El registro sónico es una técnica utilizada en las operaciones de perforación para analizar las formaciones subterráneas de rocas y suelos con ondas sonoras. La exploración y recuperación de petróleo o gas utiliza una plataforma de perforación que crea un pozo profundo llamado pozo, utilizando una herramienta de perforación giratoria unida a secciones largas de tubería. La cabeza de perforación crea un agujero con un diámetro igual al tamaño de la cabeza de perforación.
Una herramienta de producción de sonido se conecta a un cable eléctrico y se envía por el pozo para crear un gráfico de registro sónico. Esta herramienta consta de un transmisor y un receptor de sonido ubicados en un tubo largo que encaja en el pozo. El transmisor envía una serie de pulsos de sonido de alta frecuencia en todas las direcciones que ingresan a las formaciones rocosas circundantes y regresan al receptor.
Para evitar que el transmisor y el receptor interfieran entre sí, se utilizan varias técnicas diferentes. El transmisor y el receptor están separados por distancia, creando una forma de cilindro más larga. Los materiales absorbentes de sonido y las juntas de goma pueden ayudar a reducir parte del sonido del transmisor que llega al receptor. El elemento de diseño más importante se basa en apagar el receptor cada vez que el transmisor envía un pulso. Esto evita señales falsas en los resultados del registro sónico y evita que los sonidos transmitidos dañen el receptor.
El transmisor envía pulsos de sonido en ráfagas cortas, que ingresan a la roca que rodea el pozo; parte del sonido se refleja rápidamente de regreso al receptor, y parte ingresa a la roca circundante y se difracta, lo que significa que cambia de dirección con respecto al sonido saliente. A medida que el sonido difractado regresa al receptor, se registra la diferencia de tiempo entre el sonido transmitido y el de retorno. Otro efecto del viaje del sonido en el suelo es la atenuación, que es una reducción del sonido debido a la absorción. A medida que el sonido entra en la roca alrededor del pozo, la roca y otros materiales absorben el sonido, reduciendo la cantidad de señal que regresa al receptor; esto a su vez puede proporcionar información sobre las características del terreno.
El registro sónico es eficaz para determinar las características de un pozo porque el sonido viaja de manera diferente según la roca o el suelo que rodea al transmisor. Los primeros sonidos que regresan al receptor son las ondas p, u ondas de presión, porque normalmente tienen la velocidad o rapidez más alta. Las ondas P viajarán más rápido en rocas de mayor densidad y más lento en arena o suelo menos denso, lo que se llama más poroso.
El segundo tipo de ondas sonoras que regresan al receptor son las ondas S o cizalla. Una fuerza cortante quiere romper algo, por lo que estas ondas miden la formación para determinar su capacidad de cortarse o romperse. Esto es importante en la perforación de petróleo, porque la formación que contiene el petróleo o el gas debe romperse antes de que se pueda recuperar el producto; esto se llama fracking. Las ondas S proporcionarán información utilizada en esta operación.
Cuando la herramienta de registro sónico se envía a un pozo, proporciona una representación visual de las características del subsuelo. Las fracturas en las rocas pueden ayudar a las operaciones de perforación si ocurren en el área del producto, pero pueden causar problemas si se encuentran en otra parte del pozo, que puede tener que sellarse con tuberías o un sellador similar al concreto para evitar fugas del pozo. El agua también puede ser un problema para las operaciones de perforación, ya que se mezclará con el producto; si el agua entra en el pozo en grandes cantidades, puede requerir un procesamiento adicional más adelante para eliminarla del petróleo. Otra preocupación es la contaminación del agua subterránea con petróleo, por lo que comprender dónde existen las capas de agua puede reducir las preocupaciones ambientales.