados. Se debe tener cuidado para prevenir
el desmoronamiento del núcleo. Esto incluye el
asegurar que el núcleo es llevado a la superficie,
extendido suavemente, y preservado de tal manera
que sobrevivirá el transporte (ver 2.5.2).
2.4.4 Roca No Consolidada - Aceite Liviano y
Gas
Es crítico preservar núcleos no consolidados que
contienen aceite liviano de una manera eficiente y
apropiada. Se deben evitar los movimientos
innecesarios del núcleo. Los dos métodos
comúnmente utilizados para preservar este tipo de
roca comprenden métodos ambientales, tales
como la congelación o refrigeración y estabilización
mecánica con epoxi, resina de espuma, etc. El
núcleo no consolidado que contiene aceite liviano
es susceptible a pérdidas significativas de fluido
durante el manejo en superficie.
Si se utiliza la congelación para estabilizar
materiales no consolidados, el núcleo no debe ser
transportado hasta que no esté completamente
congelado, porque la congelación parcial puede
causar daños estructurales en el núcleo
2.4.5 Roca No Consolidada - Aceite Viscoso
La dificultad más grande en el manejo de rocas no
consolidadas que contienen aceite viscoso es la
prevención o la minimización de la expansión de
núcleo retardada.
El mejoramiento de la calidad del núcleo en
areniscas de aceite viscoso no consolidadas
requiere las siguientes consideraciones:
a. Proporcionar restricción mecánica a la
expansión.
b. Proporcionar un medio para permitir el drenaje
del gas.
c. Proporcionar resistencia mecánica al núcleo.
2.4.6 Carbonatos "Vuggy"
Los vugs grandes pueden debilitar el material del
núcleo y causar dificultades en el recobro. En
muchos casos, el recobro del núcleo es reducido
en intervalos "vuggy" friables.
2.4.7 Evaporados
Las rocas salinas son por lo general bastante
competentes y, excepto por su solubilidad, pueden
considerarse rocas consolidadas. El núcleo que
contenga sales en secuencias continuas o como
rellenos de vugs y fracturas no debe lavarse con
agua dulce bajo ninguna circunstancia.
El transporte y el almacenamiento de núcleos que
contienen sales siempre debe realizarse
manteniendo la naturaleza soluble del material en
cuestión. Los núcleos de evaporados, anhídridos,
yeso y calcita no presentan problemas especiales
de manejo.
2.4.8 Roca Fracturada
Muchas rocas de yacimientos son naturalmente
fracturadas. Se recomienda el uso de cilindros
interiores desechables o forros de aluminio o fibra
de vidrio para el sondaje de roca fracturada
2.4.9 Rocas Ricas en Minerales de Arcilla
Puede haber minerales de arcilla en pequeñas
cantidades en las rocas, y a pesar de esto tener un
impacto profundo sobre las propiedades de las
rocas.
Algunas de las principales preocupaciones en las
rocas que contienen minerales de arcilla incluyen:
a. La presencia de esmectita (un mineral de arcilla
que se dilata),
b. Los minerales de arcilla intersticiales pueden
ser movilizados físicamente por cambios en
contenido de fluido, química, o alteración
mecánica, resultando en el bloqueo de secciones
de paso.
c. Los minerales de arcilla en contacto con sus
fluidos naturales están el equilibrio termodinámico,
y la exposición a otros fluidos alterará esto
resultando en cambios en la actividad de minerales
de arcilla, cationes intercambiables, y cambios
consecuentes en comportamiento mecánico y de
flujo.
d. Los esquistos y areniscas esmécticos pueden
dilatarse cuando se remueve el esfuerzo restrictivo
si hay agua libre.
2.4.10 Esquisto
Estos materiales tienen planos de rajadura de baja
resistencia que pueden partirse espontáneamente,
aun si se maneja el núcleo con mucho cuidado.
Una vez un núcleo de esquisto rajadizo se haya
partido, puede ser imposible obtener muestras lo
suficientemente grandes para un análisis de
núcleo.
2.4.11 Roca de Baja Permeabilidad
La evaporación de fluidos, un problema en todos
los materiales de núcleos, es una dificultad
especial en los núcleos de baja permeabilidad y de
baja porosidad donde el cambio porcentual en
saturación puede ser mucho más grande para el
mismo volumen de fluido evaporado.
2.4.12 Carbón
El contenido de gas, el comportamiento de sorción
del gas, la permeabilidad, permeabilidad relativa,
análisis de clivajes y fracturas, composición del
núcleo, y comportamiento mecánico in situ son los
principales intereses en el análisis de carbón para
la producción de metano en estratos de carbón.
2.4.13 Diatomita
Las diatomitas son por lo general rocas de alta
porosidad y baja permeabilidad compuestas de
fases de cuarzo opalino con cantidades variables
de material detrítico. Las diatomitas son sondeadas
con cilindros interiores desechables o forros (ver
2.2.4).
La diatomita puede ser preservado por medios
ambientales, envoltura, etc. No se recomienda la
congelación de diatomita. Se debe controlar la
temperatura para mantener una temperatura
constante de 35 a 40ºF (1.67 a 4.44ºC) durante las
operaciones en el pozo y de transporte.
2.5 PRESERVACIÓN DE NÚCLEOS PARA
ANÁLISIS
2.5.1 Generalidades
La preservación de un núcleo es un intento para
mantenerlo, antes de su análisis, en la misma
condición que existió en el momento de su
remoción del sacanúcleos.
La preservación y el empaque de núcleos pueden
variar dependiendo de las pruebas requeridas, la
cantidad de tiempo antes de pruebas, y la
posibilidad de realizar pruebas en el pozo.
.
2.5.2 Métodos de Preservación de Núcleos
No existe un método de preservación mejor que
otro. La experiencia puede ayudar a determinar el
método mas satisfactorio para el tipo de roca en
cuestión. La elección del método dependerá de la
composición, grado de consolidación, y las
características distintivas de la roca. Por lo tanto, el
uso general de un método específico de
preservación no aplicará para todos los tipos de
roca.
Los métodos preferidos para preservar núcleos
para análisis de laboratorio incluyen uno o mas de
los siguientes:
a. Estabilización mecánica.
b. Preservación ambientalmente controlada
utilizando refrigeración, humedad regulada, o
congelación, si es necesario (ver 2.5.2.2).
c. Laminados de plásticos sellados a calor.
d. Bolsas plásticas.
e. Baños y revestimientos.
f. Sellado en cilindros interiores desechables,
forros, y tubos.
g. Frascos anaeróbicos.
2.5.2.1 Estabilización Mecánica
Todos los tipos de roca deben ser estabilizados
mecánicamente antes de enviarlos al laboratorio.
Esto es particularmente cierto para rocas no
consolidadas (ver 2.4.4 y 2.4.5). El núcleo que ha
sido cortado utilizando cilindros interiores con
forros plásticos, de fibra de vidrio, o de aluminio o
desechables puede ser encapsulado utilizando
resina, cera, o espuma para llenar el espacio
anular entre el núcleo y la manga.
Se debe tener cuidado para evitar la alteración de
núcleos mal consolidados o fracturados antes de la
estabilización mecánica.
2.5.2.2 Preservación Ambiental
El control de las condiciones ambientales a las
cuales el núcleo es sometido por refrigeración o
manteniendo un ambiente húmedo pueden ayudar
a preservar el núcleo (consultar la información
sobre la preparación de núcleos en la Sección 3).
La refrigeración de núcleos se usa principalmente
para minimizar la evaporación de fluido y para
proporcionar una estabilización mecánica. Esta
técnica es útil para evitar que el núcleo se seque.
Sin embargo, su eficacia está sujeta al tipo de
fluido de sondaje y las propiedades de la roca y el
fluido del yacimiento.
2.5.2.3 Laminados Plásticos Sellados a Calor
Existen diferentes laminados plásticos que se
pueden sellar a calor. Se puede utilizar papel
aluminio o Mylar para agregar rigidez al laminado.
El empaque laminado de preservación de núcleos
debe actuar como una barrera impenetrable al
vapor de agua y gases, y debe ser resistente a la
alteración química y degradación por fluidos. Los
laminados son fáciles de usar y el proceso de
preservación puede ser realizado rápidamente. Se
debe tener cuidado para evitar desgarres o
perforaciones en el laminado. Se requiere una
superficie limpia y plana para alisar el laminado
antes de sellar. Todo el núcleo debe ser envuelto
previamente y pegado con un plástico durable u
otro material para tapar los extremos del núcleo y
los bordes afilados. Se debe marcar el segmento
empacado con la información del pozo y la
profundidad.
2.5.2.4 Bolsas Plásticas
Se recomiendan bolsas plásticas únicamente para
la preservación de corto plazo. Las muestras de
núcleos deben tener un espacio mínimo de aire
entre el núcleo y las paredes de la bolsa. La parte
sobrante de la bolsa puede ser doblada contra la
pared del núcleo y pegada con cinta para asegurar
un encaje ajustado.
2.5.2.5 Baños y Revestimientos
Se utilizan baños y revestimientos cuando los
núcleos van a ser probados después de pocas
horas o días y cuando el material va a ser
transportada por largas distancias. También
pueden utilizarse con laminados plásticos para
agregar integridad mecánica.
CUIDADO: Los núcleos nunca deben ser bañados
directamente con cera derretida o material plástico
derretido.
2.5.2.6 Cilindros Interiores Desechables, Forros y
Tubos Rígidos Un medio conveniente de
preservación de núcleos es posible cuando se
utilizan cilindros interiores desechables o forros
hechos de plástico, aluminio o fibra de vidrio (ver
2.2.4). El núcleo puede preservarse tal como está
sellando los extremos del cilindro interior o el forro
cortado. Esto no se recomienda como método de
preservación de largo plazo, pero esto permitirá
que el núcleo se procese rápidamente y sin
equipos especiales.
2.5.2.7 Frasco Anaeróbico
La inmersión del núcleo en líquido dentro de un
frasco anaeróbico puede utilizarse para prevenir la
oxidación, evaporación secado durante el manejo
del núcleo. El recipiente anaeróbico es un frasco
alargado con una tapa sellable, en el cual se puede
introducir un líquido y se puede remover el oxígeno
libre. El líquido de inmersión debe ser compatible
con los fluidos del núcleo y de poros, y debe ser
capaz de mantener la humectabilidad actual de la
muestra (ver 2.6).
Típicamente, los siguientes fluidos son utilizados
para inmersión:
a. Salmuera de formación desoxigenada o
salmuera de formación sintética con insecticida.
b. Crudo.
c. Aceite mineral refinado despolarizado.
Como siempre, siga todas las precauciones de
seguridad cuando se utilicen frascos anaeróbicos
para la preservación de muestras de un yacimiento
k. Registros de pozo y registros del lodo.
3 SELECCIÓN DE NÚCLEOS Y PREPARACIÓN DE NÚCLEOS
3.1 GENERALIDADES
La selección y preparación de núcleos implica que el operador o usuario pueda hacer uso de materiales, operaciones, y equipos peligrosos. Es la responsabilidad del usuario el establecer prácticas apropiadas de seguridad y salud antes de usarlos y el cumplir con todos los requerimientos reglamentarios.
3.2 DESCRIPCIÓN DE NÚCLEOS
3.2.1 Fundamento
La descripción del núcleo tiene como propósitos:
Reconocimiento de características litológicas, deposicionales, estructurales, y diagenéticas de núcleos enteros o tajados.
Las descripciones cualitativas y cuantitativas de núcleos
Los cuales proporcionan la base para el muestreo regular del análisis de núcleos, y otros estudios de yacimientos tales como la calidad del yacimiento y análisis de núcleos suplementarios.
3.2.2 Aparatos y Suministros
Algunos equipos utilizados en las descripciones estándar de núcleos son:
a. Formulario de registro para la recolección sistemática de datos.
b. Microscopio o lupa de mano.
c. Escala para la medición de longitud.
d. Escala para el tamaño de grano.
e. Productos químicos apropiados tales como:
1) Agua o salmuera para mejorar la visibilidad de estructuras geológicas.
2) Ácido HCl diluido para identificar minerales carbónicos.
3) Alizarina roja para diferenciar calcita y dolomita.
4) Solventes de hidrocarburos para facilitar la detección de la fluorescencia de aceite bajo luces ultravioletas.
f. Registro de sondaje, informe de perforación, registros de lodo, información del pozo sobre núcleos perdidos.
g. Registro gamma de núcleos.
h. Luz ultravioleta.
3.2.3 Precauciones
a. Se debe evitar la exposición de las muestras al aire y a productos químicos hasta que se hayan terminado los análisis sobre el núcleo.
b. Elegir un formato apropiado para el registro, para así poder representar el núcleo con precisión.
3.2.4 Procedimientos
Extender en núcleo sobre una mesa, comparar la cantidad de núcleo con la del informe del sondaje y reportar cualquier daño o alternación al núcleo durante el manejo y transporte en el campo. Revisar la numeración u orden de las cajas, y medir la longitud de cada una. Si hay registros de rayos gamma del pozo disponibles, se debe hacer una comparación con los registros de los rayos gama del núcleo para verificar que las profundidades de intervalos sondeados sean consistentes con las profundidades del registro de pozo. Registrar las características principales:
1. Litología del núcleo (esquisto, arenisca, caliza, etc.)
2. Color. Anotar la cualquier mancha de aceite y fluorescencia relacionada
3. Estratificación (grosor, contactos de los estratos, marcadores de erosión).
4. Textura (tamaño de grano, angulosidad/redondez y distribución).
5. Composición (granos, cemento, fósiles).
6. Tipos de porosidad.
7. Características diagenéticas y tectónicas.
Registrar rocas que no sean del yacimiento. Especificar información de fractura tal como ancho, extensión, densidad, orientación de fractura si el núcleo está orientado, y la
presencia de lodo. Si es posible identificar entre fracturas naturales y aquellas inducidas por el sondaje.
