Registros de evaluación de cementación
Log 1 Fluid type ± Brine, Mud weight 8.4 Lbm/Gal, Casing Size Size 6.625´, Casing weight weight 20 Lb/ft
Log 1 Fluid type ± Brine, Mud weight 8.4 Lbm/Gal, Casing Size Size 6.625´, Casing weight weight 20 Lb/ft
Log 2
Fluid type ± Brine, Mud weight 9 Lbm/Gal, Casing Size 7´, Casing weight weight 29 Lb/ft
CBL-V CBL-VDL DL Cemen Cementt Bond Bond Loggi Logging ng Introducción
Introducción - Objetivos de la Cementación Primaria
Cemento
Gas
S oporte y protección al revestidor Aislamiento hidráulico
Petroleo Prevenir: Mezcla de fluidos indeseados
Arcillas
Escape de fluidos a superficie Flujo cruzado Corrosion o colapso del revestidor
Acuifero Casing
Introducción - Ambiente de pozo Fluido en el anular T ope del cemento
Micro anillo b
Adherencia pobre cemento-formación
Formaciones Cementaciones en 2 etapas Defectos en la cementación
Doble revestidor
ntro ucc n - pos e herramientas Las herramientas actualmente disponibles para evaluar cementación están basadas en principios acústicos y pueden dividirse en: Herramientas de baja frecuencia (sónicas) CBL, S CM T CBL Mide la amplitud sónica de la señal reflejada por la pared del revestidor , mientras
mayor sea esa amplitud menor la cantidad de cemento V DL Presenta la imagen de la onda sónica total , es el único registro en ver hasta la
formación Herramientas de alta frecuencia (ultrasónicas) U SIT Mide la impedancia acústica de la interface
revestidor-cemento
I solation S canner
Introducción - CBL-VDL: Aplicaciones Q ue necestia el cliente?
Evaluar la cementacion: Cement
V erificar
la integridad del
cemento V erificar aislamiento
Oil Zone hidraulico Determinar
la calidad del
cemento Existen canales? S e
pueden reparar?
Donde esta el tope del
Water Zone cemento? Casing
CBL-VDL Cement Bond Logging Principios de Medida
Principios de medida CBL/VDL Principios básicos del sónico Un transmisor emite una señal acústica
omnidireccional de baja frecuencia (20 KHz) El medio circundante resuena Los receptores registran el tren de ondas
resultante La onda se analiza para extraer información
de la calidad de adherencia del cemento
Principios de medida CBL/VDL Las herramientas sónicas proporcionan el registro CBL (Cement Bond Log) y el V DL ( Va riable Density Log. La combinación de CB L y V DL ha sido la
herramienta primaria de evaluación de cementación durante muchos años. T ransmisor a 3 pies CBL T ransmisor a 5 pies V DL
Principios de medida CBL/VDL Principio de Medida S e asemeja al principio de
repicar de una campana: Cuando hay fluido detrás del
revestidor (no-cemento) la tubería es libre de vibrar generando un sonido fuerte Cuando al revestidor está adherido cemento, las
vibraciones del revestidor son atenuadas proporcionalmente a la superficie adherida al cemento..
Principios de medida CBL/VDL Cuando una herramienta sónica se corre dentro de un pozo revestido, el transmisor (Tx) envía un pulso omnidireccional el cual induce vibración en el revestidor. La sonda está constituída por un transmisor y dos receptores (R3 y R5) La onda compresional que viaja desde la herramienta en todas las direcciones llega primero al receptor espaciado a 3 pies, la parte de la onda que regresa bajando por el revestidor se usa para determinar la amplitud y el tiempo de tránsito del primer arribo
Principios de medida CBL/VDL Definición
Tx
de CBL:
Amplitud del 1er arribo positivo en mV
Medido en el receptor a 3 ft
Funcion de la adherencia revestidor-cemento
3 ft R3
R5
Definición de T iempo de T ransito:
T iempo transcurrido desde T 0 hasta la primera
llegada por encima del nivel de detección
S e usa como control de calidad
VDL Variable Density Log Señal en el receptor a 5 ft Permite diferenciar las señales de revestidor y de formación
Tx
R3
R5
5 ft
VDL Variable Density Log El registro Variable Density Log (VDL) es una imagen del tren de onda completo de la señal en el receptor a 5 pies: Un tren de ondas completo representado como bandas claras y oscuras, el contraste entre ellas depende de la amplitud de los picos positivos, una amplitud de cero se representa de un color de intensidad media, las amplitudes positivas se representan con mayor intensidad de color en tanto que las negativas son las más claras.
