4-Conceptos Básicos del Registro de Adherencia del Cemento CBL-VDL.pdf

Conceptos Básicos del Registrode Adherencia del Cemento CBL- VDL © Copyright 2005-2007 Sapience. All Rights Reserved. Derechos Reservados Revisión Histórica • 1936 – Registros de Temperatura para ubicar el tope de cemento – Cemento trazado con Carnotita detectados con Rayos Gamma • 1961 CBL • 1982 CBL Compensado • 1982 Herramienta de Eco Pulsante (Pulse Echo Tool) (CET, CET PET) PET • 1989 SBT Segmented BT (Baker Atlas, Atlas McCoullag) • 1990 USIT (Schlumberger) • 1995 CAST-V (GO,Halliburton) • 1998-2000 Sector BT (Weatherford), Radial BT( Lee(SLB)), SLB CSS (Sondex), TekCo) • 2005 Isolation Scanner Conceptos Básicos © Copyright 2005-2007 Sapience. All Rights Reserved. Derechos Reservados Técnicas Convencionales y Modernas de Evaluación de Cemento • Cement Bond Logs CBL – Variable Density Log VDL • Segmented Bond Logs – SBT Segmented Bond Tool Baker Atlas – SBT Sectored Bond Tool Weatherford – RBT Radial Bond Tool SSO (Sondex) • Ultrasonic Log – USI Ultra Sonic Imager Schlumberger – CAST-V Circumferential Acoustic Scanning Tool – Visualization Halliburton Conceptos Básicos © Copyright 2005-2007 Sapience. All Rights Reserved. Derechos Reservados Propagación de Ondas Compresionales y de Corte Di re cc ió n Compresión de v ia Rarefacción je de Compresión Di re la cc On Rarefacción ió da n Dirección de de Compresión movimiento de vi a je la partícula de la Dirección de On Sólidos, Líquidos y Gases movimiento de da la partícula Solamente Solidos Conceptos Básicos © Copyright 2005-2007 Sapience. All Rights Reserved. Derechos Reservados Configuración Típica de la herramienta CBL T Ondas Refractadas H A B C Ondas placa D E F I G R3 R5 Conceptos Básicos © Copyright 2005-2007 Sapience. All Rights Reserved. Derechos Reservados Composición de la Onda Sónica Cemento Lodo Formación Revestridor Lodo Revestidor Cemento Formación Compuesto Conceptos Básicos © Copyright 2005-2007 Sapience. All Rights Reserved. Derechos Reservados Movimiento de Partículas en Ondas-Placa Simétricas Velocidad de Onda-Placa ( Vpl) Vibración Elíptica, Onda de Corte (Vs) ρ1 Vibración Longitudinal , Onda Compresional (Vc) h ρ2 4 k+ µ µ 3 VS = VC = ρ ρ K=Modulo de Elasticidad Volumétrico (psi) µ=Modulo de Corte (psi) VS2 Vpl = 2VS (1 − 2 ) α=Atenuación (db/ft) Pardue(1973) VC h=Espesor del Revestidor (pulgadas) ρ2 52.2 ρ=densidades (gr/cc) ρ1 α= V=Velocidades (pies/sec) Vpl2 − 1 Vpl2 1 [( 2 − 1) 2 + ( 2 − 1) 2 ]h VC VS Conceptos Básicos © Copyright 2005-2007 Sapience. All Rights Reserved. Derechos Reservados Señal Recibida 200,000 useg Voltaje (v) Frecuencia de Repetición 5 Hz … Frecuencia de Operación 20,000 Hz 50 useg … … Transmisor Dispara Transmisor Dispara Tiempo Señal en el Receptor Señal en el Receptor Tiempo Amplitud (mv) de Transito 250 useg … … Tiempo Conceptos Básicos © Copyright 2005-2007 Sapience. All Rights Reserved. Derechos Reservados Dependencia de la Amplitud del Espaciamiento Transmisor-Receptor (5-1/2”, 23#) A2 A1 100 NO HAY CEME NTO , 0.8 DB 10 /FT 0% CE ME NT O, 10 1. A = A 0 e − αz AMPLITUD RELATIVA 25 ” AN 20 A UL Atenuacion (db/ft) = log10 ( 1 ) AR z A2 ,D EN SI DA La Atenuación (a) aumenta 1 D ME cuando disminuye el peso DI A del revestidor y/o cuando ,8 aumenta la densidad del DB /F cemento. Atenuaciones tan T grandes como 14 db/ft en 0.1 revestidor de 5-1/2” 15# 0 1 2 3 4 5 6 7 adherido con cemento Z - ESPACIAMIENTO - FT denso. Conceptos Básicos © Copyright 2005-2007 Sapience. All Rights Reserved. Derechos Reservados Especificaciones de un CBL Típico • Longitud 20’41” • Diametro Externo 3-5/8” • Peso 365 lbs • Temperatura 350°F • Min/Max Tamano de Hoyo 4.13” , 20” • Velocidad de Registro 60 pies/min • Frecuencia de Operacion 20 KHz • Frecuencia de Repeticion 5 Hz Conceptos Básicos © Copyright 2005-2007 Sapience. All Rights Reserved. Derechos Reservados Medición del Tiempo de Transito E3 Amplitud TX E1 DISPARA NIVEL DE DETECCION Tiempo TIEMPO DE TRANSITO E2 E1 ADHERENCIA POBRE Amplitud Alargamiento BUENA ADHERENCIA TX NIVEL DE DETECCION DISPARA Tiempo TIEMPO DE TRANSITO Alargamiento Amplitud E3 Salto de Ciclo ADHERENCIA POBRE E1 BUENA ADHERENCIA TX NIVEL DE DETECCION FIRING Tiempo E2 Conceptos Básicos TIEMPO DE TRANSITO Salto © Copyright 2005-2007 Sapience. All Rights Reserved. Derechos Reservados Medición de la Amplitud E3 Amplitud TX E1 DISPARA NIVEL DE DETECCION Tiempo ForeRunner TIEMPO DE TRANSITO E2 Compuerta Electró Electrónica Tiempo Conceptos Básicos © Copyright 2005-2007 Sapience. All Rights Reserved. Derechos Reservados Amplitud de Tubería Libre versus Tamaño del Revestidor Free Pipe Amplitude versus Casing Size 201.549*OD-0.604467 120 2.38, 119.48 110 2.88, 106.45 100 3.50, 94.52 90 Amplitude (mV) 80 4.50, 81.20 70 5.50, 71.92 60 7.00, 62.17 7.63, 59.03 50 9.63, 51.28 40 13.38, 42.03 16.00, 37.72 20.00, 32.96 30 20 0 5 10 15 20 25 Pipe Size(OD) (in) Conceptos Básicos © Copyright 2005-2007 Sapience. All Rights Reserved. Derechos Reservados Tiempo de Transito a través de varios materiales • Material Tiempo de Transito (µsec/ft) – Arenisca 55.5 – Caliza 47.6 – Dolomita 43.5 – Sal 67.0 – Anhidrita 50.0 – Polihalita 57.5 – Agua (Fresca) 200.0 Agua (100,000 ppm NaCl) 189.0 – Agua (200,000 ppm NaCl) 182.0 – Petroleo 222.0 – Aire 919.0 – Acero del Revestidor 57.0 Referencia – Lodo Base Agua 167.0 – Cemento 90.0-160.0 Conceptos Básicos © Copyright 2005-2007 Sapience. All Rights Reserved. Derechos Reservados Calculo del Tiempo de Transito ∆t Casing ODC Snell´s Law : sini = ; θ = 90 − i ∆t fluid IDC 1 ODT M T ID C = (OD − 0.36804W) 2 C 2 1 1 T (ID C − OD T ) (ID C − ODR ) MT = 2 MR = 2 θ sinθ sinθ L = S - MT cosθ − MR cosθ TT = L∆t casing + (MT + MR )∆t Fluid CBL-H 3-1/4" S L Transmitter-Receiver S 36 in Transmitter diameter ODT 2.500 in 3' Receiver diameter ODR 1.250 in Casing OD ODC 9.625 in Casing Weight W 47.000 lb/ft Casing ID IDC 8.680 in Snell's angle (90-Incidence) θ 72.542 degree R Transmitter-Casing distance MT 3.239 in Receiver-Casing distance MR 3.894 in ODR MR Casing distance L 33.860 in Fluid TT ∆TFluid 189.000 usec/ft Casing TT ∆TCasing 56.700 usec/ft Travel Time TT 272.342 usec Conceptos