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Interpretação dos Perfis Geofísicos na Indústria da Água Subterrânea NÚCLEO BA-SE Novembro/2021 FOLHELHO FOLHELHO Primeira preocupação do Intérprete de Perfis SP ➔ Movimentação Iônica: SSP=Em+Ej+(Ek) RG ➔ Folhelho e Não Folhelhos Cáliper ➔ Reboco ou Desmoronamento 0 ❑ Controle das qualidades (LQC) das principais curvas litológicas usada na indústria da água. Rmf Rw Rxo Ro UAPI = UAPI ❑ Informações necessárias para a identificação de potenciais reservatórios, i.e., definir Camadas Permoporosas com baixas Argilosidades (VSH). - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - FOLHELHO FOLHELHO Segunda preocupação do Intérprete de Perfis Rmf Rw Rxo Ro UAPI = UAPI - - - - - - - - - - - - - - ❑ Identificados os potenciais Aquíferos ou Reservatórios e calculado RwSP (se dentro da qualidade exigida), o passo a seguir será definir a Resistividade da rocha saturada com água (Ro) e a Porosidade (𝜙). ❑ Ro (Sw=1), bem como Rxo (Sxo=1), dependem da profundidade de investigação radial e da resolução vertical da ferramenta. ❑ A “independe” da profundidade de aquisição e sim do volume investigado pela ferramenta, sempre nas proximidades das paredes dos poços. ❑ As ferramentas Galvânicas medem uma resistividade aparente – Ra, denominadas de acordo com o sistema usado na medição de: RSN, SN, RILD, DIR, R1x1, R2, MN, MI etc. ❑ Para que uma Ra se torne uma Ro (Resistividade verdadeira da rocha) sem efeitos ou contaminações ambientais – tipo: poço, invasão, espessura, etc., ou Rxo (Resistividade da zona invadida), ela deve passar por vários procedimentos gráficos ou algorítmicos, para corrigir, eliminar ou minimizar os efeitos indesejados. INTRODUÇÃO AOS PERFIS GALVÂNICOS INTRODUÇÃO AOS PERFIS GALVÂNICOS ❑ Os Efeitos Ambientais p.d. estão relacionados ao: 1. Diâmetro do poço preenchido com lama de resistividade Rm; 2. Zonas Radiais ao poço, denominadas de Rmc, Rxo e Ri, invadidas pelo filtrado de resistividade Rmf; 3. Camadas Sobre e Sotopostas com diferentes resistividades, denominadas de Rs. ❑ Os Efeitos do Poço podem ser eliminados ou minimizados por meio de: 4. Desenho Ferramental 5 . Processamentos ❑ Os Efeitos da Invasão podem ser eliminados ou minimizados pelo uso de: 6. Ferramentas com várias profundidades verticais e radiais de investigação. LABORATÓRIO 𝑹 = 𝑽 𝒊 . 𝑺 𝑳 = 𝑽 𝒊 .𝑲 POÇO 𝑹 = 𝑽 𝒊 . 𝑺′ 𝑳 = 𝑽 𝒊 . 𝑮 K G RESISTIVIDADES LABORATÓRIO vs POÇO (Material isolante envolve o Testemunho) (Lama condutiva envolve o Testemunho) COMPORTAMENTO DO CAMPO ELÉTRICO EM VOLTA DE UM ELETRODO “a” EM MEIO HOMOGÊNEO E ISOTRÓPICO i i a a = Raio do Eletrodo de carga L = Diâmetro da Esfera Equipotencial Externa x = Raio da Esfera Equipotencial Interna x+dx = Raio da Esfera Equipotencial Externa V = DDP Entre o Eletrodo e a Esfera Interna V+dV = DDP Entre o Eletrodo e a Esfera Externa r = Resistência elétrica do Meio (Ohm) R = Resistividade elétrica do Meio (Ohm.m) ➢ Equação que calcula a DDP entre dois eletrodo situados em duas esferas equipotenciais concêntricas de raios “X” e “L”. L x 𝛥𝑉 = 𝑖. 