3.3 REGISTROS DE RAYOS GAMMA DE NÚCLEOS Y REGISTROS DE RAYOS GAMMA ESPECTRALES DE NÚCLEOS
3.3.1 Fundamento
Las emisiones de rayos gamma que ocurren naturalmente son a causa del uranio y torio junto con el potasio 40. Estas emisiones permiten registrar mediciones de rayos gamma con profundidad. Este es un registro medido en superficie que se puede comparar con las lecturas de rayos gamma tomadas de un registro de rayos gama en el pozo. Estos resultados pueden ser usados para ajustar la profundidad del núcleo y para identificar las zonas donde se han perdido partes del núcleo.
3.3.2 Aparatos
El aparato recomendado consiste de un transportador para un núcleo en movimiento y los detectores de rayos gama adecuados. Un sistema detector típico consiste de un cristal de escintilación, el cual es constituido normalmente por yoduro de sodio revestido con talio [NaI(Tl)]. Otros cristales de escintilación incluyen yoduro de cesio (CsI) y germanio de bismuto (BiGeO).
Se procesan las señales en los detectores y los rayos gamma son clasificados por energía y contados en unidades APIU. Con las unidades de rayos gamma espectrales, estas cuentas son convertidas en concentraciones de potasio, uranio y torio. Estas son ploteadas en formatos de registro y escala de pozo para una comparación directa con los registros de pozo.
3.3.4 Ventajas
Es utilizado en la práctica general para correlacionar la profundidad del núcleo con la profundidad del registro.
El aparato de rayos gamma espectrales diferenciará las concentraciones de uranio, torio y potasio
puede utilizarse para identificar y diferenciar el esquisto
particularmente en
los núcleos de arenisca con grandes cantidades de feldespato y mica de potasio
3.3.5 Limitaciones
Esta técnica no es capaz de detectar la baja actividad de rayos gamma.
puede sufrir de interferencias significativas de fondo
3.3.6 Calibración
Las calibraciones son sensibles al tamaño del núcleo y el alcance de energía de rayos gamma.
El aparato de rayos gamma total requiere un tubo de calibración que contiene potasio (K-40), uranio (U-238), y torio (T-232)
Un tubo de calibración en blanco debe ser medido para asegurar que una cantidad mínima de rayos gamma de fondo están interfiriendo con el aparato
3.4 FORMACIÓN DE IMÁGENES DE NÚCLEOS
Una imagen registrada del núcleo es esencial. Este registro proporcionará información que puede utilizarse si la observación del núcleo no es posible. Todo registro debe incluir información sobre la profundidad del núcleo junto con una escala.
El registro puede incluir imágenes visuales de las características de la superficie el núcleo utilizando técnicas fotográficas, representaciones visuales de las estructuras internas del núcleo tales como radiografías, tomografías computarizadas de rayos x, imágenes de resonancia magnética, o imágenes acústicas.
3.4.1 Fotografía
3.4.1.1 Fundamento
El núcleo normalmente es fotografiado bajo la luz natural (5.500 K) o la luz ultravioleta (254-365 nm). Las fotografías de luz natural muestran la litología y las estructuras sedimentarias y las características específicas de núcleos. Las fotografías de luz ultravioleta pueden resaltar las zonas que contienen hidrocarburos causando la fluorescencia de la mayoría de aceites:
Marrón anaranjado para aceites viscosos. Amarillo brillante para aceites de alta
gravedad.
Los condensados pueden ser entre blanco y blanco azulado.
Las zonas que no contienen hidrocarburos serán las regiones violetas, aunque algunos minerales como las calizas cretáceas también son violetas
3.4.1.2 Ventajas
La fotografía de núcleos proporciona un registro visual del núcleo.
Puede utilizarse para reconstruir partes del núcleo dañado, minimizar el manejo del núcleo
Identificar la ubicación de muestras si son fotografiadas después de la toma de muestras.
3.4.1.3 Limitaciones
Los colores fotográficos pueden ser diferentes a los verdaderos colores del núcleo.
Las características del relieve puede requerir la humectación de la superficie del núcleo para la fotografía.
Se requiere una escala de colores y una barra cromática si se necesitan ajustes.
3.4.2 Técnicas de Rayos X
3.4.2.1 Fundamento
Las técnicas de rayos x pueden utilizarse de manera no invasiva para examinar la naturaleza interna de un núcleo.
Un haz de rayos x es dirigido hacia el núcleo y se miden las variaciones en la atenuación de incidencia.
Estas técnicas son: fluoroscopio, radiografía x, y tomografía computarizada (exploración CT).
La utilidad de estos métodos depende de su sensibilidad a los contrastes de densidad dentro del núcleo. Las áreas densas, no porosas, serán contrastadas contra las áreas porosas de baja densidad.
3.4.2.5 Ventajas
Las técnicas de rayos x proporcionan representaciones cuantificadas y objetivas del núcleo.
Estas representaciones pueden proporcionar ventajas similares para fotografías de núcleos sin la necesidad de exponer una superficie del núcleo.
3.4.2.6 Limitaciones
La resolución de las imágenes es menor que aquella proporcionada por fotografías.
La atenuación de rayos x puede variar con la mineralogía, dependiendo de la energía del haz de rayos x.
Algunas aplicaciones aún están en la etapa de desarrollo.
3.4.3 Resonancia Magnética Nuclear (RMN)
3.4.3.1 Fundamento
Proporciona una imagen reconstruida de fluidos dentro de una muestra de núcleo. Los núcleos que pueden formar imágenes incluyen H, P, Na, C.
Las mediciones RMN se basan en la aplicación de una energía de excitación. La energía de excitación es suministrada por un campo magnético oscilante en resonancia con los núcleos. Cuando se remueve la excitación se mide la velocidad en el núcleo, la cual se mide a través de una bobina receptora sintonizada.
3.4.3.2 Ventajas
Las imágenes de resonancia magnética no son Invasoras.
Proporcionan una imagen que muestra las ubicaciones de fluido dentro de una muestra.
Las ventajas aplican siempre que la muestra sea contenida dentro de un soporte adecuado no metálico.
3.4.3.3 Limitaciones
Esta técnica no es descriptiva del núcleo sino de los líquidos dentro del núcleo.
La técnica requiere una alta densidad de núcleos resonantes para una señal adecuada. Por lo tanto, los núcleos de baja porosidad darán señales débiles.
Los minerales pamagnéticos o ferromagnéticos pueden inhibir o degradar la señal medida y pueden distorsionar la imagen.
3.5 MUESTREO DE NÚCLEOS Y PREPARACIÓN DE NÚCLEOS (ANÁLISIS BÁSICO DE NÚCLEOS)
3.5.1 Fundamento
El procedimiento de muestreo para el análisis básico de núcleos considerará:
a. Distribución litológica.
b. Variaciones de porosidad y permeabilidad dentro de las unidades litológicas.
c. Distribución de hidrocarburos.
3.5.1.1 Muestras de Tapones
Estos tapones proporcionarán datos sobre las propiedades de la matriz.
Estos deben ser removidos de secciones de núcleos enteros que están orientados vertical u horizontalmente con respecto al eje completo del núcleo o con respecto a la normal de los planos de estratificación
3.5.1.2 Muestras de Diámetro Completo
Las muestras de diámetro completo (secciones de núcleos enteros) deben ser tomadas de los siguientes tipos de zonas o donde existen heterogenidades significativas de gran escala en donde son diferentes las propiedades de la matriz. Estas zonas pueden ser:
a. Carbonatos "vuggy" b. Yacimientos fracturados c. Conglomerados
3.5.2 Corte, Arreglo, y Montura de Muestras
3.5.2.1 Fundamento
El núcleo debe ser cortado y arreglado para proporcionar muestras de formas regulares, más comúnmente cilindros rectos.
3.5.2.2 Aparatos y Suministros
a. Sierra de tajada grande con hoja de diamante.
b. Sierra de guarnición con hoja de diamante.
c. Prensa taladradora con brocas de núcleos de diamante, capaces de perforar muestras cilíndricas.
d. Afilador para cuadrar los extremos de los tapones.
e. Bombas de fluido para llevar diferentes refrigerantes (salmuera, aceite, aire, agua, N2 líquido) a las superficies de cortado.
f. Medios de marcado indeleble tal como tinta India.
g. Mangas de plomo, aluminio, o plástico que encoge con el calor para montar muestras blandas, no consolidadas, o muy frágiles
3.6 LIMPIEZA DE NÚCLEOS
3.6.1 Introducción
Antes de las mediciones de porosidad y permeabilidad de laboratorio, los fluidos originales (hidrocarburos, agua y salmuera) deben ser completamente removidos de la muestra del núcleo. Esto por lo general se logra por medio de la purga, el desagüe, o el contacto con diferentes solventes.
3.6.4 Procedimientos
3.6.4.1 Purga de Solvente por Presión Directa
La extracción de hidrocarburos y sal de las rocas de yacimientos puede lograrse inyectando uno o más solventes en la muestra de núcleo bajo presión y a temperatura ambiente. La presión utilizada debe ser dependiente de la permeabilidad de la muestra y puede variar de 10 a 1.000 psi. Las muestras de núcleos pueden colocarse en un aparato portanúcleos adecuado que permitirá el flujo de solvente a través de la matriz de la muestra. El volumen del solvente requerido para remover los hidrocarburos completamente en la muestra del núcleo es dependiente de los hidrocarburos presentes en la muestra y el solvente utilizado. El núcleo se considera limpio cuando la corriente saliente está limpia.
3.6.4.2 Purga por Centrífuga
Una centrífuga con una cabeza especialmente diseñada es utilizada para rociar solvente limpio y tibio (de un destilador) contra las muestras de núcleos. La fuerza centrífuga hace que el solvente fluya a través de las muestras desplazando y extrayendo el aceite (y el agua). Se debe variar la velocidad de rotación de unos cientos a unos miles de revoluciones por minuto (rpm), dependiendo de la permeabilidad y el grado de consolidación del núcleo. Se pueden utilizar la mayoría de los solventes comunes.
3.6.4.3 Extracción por Solvente a Gas
En este procedimiento, un núcleo es sujeto a ciclos repetidos de impulso interno disuelto o solución-gas hasta limpiar el núcleo de hidrocarburos. Se remueven el solvente restante y el agua por medio de un horno de secado.
Cuando se lleva un núcleo de una formación petrolífera a la superficie y este se despresuriza, el gas disuelto en el aceite sale de la solución y desaloja alguna cantidad de aceite y agua del núcleo. Esto resulta en algunos espacios de poros llenos de gas a presión atmosférica. Los espacios llenos de gas en el núcleo pueden llenarse casi completamente con solvente rodeando el núcleo con un solvente adecuado que contenga un gas disuelto y aplicando la presión hidráulica suficiente. Bajo esta condición, el solvente se mezcla con el aceite en el núcleo y la subsecuente despresurización a la presión atmosférica remueve alguna cantidad del aceite residual.
El gas de bióxido de carbono es excelente para este propósito por el poco peligro de incendio o explosión y la alta solubilidad en la mayoría de los solventes.
Algunos solventes que se pueden utilizar son nafta, tolueno, o mezclas de solventes.
3.6.4.4 Método de Extracción por Destilación
Se pueden utilizar un extractor Soxhlet y un solvente o solventes adecuado(s) para disolver y extraer aceite y salmuera. La extracción puede arreglarse en un colector para que el solvente cargado de agua y aceite se pase a través de un sifón, el solvente es continuamente destilado, condensado y redistribuido fresco a los extractores.
3.6.4.5 Extracción por Gas Licuado
La extracción por gas licuado utiliza un extractor Soxhlet presurizado y un solvente polar condensado de un punto de ebullición bajo. El proceso es un procedimiento de extracción por destilación que utiliza solvente presurizado para limpiar el núcleo. El solvente se vuelve a generar a través de la destilación a baja temperatura. Este puede practicarse sobre núcleos sensibles a calor tales como aquellos que contienen yeso.
3.8 PRESERVACIÓN DE MUESTRAS
La preservación de muestras en el laboratorio dependerá de la cantidad de tiempo entre pruebas y el tipo de pruebas a realizarse. Cualquier técnica de almacenamiento o preservación debe asegurar la integridad estructural y evitar el secado, evaporación y oxidación no deseados.
SECCIÓN 4: MÉTODOS DE SATURACIÓN DE FLUIDOS
4.1 INTRODUCCIÓN
Esta sección describe las técnicas especializadas desarrolladas para el análisis de saturación de fluidos en muestras de núcleos con diferentes características físicas y tamaños, obtenidos con diferentes métodos de corazonamiento. Estos métodos de saturación se aplicarán en:
Núcleos de diámetro completo Tapones: definidos como muestras
perforadas o formadas de núcleos de diámetro completo.
Núcleos de pared: se definen como núcleos obtenidos después de que el pozo haya sido creado.
Muestras que contienen yeso Muestras de oil shale y de carbón: pueden
obtenerse con aparatos de corazonamiento de diámetro completo. Sin embargo, el oil shale y el carbón también pueden ser extraídos de formaciones superficiales o poco profundas.
Hay que tener en cuenta que resulta imposible recobrar un núcleo que tenga la misma saturación y distribución de fluidos como las de la formación antes del corazonamiento. Ya que ocurren cambios en el contenido y distribución de fluidos durante las fases de corazonamiento, recobro, preservación y transporte. Los procesos de laboratorio como son el manejo, muestreo y prueba pueden causar alteraciones adicionales. Problemas que influyen en los valores finales de saturación de fluidos suministrados en un informe de laboratorio de análisis de núcleos.
La Tabla 4-1 indica las técnicas principales para determinar las saturaciones de fluidos de núcleos.
