Qué es un Registro CBL? CBL son las siglas en Ingles de Cement Bond Log (Registro de Adherencia del Cemento): Lo cual nos indica la integridad de la adherencia adhe rencia al cemento entre la Tuberìa /Revestidor con las paredes del pozo. l registro es comunmente obtenido de una variedad de herramientas de tipo s!nico o ac"stico. La m#s nueva versi!n$ llamada %&apeo de Cemento%$ puede dar detalles en representaciones de ' grados de la integridad de un traba*o de d e cementaci!n$ mientras +ue las versiones anteriores representaban una simple l,nea para registrar la integridad alrededor del revestidor.
Concepto de CBL: -n transmisor env,a ondas ac"sticas para luego ser recibidas por Receptores en orma de seales ac"sticas +ue se transieren a trav0s del revestidor hacia el cemento 1 se rele*an hacia los receptores. La 2nda Ac"stica en los receptores se convierte en amplitud (mv). 3a*as amplitudes representan una buena integridad del cemento entre el revestidor 1 el ho1o del pozo. 4in embargo las altas amplitudes representan una mala integridad del ce mento. l principio es similar a cuando le damos un golpe a un tubo5 si ha1 algo +ue cubre al tubo$ se aten"a la rele6i!n$ 1 viceversa.
Las Herramientas que componen al CBL com"nmente consisten en los siguientes e+uipos5
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Gamma Ray/ CCL: se usa como registro de correlaci!n. Los Ra1os 7amma miden la radiaci!n en la ormaci!n 1 el CCL registra la proundidad de los cuellos de los revestidores. stos registros de correlaci!n sirven como reerencia para un buen n"mero de traba*os en 8o1o ntubado o Revestidor$ como Caoneo$ asentamiento de Tapones$ entre otros. .
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CBL/VDL: C3L mide la Integridad de la Adherencia del cemento entre el Revestidor 1 el 8o1o. s posible aplicando el concepto de la onda ac"stica +ue se transiere a trav0s del pozo. l registro 9:L muestra una vista desde arriba del corte de una parte superior de la onda ac"stica representando como se adhiri! el cemento desde el revestidor hacia la pared del pozo.
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Caliper: este registra los di#metros del pozo en cada punto de proundidad.
La siguiente igura nos muestra un e*emplo de registro C3L
Condiciones en el !"o que pueden Causar #rrores en la $nterpretaci%n &c'stica o (ia)lidad del CBL :
#spesor de la en*oltura del Cemento: este actor puede variar$ causando cambios en la tasa de atenuaci!n. 4e re+uiere una adecuada cobertura de cemento de '/; de pulgada (< cent,mentros) o ma1or para lograr una completa atenuaci!n. +icroanillos: son brechas mu1 pe+ueas entre el revestidor 1 el cemento +ue pueden aectar la presentaci!n del C3L . 4e puede eliminar la inluencia de estos microanillos corriendo el registro C3L ba*o presi!n. Herramienta Centrali"ada5 La herramienta del registro debe estar centralizada con el prop!sito de lograr una e6acta amplitud 1 tiempo.
