El registro sónico es una herramienta de registro de pozos que proporciona el tiempo de tránsito de intervalo de una formación , designado como , que es una medida de qué tan rápido viajan las ondas sísmicas elásticas de compresión y de corte a través de las formaciones. Geológicamente, esta capacidad varía con muchos factores, incluida la litología y las texturas de las rocas, y disminuye principalmente con una porosidad efectiva creciente y aumenta con un estrés de confinamiento efectivo creciente. Esto significa que se puede utilizar un registro sónico para calcular la porosidad, el estrés de confinamiento o la presión de poro de una formación si se conocen la velocidad sísmica de la matriz de roca, , y el fluido de poro, , lo que 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 con unidades de microsegundos 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 al receptor lejano; = tiempo de viaje al receptor cercano.
Si es necesario compensar la inclinación de la herramienta y las variaciones en el ancho del pozo, se pueden utilizar tanto los conjuntos de arriba hacia abajo como los de abajo hacia arriba y se puede calcular un promedio. En general, esto proporciona un registro sónico que puede estar compuesto por 1 o 2 generadores de pulsos y 2 o 4 detectores, todos ubicados en una sola unidad llamada "sonda", que se baja al fondo del pozo. [1]
Otra forma de modificar la herramienta de registro sónico es aumentar o disminuir la separación entre la fuente y los receptores. Esto permite una penetración más profunda y supera el problema de las zonas de baja velocidad que plantean los daños en las paredes del pozo.
La señal de retorno 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 se activan con el mismo pico (o valle) y la siguiente onda pico (o valle) activará uno de ellos en su lugar. 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 pulsos 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. La ecuación básicamente sostiene que el tiempo total de viaje registrado en el registro es la suma del tiempo que la onda sónica pasa viajando por la parte sólida de la roca, llamada matriz de la roca, y el tiempo que pasa viajando 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 intersticial; = velocidad sísmica de la matriz rocosa; = porosidad.
Hoy en día, se sabe que la precisión de los registros sónicos de compresión y corte modernos obtenidos con herramientas de registro con cable es del 2 % para pozos de menos de 14 pulgadas de diámetro y del 5 % para pozos más grandes. Algunos sugieren que el hecho de que las mediciones de registros regulares y a largo plazo 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 hacen que la formación cercana al pozo sea hasta un 15 % más lenta que la formación más profunda. Este "gradiente" de lentitud puede ser tan grande como 2 a 3 pies. Las mediciones a largo plazo (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 de desplazamiento más cortos. Las discrepancias entre los datos sísmicos y los datos de registros sónicos [1] se deben a consideraciones de aumento de escala y anisotropía, que pueden manejarse utilizando el Promedio Backus en los datos de registros sónicos.
Algunos sugieren que para investigar cómo el tamaño variable de un pozo ha afectado a un registro sónico, los resultados se pueden graficar en comparación con los de un registro de calibrador . Sin embargo, esto suele llevar a conclusiones erróneas porque las formaciones más flexibles que son propensas a derrumbes o ampliaciones de diámetro también tienen inherentemente velocidades "más lentas".
Para mejorar la relación entre los datos del pozo y los datos sísmicos, se suele utilizar un estudio de "tiro 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 activa con el o los geófonos a una serie de profundidades diferentes, y se registran los tiempos de tránsito de los intervalos. [3] Esto se suele hacer durante la adquisición de un perfil sísmico vertical .
Los registros sónicos también se utilizan en la exploración mineral , especialmente en la exploración de hierro y potasio .