𝑅 4𝜋 1 𝑎 − 1 𝐿 90% da medida ❑ Entre o eletrodo “a”, de raio igual a 0,1m e uma esfera distante 1m (L1), a curva registrará um DDP de 75V. ❑ Ou seja, 90% do valor total registrado entre o eletrodo a e a esfera Ln, no infinito, é obtido em uma distância de até 10 x a (i.e., raio do eletrodo). ❑ Entre o eletrodo “a” e uma esfera equipotencial localizada no infinito (Ln), a curva registrará um DDP de 83,3V, - i.e., 10% do sinal total (83,3-75V=8,3V) originado pelo material que está entre a esfera L1 e a localizada no infinito (Ln). I (A) R (Ωm) a (m) L (m) V (V) % do sinal registrado L1 = 1 75,0 90 10 10 0,1 L2 = 2 79,2 95 L3 = 3 80,6 97 Ln =∞ 83,3 100 𝛥𝑉 = 𝑖. 𝑅 4𝜋 1 𝑎 − 1 𝐿 APLICAÇÃO DA EQUAÇÃO DO ELETRODO EM MEIO HOMOGÊNEO (Single Point Resistivity) ❑ Entre o eletrodo “a” e uma esfera distante 2m (L2), a curva registrará um DDP de 79,2V. ❑ Entre o eletrodo “a” e uma esfera distante 3m (L3), a curva registrará um DDP de 80,6V. PERFIS ELÉTRICOS CONVENCIONAIS MULTIELETRODOS CAMADA PERMEÁVEL Rm Rxo Ro (Rmf) (Rw) Rmc 4 ΔVMN = i. R 2π 1 AM − 1 BM − 1 AN − 1 BN CAMADA IMPERMEÁVEL CAMADA IMPERMEÁVEL L 18´8” (5,7m) SISTEMA LATERAL ➔ RLAT 𝑅𝐿𝐴𝑇 = 4 𝜋 . 𝑉 1 𝐴𝑀 − 1 𝐴𝑁 . 𝑖 R𝐿𝐴𝑇 = 𝐺 . 𝑉 𝑖 𝐺18.8 = 4𝜋 𝐴𝑂 2 𝑀𝑁 𝑀𝑁 = 0,4𝑚 𝐺 = 4𝑥3,1416𝑥5,7𝑥5,7𝑥0,4 = 163,31 PERFIS ELÉTRICOS CONVENCIONAIS MULTIELETRODOS Registra o DDP de tudo que estiver inserido entre as Esferas de raio AM e AN, no poço. 16” (40,64cm) ou 64” (162,56cm) SISTEMAS NORMAL ➔ RSN ou RLN 𝑅16 𝑜𝑢 64" = 𝑉 𝑖 (4 𝜋 . 𝐴𝑀) = 𝑉 𝑖 . 𝐺 R Normal 16 ou 64" = V I . G G16 = 4x3,1416x0,4 = 5,02656 G64 = 4x3,1416x1,6256 = 20,4279 PERFIS ELÉTRICOS CONVENCIONAIS MULTIELETRODOS Registra o Potencial de tudo que estiver inserido entre as Esferas de raio AM e a AN, na Superfície. 10” 1m (3,28’) (~40”) Rxo Rxo RoRo PERFIS ELÉTRICOS CONVENCIONAIS MULTIELETRODOS Rm Rmc Rs Rs “Shoulder Bed” “Shoulder Bed” RLATERAL ❑ A corrente “i” enviada ao poço é constante; Espera-se que “R”, dentro do raio de investigação que abrange cada camada, seja igualmente constante. Qualquer variação em “i” afetará a resposta. RNormal Longa RNormal Curta 𝑅𝑖 = 𝑎.𝑅𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 𝜙𝑖𝑚 𝜙 (8 0 % d e F lu id o = R m f) 𝜙 (6 0 % d e F lu id o = R m f) 𝜙 (2 0 % d e F lu id o = R m f) 𝜙 (2 0 % d e F lu id o = R w ) Ri Rfluido 𝜙 a m .m Rm 5 0,8 1 2 7,8 Rmc 5 0,6 1 2 13,9 Rxo 5 0,2 1 2 125,0 Ro 10 0,2 1 2 250,0 Ro 1 0,2 1 2 25,0 Lama Reboco Zona Invadida Zona Virgem Resistividade do fluido (Filtrado) dentro da zona = Rmf Rocha com água doce Rocha com água salgada 𝜙 (2 0 % d e F lu id o ?) Perfil Elétrico Convencional - ES ou EL LAMAS DOCES EXEMPLO 1 Poço de 6 “ Rm = 5 .m (500ppm NaCl) R16lida= 100 .m R16/Rm = 20 .m Correção da Leitura da R16 (RSN) pelo Efeito da Lama e Diâmetro do Poço (Considerando-se que 90% da resposta vem de 10xraio do eletrodo) R16corr 15 .m EXEMPLO 2 Poço de 16 “ Rm = 105 R16lida = 100 .m R16/Rm = 20 .m5 R16corr 30 .m QUANTO MAIOR O DIÂMETRO DO POÇO MAIOR O EFEITO DA LAMA SOBRE R16ida LAMAS SALGADAS EXEMPLO 3 Poço de 6 “ Rm = 0,5 .m (11,5 Kppm NaCl) R16lida = 100 .m R16/Rm = 200 .m R16corr 200 .m EXEMPLO 4 Poço de 12 “ Rm = 0,5 .m R16lida = 100 .m R16/Rm = 100 .m R16corr 2000 .m QUANTO MAIS SALGADA A LAMA MAIOR O SEU EFEITO SOBRE A R16lida Correção da Leitura da R16 (RSN) pelo Efeito da Lama e Diâmetro do Poço (Considerando-se que 90% da resposta vem de 10xraio do eletrodo) A. DESVANTAGENS (Limitações, Problemas ...) 