09 CBL-VDL Convencional

8/14/2019 09 CBL-VDL Convencional

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HERRAMIENTAS SNICASCONVENCIONALES

ATENUACIN (CBL),

PRESENTACIN DE ENERGA TOTAL (VDL)Y TIEMPO DE TRNSITO


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Herramientas diseadas para evaluar condicionesen el espacio anular

Las mediciones tomadas se pueden relacionar a: Calidad del cemento Resistencia a la compresin (ms precisamente, a

impedancia acstica)

Adhesin al revestimiento (casing) y a la formacin

La determinacin de aislacin entre zonas es elprincipal objetivo

REGISTROS DE CEMENTO


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CBL: registro de atenuacin de seales snicas

VDL: presentacin de energa total (espectrosnico completo)

Tiempo de trnsito: Control de calidad y complemento de interpretacin

Limitaciones de registros snicosconvencionales Microanillo: problemas de aislacin o de

interpretacin?

Omni-direccionalidad (imposibilidad de reconocercanales)

REGISTROS DE CEMENTOCONVENCIONALES


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Herramienta del CBL

Principio del CBL (registro de atenuacin delsonido)

Parmetros acsticosAtenuacin, impedancia acstica y resistencia

a la compresin del cemento

Interpretacin de la curva de amplitud (oatenuacin)

CBL: REGISTRO DE ATENUACIN


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Un transmisor 20.103ciclos/seg

(20 Hz)

Dos receptores Espaciamiento de

3 ft para medidade atenuacin

Espaciamiento de5 ft para registrode energa total(VDL)

T

R

R

HERRAMIENTA DEL CBL


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Ventana fija (Fixed Gate): TT : tiempo de trnsito (amplitud >nivel de deteccin)

CBL : Mxima amplitud entre (t) y (t + CBLG)

Principio del CBL : Ventana fija

t

Nivel dedeteccin

CBLGTT

E1


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Ventana flotante (Floating Gate): TT : tiempo de trnsito (amplitud >nivel de deteccin)

CBL : Mxima amplitud entre (TT-SGW) y (TT- SGW +CBLG)

Principio del CBL : Ventana flotante

Nivel dedeteccin

CBLG

SGWTT

E1


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T

R

T

R

REVESTIMIENTOLIBRE

REVESTIMIENTO

CEMENTADO

PRINCIPIO DEL CBL


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ATENUACIN DEL CBL

T

R

R


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Mide la amplitud del primer arribo (E1)

Determina la tasa de atenuacin cuando seconocen las caractersticas del revestimiento

(dimetro)La atenuacin vara con la cantidad de cemento

y/o su impedancia acstica, cuando existeacop lam iento acst ico entre cemento y

revest imiento

CBL: RECEPTOR A 3 FT.


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PARMETROS ACSTICOS

IMPEDANCIA ACSTICA

Z = DENSIDAD x VELOCIDAD DE ONDA

Mrayl kg/l km/s

TASA DE ATENUACIN

k = -20 log AMPLITUD EN X"(X"- X') AMPLITUD EN X

dB/ft ft


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ATENUACIN vs IMPEDANCIA ACSTICA

TASADEATENUACIN(%)

IMPEDANCIA ACSTICA (106Kg m-2s-1, Mrayl)

1 2 3 4 5 6 7 8 90

0

25

50

75

100

125


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1987: La relacin entre CBL y Resistenciaa la Compresin no es vlida

RESISTENCIA A LA COMPRESIN (psi x 1000)TASADEATENUACIN

(%)

1 2 3 4 5 6 7 800

25

50

75

100

125


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INTERPRETACIN DE LA CURVA DEAMPLITUD (O ATENUACIN)

Tomado de

Bigelow,

SPE 13342


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Cmo se presenta la energa total (o espectrossmico)

Interpretacin bsica del VDL Casing libre Buen cemento

Adhesin parcial

Falta de sello cemento-formacin

El VDL: espejo de tiempo de trnsito en

registros snicos

Resumen de interpretacin

VDLPRESENTACIN DE ENERGA TOTAL


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VDL (VARIABLE DENSITY LOG)

TRANSMISOR

ARRIBOS DECASING

COMPRESION

ARRIBOS DEFORMACIN

CORTE ARRIBOS DELODO

(>1100 s)

E1

tsec

INTERPRETACIN SLO CUALITATIVA

Permite investigar el acoplamiento entre cemento y formacin


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Produce el espectro ssmico completo (anlisisde todas las ondas, su transmisin y suatenuacin)

Evaluacin cualitativa de la adhesin cemento-formacin

Ayuda a diferenciar entre cemento de menorimpedancia acstica (~menor resistencia a lacompresin) y canalizaciones.

