de Operación e Interpretación del Registro CBL/MSG Aplicaciones Ejemplos CAST V (Herramientas Ultrasónicas) Teoría
de Operación e Interpretación del Registro CAST-V Aplicaciones Evaluación de Cementos Ligeros Ejemplos
Rol del Cemento en la Completación
• Soportar el Revestidor • Aislamiento entre zonas (Sello Hidráulico) CEMENTO
FORMACION
POZO
HERRAMIENTA SONICA PARA EVALUACION DEL CEMENTO
REVESTIDOR
Técnicas Convencionales y Modernas para evaluación de cemento
"Cement Bond Log" Microsismograma
CBL MSG-VDL
Registros Ultrasónicos CAST-VTM Circ Ci rcum umfe fere rent ntia iall Ac Acou oust stic ic Sc Scan anni ning ng To Tool ol – Visualization
CBL (Cement Bond Log) Es una herramienta de principio sónico que provee medidas continuas de las variaciones de la adherencia cemento-revestidor y cemento-formación. La interpretación de este registro requiere de una curva de amplitud, una de tiempo de tránsito y un espectro microsismográfico. La herramienta está conformada por un transmisor sónico de una frecuencia cercana a los 20 Khz. y dos receptores espaciados a 3 y 5 ft. respectivamente. La señal recogida es omnidireccional.
Aplicaciones del CBL La principal aplicación es determinar la calidad de la adherencia entre cemento y revestidor del pozo. Determinar la calidad de la adherencia entre el cemento y la formación. Localizar el tope de cemento. Ayuda a tomar decisiones para realizar cementaciones correctivas.
CBL (Cement Bond Log) Principios Básicos
Tiempo de Transito a través de Varios Materiales Material Areniscas Caliza Dolomita Sales Anhidrita Polihalita Agua(Fresca) Agua(100,000 ppm NaCl) Agua(200,000 ppm NaCl) Petróleo Aire Revestidor de Acero Lodo Base Agua Cemento
Tiempo de Transito (μsec/ft) 55.5 47.6 43.5 67.0 50.0 57.5 200.0 189.0 182.0 222.0 919.0 57.0 167.0 90.0-160.0
Caminos por donde viaja la onda Sónica LODO
REVESTIDOR
T
R3’
R5’
C L a C o s e d i m o n e g n t o
F o r m a c i ó n
CEMENTO
FORMACION
COMPUESTO
CBL (Cement Bond Log) - Receptor 3 ft Amplitud Tasa de repetición 15-60 pulsos/sec
Fire
T
C L a C o s e d i m o n e g n
F o r m a c t i o ó n
Fire
Frecuencia de Operación 20 KHz.
Tiempo
3’ CBL Amplitud R3’
R5’
3’ Tiempo de Transito
CBL (Cement Bond Log) - Receptor 5 ft
Datos se obtienen (5 ft): •
Microsismograma
MSG o Variable Density Log (VDL) AMPLITUD mV
ARRIBOS DE CASING
ARRIBOS DE FORMACION
ARRIBOS DEL LODO
POBRE FIJACION BUENA FIJACION TRANSMISOR
T (µsec)
PUERTA DEL TUBO
d a d i d n u f o r P
P r o y e c c i ó n d e l c o n j u n t o d e O n d a s
Efectos observados por el CBL Descentralización de la herramienta, reducción del tiempo de transito y amplitud del CBL Micro annulus Cemento delgado Fluidos en el hoyo Efecto Chevron , amplitud y tiempo de transito en los cuellos Revestidor descentralizado
CBL - Ejemplos Tuberia Libre GAMMA RAY 0 150 TRAVEL TIME 200 300
CBL - Ejemplos Buen Cemento GAMMA RAY 0 150 TRAVEL TIME 200 300
CCL
Z075
Z100
AMPLITUDE 0 100 AMPLIFIED AMPLITUDE 0 10
CBL WAVEFORM -20 20
Tipos de Canales en el Cemento
Visible
Visible
Corte de Gas Detectado pero no reconocido
II
III
Invisible
I
IV V
Invisible
Porque se crean los canales? La mayoría de los canales son el resultado de la descentralización del revestidor Comúnmente la descentralización del revestidor es debida a la desviación del hoyo. Frecuentemente los canales son encontrados en la parte baja del revestidor.
Circumferential Acoustic Scanner Tool –V CAST-V Beneficios en la evaluación del Cemento: • Obtener un mapa radial que muestre la distribución del cemento y/o fluido detrás del casing. • No necesita de una sección de tubería libre para ser calibrado.
Registros Ultrasónicos CAST-V Los registros ultrasónicos proveen la distribución radial del cemento alrededor del Casing. Evitando la pregunta: Hay un canal? o es bajo esfuerzo compresivo del cemento? Los registros ultrasónicos miden la Impedancia Acústica directamente relacionada con el esfuerzo compresivo del cemento. Pueden detectar Gas detrás del revestidor. Adicionalmente proveen un caliper acústico y un mapa de espesor del revestidor.
Registros Ultrasónicos CAST-V Tamaño de la herramienta = 3-5/8
Registros Ultrasónicos CAST-V La herramienta posee un transductor que gira a velocidad variable y que toma 100 lecturas en cada revolución (200 en modo imagen). De 4 a 60 muestras por ft Tiros por 1 pie de Revestidor. - Modo Cased Hole 400 - Modo Imagen 12000 Tiene además un segundo transductor que permanentemente monitorea el TT en el lodo.
