EVALUACIN DE LA CALIDAD DE LA CEMENTACIN

OBJETIVOS DEL CONTROL DE CALIDAD DE LA CEMENTACIN CONFIRMAR QUE EL CEMENTO ESTA PRESENTE PARA SUMINISTRAR SOPORTE AL REVESTIDOR

REQUIERE LA PRESENCIA DE CUALQUIER MATERIAL EN EL ANULAR, QUE CUBRA ALREDEDOR DEL 100% DE LA CIRCUNFERENCIA REVESTIDOR-HOYO

ASEGURAR QUE LAS ZONAS DE INTERES ESTEN HIDRAULICAMENTE AISLADAS

REQUIERE EL 100% DEL ANULAR LLENO DEL MATERIAL NO PERMEABLE

Tipos de ondas de acuerdo con el lugar las caractersticas de procedencia.PRINCIPIOS DE LOS REGISTROS DE CEMENTACIN

PRINCIPIOS DE LOS REGISTROS DE CEMENTACINHerramienta de registro de cementacin con lapropagacin de la onda de sonidoLas herramientas de registros de cementacin emiten una energa acstica omnidireccional que viaja a travs de de los fluidos del revestidor desde un Transmisor y se reflejan de regreso a travs de estos mismos fluidos hasta un receptor de seales colocado en la herramienta a una distancia fijada. La amplitud del receptor es proporcional al porcentaje de la circunferencia de revestidor cubierta por el cemento . La distancia que la seal viaja del transmisor al receptor depende la calidad del acoplamiento acstico del cemento al revestidor y a la formacin.

PRINCIPIOS DE LOS REGISTROS DE CEMENTACINComposicin de la onda de seal de sonidoEl primer pico positivo se refiere como E1 con sus subsecuentes picos positivos con numeracin impar, y la numeracin par corresponde a los picos negativos.Los receptores detecta la sumatoria de todas las formas de ondas generadas por reflexin de la seal snica desde Revestidor (1), formacin(2), lechada de cemento y el fluido dentro del revestidor(3)

La composicin es afectada por la calidad de:a. Acoplamiento acstico del cemento al revestidor y de este a la formacinb. Fuerzas compresivas del cementoc. Espesor de la lechada de cementacind. Espesor de la pared del revestidor

PRINCIPIOS DE LOS REGISTROS DE CEMENTACINComposicin tpica de la seal de ondapara revestidor sin cementoLa magnitud de la onda es mayor en la tubera libre, creando la seal un efecto de anillo. Si el revestidor no esta acsticamente acoplado a un material slido en el anular, la nica seal detectada por el receptor ser la seal del revestidor. Este efecto podr ser creado por:1. Cemento inestable en el anular2. Dbil cementacin (250 psi) fuerza de compresin en el anular3. Corte de gas en el anular4. Existencia de microanillo entre el cemento y el revestidor5. Inexistencia del cemento en el anular

PRINCIPIOS DE LOS REGISTROS DE CEMENTACINComposicin tpica de la seal de ondapara revestidor con buena cementacin Es requerido un buen acoplamiento acstico del cemento al revestidor y a la formacin para la transmisin de la seal a travs de todos los conductores. La figura ilustra la onda tpica cuando el anular esta completamente lleno de cemento, la nica forma de detectarlo es por una onda dbil o completamente ausente de la seal de formacin o seal del revestidorTiempo de viaje de laonda a travs del revestidor

Composicin tpica de la seal de onda con buena adherencia a la tubera, pero mala a la formacin.PRINCIPIOS DE LOS REGISTROS DE CEMENTACINLos factores que pueden prevenir la deteccin de la seal de la formacin como se ilustra en esta figura son:

1. Formacin de revoque

2. Secciones en hoyo desnudo no llenas con cemento.

3. Corte de gas o espuma del cemento.

4. Formaciones no consolidadas.

La seal de onda donde el cemento ha sido canalizado o donde existe un microanillo entre el cemento y la formacin. PRINCIPIOS DE LOS REGISTROS DE CEMENTACINUn canal entre la lechada del cemento y la formacin normalmente no se identifica por la forma de la onda. Un canal en el anular establece un acoplamiento parcial entre la lechada de cemento al revestidor y a la formacin. El receptor detectar toda la onda compuesta como la seal del revestidor y la seal de la formacin. La seal del fluido del revestidor siempre ser detectada por el receptor, pero sin un valor interpretativo y posteriormente ser ignorada.La seal del revestidor es reflejada a travs del revestidor no cementado mientras que la seal de la formacin es detectada a travs de lado cementado del revestidor. Esta condicin es generalmente creada por:a. Centralizacin pobre del revestidorb. Remocin inadecuada de los ripios de la parte baja del hoyo desnudoc. Excesiva separacin de agua libre del cemento