1. Distorções do Campo Elétrico devido ao contrastes Rm x Ro 2. Lamas não Condutivas ou Salmouras 3. Camadas Finas, menores que a resolução vertical 4. R16, R64 e R18.8 são Resistividades Aparentes (Ra) bastante afetadas pelos efeitos ambientais: Rm, Diâmetro do Poço, Invasão, Espessura etc.. 5. Excesso de Correções Ambientais (Rm, h, diâmetro do poço, Rxo, Rmc ...) Perfil Elétrico Convencional - ES ou EL B. ANTIGAS VANTAGENS Diferentes Profundidades de Investigação, sinalizavam uma oportunidade de se ter uma ideia “qualitativa” do comportamento radial das resistividades (Perfil da Invasão). TIPOS DE ELETRODOS USADOS NA PERFILAGEM A L 𝑎 = 𝐿. 𝐷 ൗ 1 2 𝐷 − 1 𝑏 = 𝐿(𝐷 − 1) 2(𝐷 − 1) 𝑅𝐶𝐼𝐿Í𝑁𝐷𝑅𝐼𝐶𝑂𝑆 = 4𝜋 𝐿 𝐿𝑛 2𝐿 𝑑𝑒 . 𝑉 𝑖 D = parâmetro dependente de A, L e de. Macro Perfil ElétricoMicro Perfil Elétrico O Cáliper registra a abertura dos braços, i.e., o Diâmetro do Poço Semi Esferas Equipotenciais Microeletrodos MICRO PERFIL ELÉTRICO - MEL Medida do DDP entre M1 e M2 Retorno da corrente IA é na parte metálica da sapata ou patim ou B. MicroNormal = MN ou R2 ➔ AM2 = 2” SEMI ESFERAS EQUIPOTENCIAIS ✓ Lê entre o eletrodomais externo M2 e a superfície (N2), sendo mais influenciada pela Rxo da camada. Medida do Potencial entre M2 e N2 𝑅1𝑥1 = 𝑅𝑚𝑐 = 𝑎. 𝑅𝑚𝑓 𝜙𝑚 (𝑚𝑎𝑖𝑜𝑟 𝜙 𝑝𝑜𝑟 𝑠𝑒𝑟 𝑟𝑒𝑏𝑜𝑐𝑜) 𝑅2 = 𝑅𝑥𝑜 = 𝑎. 𝑅𝑚𝑓 𝜙𝑚 (𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 𝜙 𝑝𝑜𝑟 𝑠𝑒𝑟 𝑅𝑜𝑐ℎ𝑎) Microlateral = MicroInversa = MI ou R1x1 ➔ A0 = 1,5” ✓ Lê entre os 2 eletrodos separados por 1” (M1 e M2, zona amarela), sendo mais influenciada pela Rmc do reboco. MI = R 1x1” MN= R 2” ? CÁLIPER USOS DO MICROPERFIL 1. Permeabilidade “Qualitativa” USOS DO MICRO PERFIL ELÉTRICO – ML ou MEL 2. Espessura “Net Pay” Limitações Práticas • Rebocos Espessos • Invasão Rasa ou Nula • Razão Rxo/Rmc alta 𝑅1𝑥1 = 𝑅𝑚𝑐 = 𝑎. 𝑅𝑚𝑓 𝜙𝑚 (𝑎𝑓𝑒𝑡𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑒𝑙𝑎 𝑎𝑙𝑡𝑎 𝜙 𝑑𝑜 𝑟𝑒𝑏𝑜𝑐𝑜) 𝑅2 = 𝑅𝑥𝑜 = 𝑎. 𝑅𝑚𝑓 𝜙𝑚 (𝐴𝑓𝑒𝑡𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑒𝑙𝑎 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 𝜙 𝑑𝑎 𝑅𝑜𝑐ℎ𝑎) MI = R 1x1” MN= R 2” CÁLIPER GR USOS DO MICROPERFIL 1. Permeabilidade “Qualitativa” Limitações Práticas • Rebocos Espessos • Invasão Rasa ou Nula • Razão Rxo/Rmc alta 𝑅1𝑥1 = 𝑅𝑚𝑐 = 𝑎. 𝑅𝑚𝑓 𝜙𝑚 (𝑎𝑓𝑒𝑡𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑒𝑙𝑎 𝑎𝑙𝑡𝑎 𝜙 𝑑𝑜 𝑟𝑒𝑏𝑜𝑐𝑜) 𝑅2 = 𝑅𝑥𝑜 = 𝑎. 𝑅𝑚𝑓 𝜙𝑚 (𝐴𝑓𝑒𝑡𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑒𝑙𝑎 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 𝜙 𝑑𝑎 𝑅𝑜𝑐ℎ𝑎) SISTEMA NÃO FOCALIZADO SISTEMA FOCALIZADOx Linhas de Força e Superfícies Equipotenciais do Campo Elétrico entre 2 cargas idênticas PRINCÍPIO DA FOCALIZAÇÃO ELÉTRICA (eletrodos esféricos) Linhas de Força e Superfícies Equipotenciais do Campo Elétrico entre 2 cargas iguais e sinais contrários ΔV = 0 Criação de uma faixa de repulsão das linhas de corrente onde a faixa central tem v nulo. Rm Rmc Rxo Ri Ro ou Rt ✓ O que acontecerá caso a camada seja altamente resistiva ou condutiva ? SISTEMA LATEROPERFIL Medidas em Série: Espessura da Faixa de Focalização = 12” = 0,3048m TIPOS DE PERFIS DE RESISTIVIDADE EM POÇOS DUAS BOBINAS (eixos paralelos à superfície do terreno) ❑ Perfis Indutivos - medem a variação de uma C.A. em uma bobina receptora geradas por correntes eletromagnéticas (Foucoult) nas rochas. ➢ Apesar