Registro de densidad

El registro de densidad (FDC)
Se basa en la medición de la densidad de la formación, por medio de la atenuación de rayos gamma entre una fuente y un receptor. Posee una fuente de rayos gamma, los cuales colisionan con los átomos presentes en la roca. La herramienta también posee un receptor que mide los rayos gamma dispersos liberados en las colisiones. La herramienta se llama FDC. Sirve paraestimar la densidad del sistema roca –fluido (RHOB) que posteriormente servirá para calcular la porosidad por densidad (DPHI). Si el registro de densidad es bajo indica alta porosidad y si es alto indica baja porosidad. Se lee de izquierda a derecha (). La unidad de medida es gr/cm3, con un rango de valores que va desde 1.96 a 2.96 gr/cm3.

Mide la densidad de la formación y la relaciona con laporosidad. Una fuente radioactiva emite radiación gamma hacia la formación, la cual interacciona con los electrones de la formación según el efecto compton, en el cual los rayos son dispersados por el núcleo de la formación de donde se obtienen rayos gamma de Compton que es una radiación secundaria producida en los átomos de la formación y que se originan porque la formación cede energía a losátomos dejándolos en estado excitado. Estos últimos rayos son detectados como una medida de la densidad de la formación.
La reducción del flujo de rayos gamma en la formación, es función de la densidad de electrones de la formación.
Para cualquier elemento, el número de electrones coincide con el número de protones con número atómico Z. La masa atómica está contenida en el núcleo atómico, esta es lasuma del numero de protones y neutrones y está dada por el numero atómico A.
En general, el número de protones es aproximadamente el número de electrones, así que la relación Z/A es aproximadamente 0,5. Utilizando esta relación, la medida de la densidad de electrones se puede convertir a una densidad aparente medida en g/cc que es cercana a la densidad de los tipos comunes de rocas.
Para entraren detalles de la relación del número de electrones con el bulk density podemos decir que:
El número de átomos en un mol de un material es igual al número de Advogadro N
El número de electrones en un mol de un material es por lo tanto igual a NZ. Z es el numero atómico (numero de protones o electrones por átomo)
Si el número de masa atómica A es el peso de un mol substancia, el número deelectrones por gramo es igual a NZ/A. Para obtener el número de electrones por unidad de volumen multiplicamos por el bulk density de la substancia y tenemos la siguiente ecuación:

Así, el conteo de rayos gamma depende de la densidad del numero de electrones, el cual está relacionado al bulk density de una substancia y depende de los sólidos minerales de la cual está compuesta, de su porosidad y dela densidad de fluidos que llenan sus poros, por lo tanto la herramienta de densidad es útil para determinar porosidad, fluidos de baja densidad (gas) y ayuda a la identificación litológica.

 
Componentes de la Herramienta
Una fuente de rayos gamma, usualmente Cesio 137 que emite fotones. Los rayos gamma tienen carga y masa cero. El cesio 137 es un radioisótopo del cesio con una masa atómicanominal de 137, su número atómico en la tabla periódica es 55.

Dos detectores gamma, regularmente ubicados entre 0,15 m y 0,40 m de la fuente. Tanto la fuente como los detectores, deben tener una mínima interacción con las paredes del pozo. Estos detectores cuentan el número de rayos gamma que retornan, para la mayoría de los materiales de interés, la densidad está relacionada al bulk densitypor medio de una constante. Se registran el número de rayos gamma en dos rangos diferentes de energía. Los rayos gamma de más alta energía determinan el bulk density, y por lo tanto la porosidad, mientras que los rayos gamma de más baja energía son usados para determinar la litología de la formación. Estos rayos gamma de baja energía muestran poca dependencia con la porosidad y el tipo de fluido...