VDL - RECEPTOR A 5 FT


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CBL con VARIABLE DENSITY DISPLAY

Tomado de

Bigelow,

SPE 13342


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INTERPRETACIN DE LAPRESENTACIN DE ENERGA TOTAL

Tomado de

Bigelow,

SPE 13342

INTERPRETACIN BSICA DE LA


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INTERPRETACIN BSICA DE LAPRESENTACIN DE ENERGA TOTAL

Casing libre

La energa acstica

se transmite por elcasing.

Bandas rectas y

paralelas de casing

libre.Atenuacin mnima

Las cuplas

aparecen como

chevrons. No hay seales de

formacin.



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Buen cemento

Arribos de casingausentes o muy

dbiles.

Ondas de fomacin

muy marcadas,tanto

compresionales

como de corte.




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Adhesin parcial?

Se observan tantoseales de casing

como de formacin

Canalizacin

Microanillo

Cemento espumado

Casing cubierto con

resina




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Buena adhesin

cemento-casing.

Sin adhesincemento a

formacin.

No se aprecianarribos de casing.

No hay arribos de

formacin.

Formacin muyatenuada (por ej.

areniscas gasferas

de alta porosidad).



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EL VDL ES UNA IMAGEN ESPECULAR DEUN REGISTRO SNICO A HUECO ABIERTO


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Fuertes seales de casing Casing libre (conexiones se ven como chevrons)

Ausencia de seales de casing (o dbiles) Gran atenuacin en la pista de CBL (baja amplitud) Buena adhesin cemento-casing

Seales de formacin fuertes y seales decasing dbiles Buena adhesin, tanto cemento-casing como

cemento-formacin

Las franjas de formacin son como una imagenen espejo de un registro snico (TT)

INTERPRETACIN DEL VDL: RESUMEN


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Ausencia de seales de formacin No hay acoplamiento (adhesin) cemento-formacin

Tambin producida por roca con mucha atenuacin

Seales fuertes, tanto de casing como deformacin Canalizacin o microanillo?

Se define con tramos de registro repetidos aplicando

suficiente presinVDLs ruidosos (bandas de formacin entrecortadas)

Suele ocurrir frente a zonas de gas

INTERPRETACIN DEL VDL: RESUMEN


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Tiempo de trnsito para control de calidad einterpretacin

Factores que reducen el tiempo de trnsito

Excentricidad de la herramienta (inaceptable) Formaciones rpidas

Factores que aumentan el tiempo de trnsito Alargamiento (stretching)

Saltos de ciclo (cycle skipping)

TIEMPO DE TRNSITO


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El tiempo de trnsito es un factor clave paracontrol de calidad e interpretacin

Tiempo total para que la onda snica se transmita: Del transmisor al casing, a travs del fluido

Hacia abajo, por el casing, hasta la altura del receptor

Del casing al receptor, a travs del fluido

El tiempo de trnsito depende del tamao de

casing Control de calidad y determinacin de TT crtico en

casing libre.

Debe ser constante, excepto frente a las cuplas (ligeroretardo caracterstico)

TIEMPO DE TRNSITO


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HERRAMIENTA BIEN CENTRALIZADA SEGNLA CURVA DE TIEMPO DE TRNSITO

Tomado de

Fitzgerald,

Tennecos

Cement Bond

Logging Field

Reference

Manual


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Excentricidad de la herramienta Reduccin significativa de amplitud.

Registro no aceptable (CONTROL DE CALIDAD!)

Formaciones rpidas Por ejemplo, carbonatos de alta densidad

La seal de formacin llega tanto o ms rpido que laseal de casing

Suele incrementar la amplitud de la curva CBL

Cuando se observa es indicativo de un buen cemento

En cualquier caso, la curva de amplitud no esrepresentativa del llenado de cemento

FACTORES QUE REDUCENEL TIEMPO DE TRNSITO


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EFECTO DE LA HERRAMIENTAMAL CENTRALIZADA

Nivel de deteccin

Efecto deexcentricidad

Tiempo de trnsito ms corto

Menor amplitud en la curva de CBL

El registro no es vlido

Da una idea falsa de que el cemento es mejor de lo real

Deberan rechazarse registros que no indiquen buenacentralizacin (TT) o que no incluyan la curva de TT


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HERRAMIENTA MAL CENTRALIZADA

Cuando el tiempo de

trnsito se reduce,

se observa que

tambin disminuye

la amplitud.

Tomado de

Fitzgerald,

Tennecos

Cement Bond

Logging Field

Reference

Manual


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FORMACIONES RPIDAS

Hay buen cemento,

an cuando la

curva de amplitud

no lo indique. La

presentacin de

energa total sirvepara definir.