de serem denominados de Perfis de Resistividade a voltagem induzida na bobina receptora é diretamente proporcional à Condutividade das camadas perfiladas. ➢ Os campos induzidos são focalizados de tal modo que os efeitos nas proximidades do poço, inclusive da lama, podem ser minimizados por processamentos. ➢ Eles devem ser usados em poços com ar, óleo, ou outro tipo de fluido desde que não seja condutor ou em poço revestido com aço. BASE TEÓRICA DO PERFIL DE INDUÇÃO 2. LEI DE BIOT-SAVART: Fornece resultados consistentes com a Lei de Ampère para um condutor circular “dx” de espira de raio “R”. 1. LEI DE AMPÈRE (Condutor Linear): Estabelece uma associação entre o Campo Magnético e um Fluxo de Corrente perpendicular ao mesmo: • Somente o elemento “dB//” (paralelo ao eixo da espira) contribui escalarmente para o campo total no ponto “P”, vez que os demais, perpendiculares, apontam em todas as direções, anulando-se simetricamente. 𝑑𝐵 = 𝜇𝑜𝑖 4𝜋 . 𝑑𝑥. 𝑠𝑒𝑛𝜃 𝑅2 3. LEI DE FARADAY “Todo campo magnético que corta um corpo condutor, induz no mesmo uma corrente elétrica diretamente proporcional à razão da mudança do fluxo”. 4. LEI DE LENZ “A FEM induzida, devido a essa mudança de fluxo, está defasada de 90o da geradora e em sentido contrário”. BASE TEÓRICA DO PERFIL DE INDUÇÃO ❑ Considerando-se que os raios das bobinas T e R (4”) são muito menores que a distância L (40”) que as separa, e a frequência usada (20kHz), elas podem ser consideradas como Dipolos Magnéticos Oscilantes. T r 4” = 0,1016m L = 4 0 ” = 1 ,0 1 6 m R ❑ Duas bobinas (coaxiais ao eixo do poço) de raios iguais (4”) separadas por distância conhecida (40”), são montadas dentro de um mandril isolante e acionadas por uma CA de frequência constante. BASE TEÓRICA DO PERFIL DE INDUÇÃO T R T R S IN A L N A R E C E P T O R A D E A C O P LA M E N T O D IR E T O 4. Sinal FEM originado pelas correntes de Foucoult energiza a Bobina Receptora (desejado). 1. Dipolo Magnético Oscilante com Frequência e Amplitude constantes (Geração de um Campo Primário) 20kHz 3. Anel Condutor de Fluidos porosos da Rocha: perímetro fechado cortado pelo campo primário variável o qual, segundo Faraday, estabelece um campo elétrico proporcional à derivada do tempo da componente vertical e rotacionado à 90º, segundo Lenz. 2. Sinal de FEM por Acoplamento Direto na Bobina Receptora (indesejado). BASE TEÓRICA DO PERFIL DE INDUÇÃO Corrente da Transmissora Corrente de Foucoult (desfasada 90º de T). FEM desfasada 180º de T e 90º das Foucoult. FEM desfasada 270º de T e 180º das Foucoult. FEM de Acoplamento Direto T-R (desfasada 90º de T). 𝒊𝑹 𝒊𝑨 𝒊𝑻 Operacionalização da Ferramenta do Indução Adap Schlumberger ❑ 1. Sinal X (de Quadratura da Ferramenta), defasado de 90º da corrente da transmissora, resultante do Acoplamento Mútuo entre as Bobinas T e R. ❑ 2. Sinal R (Real ou Reativo), defasado de 180º da corrente do transmissor, resultante da Condutividade da Formação; ❑ 3. Sinal X (de Quadratura), defasado de 270º da corrente da transmissora, resultante do Acoplamento Mútuo entre Anéis Condutores Primários e Secundários, presentes na formação; SINAIS (FEM) NAS BOBINAS RECEPTORAS TEORIA DO FATOR GEOMÉTRICO (Doll, 1949) (Com base na Lei de Biot-Savart) TEORIA DE MORAN & KUNZ, 1962 (Solução