Evaluacion De Cementacion

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Técnicas para la Evaluación del Cemento

AGENDA

CBL (Herramientas Sónicas)

Teoría de Operación e Interpretación del Registro CBL/MSGAplicacionesEjemplos

CAST V (Herramientas Ultrasónicas)

Teoría de Operación e Interpretación del Registro CAST-V AplicacionesEvaluación de Cementos LigerosEjemplos

Rol del Cemento en la Completación

• Soportar el Revestidor

• Aislamiento entre zonas (Sello Hidráulico)

FORMACIONFORMACION

POZOPOZO

REVESTIDORREVESTIDORHERRAMIENTAHERRAMIENTA

SONICASONICAPARA EVALUACIONPARA EVALUACION

DEL CEMENTODEL CEMENTO

CEMENTOCEMENTO

Técnicas Convencionales y Modernas para evaluación de cemento

"Cement Bond Log" CBLMicrosismograma MSG-VDL

Registros Ultrasónicos CAST-VTM

Circumferential Acoustic Scanning Tool –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 Tiempo de Transito (μsec/ft)Areniscas 55.5Caliza 47.6Dolomita 43.5Sales 67.0Anhidrita 50.0Polihalita 57.5Agua(Fresca) 200.0Agua(100,000 ppm NaCl) 189.0Agua(200,000 ppm NaCl) 182.0Petróleo 222.0Aire 919.0Revestidor de Acero 57.0Lodo Base Agua 167.0Cemento 90.0-160.0

Caminos por donde viaja la onda Sónica

LODO

COMPUESTO

FORMACION

CEMENTO

REVESTIDOR

LodoC

asingC

emento

Formación

R5’

R3’

T

Frecuencia de Operación

20 KHz.

Tasa de repetición 15-60 pulsos/secAmplitud

Tiempo

Fire Fire

3’ Tiempo de Transito

3’ CBL Amplitud

LodoC

asingC

emento

Formación

R5’

R3’

T

CBL (Cement Bond Log) - Receptor 3 ft

Datos se obtienen (5 ft):• Microsismograma

CBL (Cement Bond Log) - Receptor 5 ft

MSG o Variable Density Log (VDL)

ARRIBOS DE CASING ARRIBOS DE FORMACION ARRIBOS DEL LODOAMPLITUDmV

TRANSMISOR

POBRE FIJACIONBUENA FIJACION

PUERTADEL TUBO

Prof

undi

dad

Proyección del conjunto de Ondas

T (µsec)

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 LibreGAMMA RAY

0 150

TRAVEL TIME200 300

AMPLITUDE0

100AMPLIFIED AMPLITUDE

0 10

CBL WAVEFORM-20 20

CCL

Y50


MicroanilloCBL - Ejemplos

GAMMA 1GAMMA 10 0

150150GAMMA 2GAMMA 2

0 0 150150

AMP. AMP. AMPLITUDE 1AMPLITUDE 1

0 0 1010

AMPLITUDE 1AMPLITUDE 10 0

100100AMP. AMP.

AMPLITUDE 2AMPLITUDE 20 0 1010

AMPLITUDE 2AMPLITUDE 20 0

100100

CBL 1 CBL 1 0 PRESSURE0 PRESSURE

--4 4 4 4

CCL1CCL1

CCL2CCL2CBL 2 CBL 2

500 PRESSURE500 PRESSURE--4 4 4 4

TRAVEL TRAVEL TIME 1TIME 1

300 300 400400

TRAVEL TRAVEL TIME 2TIME 2

300 300 400400

Y000


Cemento Contaminado con Gas

CBL - Ejemplos


Formación Rápida

CBL - Ejemplos

Tope de Cemento

CBL - Ejemplos

CBL - Ejemplos

Buen CementoGAMMA RAY

0 150

TRAVEL TIME200 300

AMPLITUDE0

100AMPLIFIED AMPLITUDE

0 10

CBL WAVEFORM-20 20

CCL

Z075

Z100

Tipos de Canales en el Cemento

I

II

IV

III

V

Visible

Visible Invisible

Invisible

Corte de GasDetectado pero no reconocido

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 –VCAST-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.