La amplitud y la relación de decaimiento de las ondas de resonancia son DIRECTAMENTE proporcionales a la IMPEDANCIA ACUSTICA del material detrás del revestidor. Si el revestidor está cubierto (adherido), las ondas de resonancia responderán con baja amplitud y rápido decaimiento. En cambio, si el revestidor está libre, las ondas de resonancia serán de mayor amplitud y permanecerán resonando.
Impedancia Acústica : Zmud en tiempo real La habilidad de un material de transmitir o reflejar energía acústica es una función de su impedancia acústica. Esta impedancia se define como el producto de la densidad del medio y la velocidad del sonido en ese medio.
Zx = Dx Vx = Impedance
Impedancias Acústicas Mas Comunes (Z) Material Agua Fresca Gas libre 12# Lodo de Perforación 15# Lodo de Perforación 17# Lodo de Perforación 9# Cemento espumado (250 psi) 9# Cemento espumado (1000 psi) 13# Cemento (500 psi) 13# Cemento (2000 psi) 16.5# Cemento (500 psi) 16.5# Cemento (2000 psi)
Buena adherencia del cemento al casing y a la formación TRAVEL TIME 0 150 GAMMA 0 150 AVZ 10 0 ECEN 0 1
AMPLIFIED AMPLITUDE 0 10 AMPLITUDE 0 60 BI 1 0 0
Buena adherencia del cemento al Tubo
Canal
Buena adherencia del cemento a La formación
X200
CBL WAVEFORM
IMPEDANCE IMAGE
20 0
6.15
CAST-V Evaluación de Cemento - Ejemplo EFECTO OBSERVADO EN DOBLE CASING
Chevron from the external casing
"Buen Cemento" vs. "Mal Cemento" Algunas operadoras le dicen a las compañías de Servicio lo que ellas quieren conocer: - El esfuerzo compresivo del Cemento. - Si el espacio anular esta 100% lleno de cemento. En realidad, lo que todos queremos conocer es… - Si el cemento existe en el espacio anular ( Sin tener en cuenta el esfuerzo compresivo) - Si el cemento ocupa el 100% del anular. Por que? - Si 10-psi de cemento existen en 100% del espacio anular, ninguna porción del mismo puede ser removido o reemplazado por un cemento de 1000 psi. (Los sólidos no pueden ser removidos) - Solo líquidos pueden ser removidos del espacio anular y reemplazados durante una cementación forzada (squeeze).
Que se necesita realmente?
Se necesita Identificar los sólidos y líquidos detrás del Casing, No la diferencia entre 250 y 5000- psi de cemento. - Los sólidos no pueden ser reemplazados. - Los líquidos pueden ser reemplazados.
Valores de Impedancia Acústica 5 4 3 Cement
2 1
Water
0 Free Gas
Drilling Mud Complex Cement
Procesado ACE Provee
una precisa evaluación de cementaciones con lechadas convencionales y complexas. Ayuda a descartar trabajos de cementaciones reparativas innecesarias. Detección de aislamiento zonal con cualquier tipo de lechada.
El procesamiento de variaciones estadísticas ACE de Halliburton no utiliza valores absolutos de impedancia acústica. Este procesamiento utiliza la derivada de las curvas de impedancia para diferenciar sólidos (cemento, formación) de líquidos (lodo de perforación, agua, etc)
Cemento de Baja Densidad La Clave El método se basa en que fluidos homogéneos tendrán curvas de impedancia planas (Homogéneo) mientras que sólidos no homogéneos tendrán curvas dinámicas de impedancia. Lo que Significa: Curva nerviosa => Hay materia sólida por detrás del casing. Un trabajo de squeeze sería pérdida de dinero. Curva suave => Hay fluído por detrás del revestidor sea agua o lodo de perforación. Un squeeze es necesario.
Cemento de Baja Densidad 9 Sectores (A-I) • 3 curvas por sector Valor Mínimo Valor Promedio Valor Máximo Total = 27 curvas • 5 curvas aleatorias por sector Total = 45 curvas
Cemento de Baja Densidad
CAST-V 5 Curvas por Segmento Hay sólidos detrás del casing
Hay líquidos detrás del casing
Identificación de Sólidos y Líquidos Los líquidos muestran esencialmente una atenuación impedancia acústica constante Los sólidos muestran esencialmente una atenuación impedancia acústica variable Una forma esquemática para encontrar una medida de constancia o variabilidad de la señal la constituye efectuar derivada.
o o la la
Cemento de Baja Densidad El mayor problema al evaluar cementos espumados es que los valores de impedancia pueden ser menor que los fluidos encontrados en los anulares, tales como lodo y agua. Una técnica para distinguir cemento espumado de los fluidos, consiste en un proceso de variación estadística, para distinguir las estructuras de sólidos cristalinos de los fluidos, cuando ambos poseen la misma impedancia acústica.
Tubería Libre GAMMA 0 150 AVZ 10 0
AMPLIFIED AMPLITUDE 0 10 AMPLITUDE 0 60 1 B BII 0 CBL IIM MP FOAM PE ED DA AN NCE DERIVATIVE 1 BID 0 WAVEFORM IMAGE IM AGE IIM MA IMA AGE 1 BIF 0 0 20 0 6.15 0 0.60 0 6.15
Factores que Afectan la Calidad de la Data A) Superficie del casing irregular •
Se recomienda realizar un viaje con cesta limpia pozo previo al registro
B) Excentricidad de la herramienta C) Ovalidad del casing D) Lodos con gas E) Lodos altamente atenuantes >16 lb/gal WBM & 14 lb/gal OBM F) Porcentaje de sólidos mayor de 17% G) Espesor del casing (< 0.20” ó > 0.70”)