Forma de onda usando la tcnica de un registrador VDL PRINCIPIOS DE LOS REGISTROS DE CEMENTACINLa presentacin de la onda en el registro puede ser de la forma de energa de onda en escala de 200-1200 s o forma de representacin lineal de los picos positivos (E1, E3, E5 etc.). El tiempo transciente P de la onda comnmente referido al primer arribo de la onda E1, puede varia dependiendo de la fuente de la seal detectada. Las seales de revestidor o seales de formaciones rpidas exhiben generalmente un tiempo transciente de 200-400 s, mientras que en formaciones suaves varia en un rango de 700-900 ms

INDICE DE ADHERENCIARelacin entre la atenuacin en la zona de inters dividido entre atenuacin zona 100% cementada expresada en db/pie.REGISTRO DE POZOS PARA EVALUAR LA CALIDAD DEL CEMENTO

REGISTRO DE POZOS PARA EVALUAR LA CALIDAD DEL CEMENTO

Para realizar la evaluacin cuantitativa de la calidad del cemento, adems de usar la interpretacin de los registros CBL y VDL, se incluye una combinacin de registros de rayos gamma, un localizador de cuellos (CCL) y el tiempo de propagacin (TT) que tarda la primera onda desde el transmisor hasta el receptor de tres pies.CONTROL DE CALIDAD DE LOS REGISTROS DE CEMENTACIN

AZ100-Atenuacin terica (Zona 100% Cementada)020dB/pieATAMATMNINTERPRETACIN CUANTITATIVA DEL REGISTRO CBL-VDLATAM- Atenuacin mximaATMN- Atenuacin mnima

Registro VDL ilustrando centralizacin inconsistente CONTROL DE CALIDAD DE LOS REGISTROS DE CEMENTACIN Las herramientas acsticas deben ser centralizadas mientras se corren los registros de cementacin. Una herramienta no centralizada puede causar seales del revestidor ( si esta presente) que puede tener apariencia de onda. La apariencia de onda es creada por los cambios aparentes en el tiempo de arribo de la seal del revestidor. Se puede realizar un buen control de calidad en la herramienta centralizada si la seal del revestidor esta presente. Las seal de revestidor debe ser perfectamente recta en el registro

Registro de cementacin mostrando el tope del cemento, Comparacin de la tubera libre con la tubera cementada CONTROL DE CALIDAD DE LOS REGISTROS DE CEMENTACIN La figura ilustra una buena adherencia al tubera y la formacin, se observa seal de gas libre en el revestidor con una tpica respuesta de cuellos. El tope del cemento se encuentra a 2830. Note que la seal del revestidor desaparece mientras que la seal de la formacin comienzan a ser visibles

Efectos de la formacin en las curvas de amplitud CONTROL DE CALIDAD DE LOS REGISTROS DE CEMENTACIN La figura ilustra una buena adherencia al tubera y la formacin, sin patrones de cuellos o de revestidor. Los patrones de la formacin son limpios, claros y fcilmente identificados los cambios de ambientes que se encuentra en profundidad con el el registro GR. Respuesta tpica de formaciones fracturadas, deflecion a la derecha para formaciones duras y a la izquierda para las capas mas arcillosas

Efectos de formaciones rpidas y cambios de litologaCONTROL DE CALIDAD DE LOS REGISTROS DE CEMENTACINLa figura muestra un efecto de la litologa en el microsismograma en un revestidor bien cementado. Por encima de 9000 no es visible la seal del revestidor solamente de la formacin y del fluido dentro del revestidor. Los patrones por debajo de 9000 ft son observados sin seal del revestidor la cual es enmascarada por la seal de la formacin rpidas y duras. Esto esta confirmado por la curva de GR que muestra un cambio litolgico de arcillas marinas a calizas no porosas

Registro con reas de mala cementacinCONTROL DE CALIDAD DE LOS REGISTROS DE CEMENTACINRepresentan un sin fin de condiciones que pueden existir. Desde 2640` ac arriba, son evidente las seal del revestidor y de la formacin indicando canalizacin del cemento o microanillo. --una corrida con revestidor presurizada ayudara a establecer cual es la situacin. En los intervalos desde 2640-2660 y 2722-2730 no muestran seal detectada por el receptor debido a cemento con presencia de gas, grandes secciones de hoyo no cementadas o formaciones no consolidadas o arenas de gas porosas. Por estas razones los analistas deben tener cliper y registros de litologas para realizar la evaluacin de la calidad de la cementacin.

