PUC-AULA-7-DENSIDADE_SEM_EXER [MODO DE COMPATIBILIDADE]

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PERFIS DE POROSIDADE
• SÔNICO
• DENSIDADE
• NEUTRÃO
Perfilagem de Poços por: Paulo Soeiro
PERFIL DE DENSIDADE
Princípio:Uma fonte radioativa (137Cs emite Raios Gama de 662 keV de energia) 
aplicada na parede do poço emite raios gama de média energia. Esses raios 
gamas desalojam elétrons e são defletidos em relação às suas trajetórias de 
colisão, havendo um efeito de espalhamento (efeito Compton). A ferramenta mede 
os raios gamas espalhados. Quanto mais densa a formação mais elétrons ela 
possui, e mais raios gama de espalhamento são detectados. 
Reboco
Fonte
Detetor Próximo
Detetor Longe
θ
θ
Efeito Compton
De=Db.(2Z/A)
Perfilagem de Poços por: Paulo Soeiro
PERFIS DE DENSIDADE
• ABSORÇÃO DE RAIOS GAMA PELA MATÉRIA
Quando um fóton atinge a estrutura
do átomo três interações podem
acontecer:
1-Efeito fotoelétrico
2-Efeito compton
3-Produção de par
• PRODUÇÃO DE PAR
PERFIS DE DENSIDADE
A produção de pares ocorre somente quando fótons de energia 
igual ou superior a 1,02 MeV passam próximos a núcleos de 
elevado número atômico. Nesse caso, a radiação X interage 
com o núcleo e desaparece, dando origem a um par (eletron-
positron) com energia cinética de 0,511 MeV cada um. O 
positron e o eletron perderão sua energia cinética pela ionização 
e excitação, produzindo energia radiante (2 fotons) com energia 
de 0,511 MeV cada um. Produção de pares é diretamente 
proporcional a Z2 (sendo Z o número atômico).
Quando a energia da Radiação Gama está
entre 1,02 e 0,1 MeV, o espalhamento 
Compton torna-se mais freqüente que o 
efeito fotoelétrico. 
O efeito Compton é a interação de um raio γγγγ com 
um elétron orbital onde parte da energia do 
raio γγγγ incidente é transferida como energia 
cinética para o elétron e parte é cedida para o 
raio γγγγ espalhado, levando-se em 
consideração também a energia de ligação do 
elétron. O raio γγγγ após esta colisão elástica 
prossegue defletido e com a sua energia 
reduzida em relação à energia incidente.
hνννν' = hν / ν / ν / ν / {1 + [1 + [1 + [1 + [hν / ν / ν / ν / moc2 (1 - cosθθθθ)]},
• ESPALHAMENTO COMPTON
PERFIS DE DENSIDADE
• EFEITO FOTOELÉTRICO
PERFIS DE DENSIDADE
Acontece quando a radiação γγγγ, transfere
sua energia total restante para um único
elétron orbital ejetando-o do átomo com
velocidade (processo de ionização).
O processo de troca de energia segue a
relação: Ec = h.f - Elig , sendo Ec a energia
cinética, h.f a energia do raio γγγγ incidente e
Elig a energia de ligação do elétron ao seu
orbital. Este elétron expelido do átomo é
denominado fotoelétron e poderá perder a
energia recebida do fóton, produzindo
ionização em outros átomos
A direção de saída do fotoelétron com
relação à de incidência do fóton, varia
com a energia deste. É o processo
dominante para energias menores que 0,1
MeV e esta relacionado ao número
atômico Z.
20
40
60
80
100
120
Energia do fóton, MeV
0,01 0,05 0,1 0,5 1 5 10 50 100
Energia do Fóton nos Processos Competitivos
Orbita
do 
Átomo
Efeito
Fotoelétrico
Dominante
Efeito
Compton
Dominante
Núcleo
do 
Átomo
Produção
De
Pares
PERFIS DE DENSIDADE
� Mecanismo de absorção
Ferramentas Convencionais
PERFIS DE DENSIDADE
Utiliza fonte de Cs137 vinculado ao nível de energia (662 KeV) para o qual as ferramentas
de densidade foram desenvolvidas. Com este nível de energia de emissão, associada
a proteção de outra fonte (para absolver os raios gama menores que 120 keV e
eliminar o efeito fotoelétrico), as interações ficam limitadas ao espectro do efeito
Compton. 
FDC (Formation Density Log)
Utilização: Porosidade, Litologia, Definição de Zonas de Gás 
(em confronto com o CNL).
Curvas Registradas:
RHOB ( I 12”, RV 24”), DRHO (correção de RHOB),CAL
Apresentação:
RHOB: Pista 04, escala linear.
DRHO: Pista 03, escala linear.
CAL: Pista 01, escala linear.
Atenção: Lama e Reboco, Hidrocarbonetos e Argilosidade.
Outros Perfis: LDL(Litho Density Log)-além de RHOB, mede o 
índice de absorção fotoelétrica (Pe).
TLD (Three Detector Litho Density)-acrescentado um
3º detector mais próximo da fonte(alta resolução).
� Índice de Absorção Fotoelétrica
PERFIS DE DENSIDADE
Detector Próximo
Para as ferramentas de litodensidade a fonte protetora é de Berílio, que é transparente
mesmo para os raios gama de baixa energia. Desta forma, obtém-se todo o espectro
(inclusive abaixo de 120 keV), onde ocorre o efeito fotoelétrico. Pela comparação dos
( razão SH) se define um índice de absorção fotoelétrica).
Detector Longe
S H
� Índice de Absorção Fotoelétrica - Pe
PERFIS DE DENSIDADE
Pe não é muito muito
influenciado pelos poros
e sim, pela matriz 
Para muitos elementos a seção de absorção é proporcional 
a
Pe é definido como a média das seções de captura por eletron
� Absorção Fotoelétrica
PERFIS DE DENSIDADE
PERFIL DENSIDADE
Junta
Flexível
Junta
Flexível
Pressão Central
sobre o Patim
Fonte: SCHLUMBERGER
Perfilagem de Poços por: Paulo Soeiro
Duas possibilidades de uma ferramenta de 
patim mapear a parede do poço
APRESENTAÇÃO DO PERFIL
DENSIDADE/NEUTRÃO
 
