Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura

Unidad Ticomán “Ciencias de la Tierra”

Registro sónico( BHC)

Registro sónico( BHC)

• simplemente un registro en función del tiempo, t, que requiere una onda sonora para atravesar un pie de formación.

Registro sónico (BHC)

• El tiempo requerido por una onda compresional de sonido para recorrer un pie de formación.(μseg-pie)

Tiempo de

transito(ΔT)

Forma básica de una herramienta sónica:• a) Un transmisor que emite impulsos sónicos.• b) Un receptor que detecta y registra los impulsos.

PRINCIPIO BÁSICO:

El sonido emitido del transmisor choca contra las paredes del agujero.

ondas de compresión y

de cizallamiento •dentro de la formación

ondas de superficie

• a lo largo de la pared del agujero

ondas dirigidas dentro de la columna de

fluido.

Ondas volumétricas.

Son aquellas que pueden viajar directamente a través de la

masa de una sustancia hacia cualquier dirección.

Las ondas compresivas (P) y de cizallamiento (S) son los tipos mas

básicos de estas ondas.

Ambas ondas son generadas por un transmisor monopolar ubicado en el centro del pozo. Este transmisor emite energía desde de su centro hacia todas

las direcciones por igual.

Ondas Compresiva

s

También son llamadas ondas de modo

compresional normal, ondas P u ondas

primarias.

Características de las ondas P:• Son un tipo de onda sísmica rápida con

velocidades de entre 4 y 7 km/s.• Provienen de una fuente mono-polar que

viaja a través de la pared del pozo. • La dirección de propagación de la onda es

igual a la dirección de desplazamiento del material rocoso.

• Pueden ser propagadas a través de todos los medios (sólidos, líquidos y gases).

Ondas de Cizallamiento

.

También son llamadas ondas transversales,

rotacionales, distorsiónales, S o

secundarias. Características de las ondas S:

• Se generan por la conversión de la onda compresional cuando se refracta en la cara del

pozo.• Se convierte nuevamente en una onda P cuando se refracta a través del pozo, para

alcanzar el detector de la herramienta.• La dirección de propagación de la onda es perpendicular al desplazamiento del material

rocoso.• Presentan velocidades de entre 2 y 3 km/s.• Pueden propagarse a través de sólidos pero no a través de materiales con baja viscosidad.•Se propagan a través de materiales con alta y

mediana viscosidad pero son atenuadas rápidamente.

Ondas P y S

• Bajo ciertas condiciones de velocidad y geometría del agujero, es posible que se generen otro tipo de ondas denominadas ondas híbridas (leaky waves).

Ondas Híbridas

Ondas Stoneley.

Las ondas de Stoneley son ondas de superficie asociadas con la interface sólido-fluido a lo largo de la pared

de un pozo. Se utilizan para estimar la densidad de las fracturas y la

permeabilidad.

Características de las ondas Stoneley:•Comienzan como un disturbio compresional en

el fluido del pozo y posteriormente generan ondas de presión de baja frecuencia que se

propagan hacia arriba y hacia abajo a través de las paredes del pozo.

• Se atenúan durante el trayecto por la pared del pozo debido a la compresibilidad y la

permeabilidad.• Su velocidad y amplitud se determina en

función de las propiedades elásticas del fluido, y de la permeabilidad las propiedades elásticas

de la formación.

Comparación en el tiempo de arribo de las ondas.

• Son formadas por dos tipos de desplazamientos: uno paralelo y otro perpendicular a la superficie.

• Se originan de las ondas que inciden en las paredes del agujero con ángulos mayores que el ángulo critico de refracción asc de la onda de cizallamiento.

Ondas Rayleigh

• No pueden transmitirse en líquidos.• Se propagan en el agujero en forma de

ondas cónicas.• No pierden su energía a medida que se

realizan la refracciones en el agujero.• Su velocidad es generalmente de 90% de

la velocidad de las ondas transversales.• Cambian su forma en el proceso de

propagación.

• Solo se presentan cuando se utilizan transmisores acústicos de tipo dipolo (DSI).

• El desplazamiento de las partículas es perpendicular a la dirección de propagación.

• Solo viajan por las paredes del pozo.

• Se emplean en el procesamiento de las señales acústicas en lugar de las ondas transversales cuando el tipo de formación no permite detectar estas últimas.

Ondas Flexurales

• Fuentes de 2 polos, ubicadas en forma contigua y vibrando con una fase opuesta constituye una fuente de transmisión dipolar. Dichas fuentes pueden ser 2 transductores monopolares colocados en forma opuesta uno del otro. La onda de presión resultante es tal que resulta positiva o “empuja” de un lado del pozo mientras que resulta negativa o “jala” del lado opuesto.

Herramienta Sónica DSI (Dipolar generadora de imágenes)

• Love (1911) descubrió la onda superficial, que lleva su nombre estudiando el efecto de vibraciones elásticas a una capa superficial.

Ondas de Love

Las ondas de Love requieren la existencia de una capa superficial de menor velocidad en comparación a las formaciones subyacentes o es decir un gradiente de velocidad positivo (velocidad se incrementa) con la profundidad. Las ondas de Love son ondas de cizalla, que oscilan solo en el plano horizontal, es decir las ondas de Love son ondas de cizalla horizontalmente polarizadas.

Estas se generan sólo cuando un medio elástico se encuentra estratificado, situación que se cumple en nuestro planeta pues se encuentra formado por capas de diferentes características físicas y químicas.

Se propagan con un movimiento de las partículas, perpendicular a la dirección de propagación, como las ondas S.

Como para las ondas de Rayleigh, la amplitud de las mismas decrece rápidamente con la profundidad. Tienen velocidades de 1 a 4.5 km/s son más veloces que las de Rayleigh

En general su existencia se puede explicar por la presencia del vacío o un medio de menor rigidez, tiende a compensar la energía generando este tipo especial de vibraciones.

Son polarizadas horizontalmente y, por lo tanto, no se registran en los sensores verticales.

• Se trata de ondas compresionales que viajan por la columna de lodo a una velocidad menor que las ondas transversales y las compresionales, pero a velocidades mayores que las de Stoneley

Ondas de lodo

Salto de ciclo

• Saltos de ciclo (cycle skipping): este efecto se presenta con frecuencia en pozos que tengan diámetros muy grandes, formaciones pobremente consolidadas, presencia de fracturamientos naturales o inducidos en las formaciones por efecto del lodo de perforación, saturación de gas o aceite en los intervalos, lodos de perforación aireados, etc. donde el fenómeno típico que se genera es una fuerte atenuación de la intensidad de la onda, lo que dificulta su detección en algunos detectores (pueden ser en uno o ambos detectores), incrementándose con ello abruptamente el tiempo de tránsito al perderse ciclos de onda.

Factores ambientales que afectan las mediciones de Δt

Salto de ciclo en registro sónico (Bassiouni, 1994)