Linear para Meios Homogêneos e Infinitos ) • Campo estacionário em meio homogêneo • Frequência angular ➔ 0 • Condutividade do meio ➔ 0 • Posicionamento espacial de cada anel (g) • Resultando em: VR = K.G. Uma Corrente Alternada tende a se distribuir dentro de um condutor de modo que a sua densidade seja maior nas proximidades da sua superfície decrescendo exponencialmente com a distância (“Skin Effect”). TEORIA DO FATOR GEOMÉTRICO (Doll, 1949) L ❑ Considerando-se um número infinito de anéis condutores, participando independentemente da FEM que se desenvolve na bobina receptora (VR), a resposta da ferramenta será: 𝜟𝑽𝑹 = 𝑲 𝒁=−∞ 𝒁=+∞ න 𝒓=𝟎 𝒓=+∞ 𝒈 𝒓 𝒁 . 𝝈 𝒓 𝒁 . 𝒅𝒓. 𝒅𝒁 𝐾 = 𝜇2𝜔2𝐴𝑇𝐴𝑅𝑁𝑇𝑁𝑅𝑖𝑇 4𝜋 𝒈 = 𝑳 𝟐 𝒓𝟑 𝒓𝟐 + 𝑳 𝟐 − 𝒁 𝟐 ൗ 𝟑 𝟐 𝒓𝟐 + 𝑳 𝟐 + 𝒁 𝟐 ൗ 𝟑 𝟐 K = Constante Construtiva da Ferramenta = Condutividade do Meio = Permeabilidade Magnética do Meio = Frequência Angular = 2πf AT e AR = Área das bobinas transmissora e receptora NT e NR = Número de espiras das bobinas iT = Corrente da bobina transmissora G = Fator geométrico integrado da ferramenta = gi L = Distância entre as bobinas transmissora e receptora R = Raio de um anel condutor unitário entre as bobinas T e R Z = Distância entre a bobina transmissora e o anel unitário TEORIA DO FATOR GEOMÉTRICO (Doll, 1949) L DR = (r 2 +(L – Z)2)1/2 DT = (r 2 + Z2)1/2 𝑔 = 𝑠𝑒𝑛3𝜃 2𝐿 𝑔 = 𝐿𝑟3 2𝐷𝑇³. 𝐷𝑅³Z = L/2 1)90(sen3 = ✓ Anéis vermelhos formam 90º com TR e apresentam valores máximos de “g”: 0,65)120sen60(sen 33 == ✓ Anéis azuis formam 60º ou 120º com TR e apresentam valores mínimos de “g” : ✓ Cada anel condutor, em volta das bobinas T e R, pode ser espacialmente definido por meio de suas coordenadas: ❑ A integração de todos os anéis que formam ângulo de 90º geram áreas de iguais contribuições (%) em ΔVR. ❑ Quanto menor a espessura da camada (em relação a distância TR) defronte as bobinas maior o efeito SBR (“Shoulder Bed Resistivity”). Topo da Camada Base da Camada L = 40” 36 Faixa Central de Focalização (entre as bobinas T - R) TEORIA DO FATOR GEOMÉTRICO (Doll, 1949) SBR SBR 𝑮 =𝒈𝒊 = 𝟏 Zona Lavada Zona Invadida Zona Virgem Ro ou Rt (Rw) Lama (Rm) Rxo (Rmf) ❖ Cada zona contribui volumetricamente para o sinal medido pela ferramenta: ΔVR = K.g.σ Eventos Não Considerados por Doll ou Efeitos da Propagação: 1. ATENUAÇÃO DA ONDA AO SE AFASTAR DA FONTE 2. DEFASAGEM DA ORDEM DE: 5 o./pé = 15 o./m = 90 o./6m 3. AUTO INDUÇÃO ENTRE ANÉIS Ocorrênciasdurante a propagação de uma onda EM em meio condutor ❑ Doll definiu Fator Geométrico como sendo uma função 2D de g (,Z) para determinar o porcentual de contribuição de um anel infinitesimal em torno do eixo do poço no sinal total mapeado. ❑ Eles causam uma redução do sinal da condutividade gerado na formação, devido às interferências entre os anéis de corrente, fazendo com que a Ro da camada aumente. Caso ela tenha uma porosidade constante, um aumento assim provocado faz com que a Rw da água seja mais resistiva do que a realmente ela seja. ❑ Quanto mais condutivo o meio, maior a densidade de corrente nas proximidades das bobinas e menor a distância de penetração do campo EM dentro das camadas. ❑ Este efeito (“Skin Effect” - SE) aumenta com a condutividade e a distância do Transmissor (espaçamento T-R). É um efeito previsível que pode ser corrigido analiticamente. ✓ Redução na amplitude e mudança de fase do campo EM ao penetrar em um meio condutor: “SKIN DEPTH” – ). 