Evala la adhesin de cemento tanto a la tubera como a la formacin.

Indica los canales o intervalos con tan solo parcial adhesin.

Indica la tubera libre y el tope del cemento.

La herramienta CBL, produce un perfilaje preciso de adhesin de cemento en cualquier dimensin de revestimientos-desde 2" hasta 20"- sobre un amplio rango de temperaturas y presiones.

Adhesin de cemento en ambientes hostiles y de hoyo reducido.

La herramienta Snica de Onda Completa de ambientes hostiles (Hostile Full Wave Sonic), es la nica herramienta que provee datos confiables de adhesin en temperaturas por encima de 500 F y presiones por encima de 25000 psi. Adems con un dimetro de tan slo 2.75 ", el HFWS es tambin ideal para condiciones de hoyo reducido (slimhole). CEMENT BOND LOG (CBL) - HALLIBURTON

Este registro de cementacin muestra una seccin adhesin completa del cemento. Se observan valores bajas de amplitud en la Pista 2 (1mV) y la ausencia del seal hacia la tubera en la Pista 4 (MSG-Micro-Sismograma). El mapa volumtrico en la Pista 3 muestra 100% de material slido, excepto las pequeas secciones en el medio (70-75% de adhesin). La seal de Formacin en MSG indica una adhesin del cemento hacia la formacin.CEMENT BOND LOG (CBL)

El registro de cementacin muestra una seccin que contiene la caera libre. El registro exhibe en MSG un clsico seala de lneas muy rectas en la parte central. El mapa volumtrico muestra aproximadamente 97% de material liquido mientras la curva de amplitud est leyendo entre 60 y 70 mV, revelando que no hay ningn cemento presente en este intervalo.CEMENT BOND LOG (CBL)

ACE - proporciona informacin rpida y exacta sobre la adhesin de cemento, incluso al usar cementos espumados, funcionando normalmente con las herramientas convencionales de evaluacin de cementacin.ACE - es un nuevo mtodo de interpretar los CBL y los datos ultrasnicos ya disponibles. Permita aclarar las respuestas a los requerimientos mas comunes, tales como: Si es suficiente bueno el aislamiento zonal. Determinar si realmente necesito un trabajo de forzamiento. ACE-Advanced Cement EvaluationEvaluacin Avanzada de Cemento (HALLIBURTON)ACE - ADVANCED CEMENT EVALUATION

SBT-Segmented Bond Tool- Herramienta para comprobacin de adhesin segmentada

Caractersticas y ventajas de operacin:

La herramienta SBT mide cuantitativamente la integridad de la adhesin de cemento en seis segmentos angulares alrededor del revestimiento.Los transductores acsticos son instalados sobre seis patines, posicionados en contacto interior con las paredes del revestimiento y provee medidas de atenuacin compensadas. Estas medidas son insensibles a lodos pesados o cortados por gas, efectos de formacin o una moderada excentricidad, las cuales degradan significativamente, medidas de tipo convencional y reflectancia.El servicio SBT tambin provee un registro de densidad variable (VDL) mejorado y orientacin de la herramienta, para identificar el lado inferior del hoyo perforado.SBT - SEGMENTED BOND TOOL

SBT - SEGMENTED BOND TOOL

La herramienta SBT identifica un amplio rango de condiciones de adhesin de cemento.

La adhesin parcial se identifica de X600 - 88 y X714 - 28, pero hay presencia de suficiente cemento para proporcionar el aislamiento hidrulico.

Los esfuerzos por mejorar la condicin de cemento entre X688 y X714 probablemente seran infructuosos porque hay un aislamiento hidrulico adecuado por encima y debajo de este intervalo, limitando la cantidad de cemento que podra forzarse en esta zona. BUENAPARCIALTUB. LIBREPARC.BUENAX600X650X700SBT - SEGMENTED BOND TOOL

Ultrasonic Imager (USI-Schlumberger)

La herramienta USI examina la totalidad de la circunferencia del hoyo para evaluar la calidad del trabajo de cementacin y determinar las condiciones internas o externas del revestimiento.Un simple censor rotatorio emite pulsos ultrasnicos y mide la resonancia resultante.