Tamaños3-5/8”4-3/8”5-5/8”

7”9-5/8”

Cabezas Disponibles

Radio efectivo

Tamaño de la cabeza

Revestidor (Diámetro Interno: 4” – 13-5/8”)

Tamaño de la herramienta = 3-5/8


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 ftTiros 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.



Job Planner CAST-V

CAST-V Teoría de Operación

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 estálibre, 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 Z (MRayl)Agua Fresca 1.50Gas libre 0.1012# Lodo de Perforación 2.1615# Lodo de Perforación 2.7017# Lodo de Perforación 3.069# Cemento espumado (250 psi) 2.199# Cemento espumado (1000 psi) 2.6913# Cemento (500 psi) 3.3713# Cemento (2000 psi) 4.4216.5# Cemento (500 psi) 4.3816.5# Cemento (2000 psi) 5.62

0.38

0.77

0.00

1.15

1.54

1.92

2.31

2.69

3.08

3.46

3.84

4.23

4.61

5.00

5.38

5.67

6.15

ESCALA EN EL REGISTRO

X250

X250

0.0 6.0

200 1200

Deviation°

Minimum

Thicknessin.

Average

Maximum

0.2 0.4

0 5

Eccentricityin.

Relative Bearing°

0 360

0 1

AMPLIFIED

AMPLITUDE

0 10

AMPLITUDE

0 100MICROSEISMOGRAM

CBLBOND INDEX

1.0 0.0

AVERAGEIMPEDANCE

10.0 0.0Z-MAP

0 15mV

X200

X150

Mapa de Cemento del Casing

VDL

CBL Amplitud

Bond Index

Controlde

Calidad

Promedio de la Impedancia

Espesor del

Casing

CAST-V Evaluación de Cemento

Tubería libre – Evaluación ConvencionalTRAVELTRAVEL

TIMETIME0 1500 150

GAMMAGAMMA0 1500 150

AVZAVZ10 10 00

ECENECEN0 0 11 0 0 2020 0 0 6.156.15

CBL WAVEFORMCBL WAVEFORM IMPEDANCE IMAGEIMPEDANCE IMAGE

X000X000

AMPLIFIEDAMPLIFIEDAMPLITUDEAMPLITUDE0 0 1010AMPLITUDEAMPLITUDE0 0 6060

BIBI1 1 00

Cuellos

Señalde Tubería

Señal delCemento a

La formación

Buena adherencia del cemento al casing y a la formación

TRAVELTRAVELTIMETIME

0 1500 150GAMMAGAMMA

0 1500 150AVZAVZ

10 10 00ECENECEN

0 0 11 0 0 2020 0 0 6.156.15


X200X200


BIBI1 1 00

TRAVELTRAVELTIMETIME

0 1500 150GAMMAGAMMA

0 1500 150AVZAVZ

10 10 00ECENECEN

0 0 11 0 0 2020 0 0 6.156.15


X200X200


BIBI1 1 00


BIBI1 1 00

Canal

Buena adherenciadel cemento al

Tubo

Buena adherenciadel cemento aLa formación

Chevron from the external casing

CAST-V Evaluación de Cemento - Ejemplo

EFECTO OBSERVADO EN DOBLE 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

0

1

2

3

4

5

Free Gas

WaterDrilling

Mud

Cement

ComplexCement


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.

Procesado ACE


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)

Independiente del valor absoluto de la impedancia

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

La Clave

9 Sectores (A-I)

• 3 curvas por sectorValor MínimoValor PromedioValor Máximo

Total = 27 curvas

• 5 curvas aleatorias por sector

Total = 45 curvas


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 o impedancia acústica constante

Los sólidos muestran esencialmente una atenuación o impedancia acústica variable

Una forma esquemática para encontrar una medida de la constancia o variabilidad de la señal la constituye efectuar la derivada.


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.