,-. $0R!D1CC$! 2-.C!C#0!3 0#!R$C!3 <.= Registro de adherencia de Cemento (C3L) <.< 4istema de medici!n ac"stica <.' Teor,a de ondas <.'.= 2nda compresional
<.'.< 2nda de corte <.; Amplitud <.> Tiempo de transito 4-. #R($L D# D#3$D&D V&R$&BL# 5VDL6 7-. #3&C$&+$#0! &R& L!3 R#G$30R!3 CBL.VDL ; ,-. $0R!D1CC$! :urante m#s de sesenta aos se han utilizado ?eriles de Adherencia del Cemento para evaluar los traba*os de cementaci!n de pozos de petr!leo 1 gas. La alta de normalizaci!n$ la mala planiicaci!n$ el inadecuado control de calidad 1 la presentaci!n de distintos tipos de mediciones 1 de datos en pantalla (muchos de ellos imprecisos) han dado como resultado un historial de poca credibilidad 1 conianza en los ?eriles de Adherencia del Cemento. Cuando se registra e interpreta adecuadamente$ el peril de 4ectorizaci!n de Adherencia de Cemento (43T) puede brindar inormaci!n precisa 1 "til al personal de peroraci!n 1 producci!n. n este pro1ecto de tesis se presenta la manera de establecer las condiciones correctas de mediciones de perila*e en el interior del pozo$ el modo de elegir el e+uipamiento apropiado$ usar los ormatos de periles +ue verii+uen un registro preciso de los datos 1 un nuevo m0todo para interpretar esa inormaci!n$ a in de probar +ue los ?eriles de Adherencia del Cemento son capaces de brindar respuestas precisas 1 coherentes para la toma de decisiones sobre la aplicaci!n de cementaci!n a presi!n. Luego se interpretaran traba*os realizados en campos de @eu+uenArgentina 1 &idland-4A 1 se har#n una comparaci!n de costos entre los registros de C3L 1 43T. 2-.C!C#0!3 0#!R$C!3 2-, Registro de &d8erencia de Cemento 5CBL6 l instrumento de ?eril de Adherencia de Cemento (Cement Bond Log $ C3L) es un dispositivo ac"stico +ue consta de un transmisor 1 generalmente$ de dos receptores. 4e transmite un pulso ac"stico a trav0s de los materiales +ue rodean el instrumento$ para +ue los receptores midan las amplitudes 1 tiempos de las ondas ac"sticas. l prop!sito principal de estas mediciones consiste en5 :eterminar la presencia o ausencia de cemento en el espacio anular entre el casing en el pozo 1 • las ormaciones circundantes$ 1 :eterminar si el cemento se ha adherido al casing$ a las ormaciones$ o a ambos. ?ara +ue e6ista • un adecuado aislamiento entre intervalos impermeables en un pozo$ debe colocarse un anillo de cemento eicaz a lo largo de un intervalo de proundidad vertical entre dichas zonas. l cemento en el espacio anular debe brindar un sello hidr#ulico eicaz para soportar las operaciones de terminaci!n 1 producci!n. l instrumento C3L no mide el sellado hidr#ulico en orma directa$ pero las cualidades de adherencia medidas permiten realizar inerencias respecto de la calidad del sellado. La determinaci!n de la integridad del cemento se realiza mediante el an#lisis de la orma de onda ac"stica en su totalidad$ de las amplitudes de los arribos de casing$ 1 a trav0s de la medici!n del tiempo de tr#nsito del receptor "nico. Los instrumentos est#ndar de adherencia de cemento utilizan una coniguraci!n de receptor doble no compensado 1 transmisor "nico. Los receptores est#n ubicados a distancias i*as de ' 1 > pies desde el transmisor. 2-2 3istema de medici%n ac'stica 6isten dos tipos de transmisor en los instrumentos de interior de pozo. Los transductores piezoeléctricos$ +ue se emplean en la ma1or,a de los instrumentos ac"sticos$ se deorman 1 o scilan cuando la intensidad del campo el0ctrico se modiica en orma s"bita.
Algunos instrumentos emplean transductores magneto resistivos$ +ue cambian de orma$ oscilan 1 producen un pulso ac"stico cuando se los somete a un cambio repentino 1 breve del campo magn0tico. Ambos tipos de transductores son de orma cil,ndricaB cuando se les trasmite energ,a$ el cambio ,sico resultante crea una vibraci!n +ue$ a su vez$ produce ondas de compresi!n. Las ondas se propagan en orma es0rica desde el transmisor. La recuencia de operaci!n de todos los instrumentos es de < hz.$ con e6cepci!n del instrumento para pozos de di#metro pe+ueo$ +ue opera a
Cuando el transmisor se activa$ la onda compresional recorre una variedad de tra1ectorias. 4e propaga hacia aba*o por la carcasa del instrumento 1 en sentido horizontal 1 vertical por el luido en el interior del pozo. Cuando la onda choca contra la pared interior del casing$ parte de la energ,a es rele*ada$ 1 el resto se transmite al acero$ al anillo de cemento 1 a la ormaci!n (9er Figura @G <). n cada una de estas interaces$ parte de la energ,a es rele*ada 1 el resto se transiere al medio ad1acente.
