Tecnología Fig. 3 - Barrera rotativa de extracción de núcleos. Para cortar núcleos de la pared del pozo, se utiliza una barrena circular rotativa. Cuando la barrena alcanza su profundidad máxima, el arreglo se inclina hacia arriba y extrae el núcleo de la formación. Después de que el núcleo se introduce dentro de la herramienta, el operador vuelve a posicionar la herramienta para cortar el núcleo siguiente
extraídos en una formación heterogénea no exhiban propiedades representativas de la formación a escala de yacimiento. La roca en la que se toma el SWC también puede carecer de los rasgos cruciales que necesitan los geólogos para analizar el yacimiento, especialmente cuando se trata de secuencias laminadas de arenas y lutitas, lutitas orgánicas y yacimientos fracturados. Existen dos tipos de dispositivos de extracción de núcleos laterales con cable: a percusión y rotativos. Las herramientas de muestreo a percusión, o pistolas de extracción de núcleos, están provistas de tubos extractores de núcleos con forma de proyectil instalados en una ristra transportadora (Figura 2). Las pistolas utilizan pequeñas cargas explosivas para hacer penetrar en la pared del pozo los tubos extractores de núcleos a fin de captar muestras de la formación. Por el contrario, las herramientas de muestreo rotativas utilizan una barrena de extracción de núcleos orientada en sentido horizontal para cortar núcleos pequeños de la pared del pozo (Figura 3). De los dos métodos, el de extracción de núcleos a percusión es el más común; no obstante, en ciertos ambientes, especialmente en los yacimientos de rocas duras, en la exploración de aguas profundas y en los recursos no convencionales, los petrofísicos quizás prefieren trabajar con muestras de rocas obtenidas con herramientas rotativas de extracción de núcleos. Las pistolas de extracción de núcleos obtienen SWCs que miden entre 2,86 y 4,45 cm [1,125 y 1,75 pulgadas] de largo por 1,75 a 2,54 cm [0,688 a 1 pulgada] de diámetro. Cada tubo extractor de núcleos, o proyectil, es disparado en secuencia con un comando enviado desde la superficie después de colocar la herramienta en la profundidad de muestreo deseada. Los proyectiles se adosan al cuerpo de la pistola mediante cables de acero flexibles, lo que facilita la extracción de los núcleos de la pared del pozo. Después de que el proyectil se incrusta en la formación, el operador del cable utiliza el peso de la pistola y la fuerza aplicada por la unidad de perfilaje para liberar el proyectil y su núcleo de la pared del pozo. Después de disparar los núcleos, las pistolas se llevan a la superficie, donde los especialistas en adquisición de registros de pozos utilizan un émbolo para extraer cada una de las muestras de su tubo y colocarla en una botella para muestras. Las botellas se sellan y se rotulan con la profundidad de muestreo y luego se embalan para ser transportadas al laboratorio para su análisis. Las herramientas rotativas de extracción de núcleos laterales emplean barrenas con puntas de diamante, que son las versiones diminutas de aquéllas utilizadas para las operaciones de extrac-
24 FEBRERO 2017 I Petroleum 325
ción de núcleos convencionales. En cada punto de extracción de núcleos, el arreglo de barrena de extracción de núcleos gira, abandonando su posición de transporte empotrada en la herramienta y adoptando una posición perpendicular al cuerpo de la herramienta. La barrena corta un núcleo redondo pequeño de material de formación directamente de la pared del pozo. Luego, la herramienta desmonta el núcleo y lo introduce en un área de contención en el interior del cuerpo de la herramienta. Este proceso se reitera hasta que el dispositivo de retención de núcleos se llena. Los núcleos obtenidos con herramientas rotativas de extracción de núcleos de generación previa, en general, tienen menos de 2,54 cm [1 pulgada] de diámetro; no obstante, algunas herramientas rotativas de extracción de núcleos laterales de gran volumen son capaces de perforar hasta 50 núcleos, cada uno de los cuales posee una longitud de 6,4 cm [2,5 pulgadas] y un diámetro de 3,8 cm [1,5 pulgadas]. Este dispositivo produce muestras de núcleos cuyo volumen triplica el volumen de los SWCs obtenidos a percusión.
La planeación para el éxito El proceso de extracción de núcleos requiere planeación, atención a las características de la formación y equipos especiales. Antes de perforar un pozo, el operador debe considerar la erogación que implica la operación de extracción de núcleos en el presupuesto para la evaluación de formaciones, incluyendo el costo del tiempo de equipo de perforación, el equipo de extracción de núcleos, las evaluaciones de laboratorio y los aspectos logísticos. La información extraída de los núcleos depende en parte de su tamaño y su calidad, lo que a su vez controla los tipos de análisis que pueden efectuarse. Para algunos pozos, los análisis de porosidad, permeabilidad, saturación y petrología de rutina son suficientes para guiar a los operadores hacia un curso de acción futuro. Con frecuencia, se requieren análisis adicionales, tales como evaluaciones de la saturación del flujo multifásico y propiedades del flujo de fluidos, tales como presión capilar y permeabilidad relativa; mediciones derivadas de los registros como las propiedades eléctricas para la determinación de la porosidad y la saturación, mediciones geomecánicas o evaluaciones de recuperación mejorada de petróleo. El análisis de núcleos, en sus diversas formas, informa al operador las decisiones de continuar la perforación, abandonar o terminar sus pozos. Estos análisis agregan un valor enorme a la evaluación de yacimientos y en todos los casos comienzan con el proceso de extracción de núcleos.