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• Marco Antonio Paliza Araujo

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Registros de Adherencia

Índice Cementación  Cementaciones deficientes  Principio de Registros de Adherencia  Cement Bond Log  Transit Time  Variable Density Log  Limitaciones 

Cementación 

¿Por qué cementar? ◦ Restringir el movimiento de y hacia formaciones ◦ Suporte y protección de casing  Corrosión  Presión  Esfuerzos geológicos

Parámetros monitoreados

Longevidad

Presiones Densidades

Afinidad con Form.

Centralización

Longitud

Tiempo

Temperatura

Cementaciones deficientes 

Densidad Errada

Ingreso de Fluidos

Pérdida de Fluidos

Cementaciones deficientes 

Alta permeabilidad del cemento

Cementaciones deficientes 

Falla mecánica

Cementaciones deficientes 

Poca afinidad superficial

Registros de Adherencia Impulsos sónicos  Determinan el grado de insulación entre zonas  Dan evidencias de posibles situaciones  Interpretación cualitativa 

Registros de Adherencia CBL: registro de atenuación de señales sónicas  VDL: presentación de energía total (espectro sónico completo)  Tiempo de tránsito 

Registros de Adherencia  

Herramientas diseñadas para evaluar condiciones en el espacio anular. Las mediciones tomadas se pueden relacionar a: • Calidad del cemento • Resistencia a la compresión (más precisamente, a impedancia acústica) • Adhesión al casing y a la formación por parte del cemento.



La determinación de aislación entre zonas es el principal objetivo (la calidad del sellado).

Registros de Adherencia Emite una señal sónica  Receptores registran las ondas refractadas  La atenuación y velocidad de la onda depende de: 

◦ Roca ◦ Casing ◦ Cemento

REGISTRO DE ATENUACIÓN CBL 

El instrumento de Perfil de Adherencia de Cemento es un dispositivo acústico que consta de un transmisor y generalmente, de dos receptores.



Se transmite un pulso acústico a través de los materiales que rodean el instrumento, para que los receptores midan las amplitudes y tiempos de las ondas acústicas.



El propósito principal de estas mediciones consiste en:  Determinar la presencia o ausencia de cemento en el espacio anular entre el casing en el pozo y las formaciones circundantes.  Determinar si el cemento se ha adherido al casing.

Herramienta de CBL-VDL • Es una herramienta de registros sónicos, con un emisor o transmisor y 2 receptores ubicados a 3 y 5 pies del emisor. El emisor sónico envía un pulso omnidireccional a una frecuencia relativamente baja, que induce una vibración longitudinal a la tubería. El CBL (a 3 pies del emisor) registra la primera amplitud de la onda sónica emitida E1. El VDL (a 5 pies del emisor) registra el tren de andas restantes o energía total.

CBL (CEMENT BOND LOG) 

La interpretación requiere: • Acoplamiento acústico (al corte) en la interface cemento-revestimiento.

•

La atenuación del primer arribo depende de: • Impedancia acústica del material en el espacio anular y la cantidad de cemento cuando existe.

PRINCIPIO DEL CBL 

Una elevada amplitud indica que el casing puede vibrar con relativa libertad; por lo tanto, no la adherencia o sostén no son buenos.



Una amplitud baja indica que el casing está más confinado o adherido, lo que provoca la atenuación de la energía de la onda por parte de los medios circundantes.

Registro de adherencia cemento – tubería (CBL) En la tubería libre la amplitud de onda registrada de CBL es la mas amplia. La amplitud de onda del CBL en una tubería cementada es menor (atenuada). El tiempo que tarda en viajar la onda desde el emisor al receptor del CBL se llama tiempo de transitó. Se utiliza para el control de la centralización de la herramienta y la variación de la amplitud.

Onda atenuada (cementada)

Principio del CBL : Ventana fija 

La medición de amplitud que se realiza en la mayoría de compañías de perfilaje representativa del primer arribo positivo en el receptor cercano. Esto se logra mediante el uso de una compuerta fija que se fija en el primer período pronosticado de arribo de casing.