𝛿 = 2𝑅 𝜛 𝜇 = 2 𝜛 𝜇 𝜎 = 1 𝜋𝑓 𝜇 𝜎 Como identificar os anéis 1 e 7 na Receptora? Lama Rxo (Rm + Rmc) (Rmf) Ro (Rw) 1 2 3 4 5 6 7 Para se eliminar este problema, i.e., aumentar a penetração do Campo nas camadas: 1. O meio deveria ter espessura e invasão infinita (meio homogêneo de Doll); ➔ Ocorrência rara na natureza. 2. Diminuir a frequência usada nos equipamentos; ➔ Traria como consequência a diminuição do K do equipamento (VR = K.G.), onde K é função direta da frequência angular o que acarretaria sinais fracos e fáceis de contaminação por ruídos. 3. Aumentar a distância entre as bobinas receptora e transmissora ➔ Traria como consequência a diminuição na constante do equipamento (VR = K.G.), onde K também é função inversa da distância TR o que acarretaria sinais fracos e fáceis de serem contaminados por ruídos. CONCLUSÃO: na resolução do problema usa-se processamentos ou “Boosting Panels” integrados ao sistema, como nas antigas ferramentas. 2= 41 O “SKIN EFFECT” E O PERFIL DE INDUÇÃO ΔVR = KGσ ➔ 𝐾 = μ2𝜛2ATARNTNRiT 4𝜋𝐿 OSCILADOR 20 KHz AMPLIFICADOR DETECTOR DE FASE + “SKIN EFFECT” CONDUTIVIDADE RECIPROCADOR RESISTIVIDADE RILD IT ∆VR 42 A FERRAMENTA 6FF40” “Boosting Panel” Controle Operacional do SBR - “ Shoulder Bed Resistivity” (obtenção dos valores a corrigir) Rs r = Receptora Externa Superior (para registrar o topo da camada superior) t = Transmissora Externa Inferior (para registrar a base da camada inferior) Rs Rs t1r1 = para minimizar o acoplamento direto Ro=Modelo RILD (ANTES da CORREÇÃO) RILD (APÓS a CORREÇÃO) Algorítmo “Shoulder Bed Resistivity” - deconvolução de 3 pontos : dec(z) = (1+2 a)ILD(z) – a[ILD (z+h) + ILD(z-h)] dec(z) = resultado da deconvolução dos 3 pontos a = fator de ponderação para camadas espessas h = distância entre pontos de leitura (função das dimensões da ferramenta) Resultados : • Contraste pequeno entre SBR e a Resistividade da camada ➔ correção nula • Contraste elevado entre SBR e a Resistividade da camada ➔ ocorrência de “horns” Conclusões: • Separação entre a “raw” e a registrada nas baixas resistividades é devido ao Erro da Sonda ou Erro da Ferramenta. • Separação entre a “raw” e a registrada nas altas resistividades é devido ao “Shoulder Bed Resistivity” (SBR) Controle Operacional do SBR - “ Shoulder Bed Resistivity” (obtenção dos valores a corrigir) mV mS/m0,62705753 2,1640 0400a = − −= 1,31682082640x0,62705753400x 0,62705753yb −=−=−= 1,31682082mVx0,62705753 mS/m emLeitura da Valor −= CALIBRAÇÃO DA FERRAMENTA DE INDUÇÃO – 6FF40 Ferramenta no ar: teoricamente o sinal deveria ser = 0 mS/m. (No exemplo: Sonde Error=2,1mV) LEITURA NA FERRAMENTA (mV)640 Ferramenta com o anel de Calibração = 400mS/m 45 2,1 V a lo r d e C a lib ra çã o ( m S /m ) 0 400 ✓ Ver o comportamento da curva ILD (azul) em relação à Vermelha e ao SP. ✓ Lembrar que ambas as curvas SN e RILD são de dois diferentes princípios operacionais (elétrico e indutivo). INTERPRETAÇÃO QUALITATIVA R𝐼𝐿𝐷 = R𝑜 = a . Rw m 𝑅𝑆𝑁 = 𝑅𝑋𝑂 = 𝑎 . 𝑅𝑚𝑓 𝑚 Em Zonas com água: Sw = Sxo = 1 RILD > RSN (Indicativo de Permeabilidade) Rw > Rmf SALw < SALmf SSP= -K log Rmf/Rw ( + ) ✓ Águas mais doces do que o Filtrado R𝐼𝐿𝐷 = R𝑜 = a . Rw m 𝑅𝑆𝑁 = 𝑅𝑋𝑂 = 𝑎 . 