?arte de la energ,a ac"stica se rele*a en cada interaz a lo largo de los tra1ectos de transmisi!n. Los receptores de un instrumento de peril de cemento operan$ en los aspectos b#sicos$ como transmisores inversosB es decir$ las variaciones de presi!n provocadas por la energ,a producen las seales el0ctricas. Con actores de atenuaci!n elevados$ el receptor de ' pies brinda la m#6ima seal 1 una alta resoluci!n$ adem#s de la m#6ima resoluci!n vertical$ 1 ha sido recomendado por la Cement Bond Advisory Board del A?I$ al considerarlo aceptable para realizar mediciones de amplitud 1 tiempo de tr#nsito. l intervalo de cinco pies se emplea para registrar las ormas de onda de :ensidad 9ariable. Con este espaciado largo$ la e6hibici!n de la orma de onda completa brinda inormaci!n relacionada con la ormaci!n. l intervalo m#s largo provee una ma1or separaci!n entre los tiempos de arribo de seal del casing 1 de la ormaci!n (ver Fig. @G '). Con el instrumento para pozos de di#metro pe+ueo se busc! un e+uilibrio$ mediante el uso de un receptor ubicado a ; pies del transmisor para realizar las mediciones de amplitud / tiempo de arribo 1 para la seal 9:L. 4e logra una ma1or dierenciaci!n de los tiempos de arribo de casing 1 de la ormaci!n mediante un rango TR m#s prolongado. Como 1a se ha mencionado$ la seal ac"stica recorre m"ltiples tra1ectorias a trav0s de medios dierentes para desplazarse del transmisor al receptor. Cada uno de los medios permite +ue las on das ac"sticas se desplacen a una velocidad espec,ica (9er Tabla @G =))B por lo tanto$ en general$ las seales provenientes de dierentes tra1ectorias arribar#n al receptor en tiempos dierentes. La velocidad
ac"stica en una ormaci!n espec,ica se reduce (el tiempo de tr#nsito aumenta) a medida +ue aumenta la porosidad de la ormaci!n. n general (pero no en todos los casos) la porci!n de la orma de onda +ue se transmiti! por el casing arribar# en primer lugar$ seguida de las +ue se desplazaron por el cemento$ por la ormaci!n 1$ por "ltimo$ por el luido (9er Figura @G; ). La porci!n de la seal +ue se desplaza por el propio instrumento hasta el receptor recorre una tra1ectoria mu1 tortuosa$ 1 tarda tanto en llegar +ue nunca se la detecta.
2-7 &mplitud La medici!n de amplitud est# relacionada con la cantidad de energ,a ac"stica en el receptor$ 1 es a partir de este dato +ue se obtienen soluciones cuantitativas de la resistencia a la compresi!n 1 del ,ndice de adherencia del cemento. La energ,a de la orma de onda ac"stica sure una atenuaci!n a medida +ue recorre la distancia entre el transmisor 1 el receptorB esa atenu aci!n e+uivale a una p0rdida de energ,a$ +ue generalmente se e6presa en decibeles por pie. La medici!n de amplitud +ue se realiza en la ma1or,a de compa,as de perila*e es representativa del primer arribo positivo (=) en el receptor cercano. sto se logra mediante el uso de una compuerta fija +ue se i*a en el primer per,odo pronosticado de arribo de casing (=) (9er Figura >. La compuerta no se abre hasta despu0s de transcurrido un intervalo de tiempo i*o luego de la emisi!n del transmisorB se mantiene abierta durante otro intervalo de tiempo i*o. &ientras la compuerta de amplitud se mantiene abierta$ se mide la amplitud del pico m#s alto (o pico parcial) dentro de la compuerta. l ingeniero debe establecer la sincronizaci!n de la compuerta de amplitud$ +ue depender# del tamao 1 peso del casing$ si no se establecen las compuertas de amplitud en orma correcta$ se pueden producir malos periles +ue no se podr#n reparar.