Tomado de

Fitzgerald,

TennecosCement Bond

Logging Field

Reference

Manual


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Alargamiento (stretching) La reducida amplitud produce un alargamiento de TT

Representa una excelente adhesin cemento -casing

Saltos de ciclo (cycle skipping) El arribo E1 es de muy poca magnitud, por lo que se

detectan arribos posteriores (formacin)

La amplitud (CBL) tambin salta si se registra conventana flotante

Representa una excelente adhesin cemento -casing Gas en el fluido del pozo tambin puede producir salto

de ciclo

FACTORES QUE AUMENTANEL TIEMPO DE TRNSITO


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Nivel de deteccin

TTSTRETCH

ALARGAMIENTO (STRETCHING)

Tiempo de trnsito ms largo

Provocado por la baja amplitud en la curva de CBL

Buena adhesin cemento-casing


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ALARGAMIENTO (STRETCHING)

Tomado de

Bigelow,

SPE 13342


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SALTOS DE CICLO (CYCLE SKIPPING)

Tomado de

Bigelow,

SPE 13342


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Microanillo Causas de microanillo

Problemas asociados a microanillo

Identificacin y eliminacin del efecto de microanillo

Omni-direccionalidad Evaluacin cuantitativa de aislacin con la curva de

amplitud

Insensibilidad a canales: la seal recibida es a travs detoda la circunferencia

Calibracin y control de calidad Con qu frecuencia se planifica y realiza una

apropiada calibracin y control de calidad?

LIMITACIONES DEL CBL-VDL


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Diversas prcticas usuales en la industria causanexpansin o contraccin del casing luego delfraguado de cemento

Estos cambios en dimetro de casing pueden

romper la adhesin entre casing y cemento Se crea un microanillo, que destruye el acoplamiento

acstico entre casing y cemento

Con microanillo, el registro CBL-VDL no es

representativo del llenado de cemento Las decisiones sobre realizar o no cementaciones

correctivas no tienen una base confiable

MICROANILLO: CAUSAS

MICROANILLO CAUSAS


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Los aumentos de presin en el pozo dilatan el casing,originando esfuerzos de compresin radial y unacontraccin longitudinal.

La contraccin (resistida por el cemento) produce un

esfuerzo de corte significativo. Cuando el aumento depresin desaparece (disminuye la presin), el casingse despega del cemento

Aumentos de presin. Ejemplos:

Prueba de BOP, rbol o del tope de un liner Prueba de hermeticidad de casing

Cementacin forzada (squeeze)

Presin para circular fluido en el casing

MICROANILLO: CAUSAS (cont.)AUMENTO DE PRESIN

MICROANILLO CAUSAS


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La disminucin de presin en el pozo contraen el casing,originando esfuerzos de traccin y una elongacin axial

La elongacin (resistida por el cemento) produce unesfuerzo de corte significativo. El casing se despega del

cemento

Tambin se despega por falla a la traccin de la

adhesin cemento casing

Disminucin de presin. Ejemplos:

Cambio de fluido en el pozo por otro de menor densidad

Mantener presin en la cabeza hasta que el cemento frage yprevenir retorno (falla de zapato y/o collar) , y luego liberarpresin.

Todos los po zos t ienen reduc cin signi f icat iva de presin

cuando son puestos en produ ccin.

MICROANILLO: CAUSAS (cont.)DISMINUCIN DE PRESIN

MICROANILLO CAUSAS


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Se puede producir un microanillo an cuando no hayahabido cambios de presin en el fondo del pozo

El frage de cemento es exotrmico. Genera suficentecalor para expandir el casing y producir presin en elanular (casing con brida ciega)

Operaciones usualmente poster iores al registro de

cemento tambin p rodu cen desacoplam iento acst ico

(microani l lo). Ejemplos:

Energa impartida por los disparos durante caoneo

Taladrar collar, cemento y zapato de un casing intermediopara continuar perforacin

Impactos u otros esfuerzos durante la continuacin de laperforacin tras cementar casing intemedio (especialmenteen pozos desviados)

MICROANILLO: CAUSAS (cont.)OTROS FACTORES

QU PROBLEMA PRODUCE LA


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Fitzgerald (Tennecos Cement Bond Logging Field ReferenceManual):

Un microanillo no causa canalizacin ni permite que el fluido

sea producido a travs del microanillo. Slo hace que lainterpretacin sea ms difcil, cuando no imposible

Jutten y Hayman (paper SPE 25377)

En la mayora de los casos, los microanillos no se

consideran perjudiciales para la aislacin hidrulica, pero laidentificacin es siempre crtica

En general, hay consenso entre los expertos en: Un microanillo no perjudica la aislacin de lquido (agua,

petrleo)

Tericamente, un microanillo podra afectar la aislacin degas seco. En la prctica: ?