BR
PETROBRAS
1-SSS-1-AA
RHOB (g/cm3)2 3
NPHI45 -15
GR0 150
CAL4 14
BS= 6 1/8”
2925
2900
DRHO .25-.25
1:200
LEITURA DO PERFIL DENSIDADE
1-Cada linha vertical equivale a 0,05 g/cm3
2-Isto equivale a 3% de unidade de
porosidade
0,05 g/cm3
Perfilagem de Poços por: Paulo Soeiro
� Apresentação do Perfil Litodensidade
PERFIS DE DENSIDADE
PERFIS DE DENSIDADE
� Raio de Investigação e Resolução Vertical
( ) mafb ρφ−+φρ=ρ .1.
OBTENÇÃO DA POROSIDADE 
COM O PERFIL DENSIDADE
φρ−ρ+φρ=ρ .. mamafb
bmafma ρ−ρ=φρ−φρ ..
fma
bma
ρ−ρ
ρ−ρ
=φ
bmafma ρ−ρ=ρρφ )_.(
Gráfico por-5
Poros
Matriz φ−1
φ
100%
Perfilagem de Poços por: Paulo Soeiro
PERFIS DE DENSIDADE
� Efeito de Hidrocarboneto
Sxo = 50%
Sgás = 50%
PHI = 10% 
ρρρρmf = 1,0 g/cm3
ρρρρgás = 0,3 g/cm3
ρρρρma = 2,65 g/cm3
ρρρρf = 0,5 .(1,0) + 0.5 . (0,3) = 0,65 g/cm3
fma
bma
ρ−ρ
ρ−ρ
=φ
ρρρρb = 0,1 . (0,65) + 0,9 (2,65) = 2,45 g/cm3
Leitura do Perfil
φφφφr = 10% φφφφL = 12,25%
21%
φφφφ = (2,65 - 2,45)/(2,65-1,0) = 12,12%
φρ−ρ+φρ=ρ .. mamafb
OBTENÇÃO DA POROSIDADE
Poros
Matriz
φ−1 φ
100%
Perfilagem de Poços por: Paulo Soeiro
fma
bma
ρρ
ρρφ
−
−
=
( ) mafb ρφφρρ .1. −+=
ρf =densidade do fluido
ρma =densidade da matriz
Sxo=saturação de água da zona invadida
ρρρρf = [Sxo. ρρρρw + (1-Sxo). ρρρρh ]
Sxo≠100%
( ) ( )[ ]mahXOWXOb SS ρθρρφρ .1.1.. −+−+=
shV−− φ1
Matriz
( ) maSHshbfb VV ρφρφρρ .1.. −−++=
1-Ø-Vsh
Vsh
Ø
shshdc V φφφ .−=








−
−
−







−
−
=
fma
shma
sh
fma
bma V ρρ
ρρ
ρρ
ρρφ .
Correção da Porosidade pelo efeito da argilosidade
Vsh=volume de argila
Øsh=porosidade da argila
Perfilagem de Poços por: Paulo Soeiro
GRÁFICO PARA LEITURA DA 
POROSIDADE
Quartzo
Calcita
)3/( cmgbρ
2,65
2,71
Leitura de Porosidade Direta
no Perfil sem Correção
Passos
1-Identificar a Densidade da Matriz
2-A partir desta, cada linha á esquerda
vale 3% de unidade de porosidade.
 
BR
PETROBRAS
1-SSS-1-AA
RHOB2 3
GR0 150
CAL4 14
BS= 6 1/8” M
R
=
2925
2900
DRHO .25-.25
2,65
21 % 3 %
6 %
9 %
12 %
18 %
15 %
24 %
PERFIL DE DENSIDADE
Perfilagem de Poços por: Paulo Soeiro
EX
ERCÍC
IO
 06
N
o
s
 ponto
s
 assin
alados
,
 pro
ceda
 co
m
 as
 leitu
ras
 de
 
poro
sidades
D
ado:
 
R
H
O
B
m
x
=2,65 g/cm
3
B
R
PETRO
B
R
AS
-
C
U
R
SO
R
H
O
B
2
3
N
PH
I
45
-15
G
R
0
150
C
A
L
4
14
BS
=
 6
 1/8
”
2925
2900
D
R
H
O
.25
-
.25
1:200
ABCDEF
P
o
nto
s
A
=
B
=
C
=
D
=
E
=
F
=