Principio del CBL : Ventana fija

Principio del CBL : Ventana flotante 

Para este procedimiento se emplea un sistema de detección de compuerta flotante, compuerta se mantiene abierta desde el momento de la emisión del transmisor hasta que se encuentra un pulso cuya amplitud es suficiente para alcanzar la configuración de nivel de umbral, luego, esta respuesta se registra como el tiempo del primer arribo acústico.

Principio del CBL : Ventana flotante

ESPACIAMIENTO PARA EL REGISTRO DE LOS PERFILES CBL-VDL La respuesta de la herramienta de CBL a los cambios en atenuación sónica, depende en alto grado del espaciamiento entre transmisor y receptor.  En la siguiente figura se muestra una comparación de la respuesta de la amplitud del perfil CBL (en milivoltios) ,con la atenuación sónica para diferentes espaciamientos transmisor-receptor en una tubería de revestimiento típica de 7 pulgadas .Se pueden hacer varias observaciones significativas basadas en esta comparación. 

TIEMPO DE TRÁNSITO  

Tiempo de tránsito para control de calidad e interpretación. Factores que reducen el tiempo de tránsito • Excentricidad de la herramienta (inaceptable) • Formaciones rápidas



Factores que aumentan el tiempo de tránsito • Alargamiento (“stretching”) • Saltos de ciclo (“cycle skipping”)

TIEMPO DE TRÁNSITO 

Tiempo total para que la onda sónica se transmita: • Del transmisor al casing, a través del fluido • Hacia abajo, por el casing, hasta la altura del receptor • Del casing al receptor, a través del fluido



El tiempo de tránsito depende del tamaño de casing • Control de calidad. • Debe ser constante, excepto frente a las cuplas (ligero retardo característico).

HERRAMIENTA BIEN CENTRALIZADA SEGÚN LA CURVA DE TIEMPO DE TRÁNSITO

FACTORES QUE REDUCEN EL TIEMPO DE TRÁNSITO 

Excentricidad de la herramienta • Reducción significativa de amplitud. • Registro no aceptable (¡CONTROL DE CALIDAD!)



Formaciones rápidas • Por ejemplo, carbonatos de alta densidad • La señal de formación llega tanto o más rápido que la señal 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 es representativa del llenado de cemento

EFECTO DE LA HERRAMIENTA MAL CENTRALIZADA

HERRAMIENTA MAL CENTRALIZADA

FORMACIONES RÁPIDAS

FACTORES QUE AUMENTAN EL TIEMPO DE TRÁNSITO 

Alargamiento (“stretching”) • La reducida amplitud produce un alargamiento de TT • Representa una excelente adhesión cemento-casing.



Saltos de ciclo (“cycle skipping”) • El arribo de la primera onda es de muy poca magnitud, por lo que se detectan arribos posteriores (formación) • Representa una excelente adhesión cemento-casing • Gas en el fluido del pozo también puede producir salto de ciclo

ALARGAMIENTO (“STRETCHING”)

VDL PRESENTACIÓN DE ENERGÍA TOTAL  

Cómo se presenta la energía total (o espectro sísmico) Interpretación básica del VDL • Casing libre • Buen cemento • Adhesión parcial • Falta de sello cemento-formación

 

El VDL: “espejo” de tiempo de tránsito en registros sónicos Resumen de interpretación

VDL (VARIABLE DENSITY LOG)  

Es la presentación de la forma de onda según llega al receptor a 5 ft Hay dos tipos de presentación: • Presentación de la forma de onda completa • Bandas negras y blancas para picos positivos y negativos. Bandas grises cuando la onda está muy atenuada. • Esta última es la forma más usual

VDL (VARIABLE DENSITY LOG)

Registro de densidad variable VDL

VDL - RECEPTOR A 5 FT 

 

Produce el espectro sísmico completo (análisis de todas las ondas, su transmisión y su atenuación) Evaluación cualitativa de la adhesión cementoformación Ayuda a diferenciar entre cemento de menor impedancia acústica (~menor resistencia a la compresión) y canalizaciones.

