Fundamentos de los registros de Densidad - Teoría

 Registro de densidad

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¿Cómo funciona?

Este registro mide la densidad aparente de las formaciones, que incluye tanto la matriz sólida de la roca como los fluidos en los poros. La densidad es crítica para estimar parámetros como la porosidad y la identificación de fluidos (agua, petróleo o gas).

Los rayos gamma son dispersados por los núcleos de la formación, se originan porque la formación cede energía a los átomos dejándolos en estados excitados. El número de rayos gamma Compton está directamente relacionado con el número de electrones en la formación.

La relación entre la densidad volumétrica ($\rho_b$) y la densidad electrónica ($\rho_e$) es clave para entender cómo funciona el registro geofísico de densidad, ya que este último se basa en las interacciones de los rayos gamma con los electrones en la formación a través del efecto Compton.

Densidad volumétrica (ρb​)

La densidad volumétrica es la masa por unidad de volumen de una sustancia, y se expresa en g/cm³ o kg/m³. En el contexto de los registros geofísicos de pozo, la densidad volumétrica aparente ($\rho_b$) representa la combinación de la matriz sólida de la roca y los fluidos en los poros.

Densidad electrónica (ρe)

La densidad electrónica es la cantidad de electrones por unidad de volumen de la formación. Este concepto es importante porque los rayos gamma interactúan con los electrones a través de la dispersión Compton. Cuantos más electrones haya en un volumen de roca, mayor será la probabilidad de que los rayos gamma sean dispersados.

Relación entre densidad volumétrica y electrónica

Existe una relación entre ambas densidades:

$\rho_e=\frac{(2*Z)*\rho_b}{A}$

donde: 

A=2∗Z

Entonces:

$\rho_e=\frac{(2*Z)*\rho_b}{2*Z}$

Por lo tanto, finalmente tendremos que:

ρe​ ≅ ρb​

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Ecuaciones fundamentales

La densidad volumétrica se relaciona con la densidad de los fluidos, de la matriz y la porosidad, de acuerdo con la siguiente ecuación:

$\rho_b=\phi*\rho_f +(1-\phi)*\rho_m$

A partir de esta ecuación podemos obtener una porosidad:

$\phi_D=\frac{\rho_m-\rho_b}{\rho_m-\rho_f}$

De donde:

ρb​​ es la densidad volumétrica.

$\rho_m$ es la densidad de la matriz.

$\rho_f$ es la densidad del fluido.

$\phi$ es la porosidad.

$\phi_D$ es la porosidad-densidad.

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Usos principales

• Porosidad calculada con la densidad
• Propiedades mecánicas (Sónico)
• Propiedades acústicas(Sónico)
• Identificación de gas (Neutrón)
• Tipo de litología (Neutrón)

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Limitaciones

• Aceite residual
• Gas residual

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Correcciones

• Enjarre
• Tamaño de agujero
• Algunas litología

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Bibliografía

[1] Asquith, G., & Krygowski, D. (2004). Basic Well Log Analysis. AAPG Methods in Exploration Series.

[2] Schlumberger. (1989). Log Interpretation Principles/Applications. Schlumberger Educational Services.

[3] Rider, M., & Kennedy, M. (2011). The Geological Interpretation of Well Logs. Rider-French Consulting Ltd.

[4] Serra, O. (1984). Fundamentals of Well-Log Interpretation. Elsevier Science Publishers.

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Publicación realizada por Hiram Arias y Emiliano Flores

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