4.2 MÉTODO RETORTA A PRESIÓN ATMOSFÉRICA
4.2.1 Procedimiento Básico
4.2.1.1 Fundamentos de Análisis
Se obtienen las saturaciones de fluidos de agua y aceite con un proceso de retorta en el cual el aceite y el agua contenidos en una muestra fresca de material de núcleo triturado son vaporizados, condensados y recolectados en probeta calibrada. La saturación de gas se determina en una muestra adyacente litológicamente similar colocándola en una bomba de mercurio y midiendo la cantidad de mercurio inyectado con el agua y/o aceite en sus lugares.
4.2.1.2 Aparato
Retortas de acero inoxidable: Estas retortas están diseñadas para contener de 100 a 175 gramos de material de núcleo triturado. Cada retorta tiene una tapa roscada, que a su vez tiene un empaque para prevenir el escape de gases condensables. Se conecta un tubo de condensación largo de acero inoxidable. Se coloca una malla gruesa en el fondo de la retorta para evitar que el material de núcleo triturado entre en el tubo de condensación.
Horno: Estos hornos son capaces de
contener múltiples retortas. Se emplean
elementos eléctricos de calentamiento tipo
cinta. También se requieren un regulador
de temperatura y un termopar (Dispositivo
para medir temperaturas).
Baño de María: Un baño de María debe
ubicarse para que los tubos de
condensación pasen por él, así
intensificando la condensación de los gases
emitidos.
Tubo de recepción de vidrio calibrado de 15
ml, aunque puede ser de mayor capacidad.
El tubo de recepción se conecta al extremo
del tubo de condensación con un tapón de
caucho.
Martillo y triturador de roca: Se puede
utilizar una pica de geólogo o un martillo de
mampostería.
Sierra de diamante
Bomba de mercurio: vienen con un arreglo
de celda, tapa y válvula. Tienen capacidad
para un volumen de 10 a 15 cm3.
Centrífuga: Una centrífuga manual capaz
de contener cuatro tubos de centrífuga de
15 ml y fuerzas centrífugas necesarias.
4.2.1.3 Procedimientos/Precauciones
El procedimiento básico normalmente es realizado en muestras tomadas de núcleos de diámetro completo.
Se realizan análisis típicos pie por pie. Una muestra representativa de
aproximadamente 2 pulgadas de longitud se parte de cada pie utilizando un martillo de geólogo.
Esta muestra se parte en mitades a lo largo. Una mitad se utiliza para la muestra de saturación de fluidos y la otra mitad se utiliza para obtener un tapón para determinar la permeabilidad y/o la porosidad de la ley de Boyle.
La muestra (10 a 15 gramos) para la medición de espacio de gas debe ser colocado en la celda de la bomba de mercurio. Se cierra la válvula de la celda y se incrementa la presión de 750 a 1.000 psi dependiendo de la permeabilidad y/o porosidad de la muestra. Se registra la cantidad de mercurio inyectado.
La muestra para la medición de agua y aceite debe ser triturado en fragmentos de 1/4 pulgada. Una cantidad de este material (usualmente con precisión de 100 a 175 gramos) se vierte en la retorta. Se coloca dentro del horno.
La temperatura del horno se mantiene inicialmente en 350ºF (177ºC) hasta que las muestras dejen de producir agua (el agua de poros, el agua absorbida, agua de arcilla entre capas, y las aguas de hidratación, pero no agua de arcilla hidroxilo). Los volúmenes de agua son registradas.
luego la temperatura del horno se aumenta a una temperatura entre 1.000 y 1.200ºF. Puede producir volúmenes de aceite incorrectos. Algunos materiales de núcleos pueden contener hidrocarburos sólidos, kerógeno. que se descomponen a estas temperaturas.
Se supervisan los tubos de recolección de fluidos y cuando todas las muestras dejan de despedir fluidos, el proceso es considerado completo.
El tiempo de retorta por lo general varía de 20 a 45 minutos. Se registran los volúmenes totales de agua y aceite
4.2.1.4 Cálculos
4.2.1.5 Ventajas
a. Los fluidos son recolectados de muestras relativamente grandes asegurando la mejor representación de la litología y siendo más precisas las mediciones.
b. El proceso analítico es rápido y proporciona los datos de saturación requeridos dentro de pocas horas.
c. Los volúmenes de fluidos son medidos directamente.
d. La pérdida de granos, comúnmente asociado
con areniscas y algunos carbonatos, no afecta los datos de saturación de fluidos.
4.2.1.6 Limitaciones
a. La saturación de agua (y porosidad) puede ser demasiado alto si las muestras contienen grandes cantidades de montmorillonita o yeso que se descomponen en altas temperaturas. Esto implica saturaciones bajas de aceite.
b. La saturación de aceite (y porosidad) puede ser demasiado alto si la muestra (e.g., algunos shales) contiene hidrocarburos sólidos que se descomponen en altas temperaturas. Esto implica saturaciones bajas de agua porque el agua de poro se expresa como porcentaje de un volumen poroso demasiado alto.
c. Se requieren curvas de corrección del volumen de aceite y en ocasiones no se pueden encontrar correcciones apropiadas.
d. Se requiere un segundo fragmento del material de núcleo para determinar el volumen total, densidad natural y el volumen poroso lleno de gas. Esta muestra debe ser litológicamente similar a la muestra triturada para los datos de aceite y agua.
e. Los líquidos destilados pueden formar emulsiones.
4.2.2 Núcleos de Pared por Percusión
4.2.2.1 Fundamentos de Análisis
Este método es una modificación del procedimiento básico de retorta (ver 4.2.1). La diferencia principal es que las mediciones de los volúmenes de gas, aceite y agua son realizadas sobre la misma muestra a diferencia del procedimiento básico en donde se requieren fragmentos de núcleos adyacentes. Por ser más pequeñas, las muestras
los equipos son reducidos a escala para proporcionar una precisión comparable.
4.2.2.2 Aparatos
Retortas de acero inoxidable: El diseño general es similar a las retortas utilizadas en el procedimiento básico. La retorta está compuesta de una capa larga que contiene la muestra, un arreglo de empaque/tapa, y un tubo largo de condensación.
Horno y la bomba de mercurio: pueden ser los mismos usados en el Procedimiento Básico.
Tubos receptores de vidrio calibrado: No se recomienda el tubo de centrífuga de 15-ml, más bien el tubo receptor debe ser de un de máximo de 5 ml).
Un cromatógrafo de gas es opcional
4.2.2.3 Procedimientos/Precauciones
4.2.2.3.1 Procedimientos
Las muestras deben recibirse en el laboratorio sellados en frascos de vidrio. Y deben ser organizadas en orden de profundidad descendiente.
Se indica la longitud de la muestra, por las marcas de calibración en el costado del frasco.
Se saca cada muestra del frasco y es limpiada de los sólidos de fluidos de perforación utilizando una cuchilla sencilla o una navaja.
La muestra es pesada con una precisión de 0.01 gramo.
Se coloca la muestra en la celda de una bomba de mercurio precalibrada, y se determina el volumen total por desplazamiento de mercurio.
Con la muestra sumergida en mercurio, se cierra una válvula y se aumenta la presión a 750 psi. En muestras compactas (baja permeabilidad), se aumenta la presión a 1.000 psi.
Este procedimiento mide el volumen poroso llenos de gas suponiendo que la compresibilidad del agua y/o aceite presentes en los otros espacios de poros es mínima.
4.2.2.3.2 Precauciones
El material de núcleos de pared está sujeto a la pérdida de fluidos debido a evaporación así que se debe minimizar el tiempo de exposición a condiciones ambiente.
4.2.2.4 Cálculos
4.2.2.5 Ventajas
a. Se realizan las mediciones de gas, aceite y agua utilizando una muestra.
b. El método es relativamente rápido. c. Este es un método "directo" de medición
donde las mediciones de gas, aceite y agua son realizadas independientemente.
4.2.2.6 Limitaciones
a. Los líquidos destilados pueden formar emulsiones.
b. Los volúmenes de aceite <0.1 ml son difíciles de determinar con exactitud.
c. Para arenas muy friables o no consolidadas el volumen poroso llenos de gas puede ser alto debido a la expansión de la muestra cuando se libera la presión de sobrecarga.
d. Los valores de porosidad y saturación de fluidos pueden ser erróneos si hay yeso o arcillas hidratables presentes ya que no se toman las precauciones para registrar únicamente el agua "de poros"
4.3 METODO DE EXTRACCIÓN POR DESTILACIÓN (DEAN STARK)
4.3.1 Muestras de Tapones
4.3.1.1 Fundamentos de Análisis
Este procedimiento es apropiado para muestras de tapones y para núcleos de pared por rotación. Depende de la destilación de la fracción de agua, y la extracción del solvente de la fracción de aceite de la muestra. Se pesa la muestra y la fracción de agua es vaporizada por un solvente en ebullición.
Se condensa el agua y se recolecta en un recipiente calibrado. El solvente vaporizado también se condensa, remoja la muestra y extrae el aceite. La muestra se seca al horno y se pesa. El contenido de aceite es determinado por diferencia gravimétrica.
4.3.1.2 Aparatos y Reactivos
General: El aparato consiste de un aparato
eléctrico calentador con controles
termostáticos. La unidad de destilación
/extracción para una muestra consiste de
un frasco de ebullición, un cartucho, sifón o
trampa calibrada, y un condensador.
Frasco: Es de boca ancha, cuello largo, y
soporta el cartucho de extracción.
Sifón: El sifón o la trampa tiene una sección
graduada marcada en divisiones de 0.1 ml.
Junto a la sección graduada está un tubo o
la trampa de vidrio doblado en ángulo
recto.
Condensador: Es enfriado por agua, de
reflujo, de tubo de vidrio de 11.8 pulgadas
(300 milímetros) de largo y una cámara de
aire (ver Figura 4-4).
Soporte desecante: Se conecta en la parte
superior del condensador cuando se están
extrayendo muestras y se utiliza un tapón
de caucho cuando el aparato está inactivo.
Cartuchos de extracción: Se recomienda un
cartucho de vidrio con fondo de vidrio
poroso para sostener la muestra de tapón.
Permiten ver el tapón para asegurar que el
solvente está goteando y remojando la
muestra para una extracción completa.
Vaso de extracción: están adaptados con
sifones para sostener los cartuchos y
permitir ciclos alternantes de inmersión
/drenaje.
Horno de secado: Se puede utilizar un
horno de convección o de vació.
Perlas de ebullición: Son glóbulos de vidrio
que ayudan a reducir la tendencia del
solvente a "golpearse" cuando se vuelve
más saturado de aceite. Si ocurre un golpe
o un calentamiento excesivo, se crea un
proceso de ebullición indeseable,
contaminando la muestra y extendiendo el
tiempo requerido para la fase inicial del
proceso de extracción por destilación.
Solvente: Tolueno (calidad reactivo) u otro
solvente adecuado.
4.3.1.3 Procedimientos/Precauciones
4.3.1.3.1 Procedimientos
Las muestras se preparan utilizando un
fluido compatible con el fluido utilizado para
cortar los núcleos. Esto asegura la
preservación de aceite residual o la
saturación de agua dependiendo del uso
del fluido base aceite o agua. En el caso de
las muestras congeladas, se debe utilizar
nitrógeno líquido.
La superficie de la muestra debe tener una
apariencia seca (con un brillo opaco) y no
brillante con un exceso de fluido.
La muestra de tapón debe pesarse con una
exactitud de un miligramo (0.001 gramos)
con una balanza analítica.
Después del peso final, las muestras y/o
cartuchos deben colocarse dentro del
aparato
cartuchos de extracción se deben encontrar
a temperatura ambiente y deben estar
completamente secos.
Las muestras son extraídas con un solvente
que no aporta ni absorbe el agua
recolectada.
El soporte del desecante asegura que la
humedad atmosférica no afecta el agua
recolectada. Luego se pesa la muestra.
El peso del agua recolectada en la trampa
se resta de la pérdida total de peso líquido
para determinar el peso del aceite extraído
de la muestra de tapón.
El proceso de destilación / extracción
continua durante un mínimo de 48 horas.
Se deben supervisar los niveles de agua a
diario y finaliza cuando no hay cambio en el
volumen de agua recobrada en 24 horas.
Esto es para asegurar que el solvente
utilizado ha extraído todo el aceite posible
del material de tapón.
La eficiencia de extracción se evalúa
tratando la muestra con cloroteno bajo una
fuente de luz ultravioleta para determinar si
aún existe aceite, que despide rayos de luz
fluorescente, o midiendo la densidad del
grano de la muestra.
Si la densidad de grano es menor que la
anticipada para el tipo de roca, la muestra
puede necesitar una extracción adicional.
4.3.1.4 Cálculos
Las saturaciones normalmente son expresadas
como porcentajes de espacio poroso de la
muestra. Por lo tanto, se requieren la porosidad de
la muestra, la densidad del agua (solución salina
altamente concentrada), y la densidad del aceite.
Conociendo la salinidad y la densidad de la
salmuera, uno puede calcular el volumen de
salmuera que se encontraba en el núcleo
4.3.1.5 Ventajas
a. Las determinaciones del volumen de agua
por lo general son bastante exactas.
b. Generalmente, la muestra no se daña y
puede utilizarse para pruebas adicionales.
Su humectabilidad puede ser alterada.
c. Se utilizan temperaturas relativamente
bajas [212ºF (100ºC)]; por lo tanto, se
remueve poco o nada de las aguas de
hidróxilo en la arcilla.
d. El procedimiento es sencillo.
4.3.1.6 Limitaciones
a. Pueden aparecer errores en la
determinación de agua: alta humedad
atmosférica, evaporación del agua de la
muestra, la saturación de agua puede ser
demasiado alta si las muestras contienen
grandes cantidades de yeso o arcillas de
montmorillonita.
b. Los volúmenes de aceite no se encuentran
directamente.