𝑅𝑚𝑓 𝑚 INTERPRETAÇÃO QUALITATIVA Em Zonas com água: Sw = Sxo = 1 RILD < RSN (Indicativo de Permeabilidade) Rw < Rmf SALw >SALmf SSP= -K log Rmf/Rw ( + ) ✓ Águas mais salgadas do que o Filtrado R𝐼𝐿𝐷 = R𝑜 = a . Rw m 𝑅𝑆𝑁 = 𝑅𝑋𝑂 = 𝑎 . 𝑅𝑚𝑓 𝑚 INTERPRETAÇÃO QUALITATIVA RILD(142,8m) = 158,619 m RILD(172,5m) = 106,18 m Valores finais impressos no perfil após Processamento (Deconvolução + “Boosting”). PERFIL DE INDUÇÃO - Interpretação Quantitativa E agora o que fazer para Transformar RILD em Ro? 50 PERFIL DE INDUÇÃO - Interpretação Quantitativa (Procedimentos para uma Interpretação Quantitativa – Doll, 1949 i. é., o que fazer para RILDeep Rt) ILD = gm. m + gxo. xo + go. o + gs.s Efeito do Poço Efeito da Invasão Efeito SBR ILD - gm. m - gs.s = gxo. xo + go.t 2. Correção pelo Efeito da Lama e Diâmetro do Poço: Gm.m ILD - gs. s = gm.m + gxo. xo + go.t ILD - gm. m - gs.s = gxo. xo + go.t 3. Correção pela Invasão ou Contraste Rxo x Ro 1. Correção pelo Efeito da Espessura e Contraste de Resistividades: gs.s ou Efeito SBR PERFIL DE INDUÇÃO Interpretação Quantitativa ILD - gs. s = gm.m + gxo. xo + go.t 1. Correção pelo Efeito da Espessura e Contraste de Resistividades: gs.s ou Efeito SBR Resistividade da Camada Adjacente ou SBR Resistividade Lida na Camada de Interesse Quanto mais espessa a camada menor erro DADOS: Diâmetro do Poço = 14,5” Stand Off = 1,5” g m x σ m Rm @ 75F m @ 75F SALm @ 75F (Ohm.m) (mS/m) (ppm NaCl) 1 1000,0 5438,40 2 500,0 2614,77 3 333,3 1706,51 4 250,0 1261,29 5 200,0 997,83 6 166,7 824,06 7 142,9 701,01 8 125,0 609,39 9 111,1 538,59 10 100,0 482,26 15 66,7 315,29 20 50,0 233,23 Lama DOCE (normal) na ÁGUA 700 ppm Rm = 7,0m ou m = 142,9mS/m gm.m = 0,002x142,9 = 0,2858 mS/m gm/Rm = 0,002/7 = 0,000284 S/m Camada Condutiva Ro = 1m ou o = 1000mS/m poço emite um sinal de 0,00284mS/m ou 0,0284% PERFIL DE INDUÇÃO - Interpretação Quantitativa (Lama/Poço) gm = 0,002 DADOS: Diâmetro do Poço = 14,5” Stand Off = 1,5” g m x σ m Rm @ 75F m @ 75F SALm @ 75F (Ohm.m) (mS/m) (ppm NaCl) 1 1000,0 5438,40 2 500,0 2614,77 3 333,3 1706,51 4 250,0 1261,29 5 200,0 997,83 6 166,7 824,06 7 142,9 701,01 8 125,0 609,39 9 111,1 538,59 10 100,0 482,26 15 66,7 315,29 20 50,0 233,23 PERFIL DE INDUÇÃO - Interpretação Quantitativa (Lama/Poço) gm = 0,002 Lama DOCE (normal) na ÁGUA 700 ppm Rm = 7,0m ou m = 142,9mS/m gm.m = 0,002x142,9 = 0,2858 mS/m gm/Rm = 0,002/7 = 0,000284 S/m Camada Resistiva Rt = 100m ou o = 10mS/m poço emite um sinal de 0,00284mS/m ou 0,284% DADOS: Diâmetro do Poço = 14,5” Stand Off = 1,5” g m x σ m PERFIL DE INDUÇÃO - Interpretação Quantitativa (Lama/Poço) gm = 0,002 Ocasionadas pela • Rm • Diâmetro do poço/ovalização • Altas Resistividades As correções se fazem necessárias quando: • Lama Condutiva (salgada) • Grande Diâmetro do Poço >> 12” • Camadas com alta Ro PERFIL DE INDUÇÃO - Interpretação Quantitativa ILD = gm.m + gxo. Xo + gt. t + Gs. s 1 = gm + gxo + gt + gs RILD Rm Rxo Rt Rs ? X X COMO RESOLVER REALMENTE O PROBLEMA Rxo vs Rt ou da INVASÃO ? Efeito da Invasão Somente com ferramentas de mesmo princípio físico, a ideia na água é minimizar efeitos ambientais. Rxo Ro EFEITO DA INVASÃO SOBRE A LEITURA DO INDUÇÃO 3. Correção pela Invasão ou Contraste Rxo x Ro R6FF40 = 28% de RXO + 72% de Rt R3COIL = 42% de RXO + 58% de Rt R9511 = 80% de RXO +20% de Rt T3 R1 R2 T2 T1 R3 A Evolução Natural das Ferramentas de Indução - DIL •5FF27 •5FF40 •6FF40 •Duplo Indução RILdeep RILmedium 57 R RILD 50 m RMSFL 170 m RILM 60 m Distância DUPLOINDUÇÃO 1. Poço usou lama doce porque a RMSFL > RILD , portanto, Rmf > Rw (ver SP - ). 