Propagación de la energia acústica distancia V elocidad =
tiempo
S lowness 1 S lowness = Dt =
tiempo =
velocidad
distancia
T iempo requerido para que el sonido se
desplace 1 pie. DT Casing DT Cement DT Formation DT Fluid
= 57 msec/ft = 75 msec/ft § 100 msec/ft § 189 msec/ft
Análisis en el tiempo del tren de onda 2´
OS DE RE VE S ARR IB TI DOR
TT C = Fluido+ Revestidor+ Fluido
DT Casing DT Cement DT Formation DT Fluid
3 in x 189 ms/ft =
3 in x 189 ms/ft + 3 ft x 57 ms/ft +
12 in/ft =
= 57 msec/ft = 75 msec/ft § 100 msec/ft § 189 msec/ft
265.5 ms
12 in/ft
Análisis en el tiempo del tren de onda 2´
ARR I BOS DE FORMAC IO N
DT Casing DT Cement DT Formation DT Fluid
= 57 msec/ft = 75 msec/ft § 100 msec/ft § 189 msec/ft
TT F = Fluido + Cemento + Formación + Cemento + Fluido
3 in x 189 ms/ft + 2 in x 75 ms/ft = 2x
+ 3 ft x 100 ms/ft 12 in/ft
=
419.5 ms
Análisis en el tiempo del tren de onda 2´
ARR I BOS DE L F LU ID O
TT f = Fluido
= 3 ft x 189 ms/ft =
567.0 ms
DT Casing DT Cement DT Formation DT Fluid
= 57 msec/ft = 75 msec/ft § 100 msec/ft § 189 msec/ft
CBL-VDL - Medidas TT en microsegundos
[ms]
CBL Amplitud en millivoltios
[m V ]
V DL V ariable Density Log TT 200
400
[Qs] CCL
GR
0
[representación gráfica del tren de onda] CBL 100 [mV]
200
VDL
1200 [Qs]
CBL-VDL Cement Bond Logging Factores que afectan el registro
Factores que afectan el CBL ± ± ± ± ± ± ± ± ±
Selección de los parámetros de adquisición Stretching Salto de ciclo Fluidos en el pozo Presión y Temperatura Tamaño del revestidor Formaciones rápidas Microanillo Centralizacion
Factores que afectan el CBL
Stretching
En escenarios de buena adherencia cemento-revestidor, la amplitud de E1 disminuye, desplazando la medición de TT a la sección no lineal de E1, aumentando el TT medido comparación con TT en tuberia libre, característico de zonas con buena adherencia.
Factores que afectan el CBL
Salto
de ciclo En casos de muy buena adherencia, la amplitud de E1 es tan pequeña que no supera el nivel de detección, en este caso la medida de tiempo de transito se desplaza hacia E3, manteniendo la medidad de amplitud de CBL en E1.
Normalización, Presión
y Temperatura P y T tienen influencia en las amplitudes del CB L CBAF en tuberia libre Cada juego de herramientas (cartucho y sonda) es diferente y su compensación se asegura a traves de la normalización Pump valve
Air release valve
Upper head
Plug H SFT
Amplitud de 116 mV S FT - 155 tubo 500 psi S onda centralizada Calibración maestra
Electronics section Hand pump Fill valve
Collar H Water reservoir
Connect to water line Suppor t only at ends
Factores que afectan el CBL
Micro Anillo 5
3
2
Espacio capilar (100-200 micrones) presente entre el revestidor y el cemento: (liquido, gas)
Contracción del cemento si hay cambios en el fluido en el pozo Pelicula de lodo en la pared del revestidor La amplitud de E1 representa una adherencia peor que la existente Pasada bajo presión para eliminar el efecto
CBL: Poor Bond T
Eccentralización
centralizadores para el tamaño del revestidor
5
3
S elección inadecuada de los
Centralizadores rotos
Centralizadores débiles en pozos desviados
Herramienta dañada o doblada
Revestidor dañado
Consecuencias 2
T
Camino de la onda desbalanceado
El tren de onda resultante no tiene sentido
Eccentralización Onda temprana Onda normal
Onda Resultante T 0
Umbral TT
Onda retrasada
S i la herramienta está eccentralizada:
Hay una interferencia destructiva debida a los diferentes caminos de la onda sónica. Onda del lado cercano al revestidor Onda del lado lejano del revestidor
El registro NO es recuperable en PlayBack !!!