4.3.2 Núcleos de Diámetro Completo
4.3.2.1 Principios de Análisis
El método de extracción por destilación para
determinar las saturaciones de fluidos en muestras
de diámetro completo es fundamentado por los
mismos procedimientos que en las muestras de
tapón.
4.3.2.2 Equipos
Recipiente de vidrio: Debe ser más grande
que el recipiente de análisis de tapones con
un volumen de solvente mayor para la
extracción de petróleo.
Trampa: La trampa o brazo tiene que ser lo
suficientemente grande como para
acomodar el volumen de agua presente en
muestras más grandes.
Protector de Extracción de la Muestra: En
términos generales no se utilizan cartuchos
para trabajar con muestras de diámetro
completo. En su lugar se puede utilizar un
material envolvente hecho de algodón para
prevenir la pérdida de finas partes del
núcleo de diámetro completo.
4.3.2.3 Procedimientos
Los procedimientos son iguales a aquellos
para las muestras de tapón.
Con la excepción de que los pesos de las
muestras deben aproximarse a la décima
de gramo (0.1).
También, el tiempo de limpieza de 48 horas
se puede extender con el fin de limpiar
totalmente las muestras de volumen mayor.
4.3.2.6 Limitaciones
a. Se requieren equipos más costosos como
por ejemplo material de vidrio, hornos,
sierras.
b. Se necesita un mayor espacio en el
laboratorio.
c. Se utilizan volúmenes más grandes de
solventes y por lo tanto la inversión es
mayor.
d. Se necesitan períodos más largos para el
proceso de destilación y limpieza de las
muestras.
4.3.3 Análisis de Núcleos con Presión Retenida
4.3.3.1 Introducción
El objetivo es proporcionar datos de saturación de
fluidos sobre núcleos para los cuales se han
mantenido la misma presión del fondo del pozo a
condiciones de superficie, gracias a que se
minimizan la expulsión de fluidos durante la
recuperación por medio de una válvula de bola.
4.3.3.2 Principios del Análisis
Los núcleos se mantienen congelados con
hielo seco. Esto reduce la presión de poros,
congela el agua, inmoviliza el petróleo y
atrapa el gas que no se licúa ni se congela
a la temperatura del hielo seco.
Mientras el núcleo se descongela en las
celdas de recolección de gas, el gas sale de
la solución y expulsa tanto aceite como
agua que son atrapados en un tubo
receptor en el fondo de la celda.
4.3.3.3 Equipos
Cajas para el almacenamiento de núcleos:
En donde se mantienen los núcleos con
suficiente hielo seco para mantener el
núcleo en estado congelado hasta iniciar el
análisis. Las cajas deben tener el tamaño
suficiente para contener secciones de
núcleo de 5 pies
Hielo seco
Nitrógeno Líquido: Se utiliza para cortar los
barriles que contienen el corazón y también
durante su preparación, en los procesos de
limpieza, perforación y revestimiento.
Máquina de Corte
Frasco dewar de Dos Litros de Capacidad:
Utilizado para sumergir la muestra de
manera periódica dentro del nitrógeno
líquido para ayudar a la limpieza y para
mantener el corazón congelado.
Herramientas para la remoción del Fluido
de perforación o del Gel de baja invasión:
Se incluyen varias herramientas como
cuchillos, guantes aislantes, un martillo
pequeño etc.
Celdas para la Recolección del Gas:
equipadas con un medidor de presión para
determinar los volúmenes de gas.
Cilindros para la Recolección de Gas (250
centímetros cúbicos: Se utilizan para la
toma de muestras del gas presente en la
celda con destino al análisis cromatográfico.
Centrífuga: Se utiliza para centrifugar los
tubos de recepción para obtener una buena
separación de las fases petróleo /agua
/sólidos.
Bomba de vacío portátil: Se utiliza para
hacer vacío en la celda de recolección de
gas y en los cilindros de 250 centímetros
cúbicos antes de la recolección del gas.
Tubos de Acero Inoxidable: de diámetro de
3 pulgadas (76.2 milímetros) con fondos de
malla, las muestras de núcleo se colocan
en estos tubos.
Material Quirúrgico Envolvente: Utilizado
para encapsular las muestras de núcleo
durante el proceso de extracción con CO2
manera minimizar la pérdida de granos.
4.3.3.4 Procedimientos
4.3.3.4.1 Procedimientos para la Preparación
del Núcleo
Las muestras de corazón, encapsuladas en
tubos de acero se llevan del pozo al
laboratorio.
Estos tubos se coloca en un recipiente lleno
de hielo seco unido a una máquina de
corte. Se cortan dos ranuras
diametralmente opuestas a lo largo del tubo
de acero a una profundidad ligeramente
menor que el grosor de la pared del tubo. El
nitrógeno líquido es dirigido hacia el punto
de corte para mantener una temperatura
igual del hielo seco.
Las secciones de muestra se sumergen en
nitrógeno líquido periódicamente para de
esta manera garantizar que permanece
congelado.
se seleccionan las muestras para el análisis
y son cortados con una sierra diamantada.
Los segmentos cortados de núcleo
congelado se envuelven en plástico y papel
aluminio (evitando daños por sublimación) y
se almacenan bajo hielo seco hasta que se
inicien las pruebas de laboratorio.
4.3.3.4.2 Procedimientos para la Recolección
del Gas
La muestra de núcleo cortada y congelada
se coloca en un cilindro metálico con una
malla fina en el fondo, se pesa rápidamente
y se coloca en el sistema de recolección de
gas (ver figura 4-6).
Se evacua durante 45 segundos para retirar
el aire sin sacar el gas de la muestra. Se
permite la descongelación de la muestra a
temperatura ambiente.
El agua y el petróleo que salen por causa
del gas en movimiento se recogen en un
tubo graduado.
El gas que sale se recoge en la celda de
recolección respectiva.
El sistema viene equipado con un
manómetro que permite el monitoreo de la
presión dentro de la celda. Si la presión en
la celda excede los 0 psig, se abre una
celda secundaria al vacío para recoger
cualquier cantidad de gas adicional.
Se registran periódicamente los valores de
presión barométrica, temperatura ambiente,
presión del sistema y volúmenes de líquido
producido.
La muestra de gas que se recoja en una
celda distinta a la primaria se analiza para
determinar la gravedad y el porcentaje
molar del gas.
Se determina el contenido de cloruro y de
bromuro en el agua y se halla la gravedad
del petróleo.
Se retiran de la celda la muestra y el
cilindro correspondiente, se pesan y se
colocan en un aparato de destilación
4.3.3.4.3 Procedimientos de Extracción
Destilación (Dean – Stark).
Se coloca la muestra en un aparato de
tracción Destilación (ver sección 4.3.1.2), se
ensambla el sistema y se aplica calor para
destilar el agua restante que permanece en
la muestra y para extraer el petróleo que
queda.
Cuando finaliza el proceso se registra el
volumen de agua. Se retiran la muestra y el
dedal y se colocan en un horno de vacío a
240 °F (116 °C) para de esta manera retirar
el solvente de extracción. Al final se pesa.
Se determina el volumen de petróleo
adicional extraído de manera gravimétrica,
utilizando la densidad del petróleo la cual
ha sido determinada a partir del petróleo
producido en el paso de recolección de gas.
La muestra junto con todos los granos
perdidos se envuelve con material
quirúrgico envolvente antes de hacer
procedimientos adicionales de extracción.
4.3.3.4.4 Saturación y Extracción de Solvente
Empujado por Gas
Se pesan las muestras en el material
envolvente y se colocan en el extractor de
solventes empujado por gas donde son
sometidas a una limpieza utilizando tolueno
cargado con dióxido de carbono y calentado
a 180 °F (82°C).
Esta fase tiene como objetivo retirar
cualquier aceite remanente. La pérdida de
peso resultante de este proceso de
extracción representa el peso del petróleo
adicional que ha sido retirado y que se
convierte en volumen de petróleo utilizando
la densidad calculada previamente.
Las muestras se colocan en un horno de
convección (también denominado horno de
vacío) y se someten a un secado a 240°F
hasta que el peso se estabilice. Manejar
horno húmedo para arcillas.
Las saturaciones en las condiciones del
tanque se calculan utilizando el volumen
poroso total de la muestra y el total de
petróleo y de agua que se recuperaron de
estos segmentos. El volumen de gas que se
recogió de las muestras se determina a
partir del volumen conocido del sistema de
recolección de gas, este volumen de gas se
corrige posteriormente a condiciones
estándar.
4.3.3.5 Cálculos
El volumen de gas a temperatura y presión
estándar y el peso del gas:
Saturaciones:
4.3.3.6 Ventajas y Limitaciones
a. El corazonamiento con presión retenida es
una operación costosa, meticulosa y toma
su tiempo realizarlo.
b. Minimizar el lavado del espacio poroso
durante el corazonamiento para obtener
valores cercanos de los valores de
saturación in situ. Los procedimientos de
corazonamiento con presión retenida están
diseñados para evitar alteraciones por la
caída de presión, pero no por el lavado. Si
se presenta una gran cantidad de lavado,
las saturaciones medidas indican más bien
los valores residuales.
c. Esto se consigue utilizando fluidos de
perforación de pérdida baja y penetrando la
formación lo más pronto posible.
4.3.4 Análisis de Corazones en Esponja
4.3.4.1 Principios de Análisis:
En esta técnica la muestra entra en una
manga hecha con esponja de Poliuretano o
de celulosa que se coloca dentro de un tubo
de aluminio.
A medida que la muestra se acerca a la
superficie, los gases en expansión
desplazan el crudo y el agua que se
capturan por medio de mangas hechas de
esponja
La manga humedecida con petróleo está
hecha de poliuretano y tiene una porosidad
de aproximadamente el 70%.
La esponja se satura con salmuera antes
de introducirla en el pozo (compatible con la
salinidad y densidad del agua en la
formación a ser corazonada)
Cuando el petróleo que salga de la muestra
va a desplazar el agua presente en la
esponja y se distribuirá sobre las paredes
de los poros de la esponja.
La esponja mojada por el agua está hecha
de una mezcla de fibra de celulosa con
poliuretano.
La esponja se satura con aceite mineral
seco antes de introducirse en el pozo a
corazonar, con un fluido de perforación
base aceite.
El objetivo es capturar cualquier cantidad
de agua que escape de la muestra en el
momento en que sale a la superficie.
4.3.4.2 Sistemas
4.3.4.2.1 Equipo
Una sierra de mesa de alta velocidad
Una hoja de por lo menos 10 pulgadas
(25.4 centímetros) de diámetro hecha de
carburo de diamante.
Un motor de 1.5 caballos de potencia para
abrir el barril de aluminio.
4.3.4.2.1.1. Equipo para el Análisis de la
Esponja impregnada de Petróleo
Recipiente para sostener la esponja (una
lata metálica, un Soxhlet grande etc.)
Un espectrómetro para determinar la
cantidad de crudo en solución:
Un espectrómetro visible (detecta la
intensidad del color del crudo)
Un espectrómetro de Fluorescencia
Ultravioleta (detecta aromáticos)
Un espectrómetro infrarrojo próximo
(detecta los enlaces C – H y los asfaltenos).
Espectrómetro de resonancia Magnética
Nuclear (detecta el cambio en C-H)
Cromatógrafo de gas (opcional).
4.3.4.2.1.2 Equipo para el Análisis de la
Esponja Mojada por Agua
Además de 4.3.4.2.1, el análisis de esponja mojada
por agua requiere un aparato de extracción por
destilación estándar (por ejemplo, Dean-Stark)
para determinar el volumen de agua recobrado (ver
4.3.2).
4.3.4.2.2 Reactivos
4.3.4.2.2.1 Análisis de Esponja Mojada por
Aceite
Se utiliza cualquier buen solvente de crudo que:
No tenga color visible, si se utiliza el
espetrómetro visible.
No tenga aromáticos, si se utiliza el
espectrómetro de fluorescencia ultravioleta.
Preferiblemente que no tenga enlaces C-H,
si se utiliza el espectrómetro de infrarrojo
próximo o el espectrómetro de resonancia
magnética (por ejemplo, clorocarbonos o
clorofluorcarbonos libres de hidrógeno).
4.3.4.2.2.2 Análisis de la Esponja Mojada por
Agua
Cualquier solvente estándar para destilación
extracción, por ejemplo el tolueno.
4.3.4.3 Procedimiento/Precauciones
4.3.4.3.1 Manejo en el Sitio de Perforación
Después del recobro, los corazones pueden
cortarse en secciones (típicamente alrededor de 5
pies) y almacenarse en recipientes para transporte
con el mismo fluido utilizado para saturar la
esponja.
4.3.4.3.2 Análisis de Esponja Mojada por Aceite
Debido a que la esponja se satura
previamente con agua y es altamente
compresible debe medir el aceite
directamente, y no inferir el volumen de
aceite como en el método de extracción por
destilación.
Sin embargo la compresión mecánica de la
esponja no constituye un buen método para
tratar de recobrar el aceite que ha sido
capturado allí.
Se puede utilizar un instrumento de
Resonancia
Magnética Nuclear de diámetro interior
grande directamente para determinar la
cantidad de aceite en la esponja, siempre y
cuando la manga de esponja se retire del
forro de aluminio conductor de electricidad.
Desde 1993, el método más ampliamente
aplicado es la disolución del crudo
capturado con solvente seguida de una
determinación espectroscópica de la
cantidad de crudo en solución.
4.3.4.3.3 Análisis de Esponja Mojada por Agua
Evitar que la esponja absorba humedad del
ambiente porque esto podría tener un
impacto en la saturación de agua.