2. Os folhelhos são impermeáveis, não invasíveis, portanto não devem separar as 3 curvas. 3. A invasão é rasa na areia devido a RILM RILD. APLICAÇÃO DAS CURVAS DA FERRAMENTA DUPLOINDUÇÃO - DIL (Admitindo-se um perfil de invasão do tipo Escada “step profile”) ✓ gi e ji são Fatores Geométricos Integrados, dependentes do tipo da ferramenta e do di (diâmetro de invasão) e do posicionamento espacial de cada anel dentro da zona. 1 RILd = 𝑔xo(di) Rxo + (1 − 𝑔xo(di)) Rt 1 RILm = 𝑔xo(di) Rxo + (1 − 𝑔xo(di)) Rt RMSFL = Jxo(di). Rxo + (1 − Jxo(di)). Rt ✓ A curva MSFL (Micro Esférica Focalizada) é acrescentada a ferramenta do DIL por sua pequena profundidade de investigação e fornece valores de Rxo à solução analítica. ✓ Obtenção de uma solução analítica com 3 equações e 3 incógnitas: RMSFL RILM RILD ERRO DAS FERRAMENTAS INDUTIVAS 6FF40, DIL Rt Ct ERRO RIL % (m) (mS/m) (mS/m) (Erro -) (Erro +) 0,125 8000 + 2 7998 8002 0,025 1 1000 998 1002 0,2 10 100 98 102 2 100 10 8 12 20 1000 1 -1 3 200 ATUAIS Rt Ct ERRO RIL % (Wm) (mS/m) (mS/m) (+) (-) 0,125 8000 + 0,75 7999,25 8000,75 0,009 1 1000 999,25 1000,75 0,075 10 100 99,25 100,75 0,75 100 10 9,25 10,75 7,5 1000 1 0,25 1,75 75 ❖ Este é um erro que ocorre (mesmo com a ferramenta corretamente calibrada) devido ao desequilíbrio entre os circuitos receptores ou a um acoplamento residual Transmissor-Receptor (Dewan, 1983). ❖ Pode ser reduzido com uma calibração “downhole” em camada espessa, de baixa porosidade e alta resistividade. ✓ Nas baixas resistividades o SE na RILD é insignificante; ✓ Em altas resistividades, acima de 100m, o erro é da ordem de 20% ✓ Nas baixas resistividades o SE na AIT é insignificante; ✓ Em altas resistividades, acima de 100m, o erro é menor que 10% PERFIL PRINCÍPIO USOS PROBLEMAS (Erros maiores quando a situação ocorrer) RAIOS GAMA - RG U + Th + K Litologia Textura VSH Mineralização Radioativa Arcósios Conglomerados Policompostos RAIOS GAMA DE ESPECTROMETRIA U, Th, K (U + Th + K) Argilomineral Ambientes Geração HC VSH Mineralização Radioativa Arcósios Conglomerados Policompostos POTENCIAL ESPONTÂNEO Ej = f(Rmf; Rw) Em = g(VSH) Ek = Dif. Pressão “ K ” Rw VSH Lama Base de Óleo ou Sal Camadas Finas < 5m Camadas com HC LATEROPERFIL & SUCESSORES Campo Elétrico (Mede Resistividades em Série) Ro ou Rt Rxo Di Lama Não Condutiva (Óleo) Espessuras << 1m Rxo > Rt (Contraste) Baixas Resistividades Rt ou Ro INDUÇÃO & SUCESSORES Campo Magnético (Mede Resistividades em Paralelo) Ro ou Rt Lama Condutiva (Base de Sal) Espessuras << 1m Rxo < Rt (Contraste) Altas Resistividades MICROPERFIS FOCALIZADOS Micro Campo Elétrico (distorsivo) Rxo Correção Rt Correção Di Desmoronamentos/Rugosidades Rebocos Espessos Rxo >> Rmc (contraste) Invasão Rasa Girão Interpretação dos Perfis Geofísicos na Indústria da Água Subterrânea NÚCLEO BA-SE Novembro/2021
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