QU PROBLEMA PRODUCE LAEXISTENCIA DE MICROANILLO?

EJEMPLO DE MICROANILLO


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EJEMPLO DE MICROANILLO(tomado de Fitzgerald , SPE 12141)

PROCEDIMIENTO PARA IDENTIFICAR


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Como ejemplo, se resumen las recomendaciones deFitzgerald para distinguir entre el efecto de microanillo (unfalso problema) y de canalizacin (una falta de sellohidrulico real que debe ser corregida)

1) Revisar la historia de pozo para determinar la mxima presin

ejercida sobre el casing desde el frage de cemento2) Instalar equipo de control de presin para cable (ej.

lubricador) antes de bajar herramienta de registro. El equipode control de presin debe tener una presin de trabajo de2000 psi ms que la presin mxima determinada en (1)

3) Registrar la seccin completa sin presin

4) Repetir el registro de 200-300 ft (zona de inters) bajopresin: 1500 psi o el valor mximo determinado en (1)

PROCEDIMIENTO PARA IDENTIFICAR(Y ELIMINAR) EFECTO DE MICROANILLO

PROCEDIMIENTO PARA IDENTIFICAR


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Recomendaciones de Fitzgerald (continuacin)5) Si la seal de amplitud disminuye pero todava no muestra

adecuada adhesin, incrementar la presin de registro en1000 psi si es posible, o hasta 3000 psi. Repetir el registro entodas las zonas de inters y emplear este ltimo para

interpretacin.6) Hay reas geogrficas donde valores de incremento de

presin menores son suficientes

Existen otras propuestas para determinar los valores

de incremento de presin Lo importante es repetir el registro con presin suficiente,

puesto que es imprescindible para diferenciar la presencia demicroanillo y tomar las decisiones apropiadas.

PROCEDIMIENTO PARA IDENTIFICAR(Y ELIMINAR) EFECTO DE MICROANILLO

EVALUACIN DE AISLACIN CON LA


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EVALUACIN DE AISLACIN CON LACURVA DE AMPLITUD (ATENUACIN)

El CBL es una medida de amplitud omni-direccionalLa reduccin de atenuacin en la seal (mayor

amplitud registrada), es debida a canales o a menorresistencia a la compresin del cemento (en

realidad, menor impedancia acstica), una vezdescartada la presencia de m icroani l lo

En consecuencia, es necesario suponer que mayoramplitud es debida a:

% de la circunferencia de casing que est cementadoo bien

menor impedancia acstica (o RC)



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100%

100%80%

% de circunferencia cementado

Grosmangin (1961)

Tasadeatenua

cin

EVALUACIN DE AISLACIN CON LACURVA DE AMPLITUD (cont.)



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Tradicionalmente se ha considerado que un 80% oms de casing cementado durante una ciertalongitud es suficiente para una buena aislacin 5 ft para csg. 5 1/2

10 ft para csg. 7 15 ft para csg. 9 5/8

La circunferencia cementada se suele estimar conel Bond Index (BI)

Hay diversas formas de calcular el BI

cementado)%(100Atenuacincementado)%(XAtenuacinBI

EVALUACIN DE AISLACIN CON LACURVA DE AMPLITUD - BOND INDEX



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La evaluacin del BI requiere: Estimacin de amplitud con 100 % cementado.

La seal mnima de amplitud registrada

Estimacin a partir de resultados de laboratorio decementacin

Estimacin de amplitud sin cemento (0% cementado)

Seal registrada frente a casing libre

Correlaciones segn tamao de casing

Cuando se interpreta una canalizacin con el Bond

Index, se deben tener en cuenta: BI < 80%

Seales de casing en la presentacin de energa total

Factores que alteren la curva de amplitud (por ej.:

formaciones rpidas, saltos de ciclo, etc.)

EVALUACIN DE AISLACIN CON LACURVA DE AMPLITUD - BOND INDEX (cont.)


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EVALUACIN DE AISLACIN


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EVALUACIN DE AISLACINCON LA ATENUACIN

Cul es la situacin?

?

CEMENTO DEMENOR

RESISTENCIA?

CANALIZACIN(NO HAY

AISLACIN)

EVALUACIN DE AISLACIN


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EVALUACIN DE AISLACINCON LA ATENUACIN

BUENAAISLACIN

CANALIZACIN

Cul es la situacin? Los perfiles snicosconvencionales danindicaciones va VDL,pero no ofrecen

respuesta definitiva.Para resolver el tema,se desarrollaronherramientas queevalan la

circunferencia delcasing por segmentos,de modo de reconocercanales.


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FIN

PREGUNTAS?

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