Se pueden realizar análisis estándar de
destilación por extracción en la esponja
mojada por agua para determinar el
contenido de agua.
4.3.4.4 Cálculos
4.3.4.4.1 Análisis de Esponja Mojada por Aceite
Cantidad total de crudo que fue absorbida
originalmente por la esponja.
Rpwf= respuesta del espectrómetro por fracción de
peso del crudo absorbido por la esponja en el
extracto de solvente final. Las unidades de Rpwf
deben ser iguales a las unidades de Ra
Ra= Respuesta del espectrómetro para una
alícuota del extracto solvente recobrado de un
pedazo de esponja.
Wts= Peso de la solución total de crudo recobrado
de un pedazo de esponja, g.
Wtc= Peso total del crudo que estaba en un
pedazo de corazón de esponja, g.
Vtc = Volumen total del crudo que estaba en un
pedazo de corazón de esponja, cm3
ρc= Densidad del crudo, g/ cm3
4.3.4.4.2 Análisis de Esponja Mojada por Agua
Si se conoce la salinidad de la salmuera y la
densidad, el volumen de la salmuera presente en la
esponja puede calcularse a partir de
4.3.4.5 Ventajas/Limitaciones
El corazón de esponja es una alternativa
menos costosa y más sencilla
(operacionalmente).
La cantidad de aceite (o de agua) capturada
en la esponja se agrega a la cantidad de
aceite (o agua) que permanece en el
corazón para obtener valores de saturación
de aceite (o agua) más exactos.
A diferencia de los corazones de presión,
los gases de hidrocarburos que se liberan
no son retenidos, y por lo tanto no se
encuentran disponibles para el análisis.
4.3.5 Shale Productiva
4.3.5.1 Principios de Análisis
Análisis saturaciones de fluido en espacios
porosos en "shale productora de petróleo”
rocas compuestas de partículas de tamaño
que varía desde la arcilla hasta el limo y
son productoras de petróleo.
Su baja permeabilidad, una posible
presencia de agua densa y presencia
potencial de orgánicos sólidos impide que
se aplique el proceso de retorta para,
orgánicos sólidos en temperaturas
utilizadas en este proceso generarán
petróleo produciendo altos volúmenes.
Se debe utilizar un proceso de destilación
para determinar los datos de saturación de
fluido.
4.3.5.2 Equipo
El equipo para extracción por destilación es igual
que en 4.3.1.2.
4.3.5.3 Procedimientos/Precauciones
Los procedimientos son iguales a los de
4.3.1.3.
Medir los volúmenes totales y las muestras
deben pesarse antes de aplastarlo (agilizar
la remoción de hidrocarburos o la
determinación de volúmenes de grano)
Se aplasta la muestra con el mortero y el
mano y luego se pesa nuevamente
4.3.5.4 Cálculos
Los cálculos deben realizarse de la manera
estipulada en 4.3.1.4.
4.3.5.5 Ventajas
a. Todas las mediciones pueden realizarse
sobre la misma muestra.
b. Los orgánicos sólidos no son representados
en volúmenes de petróleo.
c. Se pueden medir densidades de grano
exactas
4.3.5.6 Limitaciones
a. Se requieren largos tiempos de extracción
debido a la baja permeabilidad de este tipo
de material rocoso.
b. La pérdida de la muestra es crítica para la
determinación del contenido de petróleo.
4.3.6 Análisis de Arena de Brea (Petróleo)
4.3.6.1 Principios de Análisis
El método de extracción por destilación puede
utilizarse para determinar las saturaciones de fluido
en arenas de brea (petróleo) no consolidadas.
4.3.6.2 Equipo
Se pueden utilizar los mismos equipos básicos
descritos en 4.3.1.2
4.3.6.3 Procedimiento/Precauciones
El corazón no consolidado puede ser
congelado antes de obtener la muestra.
Este tapón congelado se coloca dentro de
una manga, en politetrafluoroetileno
(PTFE), para tener intacto el tapón cuando
es removido el alquitrán.
Luego se coloca la muestra en el equipo de
extracción por destilación (ver Figuras 4-4 y
4-5) utilizando tolueno como solvente.
Hay que evitar una ebullición violenta
suministrando un calor mínimo para hervir
el solvente.
Se cambia el tolueno, cuando sea
necesario, para evitar una acumulación de
la brea o sobrecalentamiento. Ya que
puede frenar el proceso de destilación
/extracción.
Si el alquitrán tiene un punto de ebullición
inicial mayor que 392°F (200°C) el
contenido de aceite puede determinarse
directamente.
Para esto los fondos de tolueno-alquitran
son transferidos a un frasco volumétrico y
se coloca en un papel de filtro de fibra de
vidrio. El tolueno se evapora y se pesa el
alquitrán.
Este método es conocido como el Método
Modificado de destilación por extracción.
4.3.6.4 Cálculos
Los contenidos líquidos de una muestra por lo
general son reportados como porcentaje de peso y
no como porcentaje de volumen poroso.
4.3.6.5 Ventajas/Limitaciones
El método es bastante rápido y los cálculos
no son complejos.
Si la muestra tiene un alto contenido de
brea (petróleo), puede ser necesario parar
el proceso de destilación para que el
tolueno sucio en el frasco de ebullición
pueda reemplazarse con tolueno limpio.
4.3.7 Análisis de Invasión de Filtrado
(Corazones de Presión)
4.3.7.1 Principios de Análisis
El objetivo del análisis de invasión de filtrado es el
de cuantificar la cantidad de filtrado de fluido de
perforación que invade el corazón durante las
operaciones de corazonamiento.
Esto se logra agregando una sustancia rastreadora
en cantidades conocidas al sistema de fluidos de
perforación y midiendo el contenido de esta
sustancia en el corazón.
El grado de concentración de este rastreador
permite determinar la cantidad de filtrado de fluido
de perforación en el corazón, lo que permite
conocer la alteración en la saturación de los fluidos
durante los análisis y el cálculo la salinidad del
agua de formación.
Para los fluidos de perforación base agua, se
recomienda el uso de agua tritiada. Para el fluido
de perforación base aceite, se ha utilizado
hexadecano tritiado.
4.3.7.2 Equipo
Prensa taladradora, capaz de cortar
muestras utilizando nitrógeno líquido como
lubricante de la broca.
Equipo de destilación por extracción de
4.3.1.2 para el análisis de tapones.
Prensa de filtro del fluido de perforación
para la extracción del filtrado de fluido de
corazonamiento.
4.3.7.3 Procedimientos/Precauciones
Por lo general se toma una muestra
aproximadamente cada 4 pies (1.22 metros)
a lo largo de toda la sección corazonada.
De cada muestra se cortan cilindros rectos
de aproximadamente 2-3 pulgadas
Se perfora un tapón vertical del centro
de cada muestra para proporcionar
porciones de tapón y de rosquilla (Fig 4-7).
Se pesan los tapones y las rosquillas y se
colocan en equipos separados de
extracción por destilación de Dean Stark
para destilar el agua del corazón y extraer
el petróleo.
Se mide el agua removida de cada muestra,
se embotella y se marca.
Debido a que el agua tritiada tiene casi las
mismas propiedades físicas y químicas del
agua común y corriente, esta no es
separada durante el proceso de destilación.
Las muestras son secadas en un horno de
convección a 240ºF hasta que los pesos se
estabilicen. Se registra el peso seco de
cada muestra.
Se determina la porosidad, la saturación del
agua y la cantidad de filtrado de fluido de
perforación en el agua
4.3.7.4 Cálculos
Saturación de agua en el tapón y la rosquilla
Invasión de filtrado en el tapón y en la rosquilla
4.3.7.5 Ventajas/Limitaciones
La ventaja de determinar la invasión de
filtrado de fluido de corazonamiento en
corazones con presión retenida, a
diferencia de corazones convencionales o
de esponja, es que se retiene toda la fase
de agua dentro del corazón durante el
recobro porque la presión del barril se
mantiene a la presión original de
corazonamiento. Por lo tanto, se puede
determinar cuantitativamente la cantidad de
filtrado de fluido de perforación contenida
en los segmentos del corazón al final de las
operaciones de corazonamiento antes de
volver a la superficie.
4.4 LAVADO CON SOLVENTE
4.4.1 Titulación de Karl Fischer
4.4.1.1 Principios de Análisis
Se limpian las muestras de tapón de núcleo por
medio de un desplazamiento miscible dinámico de
solventes y el contenido de agua recolectado son
analizados por la titulación de Karl Fischer
4.4.1.2 Equipos
General: El equipo incluye un sistema de flujo para
las inyecciones de solvente y un aparato de
titulación de Karl Fischer para el análisis del
efluente. El sistema de flujo de corazón consta de
un soporte de núcleos, un dispositivo para la
distribución del solvente y el hardware respectivo
(tuberías resistentes a la corrosión, válvulas y
accesorios para conectar el portanúcleos con el
sistema de distribución del solvente). El análisis de
Karl Fischer requiere un aparato de titulación, los
reactivos Karl Fischer apropiados, una balanza
analítica y jeringas.
Materiales y Reactivos: Reactivos Karl Fischer:
según el aparato de titulación escogido:
Tolueno, grado reactivo
Metanol, grado Karl Fischer
Frascos de vidrio, de 25 ml, Nitrato de plata, 0.1
Normal, Solución de control, 0.1% de agua en
metanol estándar.
4.4.1.3 Procedimientos/Precauciones
4.4.1.3.1 Procedimientos
Se pesa la muestra con una precisión de
0.1 g y es cargada al portanúcleos.
Se realiza una secuencia de inyección que
cambia de metanol a tolueno, empezando
con el solvente que sea miscible con la fase
móvil, es decir, metanol si la solución salina
es móvil o tolueno si el aceite es móvil.
Todos los frascos de almacenamiento,
jeringas o los recipientes de recolección
deben ser pesados
se inyecta el solvente en la muestra de
corazón en proporciones o presiones
adecuadas para el material del corazón y el
efluente es recolectado en un frasco con
tapón. Luego se inyecta el solvente alterno
y después utilizando el solvente inicial.
Para una inyección de metanol, se
recoge el efluente periódicamente y
se le realizan pruebas con nitrato de
plata para detectar la presencia de
sales. La inyección se termina
cuando una gota de nitrato de plata
deja de formar precipitados en el
efluente.
Para el tolueno, la inyección se
continúa hasta que (a) el efluente
aparezca claro o (b) el índice de
refracción del efluente sea igual al
de la solución inyectada.
La titulación de Karl Fischer se
realiza lo más pronto posible para
minimizar los cambios en el
contenido de agua debido a la
absorción de humedad
Se vuelven a pesar los frascos de
almacenamiento y los recipientes con el
efluente y se calculan los pesos del
solvente.
Utilizando una jeringa, una porción de la
solución que se está inyectando es
analizada para detectar el contenido de
agua con el método de titulación de Karl
Fischer
Los resultados son reportados en
porcentaje de peso o equivalente de ppm.
Se descarga la muestra, secada utilizando
las técnicas apropiadas, se pesa, y se
determina el volumen poroso por el método
de inyección de helio.
4.5 MÉTODOS DE EXPLORACIÓN
4.5.1 Introducción
Hay varias técnicas de laboratorio para el barrido
de mediciones de saturaciones de agua, aceite y
gas en corazones. Estas técnicas incluyen:
Absorción lineal de rayos X; (b) absorción de
microondas; (c) tomografía asistida por computador
(axial) CT; (d) absorción lineal de rayos gamma y
(e) resonancia magnética nuclear (NMR).
Otras técnicas de exploración que se han utilizado
para la determinación de saturación son la
resonancia de ondas de radio y la radiografía de
atenuación neutrónica (tiene un buen potencial
para determinar la saturación de fluidos porque los
neutrones son atenuados mucho más por fluidos
que por rocas, no necesita la adición de agentes
marcadores).
4.5.2 Principios
Las técnicas de rayos X, CT y rayos gamma miden
la absorción de una radiación electromagnética de
alta energía por los fluidos marcados con agentes
de alta absorción (por lo general elementos de alto
peso atómico) para determinar la saturación del
fluido. La técnica de absorción de microondas se
basa en la absorción de energía por las moléculas
de agua. La técnica de NMR se basa en la
detección de fluidos que contengan protones (H1),
carbono (C13), Sodio (Na23), fósforo (P31) y Flúor
(F19) por campos magnéticos que se alternan a
determinadas frecuencias de radio, mientras se
ubica la muestra en un campo magnético grande y
constante.
4.5.3 Equipos
Los equipos que se utilizan para estas técnicas son
generalmente sofisticados y costosos. Los equipos
de rayos X y CT fabricados para uso médico son
adecuados para estas mediciones de saturación.
Los equipos médicos de NMR muy poco se
emplean. Los equipos de absorción de rayos gama
y microondas usualmente han sido construidos
especialmente para estos análisis.
4.5.5 Cálculos
4.5.6 Ventajas
Suministran información sobre la
distribución espacial de la saturación de
fluidos.
Las mediciones se hacen de manera no
invasiva y no destructiva.
No se requiere la extracción de fluidos
antes de realizar las pruebas de flujo en
corazones preservados (esto puede ser
difícil en corazones de tamaño completo )
Una ventaja de las técnicas de microondas
y NMR es su capacidad de determinar la
saturación de agua en el corazón sin la
adición de agentes marcadores.
4.5.7 Limitaciones
La técnica NMR no puede manejar corazones que
contengan cantidades significativas de materiales
ferromagnéticos, arcillas o gas.