La onda resultante presenta una amplitud dramaticamente
baja Pareciera una zona de buen cemento , PERO con un TT mas ba o
Formaciones Rápidas 5
En casos de buen cemento Y cuando el d T de la formación < d T revestidor , la señal de la formación es la que llega primero
3
2
T
TT y CBL se verán afectados DT Dolomite = 43.5 msec/ft DT Limestone = 47.5 msec/ft DT Anhydrite = 50.0 msec/ft
Formaciones Rápidas 5
No es posible evaluar CBL ya que E1 es debido a los arribos de formación y no del revestidor.
Cuando se sospeche su presencia, se debe registrar con herramientas que tienen arreglos
3
de espaciamiento T,R más cortos (1 ft) como el CBT .
2
T
CBL-VDL Cement Bond Logging Interpretación
Interpretación
Amplitudes bajas indican buena adherencia Amplitudes altas indican pobre adherencia Amplitudes medias indican una deficiencia en la adherencia del cemento que pueden comprometer o no el aislamiento hidráulico
Interpretación
Tubería Libre 100
100
Ajuste en
Chevron
Profundidad
Chevron
TT y CBL de acuerdo al esperado para el
tamaño del revestidor
Tubería Libre
Buena adherencia cemento-formacion
X
Arribos de formación
TT con un poco
<---------------------------------------------------------------- CBL Bajo
de S tretching X
No se aprecian arribos del revestidor
X
Adherencia pobre al revestidor
X
TT estable
<-------------------------------------------------CB L Medio X
Arribos fuertes del revestidor
X
Buena adherencia al revestidor NO a formación
Arribos debiles de formación
TT con saltos de X
ciclo <------------------------------------------------------------------ CBL Bajo No se observan arribos del revestidor X
Formaciones Rápidas
TT más corto
<------------------------------------------------- CBL Alto que arribos del en áreas revestidor
de formaciones <--------------------------------------------------
rápidas
CBL Interpretación Cuantitativa Atenuación: ± Logaritmo de la amplitud de E1
Indice de Adherencia:
Atenuación en la zona de interés[dB/ft] BI = Atenuación en la zona mejor cementada[dB/ft]
Aislamiento Hidráulico 30
I n t e r v a l
Bond Index = 60 %
25
Bond Index = 70 % 20
15
Bond Index = 80 % 10
[ft] 5
5
6
7
8
Casing O.D. [in]
9
10
Control de Calidad
Control de calidad ± Revisar la sección repetida ± Verificar la correcta selección de los parámetros de detección ± Verificar Tiempo de Tránsito Es el correcto para el tamaño del revestidor? ± Verificar amplitud de CBL Es la correcta para tuberia libre? Se presenta eccentralización? Verificar que CBL=CBSL y TT=TTSL ± Hay presencia de formaciones rápidas? ± Tipo de cemento, tope esperado, calibre de hoyo abierto, tipo de lodo ± Determinar zona de 80% de Indice de Adherencia ± Determinar aislamiento hidráulico ± Examinar el VDL para determinar la calidad de la adherencia a la formación
Ventajas y desventajas Ventajas: ± Tolera bien todo tipo de fluidos ± Tolera la corrosion del revestidor ± VDL ± Existen herramientas de mapeo para identificar canales anchos Desventajas ± Valores de CBL altos pueden ser ambiguos: Microanillo liquido Canales o cemento contaminado o cemento liviano
± Sensible a las formaciones rápidas ± Extremadamente sensible a la eccentralización
Log 1 Fluid type ± Brine, Mud weight 8.4 Lbm/Gal, Casing Size 6.625´, Casing weight 20 Lb/ft
LQC 1)The curves in track two (various CBL¶s) are probably not as per ³your client´ request. However, this is client depended. 2)TT and TTSL do not overlay. This is because of bad parameter setting resulting in cycle skipping due to a threshold that was set too high. The cycle skipping can be verified from the fact that the TT¶s where much higher then expected (281.7 us from Sonicalc, about 300 us from the log). 3)The freepipe amplitude was wrong. The reason is obvious if you understand that the Transit times are cycle skipping (detecting on E2, which gives a wrong amplitude. 4)The Dlis recording size was too small. Normally the VDL is displayed from 200 to 1200 us. In this case the Dlis recording size was set to 800 us, so that the VDL could not display across the entire scale. 5)The detection problem was fixed in playback. The Dlis recording size problem was not recoverable. CEMENT QUALITY ± The upper section of this log is free pipe, the lower section is really bad / patchy cement.
