Trabajo en rocas porosas

DETERMINACIÓN DE LA POROSIDAD DE ROCAS MEDIANTE TÉCNICAS NO DESTRUCTIVAS QUE UTILIZAN ULTRASONIDO GENERADO POR LÁSER.
M. T. Bernal*, Guillermo Capporaletti*, María Aurora Rebollo*, Fernando Pérez Quintián*.
* Laboratorio de Aplicaciones Opticas. Dto. de Física FIUBA Paseo Colón 850-2do. piso-(1063) Buenos Aires-Argentina e-mail: tbernal@fi.uba.ar Con el propósito de determinar la porosidad derocas extraídas de pozos petrolíferos se calculó la velocidad de propagación de ondas de ultrasonido generadas por láser en la superficie de las mismas. El método experimental consistió en generar ultrasonido con láser sobre una de las caras en muestras cilíndricas de rocas de distinto espesor y en detectar la señal sobre la cara opuesta con un detector piezoeléctrico. El instante en que se produceel impacto del láser sobre la superficie de la roca está determinado y esto permitió calcular el tiempo que tarda la señal en recorrer el medio. Asimismo se determinó para cada porosidad y para diferentes espesores el tiempo de subida de la señal detectada. Mediante el uso de la transformada de Fourier se obtuvo el espectro de frecuencias de la señal detectada y se lo correlacionó con lasdistancias recorridas dentro de las diferentes muestras. Esto permitió determinar el coeficiente de atenuación en cada caso. Posteriormente se estudió la relación entre dicho coeficiente y la porosidad medida por métodos clásicos.

The purpose of this work is to determine the porosity, of rocks extracted from oil wells, by means of the propagation velocity measurements of ultrasonic waves induced bylaser incidence at the surfaces. The method consists in the generation of ultrasonic waves at one of the faces of cylindrical samples of different thickness and then to measure the signal at the opposite end using a piezoelectric detector. By determining the instant of the laser impact is possible to calculate the time spent by the signal to reach the sensor. The rice time of the signals wasevaluated for each porosity and different thickness. The frequency spectrum of the signal was obtained using Fourier Transform techniques, then it was correlated with the propagation distance in the sample. With this correlation, the attenuation coefficient was calculated for each frequency. The coefficient behaviour with the frequency was studied for different porosities measured by classical methods.INTRODUCCIÓN Una importante propiedad de las rocas extraídas de pozos petrolíferos es la porosidad de las mismas, dado que su capacidad de almacenar fluido es un parámetro de importancia fundamental. La porosidad se define como la fracción del volumen total de la roca no ocupada por sustancia sólida (1). La propagación del ultrasonido está relacionada con las características físicas de las rocasy es posible suponer a los poros de aire como centros dispersores de las ondas de ultrasonido, debido a la gran diferencia de impedancia acústica que hay entre el material sólido (arenas) y los poros (aire). Por lo tanto es posible obtener información sobre la porosidad analizando las señales de ultrasonido transmitidas a través del medio poroso.. El método de generación de ultrasonido con láseres una técnica óptica de no contacto y nos permite obtener una secuencia de pulsos cortos repetidos que generan ultrasonido en una ancha banda de frecuencias. En este trabajo se obtiene experimentalmente la velocidad de propagación de la señal de ultrasonido, el tiempo de crecida de las mismas, así como también la atenuación de las frecuencias de las ondas ultrasónicas generadas. Estas magnitudesfueron correlacionadas con la porosidad de las muestras obtenida por métodos clásicos.

DISPOSITIVO EXPERIMENTAL La figura 1 muestra el dispositivo experimental. Pulsos de 6 ns de longitud son emitidos por un láser de Nd:Yag trabajando en Q-switch, e impactan sobre la cara anterior de una muestra cilíndrica (testigo de corona). Dado que la generación de ultrasonido es más eficiente cuando la...