4.6 ANÁLISIS DE CARBON
4.6.1 Principios de Análisis
En el caso del carbón el fluido de principal
importancia es el agua. La saturación de agua, o
más bien, el contenido de humedad es una
propiedad fundamental del carbón que debe
determinarse con exactitud para evaluar la calidad
del carbón. El método incluye el secado del agua
en una muestra aplastada en un horno de
convección y tomar las mediciones sucesivas de
peso hasta que se logre el equilibrio. La pérdida de
peso es equivalente a la cantidad de agua sacada,
y el contenido de humedad es reportado como
porcentaje de peso de humedad con respecto al
peso de la muestra de carbón mojado.
4.6.2 Equipos
Trituradora: Para reducir el carbón al
tamaño de un tamiz No. 8 (2.38 mm).
Recipientes de secado: de un tamaño
suficiente para acomodar las muestras
trituradas extendidas en un grosor menor
de 2.5 cm. de una altura hasta de 3.8 cm.
Horno para el secado: capaz de mantener
una temperatura constante de 225ºF ± 5ºF
(107ºC ±3ºC).
Balanza: con una de precisión de 0.1
gramo y tener una capacidad para
acomodar tanto la muestra como el
recipiente.
Un tamiz No.8 (2.33 mm): debe ser grande
para contener toda la muestra preparada
mientras separa las partículas grandes. Al
menos un 95% de la muestra triturada debe
pasar a través del tamiz.
Desecador de vidrio: desecante fresco con
código de color, ya que pueden agregar
humedad a la muestra si no se encuentran
frescos.
4.6.3 Procedimiento/Precauciones
4.6.3.1 Muestreo
La muestra debe tener un peso mínimo de 500
gramos
4.6.3.2.3 Mediciones del Peso Seco
Después de que la muestra se ha secado durante
un periodo de 1 hora, sáquela del horno y
colóquela en un desecador de vidrio para que se
enfríe. Pese la muestra después de enfriarse y
registre el peso. Vuelva a colocar la muestra en el
horno. Repita este proceso de pesaje en intervalos
de media hora hasta que la pérdida de peso entre
mediciones sucesivas sea menor del 0.05 % del
peso de la muestra. La última medición tomada es
considerada el peso seco de la muestra más el
peso del recipiente.
4.6.5 Cálculos
Calcule el contenido de humedad de la muestra
4.6.6 Ventajas
Simplicidad., el procedimiento no requiere una
inversión muy grande de capital
4.6.7 Limitaciones
Algunas clases de carbón tienen la tendencia a
oxidarse cuando se utiliza esta técnica. Los
resultados del contenido de humedad serán
demasiado bajos si hay oxidación; la oxidación
añade peso y causará un peso seco muy alto.
4.7 OIL SHALES
4.7.1 Principios de Análisis
Se define el oil shale como una roca compuesta de
partículas que varían en tamaño entre arcilla y
cieno (limo) que contienen cantidades varias de
material orgánico sólido (ejemplo: kerógeno).
Se obtienen las saturaciones de petróleo y agua
utilizando un proceso de retorta de alta
temperatura.
4.7.2 Equipos
Los equipos son iguales a aquellos utilizados para
el Método Retorta a Presión Atmosférica (ver
4.2.1.2). Los fluidos son recolectados en tubos de
centrífuga de 15 cm3. Por lo general, se emite el
gas durante el proceso de retorta.
4.7.3 Procedimientos/Precauciones
El procedimiento es similar a los procedimientos
descritos en 4.2.1.3, con las siguientes
excepciones:
La muestra representativa de
aproximadamente dos pulgadas de longitud
no es dividida en dos.
No se tamiza la muestra triturada
No se prepara una muestra adyacente para
las pruebas con bomba de mercurio
descritas en 4.2.1.3, porque no se requiere
el volumen poroso lleno de gas ni la
porosidad.
No se hace ningún intento para medir el
agua del poro en la temperatura inicial del
horno. La temperatura del horno se fija
inicialmente en 1000oF (538°C). Cuando el
horno está a esta temperatura y los
volúmenes en los tubos de recolección
permanecen constantes, se considera
terminado el proceso de retorta.
4.7.4 Cálculos
4.8 CORAZONES QUE CONTIENEN YESO
4.8.1 Principios de Análisis
Los corazones que contienen yeso (CaSO4.2H2O)
a menudo provienen de formaciones de carbonato,
las cuales son heterogéneas por lo que se
prefieren los procedimientos de análisis para
corazones de diámetro completo. Sin embargo, no
se recomienda el método de extracción por
destilación (Dean Stark) para los corazones de
diámetro completo (ver 4.3.2) utilizando el tolueno
como solvente. El yeso se deshidrata en el punto
de ebullición del tolueno. Si el corazón contiene
una cantidad significativa de yeso, se van a
obtener volúmenes erróneos de agua y valores
incorrectos de volumen poroso. El volumen de
aceite extraído de la muestra no se ve afectado por
la presencia de yeso.
Se puede utilizar el método de titulación de Karl
Fischer (ver 4.4.1) para analizar los corazones que
contienen yeso determinando el contenido de agua
en los solventes lavados durante la extracción de
solventes fríos.
El método cualitativo
Se limpia una muestra de tapón con solventes
cíclicos de presión a bajas temperaturas para
extraer el aceite y el agua de la muestra sin
remover el agua que se encuentra químicamente
retenido dentro del yeso. Luego se mide la
porosidad de la ley de Boyle en la muestra limpia.
Después de determinar la porosidad de la ley de
Boyle, la muestra de tapón es replicada para
determinar la cantidad de agua retenida en la
muestra. Se utiliza la diferencia en porosidad entre
las extracciones de baja y alta temperatura para
calcular el volumen total del yeso contenido en la
muestra de corazón.
4.8.3 Procedimientos
Si se utilizan tapones de diámetro de 1
pulgada, las muestras deben tener una
longitud de por lo menos una pulgada.
Deben pesarse
El tapón debe limpiarse con un método de
bajas temperaturas, lo cual minimiza la
alteración del yeso.
Se determina la saturación de fluido de la
muestra principal a partir de la cual se
obtuvo el tapón por medio del método de
retorta a presión atmosférica (ver 4.2.1.3).
Las muestras perforadas deben limpiarse
en una vasija de presión utilizando una
mezcla azeotrópica de 1/3 de acetona, 1/3
de ciclohexano y 1/3 de metanol. Se
colocan las muestras en la vasija de presión
y se sumergen completamente en esta
mezcla. Se aplica presión de aire o
nitrógeno en la parte superior de la mezcla
impulsándola en los poros de las muestras
de tapón. Se hace circular la presión para
impulsar la mezcla adentro y afuera de los
tapones. Después de aproximadamente 24
horas, se debe revisar la fluorescencia de la
muestra para verificar que la extracción se
ha completado.
Se considera que las muestras están
limpias si no se detecta ninguna
fluorescencia de aceite.
Se colocan las muestras en un horno al
vacío a 120ºF por un período mínimo de 24
horas para remover la mezcla azeotrópica
de las muestras, hasta que se estabilice el
peso.
Se utilizan temperaturas bajas durante las
fases de limpieza y secado para que este
proceso minimice las alteraciones del yeso
en las muestras de tapón.
se determina la porosidad de la ley de
Boyle, después se remueve el agua
retenida en el yeso.
Después del proceso de retorta, se vuelve a
pesar el tapón y se vuelve a medir la
porosidad de la muestra de tapón con la ley
de Boyle. Una comparación de la porosidad
de retorta con la porosidad de baja
temperatura identifica las zonas que
contienen yeso. Cuando la porosidad de
alta temperatura es mucho más alta que la
porosidad de baja temperatura, quiere decir
que el contenido de yeso es muy alto.
Cuando las dos porosidades concuerdan,
es porque el contenido de yeso es bajo.
El volumen de petróleo extraído por el
método de retorta, no se ve afectado por la
presencia de yeso.
Si el valor de saturación del gas es un valor
diferente a cero, la saturación de agua puede ser
calculada asumiendo una densidad de grano para
el anhídrido:
4.8.6 Ventajas
Se minimizan los daños al yeso cuando se limpia la
muestra con la circulación de presión.
4.8.7 Limitaciones
El proceso de limpieza a baja temperatura puede
ser demorado dependiendo de la gravedad del
aceite y de la permeabilidad del material del
corazón
4.9 HISTORIA
4.9.1 Método de Retorta al Vacío
El método de retorta al vacío para obtener las
saturaciones de fluido en corazones es una técnica
de diámetro completo. El procedimiento consiste
en destilar los fluidos en el poro a una temperatura
máxima de 450ºF (232ºC), manteniendo un vacío
parcial en el sistema. Las probetas para la
recolección de fluidos deben sumergirse en una
baño de alcohol/hielo seco a una temperatura
aproximada de -75ºF( -59 ºC) para evitar la pérdida
de vapores a través de la bomba al vacío.
SECCIÓN 5. DETERMINACIÓN DE POROSIDAD
5.1 INFORMACIÓN GENERAL
5.1.1 Comentarios Introductorios/Ecuaciones
5.1.1.1 La porosidad, definida como la relación del
volumen poroso respecto al volumen total del
material, es una propiedad intrínseca de todas las
rocas de yacimientos. Se debe conocer la cantidad
de espacio vacío que puede ser ocupado por
hidrocarburos o agua en un yacimiento para
obtener un cálculo inteligente de la cantidad inicial
de petróleo/gas en el sitio.
5.1.1.2 La porosidad puede ser determinada por
varios métodos diferentes (ver Tabla 5-1). La
medición del volumen total (BV) y del volumen del
Grano (GV) nos da el volumen poroso (PV) por
diferencia, y porosidad (∅):
5.1.1.4 En el laboratorio, por lo general se mide
uno la porosidad efectiva o la porosidad total.
5.1.1.5 la porosidad efectiva se ha definido como el
volumen poroso interconectado ocupado por los
fluidos libres. Exceptuando el volumen del agua
ligada a arcilla o a minerales y el agua adicional
contenido dentro del shale por fuerzas capilares.
La porosidad total es ese volumen que ocupan
todos los fluidos (espacio poroso conectado y
aislado) en la roca, incluyendo el volumen ocupado
por el agua unida a la arcilla
5.1.1.6 La experiencia en el análisis de núcleos
indica que para la mayoría de las rocas de
yacimiento existen pocos poros aislados, y por lo
tanto existe muy poco (o no existe) diferencia
medible en la porosidad total y efectiva.
5.1.1.8 Otro aspecto de la medición de porosidad
es el tamaño de la muestra. La decisión sobre el
tipo que se debe utilizar preferiblemente se basaría
únicamente en la homogeneidad de la formación
que se está analizando. Muchas piedras areniscas
son lo suficientemente homogéneas para que una
muestra pequeña pueda considerarse
representativa para el análisis. Por otro lado,
cuando la formación es heterogénea en cuanto a la
estructura de los poros o la litología (carbonatos
vugulares o fracturados), las técnicas de análisis
deben ser núcleo de diámetro completo.
5.1.2 Muestras de Núcleo con Consolidación
Deficiente o Sin Consolidar
5.1.2.1 Las muestras con consolidación deficiente
o no consolidadas (desde muestras friables hasta
muestras que no tienen ninguna consolidación, sin
una cementación aparente entre los granos). La
muestra de tapón requiere un montaje en un
material envolvente apropiado para soportar el
proceso de limpieza, preparación y medición.
Usualmente utilizando un cilindro de metal o de
polímero alrededor de la de la muestra. El tamaño
de la malla debe ser lo suficientemente pequeño
para evitar la pérdida de granos, pero lo
suficientemente grande para evitar taponamientos
por finos movedizos.
5.1.2.3. Mallas de tamaño 200 o 120. Las muestras
menos consolidadas pueden utilizar dos tamices.
Un tamiz es de malla más fina para evitar la
pérdida de granos y se utiliza un segundo tamiz
menos flexible y más gruesa para darle fuerza
mecánica. El material escogido para los tamices
debe ser inerte a los solventes y las salmueras
utilizadas para limpieza y pruebas: acero inoxidable
o Monel (una aleación de níquel, cobre y hierro).
5.1.2.4. Determinar la densidad del material
envolvente y luego determinar el peso de este
material aplicado a cada muestra. Con estos datos
se puede hallar el volumen del material.
5.1.2.5 También se debe determinar el volumen de
“grano” y el "poroso o vacío” de los tamices,
aplicando la Ley de Boyle.
5.1.2.7 La porosidad de muestras de consolidación
deficiente puede ser determinada por el método de
Celda-Sencilla de la Ley de Boyle para la medición
de volumen poroso y el método de Doble-Celda de
la Ley de Boyle para el volumen de grano.
5.2 MEDICION DEL VOLUMEN TOTAL (tamaño
de tapón)
Se requiere el volumen total de una
muestra de roca para determinar la
porosidad de esa muestra.
Las técnicas de medición incluyen la
inmersión de Arquímedes, el
desplazamiento de mercurio y por medidor.
El volumen total es la suma directa del
volumen de grano y el volumen poroso.
El volumen total de una muestra
seleccionada para la medición de porosidad
debe medir preferiblemente por lo menos
10 cm3
Las muestras son cilindros rectos con
diámetros y longitudes desde los 2.54 cm
hasta 3.81 cm
5.2.1 Inmersión en Mercurio (Flotabilidad) de
Arquímedes
5.2.1.1 Principio
Se sumerge un tapón de núcleo en mercurio y el
volumen del mercurio desplazado por la muestra
se determina gravimétricamente (Principio de
Arquímedes).
5.2.1.2 Ventajas
Las muestras pueden utilizarse para tests
posteriores siempre que no ocurra una penetración
del mercurio
5.2.1.3 Limitaciones
Las muestras con cavidades (fracturas abiertas) o
que tengan una permeabilidad extremadamente
alta serán penetradas por el mercurio, resultando
en valores de volumen total bajos y dejando las
muestras inservibles para pruebas adicionales.
La superficie de la muestra debe sellarse o se
deben llenar las cavidades para evitar la
penetración del mercurio.
