El registro sónico es una herramienta de registro de pozos que proporciona el intervalo de tiempo de tránsito de una formación , designado como , que es una medida de la rapidez con la que las ondas sísmicas elásticas de compresión y de corte viajan a través de las formaciones. Geológicamente, esta capacidad varía con muchas cosas, incluida la litología y las texturas de las rocas, disminuyendo más notablemente con una porosidad efectiva creciente y aumentando con una tensión de confinamiento efectiva creciente. Esto significa que se puede utilizar un registro sónico para calcular la porosidad, la tensión de confinamiento o la presión de poro de una formación si se conocen la velocidad sísmica de la matriz de la roca y el fluido de los poros , lo cual es muy útil para la exploración de hidrocarburos .
La velocidad se calcula midiendo el tiempo de viaje desde el transmisor piezoeléctrico hasta el receptor, normalmente en unidades de microsegundo por pie (una medida de lentitud ). Para compensar las variaciones en el espesor del lodo de perforación , en realidad hay dos receptores, uno cercano y otro lejano. Esto se debe a que el tiempo de viaje dentro del lodo de perforación será común para ambos, por lo que el tiempo de viaje dentro de la formación viene dado por:
donde = tiempo de viaje hasta el receptor lejano; = tiempo de viaje hasta el receptor cercano.
Si es necesario compensar la inclinación de la herramienta y las variaciones en el ancho del pozo, entonces se pueden utilizar conjuntos arriba-abajo y abajo-arriba y se puede calcular un promedio. En general, esto proporciona un registro sónico que puede estar compuesto por 1 o 2 generadores de impulsos y 2 o 4 detectores, todos ubicados en una sola unidad llamada "sonda", que se baja por el pozo. [1]
Una forma adicional de modificar la herramienta de registro sónico es aumentar o disminuir la separación entre la fuente y los receptores. Esto proporciona una penetración más profunda y supera el problema de las zonas de baja velocidad planteadas por los daños en las paredes del pozo.
La señal que regresa es un tren de ondas y no un pulso agudo, por lo que los detectores solo se activan en un umbral de señal determinado. A veces, ambos detectores no serán activados por el mismo pico (o valle) y la siguiente onda de pico (o valle) activará uno de ellos. Este tipo de error se denomina salto de ciclo y se identifica fácilmente porque la diferencia de tiempo es igual al intervalo de tiempo entre ciclos de pulso sucesivos.
Se han propuesto muchas relaciones entre el tiempo de viaje y la porosidad; la más comúnmente aceptada es la ecuación de tiempo promedio de Wyllie. Básicamente, la ecuación sostiene que el tiempo total de viaje registrado en el registro es la suma del tiempo que pasa la onda sónica viajando por la parte sólida de la roca, llamada matriz de la roca, y el tiempo dedicado a viajar a través de los fluidos en los poros. Esta ecuación es empírica y no tiene en cuenta la estructura de la matriz de la roca ni la conectividad de los espacios porosos, por lo que a menudo se le pueden agregar correcciones adicionales. La ecuación de tiempo promedio de Wyllie [2] es:
donde = velocidad sísmica de la formación; = velocidad sísmica del fluido poroso; = velocidad sísmica de la matriz rocosa; = porosidad.
Ahora se sabe que la precisión de los registros sónicos de compresión y corte modernos obtenidos con herramientas de registro con cable está dentro del 2% para pozos de menos de 14 pulgadas de diámetro y dentro del 5% para pozos más grandes. Algunos sugieren que el hecho de que las mediciones de registros regulares y espaciados a menudo entren en conflicto significa que estos registros no son precisos. En realidad, eso no es cierto. Muy a menudo hay daños inducidos por la perforación o alteraciones químicas alrededor del pozo que causan que la formación cercana al pozo sea hasta un 15% más lenta que la formación más profunda. Este "gradiente" de lentitud puede alcanzar entre 2 y 3 pies. Las mediciones espaciadas a lo largo (7,5 a 13,5 pies) siempre miden la velocidad de formación más profunda e inalterada y siempre deben usarse en lugar de los registros desplazados más cortos. Las discrepancias entre los datos sísmicos y los datos de registros sónicos [1] se deben a consideraciones de anisotropía y aumento de escala, que pueden manejarse utilizando Backus Averaging en datos de registros sónicos.
Algunos sugieren que para investigar cómo el tamaño variable de un pozo ha afectado un registro sónico, los resultados se pueden comparar con los de un registro de calibre . Sin embargo, esto suele llevar a conclusiones erróneas porque las formaciones más flexibles que son propensas a derrumbes o aumentos de diámetro también tienen inherentemente velocidades "más lentas".
Para mejorar la relación entre los datos de pozo y los datos sísmicos, a menudo se utiliza un estudio de "verificación" para generar un registro sónico calibrado. Se baja un geófono, o un conjunto de geófonos, por el pozo, con una fuente sísmica ubicada en la superficie. La fuente sísmica se dispara con el(los) geófono(s) a una serie de diferentes profundidades, registrándose los tiempos de tránsito de los intervalos. [3] Esto se hace a menudo durante la adquisición de un perfil sísmico vertical .
Los registros sónicos también se utilizan en la exploración de minerales , especialmente en la exploración de hierro y potasio .