INTERPRETACIÓN BÁSICA DE LA PRESENTACIÓN DE ENERGÍA TOTAL

INTERPRETACIÓN BÁSICA DE LA PRESENTACIÓN DE ENERGÍA TOTAL

INTERPRETACIÓN BÁSICA DE LA PRESENTACIÓN DE ENERGÍA TOTAL

INTERPRETACIÓN BÁSICA DE LA PRESENTACIÓN DE ENERGÍA TOTAL

Registro CBL y VDL

Se observa 3 zonas definidas, la parte superior tubería sin cemento, 2da zona con cemento y buena adherencia a forros y formación, 3ra zona con cementacion deficiente.

INTERPRETACIÓN BÁSICA DE LA PRESENTACIÓN DE ENERGÍA TOTAL

Registro de CBL y VDL corrida a hueco abierto para ver la influencia en el TT de una formación altamente compactada y otra de compactación general o común

INTERPRETACIÓN DEL VDL: RESUMEN 

Fuertes señales de casing • Casing libre (conexiones se ven como “chevrons”)



Ausencia de señales de casing (o débiles) • Gran atenuación en la pista de CBL (baja amplitud) • Buena adhesión cemento-casing



Señales de formación fuertes y señales de casing débiles • Buena adhesión, tanto cemento-casing como cementoformación



Las franjas de formación son como una imagen en espejo de un registro sónico (TT)

INTERPRETACIÓN DEL VDL: RESUMEN 

Ausencia de señales de formación • No hay acoplamiento (adhesión) cemento-formación • También producida por roca con mucha atenuación



Señales fuertes, tanto de casing como de formación • ¿Canalización o microanillo? • Se define con tramos de registro repetidos aplicando suficiente presión



VDL´s “ruidosos” (bandas de formación entrecortadas) • Suele ocurrir frente a zonas de gas

LIMITACIONES DEL REGISTRO DE CEMENTACION 

EN EL CEMENTO

◦ Formaciones gaseosas ◦ Problemas de flujo de origen mecánico ◦ Degradación de la lechada de cemento durante el fraguado



EN EL ANALISIS ◦ ◦ ◦ ◦

Formaciones no porosas Espesor del cemento menor a 2cm Espesor de los tubos Burbujas de gas

LIMITACIONES DEL REGISTRO DE CEMENTACION 

EN EL EQUIPO

◦ Velocidad de registro para VDL, CBL no mayores a 2.000 pies/hr



REGISTRO CBL Y VDL ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦

Temperatura y la presión Cemento espumos Centralización Microanillos Formaciones rapidas Omnidireccionalidad

MICROANILLOS Son brechas muy pequeñas entre el revestidor y el cemento que pueden

afectar la presentación del CBL y VDL . Se puede eliminar la influencia de estos microanillos corriendo el registro CBL bajo presión.

CAUSAS DE MICROANILLO     

Expansión o contracción del casing luego del fraguado de cemento Aumentos o disminución de presión en el pozo Energía impartida por los disparos durante cañoneo Frague de cemento Taladrar collar, cemento y zapato de un casing intermedio para continuar perforación

◦ Pelicula de lodo en la pared de revestidor

PROBLEMAS QUE PRODUCE UN MICROANILLO 

Un microanillo no causa canalización ni permite que el fluido sea producido a través del microanillo. Sólo hace que la interpretación sea más difícil, cuando no imposible



En la mayoría de los casos, los microanillos no se consideran perjudiciales para la aislación hidráulica.



Bajo dichas condiciones, la amplitud arrojaría resultados pesimistas, Un método para determinar la existencia de un microanillo consiste en volver a correr el perfil aplicando presión de superficie adicional al casing.

PROCEDIMIENTO PARA IDENTIFICAR UN MICROANILLO 1) Revisar la historia de pozo para determinar la máxima presión ejercida sobre el casing desde el frague de cemento 2) Instalar equipo de control de presión para cable (ej. lubricador) antes de bajar herramienta de registro. El equipo de control de presión debe tener una presión de trabajo de 2000 psi más que la presión máxima determinada en (1) 3) Registrar la sección completa sin presión 4) Repetir el registro de 200-300 ft (zona de interés) bajo presión: 1500 psi o el valor máximo determinado en (1)