Básicos © Copyright 2005-2007 Sapience. All Rights Reserved. Derechos Reservados Aplicación de los Cálculos de Tiempo de Transito 300 TT3’ 100 200 VDL 1200 USEC USEC TT3’ COMPUTADO = 197.5 USEC TT5’ COMPUTADO = 311.5 USEC TRAVEL TIME GAMMA RAY CCL Conceptos Básicos © Copyright 2005-2007 Sapience. All Rights Reserved. Derechos Reservados “Variable Density Log” (VDL) Amplitud Arribos de Casing Arribos de Formacion Arribos de Lodo mV Adherencia Pobre Transmisor Buena Adherencia E1 Umbral VDL t µsec Compuerta de Casing @ 20 KHz 25 µsec Conceptos Básicos © Copyright 2005-2007 Sapience. All Rights Reserved. Derechos Reservados VDL del Receptor de 5 pies Casing 3’ 17,544 pies/segundo 11,848 pies/segundo Formación 3’ (Arenisca saturada de agua con 20% de porosidad) Casing 5’ Formación 5’ Tiempo (msec) Conceptos Básicos © Copyright 2005-2007 Sapience. All Rights Reserved. Derechos Reservados SRT: TT MICS: MICrosecondS (µsec) PPT: Predicted Pipe Time Receptor de 5’ 5’ ruidoso o umbral de VDL muy bajo. XX126’ Cuello? Amplitud XX214’ Amplificada Cero? Conceptos Básicos XX256’ © Copyright 2005-2007 Sapience. All Rights Reserved. Derechos Reservados Tubería Libre : Efecto de los cuellos en la Amplitud y el Tiempo de Transito Tiempo de Transito Amplitud VDL aumenta disminuye Chevron / W T 3’ 3’ Refractada Reflejada -Tiempo de Transito aumenta por 3 pies, cuando el collar esta entre T&R3’, debido al tiempo de transito adicional del fluido en el espacio entre tubos. La amplitud disminuye por R3’ 3 pies, cuando el collar esta entre T&R3’, debido a las reflexiones en el espacio entre tubos. Conceptos Básicos © Copyright 2005-2007 Sapience. All Rights Reserved. Derechos Reservados Tubería Libre : Chevron : Efecto de los cuellos en el VDL Tiempo de Transito Amplitud VDL aumenta disminuye Chevron / W T 5’ 57 µsec/ft 114 µsec/ft R3| ’ R5’ Reflejada El Tiempo de Transito aumenta por 5 pies, cuando el cuello esta entre T y R5’, debido al tiempo de transito adicional del fluido en el espacio entre tubos. Cuando T-R5’ esta por encima o por debajo de un cuello las reflexiones en el VDL tiene una pendiente de 114 usec / pie. Cuando el cuello esta entre T-R5’ las reflexiones tienen una pendiente de 57 usec / pie. Conceptos Básicos © Copyright 2005-2007 Sapience. All Rights Reserved. Derechos Reservados Ejemplos de CBL A D B C Conceptos Básicos © Copyright 2005-2007 Sapience. All Rights Reserved. Derechos Reservados Adherencia Pobre Frente a Zonas Permeables La adherencia del cemento a menudo es mas pobre que en una zona permeable que en una arena de agua o arcilla. No existe una teoría satisfactoria que explique este fenómeno. El registro Conceptos Básicos fue corrido 11 días después de la cementación. © Copyright 2005-2007 Sapience. All Rights Reserved. Derechos Reservados Tiempo de Fraguado de Cemento en un pozo en Occidente de Venezuela La adherencia de cemento se desarrolla mas rápidamente frente a las zonas permeables indicadas por las curvas de Microlog y Conceptos Básicos Caliper. © Copyright 2005-2007 Sapience. All Rights Reserved. Derechos Reservados