Se pueden utilizar tubería de Teflón para
recubrir las superficies cilíndricas de una
muestra para tapar las fisuras. El volumen
de la cobertura debe restarse del volumen
total medido
Se pueden llenar las fisuras en la superficie
(con arcilla, parafina o un epoxi)
5.2.1.5 Equipos
Balanza analítica electrónica de una sola
bandeja, con una precisión de ± 0.01 g.
Recipiente de mercurio lo suficientemente
grande para sumergir completamente el
tapón en posición horizontal sin tocar los
lados del recipiente.
Termómetro.
Tenedor ajustable con marca de referencia
5.2.1.6 Procedimiento
El volumen total (BV) se mide por el método de
Inmersión en Mercurio de Arquímedes con el
aparato que se muestra en la Figura 5-2. Se coloca
un vaso de mercurio sobre la balanza electrónica
de bandeja sencilla, y se sumerge el tenedor hasta
la marca de referencia. La marca se ubica de tal
manera que la parte superior del tapón de núcleo
quede sumergido de 3 a 7 milímetros dentro del
mercurio. Luego se tara la balanza. Se retira el
tenedor del mercurio, y el tapón que se va a medir
flota a lo largo en el mercurio con el tenedor en la
misma marca de referencia. La muestra no debe
tocar los lados del recipiente de mercurio. El peso
resultante representa la masa del mercurio
desplazado. Una base pesada para sostener el
ensamblaje del tenedor es esencial para mantener
la muestra en su lugar para asegurar la medición
precisa de pesos. Es importante utilizar la densidad
correcta de mercurio para su temperatura. Una
variación de 5ºC provocará un error sistemático de
0.02% en el volumen total.
5.2.1.7 Cálculos
5.2.2 Desplazamiento de Mercurio (Bomba de
Desplazamiento Volumétrico)
5.2.2.1 Principio
El volumen total de la muestra se mide por
desplazamiento de mercurio utilizando una bomba
de desplazamiento volumétrico a la cual se conecta
una cámara de acero inoxidable.
5.2.2.5 Equipos
La figura 5-3 muestra una bomba volumétrica de
desplazamiento de mercurio de alta presión. La
cámara para muestras podrá contener tapones
hasta aproximadamente 25cm3 de volumen.
5.2.2.6 Procedimiento/Cálculos
El volumen total de una muestra de núcleo de
forma regular o irregular se obtiene por medio de
desplazamiento de mercurio.
La cámara que no contenga ninguna muestra, se
llena con mercurio hasta el nivel de referencia. El
aparato de lectura del instrumento se coloca en
cero. Luego se baja el nivel de mercurio, se
introduce la muestra y se llena la cámara
nuevamente hasta el nivel de referencia. Se
obtiene la lectura del volumen del instrumento. La
diferencia entre esta lectura y el cero del
instrumento es el volumen total de la muestra.
5.2.3 Medidor
5.2.3.1 Principio
Las muestras que son cilindros rectos u otras
formas regulares pueden ser calibradas para
obtener el volumen total. Se puede utilizar un
micrómetro o un calibre vernier (de nonio), el cual
pueda leerse con una precisión de 0.002 cm, para
medir longitud y diámetro. Se recomienda un
mínimo de cinco mediciones. Para muestras con
fisuras superficiales y/o fracturas abiertas (5.2.3.6.)
5.2.3.2 Ventajas
La muestra puede utilizarse en pruebas
posteriores. Es un procedimiento rápido
5.2.3.3 Limitaciones
Las muestras de formas irregulares no pueden
medirse por este método. Para muestras que
necesiten forro, muestras de consolidación
deficiente o sin consolidación alguna se deben
aplicar correcciones para el grosor del tamiz y el
forro en los valores de longitud y diámetro.
5.2.3.5 Equipos
Medidores digitales o de vernier.
5.2.3.6 Procedimiento
La longitud y el diámetro de un cilindro o las
dimensiones de una muestra de forma
regular se miden en por lo menos cinco
posiciones diferentes para definir cualquier
irregularidad en la forma.
Si se utilizan medidores digitales
(medidores de vernier), se requiere menos
tiempo y se podrán tomar más lecturas. 10
lecturas de longitud en menos de 60
segundos.
5.2.3.7 Cálculos
El área transversal de la muestra cilíndrica se
calcula a partir del diámetro promedio y se
multiplica por la longitud promedio para obtener el
volumen total.
5.2.4 Flotabilidad (Arquímedes) Con Fluidos
Diferentes al Mercurio (ejemplo, Salmuera,
Aceite Refinado o Tolueno)
5.2.4.1 Principio
Un cuerpo colocado en un líquido flota por una
fuerza igual al peso del líquido desplazado.
5.2.4.3 Limitaciones
El líquido puede ser inadecuado para
pruebas posteriores y tendrá que
removerse.
Los núcleos que tengan fisuras no deben
medirse por este método.
No deben utilizarse líquidos que lixivien la
muestra o que causen hinchazón de la
matriz.
5.2.4.5 Equipos
Se requiere una balanza analítica con una
precisión de un miligramo, un soporte de alambre
fino, un recipiente para líquido y un termómetro. La
Figura 5-4 muestra dos posibles configuraciones
experimentales.
5.2.4.6 Procedimiento
5.2.4.6.1 Se satura una muestra al 100% con un
líquido de densidad conocida, no dañina, un aceite
refinado ligero o un solvente de un alto punto de
ebullición. Se sigue una saturación de presión (ver
5.3.2.2.3.6) con el saturante introducido evacuando
el espacio poroso.
5.2.4.6.2 Se remueve el exceso de líquido
cuidadosamente (evitando la pérdida de grano) de
a muestra y luego la muestra saturada se pesa en
el aire. Se debe evitar el uso de materiales (como
toallas secas) que remueven el líquido de los poros
de la superficie, se recomienda rodar la muestra
sobre un trapo húmedo libre de pelusa o sobre una
toalla de papel mojados con el líquido saturante.
5.2.4.6.3 Se llena un cubilete con líquido saturante.
Un soporte de alambre fino conectado al estribo de
una balanza se sumerge en el líquido hasta una
marca de referencia, y la balanza se coloca en
cero. Luego, se coloca la muestra en el soporte, se
sumerge hasta la marca de referencia y se obtiene
el peso sumergido de la muestra. (ver Figura 5-4A).
5.2.4.6.4 La figura 5-4 B muestra un procedimiento
alterno. Se llena un cubilete con el líquido
saturante y se coloca en una balanza. Luego se
baja el soporte de alambre fino en el líquido hasta
la marca de referencia y se ajusta la balanza en
cero. La muestra saturada se coloca luego en el
soporte, se sumerge hasta la marca de referencia y
se obtiene el peso inmerso de la muestra.
5.2.4.6.5 Se puede hacer una revisión al volumen
poroso tomando la diferencia en peso de la
muestra 100% saturada en el aire y el peso seco
Nota: No es indispensable que la esté 100%
saturada con el líquido para poder determinar el
volumen total. La técnica da un volumen total
exacto siempre y cuando la muestra no esté
absorbiendo líquido cuando se toma el peso
mientras está suspendido bajo el líquido.
5.2.4.7 Cálculos
5.2.5 Volumen Total Calculado Por Sumatoria
de Mediciones Directas de Volumen de Grano
(5.3.2.1.1) y Volumen Poroso (5.3.2.2.1)
5.2.5.1 Cálculos
BV = GV + PV
5.3 MEDICIÓN DE VOLUMEN POROSO
El volumen poroso total es el espacio vacío total,
tanto conectado como aislado en una muestra de
roca.
5.3.1 Volumen Poroso Total Calculado de la
Densidad de Grano en Muestras Desagregadas
El volumen poroso total es igual a la diferencia
entre el volumen total de la muestra y el volumen
de grano desagregado. La separación se realiza
con el fin de exponer cualquier volumen poroso
aislado
5.3.1.1 Método Seco para Determinar la
Densidad de Grano/Volumen de Grano.
5.3.1.1.1 Principio
Primero se determina el volumen total de una
muestra limpia (ver 5.2). Luego, la muestra se
seca, se pesa y se desagrega. Después de la
separación, se coloca una porción debidamente
pesada dentro de un porosímetro de la Ley de
Boyle para determinar el volumen de grano (ver
5.3.2.1.1). El volumen de grano en la muestra total
se calcula utilizando la proporción del peso seco de
la muestra consolidada con respecto al peso seco
de la muestra desagregada que se coloca en el
porosímetro.
5.3.1.1.2 Ventajas
Es rápido.
La muestra se puede utilizar para
mediciones complementarias que requieren
una muestra desagregada.
5.3.1.1.3 Limitaciones
Se necesita realizar un proceso de secado.
No es viable para las rocas que contienen
yeso o halita (soluble en el fluido limpiador).
Si el agua llena el espacio poroso y no se
remueve mientras se seca la muestra, el
volumen de grano (GV) será alto, erróneo.
5.3.1.1.5 Equipos
Pulverizador
Tamiz de malla 60
Balanza analítica, con precisión de 0.1mg.
Porosímetro de la Ley de Boyle modificado
para el manejo de muestras en polvo.
5.3.1.1.6 Procedimiento
Preparación de la muestra.
Limpiar.
Secar a 225°F
Enfriar en el Disecador.
Pesar la muestra y registrar el peso (W).
Determinar el Volumen Total (BV) (5.2).
Triture la muestra y pásela por un tamiz de
calibre 60.
Seque una porción de la muestra para
medir el Volumen de Grano (210º - 240ºF)
hasta llegar a un peso constante (Wd).
Determine el Volumen de Grano (GVd ) de
la porción desagregada de la muestra por el
método de Doble Celda de la Ley de Boyle
(ver 5.3.2.1.1)
Calibre el porosímetro con la tapa del
vaso de la muestra en su puesto.
Coloque un peso conocido (Wd) de las
muestras trituradas y secas dentro de la
cubeta de la muestra y Mida el Volumen
de Grano.
5.3.1.1.7 Cálculos.
5.3.2 Volumen Poroso Efectivo de Muestras
Agregadas
El volumen poroso efectivo puede calcularse
restando el volumen de grano del volumen total de
la muestra, o por medición directa del volumen
vacío de la muestra.
5.3.2.1 Medición del Volumen de Grano
5.3.2.1.1 Método de Doble Celda de la Ley de
Boyle (Cubeta Matriz) para el Volumen de Grano
5.3.2.1.1.1 Principio
Ley de Boyle: Cuando la temperatura permanece
constante, el volumen de una masa dada de gas
ideal varía inversamente con su presión absoluta.
Comportamiento de un gas ideal
Esta última ecuación debe utilizarse con un
dispositivo de doble celda cuando se determina el
volumen de grano de una muestra (GV). El gas
entra en una celda de referencia que tiene un
volumen conocido (V) a una presión de referencia
predeterminada (100 o 200 psig). Luego se pasa el
gas de la celda de referencia a una cámara
conectada de volumen conocido que contiene una
muestra del núcleo. Esto resulta en una menor
presión de equilibrio, de la cual se calcula GV. Se
resta posteriormente el GV del volumen total para
determinar el volumen poroso y de ahí la
porosidad.
5.3.2.1.1.2 Ventajas
No se daña la muestra y tanto puede
utilizarse para otras mediciones.
La operación es rápida, sencilla, y tiene un
excelente nivel de repetitividad.
Se pueden probar muestras que tengan
formas irregulares o fisuras.
5.3.2.1.1.3 Limitaciones
Se requiere una calibración muy cuidadosa.
El valor de porosidad resultante será más
alto que el valor de porosidad verdadero si
se adsorbe el gas en las superficies de la
muestra. El uso de helio minimiza esta
posibilidad
Este método es adecuado para muestras
forradas de consolidación deficiente o no
consolidadas si se utilizan técnicas
adecuadas. El volumen del material
envolvente y los tamices en los extremos
debe determinarse con precisión y debe
restarse del volumen de grano aparente
medido.
5.3.2.1.1.5 Equipos
El volumen de grano se mide en un aparato que
consiste de dos cámaras conectadas de
volúmenes conocidos. La figura 5-5
5.3.2.1.1.6 Procedimiento
Primero, se calibra primero el porosímetro,
obteniendo el volumen de referencia de la cámara
(Vr) y el volumen de la cámara de muestras (Vc).
Luego, se coloca la muestra en la cámara
respectiva. Se deja entrar el helio en la cámara de
referencia a una presión predeterminada,
típicamente 100-200 psig (690-1380kPa). Se
deben permitir alrededor de 30 segundos para que
haya equilibrio en la presión, y luego se registra p1
(la presión indicada por el transductor digital). Se
permite que el gas se expanda dentro de la cámara
de muestras. Se mide la presión disminuida
resultante (p2) una vez que el sistema haya llegado
a su equilibrio (ver 5.3.2.1.1.8 e). Se calcula el
volumen de grano de la muestra utilizando las
ecuaciones de la ley de los gases indicadas en
5.3.2.1.1.7.
5.3.2.1.1.7 Cálculos
La siguiente ecuación para volumen de grano
resulta del balance masivo de gas dentro de las
cámaras de referencia y de muestras.
Si existen condiciones isotérmicas (T1 = T2) y si z
se asumen iguales a 1.0, la ecuación queda:
Si las presiones absolutas P1 y P2 se expresan
presiones manométricas (P1= (p1 + Pa) y se
sustituyen en la ecuación anterior:
Si se utiliza un válvula de bola con volumen de
desplazamiento cero, y si la válvula siempre se
ventila a la atmósfera antes de cerrarla, Vv = 0.0
5.3.2.1.1.8 Precauciones
El tapón de núcleo debe secarse completa
y apropiadamente.