?osicionamiento de la compuerta electr!nica i*a en el tiempo correcto La interpretaci!n (generalmente cualitativa) de la adherencia del cemento se calcula a partir de la amplitud de la siguiente manera5 -na elevada amplitud indica +ue el casing puede vibrar con relativa libertadB por lo tanto$ no la • adherencia o sost0n no son buenos. -na amplitud ba*a indica +ue el casing est# m#s coninado o adherido$ lo +ue provoca la • atenuaci!n de la energ,a de la onda por parte de los medios circundantes. Las mediciones de amplitud +ue se encuentran entre los valores m#6imos 1 m,nimos • determinan un porcenta*e de adherencia del casing. sta "nica medici!n 1 su interpretaci!n simpliicada suelen gen erar muchas de las controversias • 1 errores relacionados con el an#lisis de periles de adherencia del cemento.
2- 0iempo de transito La curva de tiempo de tr#nsito representa el tiempo re+uerido para detectar el primer pulso de suiciente amplitud en el receptor 1$ si se emplea una escala lo suicientemente sensible$ es de utilidad para determinar la centralizaci!n del instrumento 1 los eectos de ormaci!n r#pida. ?ara este procedimiento se emplea un sistema de detecci!n de compuerta flotante (9er Figura @G H)$la compuerta se mantiene abierta desde el momento de la emisi!n del transmisor hasta +ue se encuentra un pulso cu1a amplitud es suiciente para alcanzar la coniguraci!n de nivel de umbral$ luego$ esta respuesta se registra como el tiempo del primer arribo ac"stico. l nivel de detecci!n del umbral es de importancia cr,tica. 7eneralmente se lo establece en un valor considerablemente menor al = de la amplitud de la tuber,a libre$ pero se lo puede regular seg"n la preerencia del usuario. l ingeniero debe tener cuidado al conigurar este nivel$ dado +ue un valor mu1 alto provoca un e6ceso de Jsalteo de ciclosK$ mientras +ue un valor mu1 ba*o puede hacer +ue la compuerta se active prematuramente.
4-. #R($L D# D#3$D&D V&R$&BL# 5VDL6 l peril de densidad variable es una seal de e*e con modulaci!n de intensidad +ue e6hibe la amplitud de la orma de onda recibida mediante matices variables del blanco al negro. n la Figura @G D se muestra el desarrollo del peril 9:LB el color negro representa un a amplitud positiva elevada 1 el blanco una amplitud negativaB los matices de gris representan las dierentes intensidades de amplitud positiva.
La venta*a de esta presentaci!n consiste en +ue brinda una visi!n continua del pozo 1 permite identiicar los arribos de casing$ de ormaci!n 1 d e luidoB si estas seales pueden identiicarse en orma individual$ es posible establecer una determinaci!n pr#ctica de la presencia o ausencia de cemento. La seal de casing en el peril 9:L se produce con un tiempo relativamente constante 1 se la observa como l,neas mu1 rectas +ue aparecen tempranamente en la presentaci!n de la orma de onda. Tambi0n es posible reconocer los arribos de luido o de lodo como arribos de l,neas relativamente rectas$ pero se presentan en la secci!n tard,a de la presentaci!n. n general$ los arribos de ormaci!n e6hibir#n cierto car#cter (es decir$ no ser#n rectos) 1 aparecer#n en los intervalos de casing esperados. 4in embargo$ las ormaciones duras de ba*a porosidad (ormaciones r#pidas) pueden mostrar tiempos de arribo homog0neos en un intervalo de proundidad 1 producirse al mismo tiempo o antes +ue los tiempos de arribo esperados para el casing. ?or lo tanto$ pueden ser m#s di,ciles de reconocerB en cual+uier caso$ si en un intervalo se encuentran presentes los arribos de la ormaci!n$ ello indica +ue e6iste una tra1ectoria ac"stica completa entre el instrumento 1 la ormaci!n$ por lo tanto$ se trata de un indicio de adherencia entre el casing$ el cemento 1 la ormaci!n en ese intervalo.
La presentaci!n 9:L o de ond,cula es el "nico m0todo para evaluar la adherencia del cemento a la ormaci!n con un perila*e de cemento.