X000X000

GRGR0 2000 200

A2A2A4A4A6A6A8A8A10A10

0 50 5

C24C24C26C26C28C28C30C30C32C32

0 5 0 5

D36D36D38D38D40D40D42D42D44D44

0 5 0 5

B14B14B16B16B18B18B20B20B22B22

0 5 0 5

E46E46E48E48E50E50E52E52E54E54

0 5 0 5

F58F58F60F60F62F62F64F64F66F66

0 5 0 5

G68G68G70G70G72G72G74G74G76G76

0 5 0 5

H80H80H82H82H84H84H86H86H88H88

0 5 0 5

I90I90I92I92I94I94I96I96I98I98

0 5 0 5

No No ActivityActivityProbably Probably Fluids Fluids

High High ActivityActivityProbably Probably FluidsFluidsandandSolidsSolids

X000 X000

GAMMAGAMMA0 1500 150

AVZAVZ10 010 0 0 0 20 20 0 0 6.15 6.15

CBL CBLWAVEFORMWAVEFORM

IMPEDANCE IMPEDANCEIMAGEIMAGE

AMPLIFIEDAMPLIFIEDAMPLITUDEAMPLITUDE0 0 10 10AMPLITUDEAMPLITUDE0 0 60 601 BI 01 BI 01 BID 01 BID 01 BIF 01 BIF 0

DERIVATIVE DERIVATIVEIMAGEIMAGE

FOAMFOAMIMAGEIMAGE

0 0 6.15 6.150 0 0.60 0.60

CollarsCollars

All All ImagesImagesIndicateIndicateFree Free PipePipe

ImageImageand and CBLCBL

Some Some Pipe -Pipe -

CementCementBondBond

Tubería Libre

CAST-V Buen

CementoArriba

yPobre

CementoAbajo

GAMMAGAM MA0 1500 150

AVZAVZ10 010 0 0 20 0 20 0 6.150 6.15

CBL CBLW AVEFORMW AVEFORM

IMPEDANCE IM PEDANCEIMAGEIMAGE

AM PLIFIEDAM PLIFIEDAM PLITUDEAMPLITUDE0 100 10AM PLITUDEAMPLITUDE0 600 601 BI 01 BI 01 BID 01 BID 01 BIF 01 BIF 0

DERIVATIVE DERIVATIVEIMAGEIMAGE

FOAMFOAMIM AGEIMAGE

0 6.150 6.150 0.600 0.60

Y00Y00

Y10Y10

ImpedanceIm pedanceIndicateIndicateNo BondNo Bond

PipePipeSignalSignal

CBL and CBL and DerivativeDerivative

IndicateIndicateGood BondGood Bond

IndicatesIndicatesFree Free PipePipe

Y00Y00

GRGR0 2000 200

A2A2A4A4A6A6A8A8

A10A10

0 50 5

C24C24C26C26C28C28C30C30C32C32

0 5 0 5

D36D36D38D38D40D40D42D42D44D44

0 5 0 5

B14B14B16B16B18B18B20B20B22B22

0 5 0 5

E46E46E48E48E50E50E52E52E54E54

0 5 0 5

F58F58F60F60F62F62F64F64F66F66

0 5 0 5

G 68G 68G 70G 70G 72G 72G 74G 74G 76G 76

0 5 0 5

H80H80H82H82H84H84H86H86H88H88

0 5 0 5

I90I90I92I92I94I94I96I96I98I98

0 5 0 5

Y10Y10

ActivityActivityandand

Im pedanceIm pedanceIndicateIndicateFoam Foam

Cem entCem ent

LowLowActivityActivity

andandIm pedanceIm pedanceIndicatesIndicates

Free Free PipePipe

Tubería Cementada

A) Superficie del casing irregular• Se recomienda realizar un viaje con cesta limpia pozo previo al

registroB) Excentricidad de la herramientaC) Ovalidad del casingD) Lodos con gas E) Lodos altamente atenuantes >16 lb/gal WBM & 14 lb/gal

OBMF) Porcentaje de sólidos mayor de 17%G) Espesor del casing (< 0.20” ó > 0.70”)

Factores que Afectan la Calidad de la Data

Preguntas???

Muchas Gracias

Wireline and Perforating ServicesEcuaador

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