Cuando la salinidad del agua de poro (del
agua de la formación o de filtrado de lodos)
es superior a 100.000 mg/l, las muestras
deben lixiviarse con metanol para remover
las sales.
La presión de equilibrio es esencial para
lograr un volumen de grano exacto. Este se
logra en 1-2 minutos, aunque los núcleos
con baja permeabilidad y porosidad
requieren mayor tiempo de estabilización
(desde 30 minutos hasta varias horas).
5.3.2.2 Medición del Volumen Vacío
5.3.2.2.1 Método de Celda Sencilla de la Ley de
Boyle para la Medición Directa de Volumen
Poroso.
5.3.2.2.1.1 Bajo Esfuerzo Restrictivo
5.3.2.2.1.1.1 Principio
El volumen poroso se determina en un aparato que
consiste de una celda de referencia de presión
inicial volumen conocido, que luego se ventila en el
volumen poroso de una muestra. La muestra se
mantiene en un portanúcleos que utiliza una
manga elastomérica y tapones en los extremos.
Estos se ajustan a la muestra cuando se ejerce un
esfuerzo restrictivo en sus superficies externas
(generalmente 400 psig o menos.). La manga y los
tapones de los extremos a su vez ejercen un
esfuerzo compresivo sobre la muestra de núcleo.
El volumen poroso por lo tanto se determina
directamente utilizando la Ley de Boyle. Este en
contraste con el método de doble celda donde se
determina el volumen de grano y se calcula el
volumen poroso restando el volumen de grano del
volumen total. El portanúcleos debe ser una celda
de carga Hassier. Se permite al helio entrar en la
celda de referencia de volumen conocido (Vr) a
una presión de referencia predeterminada (100-200
psi). Luego se ventila el gas de la celda de
referencia en el volumen poroso de la muestra.
Esto resulta en una presión de equilibrio más baja,
a partir de la cual se calcula el volumen poroso.
5.3.2.2.1.1.2 Ventajas
La porosidad y la permeabilidad pueden
determinarse de manera secuencial
cargando la muestra solamente una vez.
La operación es rápida y sencilla.
Se eliminan las reacciones dañinas entre la
roca y el fluido saturante utilizando un gas
no reactivo.
5.3.2.2.1.1.3 Limitaciones
La muestra debe ser un cilindro recto de
buena calidad sin fisuras superficiales ni
esquinas desportilladas (las fisuras darán
como resultado un volumen poroso
demasiado bajo y los extremos no paralelos
darán volúmenes porosos muy altos).
La muestra debe estar libre de
hidrocarburos y seca, sino se determinarán
volúmenes porosos muy bajos.
Cuando la salinidad del agua del poro (del
agua de la formación o por filtrado de lodo)
son mayores de 100.000 mg/l, las muestras
deben lixiviarse con metanol para remover
las sales.
5.3.2.2.1.1.4 Equipos
El aparato básico mostrado en la figura 5-6 es igual
al ilustrado para el porosímetro de doble celda de
la Ley de Boyle en la Figura 5-5 (ver 5.3.2.1.1.5).
La diferencia principal es el diseño de la cámara de
muestras, la cual elimina el volumen alrededor de
la periferia de la muestra.
5.3.2.2.1.1.5 Procedimientos
El porosímetro se calibra primero, dando el
volumen de la cámara de referencia (Vr) y el
volumen muerto del sistema (Vd). Luego se inserta
un tapón de núcleo seco en una manga
elastomérica. Un esfuerzo restrictivo de 400 psi o
menos se aplica en la superficie externa del
elastómero. Si la muestra se confina en un
contenedor isostático, un esfuerzo restrictivo igual
se aplica en la superficie externa de las espigas
(ver Figura 5-6). Se deja que entre gas helio a la
cámara de referencia del porosímetro (Vr) a una
presión predeterminada (p1), la cual generalmente
es 100-200 psig Se registra la presión y la camara
de presión se evacúa en el volumen del vacío de la
muestra. Se registra entonces la presión más baja
de equilibrio que resulta. Se calcula el volumen del
poro de la muestra
5.3.2.2.1.1.6 Cálculos
Ecuación de volumen poroso por el equilibrio de la
masa de gas dentro de la celda de referencia, el
volumen muerto del sistema, el volumen de la
válvula y el volumen poroso de la muestra.
5.3.2.2.1.1.7 Precauciones
La presión restrictiva en la superficie externa de la
manga elastomérica debe aplicarse utilizando
líquido y no gas.
5.3.2.2.1.2 Esfuerzo Restrictivo Elevado
5.3.2.2.1.2.1 Principio
El principio es similar al indicado para bajo
esfuerzo restrictivo; sin embargo, en esta medición,
se determina la porosidad a un nivel de estrés
elevado. Los datos de laboratorio a su vez son
utilizados para calcular la porosidad del yacimiento
en condiciones de estrés in situ. A diferencia de
las mediciones de bajo esfuerzo restrictivo, el
conocimiento de (a) la magnitud elevada, y b) el
método de aplicación (esfuerzo isostático, esfuerzo
triaxial, esfuerzo biaxial, o esfuerzo uniaxial) debe
conocerse para medir los resultados en relación
con las condiciones del yacimiento (figuras 5-7,5-8)
Históricamente, la mayoría de las mediciones de
volumen poroso en esfuerzos elevados se han
realizado con un esfuerzo restrictivo isostático,
porque es fácilmente aplicable y más económico.
5.3.2.2.1.2.2 Ventajas
Las mediciones realizadas a un elevado esfuerzo
restrictivo representan más exactamente la
porosidad original del yacimiento.
5.3.2.2.1.2.3 Limitaciones
Se debe conocer o se debe calcular el esfuerzo
efectivo del yacimiento para utilizar los datos de
porosidad de esfuerzo elevado determinados en el
laboratorio. Los esfuerzos reales del yacimiento
que causan reducciones en el volumen poroso por
lo general no son isostáticos. El esfuerzo principal
máximo en la mayoría de los yacimientos es
vertical. Este esfuerzo efectivo vertical es igual al
peso por unidad de área de roca de recubrimiento
menos la presión del yacimiento. El esfuerzo de
recubrimiento se puede calcular de la profundidad
y un registro de densidad de pozo, o suponiendo
que la densidad de la roca es igual a 1.0 psi/pies3.
Se puede medir la presión del yacimiento, o en
áreas de presión normal, se supone que es la
profundidad multiplicada por el gradiente de agua,
lo cual es aproximadamente 0.45 - 0.5 psi/pie.
Se ha demostrado que la presencia de agua dentro
del espacio poroso debilita algunas rocas, así
incrementando la reducción de volumen poroso
cuando se aplica el esfuerzo restrictivo.
Introduciendo cierto nivel de incertidumbre.
5.3.2.2.1.2.4 Equipos
El equipo es similar al indicado para la técnica de
bajo esfuerzo restrictivo. Sin embargo, las
mediciones de alto esfuerzo restrictivo requieren un
material para la manga hecho de un elastómero
fuerte que pueda soportar las fuerzas impuestas
durante la aplicación de esfuerzo restrictivo
Esfuerzo isostático: Bajo la carga de esfuerzo
isostático, se aplica en la muestra un esfuerzo igual
en todas las direcciones, y puede ocurrir tensión en
todos los ejes de la muestra. Una reducción
excesiva de porosidad ocurre cuando el esfuerzo
isostático impuesto es igual al esfuerzo vertical del
yacimiento (es decir, el esfuerzo de recubrimiento)
Esfuerzo triaxial: Bajo condiciones de verdadero
esfuerzo triaxial, se aplica un esfuerzo desigual a
los tres ejes principales de la muestra. Por lo
general, las tensiones serán diferentes en cada eje.
Típicamente, se utilizará una muestra en forma de
cubo o prisma rectangular.
Esfuerzo biaxial: Las condiciones de esfuerzo
biaxial son un caso especial de carga de esfuerzo
triaxial. Cuando se carga un cilindro con esfuerzo
biaxial, el esfuerzo paralelo al eje del cilindro es
diferente al esfuerzo aplicado alrededor de la
circunferencia de la muestra. Las tensiones pueden
ocurrir paralelo al eje y al diámetro del cilindro.
Tensión Uniaxial: La compresión de tensión
uniaxial es un caso especial de carga de esfuerzo
biaxial. El esfuerzo aplicado a la circunferencia es
suficiente para mantener el diámetro constante
mientras se incrementa el esfuerzo paralelo al eje
del cilindro. La tensión ocurre únicamente paralelo
al eje del cilindro.
5.3.2.2.1.2.5 Procedimientos
Los procedimientos son similares a los indicados
para bajo esfuerzo restrictivo en 5.3.2.2.1.1.5.
Típicamente, el volumen poroso de una muestra se
determina a niveles seleccionados esfuerzo
restrictivo creciente.
5.3.2.2.1.2.6 Cálculos
El cálculo de la porosidad debe contabilizar la
reducción del volumen total (BV) de la muestra
mientras se incrementa el esfuerzo restrictivo.
Donde ∆PV = reducción en el volumen poroso
entre la PV inicial y la PV en cualquier nivel de
esfuerzo. Esto supone que la reducción en el
volumen total en cualquier nivel de esfuerzo es
igual a la reducción en volumen poroso en el
mismo nivel de esfuerzo.
Donde PV = volumen poroso en cualquier nivel de
esfuerzo. Esto asume el volumen de grano (GV)
determinado a un nivel de cero esfuerzo es
constante en todos los niveles de esfuerzo
restrictivo aplicados.
Mida el volumen poroso (PV), el diámetro de la
muestra, y su longitud en cada nivel de esfuerzo
impuesto y calcule el volumen total. Estos
procedimientos no se hacen de manera rutinaria.
5.3.2.2.2 Resumen de la “Sumatoria de
Porosidad de Fluidos”
La técnica de “Sumatoria de Fluidos“ para la
determinación de porosidad se discute con mayor
detalle en Métodos de Saturación de Fluidos, bajo
“Método de Retorta a Presión Atmosférica” (ver
4.2). Esto proporciona datos de porosidad
rápidamente puesto que las muestras no requieren
limpieza ni secado. El volumen poroso es calculado
midiendo y sumando los volúmenes de aceite, gas
y agua presentes en una muestra de núcleo
recientemente recobrada. La porosidad se
determina dividiendo el volumen poroso por el
volumen total de la muestra de roca.
5.3.2.2.3 Método de Saturación de Líquidos
5.3.2.2.3.1 Principio
La medición de la porosidad (espacio poroso
conectado) por el método de saturación de líquidos
implica una determinación gravimétrica del
volumen poroso obteniendo: a) el peso de muestra
de núcleo seca y limpia, b) el peso de la muestra
saturada con un líquido de densidad conocida, y c)
el peso de la muestra saturada sumergida en el
mismo líquido.
5.3.2.2.3.2 Ventajas
Se pueden manipular muchas muestras a la vez.
Nos da una medición directa del volumen poroso
5.3.2.2.3.3 Limitaciones
El procedimiento es lento con relación al
tiempo total transcurrido de medición.
El procedimiento es básicamente preciso,
pero limitado a las muestras que pueden
ser 100% saturadas y determinarse con
éxito el peso saturado.
No se recomiendan las muestras que
contienen fisuras superficiales para la
determinación de porosidad por este
método debido a la pérdida potencial de
líquido de las fisuras durante el proceso de
pesaje. Si se pierde líquido, este volumen
no sería incluido en el volumen poroso, y se
calculará una porosidad demasiado baja.
Sin embargo, el volumen de grano de
núcleos con fisuras puede determinarse con
precisión con este método.
5.3.2.2.3.5 Equipo
Balanza analítica (precisión: 1 miligramo).
Desecador al vacío y saturador de presión.
Una fuente adecuada de vacío capaz de
mantener menos de 0.1 mm de presión de
mercurio.
Un líquido filtrado de baja viscosidad y baja
presión de vapor de una densidad conocida
con el fin de saturar las muestras de
núcleos. Algunos líquidos son: 1) salmueras
2) aceites refinados de laboratorio 3)
decano y 4) tolueno.
5.3.2.2.3.6 Procedimiento
Obtenga el peso de la muestra limpia y seca. La
muestra debe desecarse sobe un material
deshidratante adecuado, tal como CaCl2 o gel de
sílice, antes de determinar el peso seco. Coloque
la muestra seca ya pesada en una cámara
(desecador al vacío y saturador de presión) y
aplique alto vacío durante aproximadamente 8
horas. El período de evacuación puede ser seguido
de una inyección de CO2 para retirar el aire
absorbido en la roca. Se pueden requerir varios
ciclos de evacuación y de inyección de CO2 para
muestras de baja permeabilidad. El líquido utilizado
para saturar la muestra limpia debe estar libre de
aire disuelto. El líquido desaereado se vacía en el
recipiente que contiene la muestra de núcleo. Se
permite que el núcleo se sature. Despues de
sumergir la muestra completamente en el líquido,
se continua el vacío durante 30 minutos a 1 hora
más. El método preferido es someter el líquido que
rodea la muestra a una presión de 2000 - 3000 psi
(13800 -20700 kPa) durante 4 horas por lo menos
para asegurar una saturación completa. Luego se
remueve la muestra del recipiente saturador y se
pesa sumergida en el líquido saturante. El exceso
de líquido se remueve de la muestra (evitando la
pérdida de grano: Rodar la muestra sobre un trapo
libre de pelusa o sobre una toalla de papel mojada
con el líquido saturante) y se pesa la muestra
saturada en el aire. Despues de pesar cada lote de
muestras, se determina la densidad del líquido
saturante desaereado utilizado en la cámara de
saturación.
5.3.2.2.3.8 Cálculos
Si la temperatura es constante y la densidad del
saturante y el líquido de inmersión son iguales, la
densidad del fluido se cancela y no se necesita en
esta ecuación para calcular la porosidad
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