El procesamiento MAXIS de las mediciones del USI toma la fuerza del eco y la resonancia del revestimiento, produciendo imgenes detalladas de la calidad del cemento, destacando la canalizacin (espacios vacos) y el grosor del cemento hasta 1.2".

Aplicaciones

Evaluacin de cemento Deteccin de corrosin y monitoreo. Similar a otras herramientas de imgenes de la competencia, puede ser utilizado para la determinacin de zonas de gas.USI - ULTRASONIC IMAGER (SCHLUMBERGER)

Despliegue de un registro USI confirmando la existencia de un canal (espacio vaco) inicialmente detectado por el WFL (Water Flow Log) - registro para flujo de agua. Los caoneos desde 6400' hasta 6410' son mostrados claramente. En las imgenes de amplitud en la pista 2 y sobre las imgenes de impedancia en las pistas desde la 8 a la 10, se detecta buena calidad de cemento 7 pies por encima de los caoneos, pero espacios vacos con lquido emplazado se extienden por debajo del intervalo perforado.USI - ULTRASONIC IMAGER (SCHLUMBERGER)

Este registro en tiempo real de un CAST-V en hoyo revestido, despliega la descentralizacin y ovalidad del hoyo en la pista 1 (izquierda) y E1-tiempo de trnsito y CCL en la pista 1 (derecha). El tiempo de trnsito de fluido es representado en la pista de profundidades. La pista 2, contiene las curvas de CBL (ambas, la normal y la amplificada) el Micro-Seismograma es mostrado en la pista 3. La pista 4 contiene el ndice de adhesin CBL y el promedio de impedancia (Z) del CAST-V, mientras el mapa de impedancia es desplegado en la pista 5. Una aparente ausencia de cemento es indicada por la sombra azul en el mapa de impedancia en las profundidades comprendidas entre 125' - 115' . Esto es causado por la presencia de gas .CAST- V - CIRCUMFERENTIAL ACOUSTIC SCANNING TOLL (HALLIBURTON)

CAST-V - Herramienta para Imgenes Acsticas de la Circunferencia del Pozo.CAST-V ofrece un perfil completo de 360 del hueco del pozo.

Las aplicaciones principales incluyen:

Inspeccin de Tubera de Revestimiento (en ambos, Espesor y Dimetro) Evaluacin/Imagen Ultrasnica del Cemento Imgenes de la pared del pozo en Pozo Abierto Deteccin de FracturasCAST- V - CIRCUMFERENTIAL ACOUSTIC SCANNING TOLL (HALLIBURTON)

VENTAJAS: Cobertura completa de la circunferencia.

Capacidad para inspeccionar la tubera de revestimiento y evaluar la cementacin simultneamente.

Puede ser combinado con una herramienta digital de onda acstica para el registro de Adherencia y por ende reducir el tiempo del taladro.

Evaluacin en tiempo real de cementos complejos y livianos con el proceso SVP (Diagrama Estadstico de Variacin). La cavidad para fluido mide en tiempo real tanto el tiempo de transito del fluido del hueco del pozo como la impedancia del fluido para la correccin de los datos medidos.

En tiempo real grficas de impedancia, grficas de resistencia a la compresibilidad, y grficas de variacin.CAST-V- CIRCUMFERENTIAL ACOUSTIC SCANNING TOLL (HALLIBURTON)

EL GRAFICADOR DE VARIACIN ESTADSTICA (SVP)-STATISTICAL VARIATION PLOT- ES UN PAQUETE DE INTERPRETACIN QUE PROVEE UNA EVALUACIN MINUCIOSA DE LECHADAS DE CEMENTO LIVIANAS O COMPLEJAS EN OPERACIONES DE CEMENTACIN.

El procesamiento SVP distingue al fluido del cemento sin tomar en consideracin los valores de impedancia de ambos. Adems SVP no es dependiente de las fuerzas compresivas del cemento y puede ser utilizado en pozos viejos o nuevos , dnde los registros de cementacin no se encuentren disponibles. Otro punto a favor, es que los resultados son obtenidos en tiempo real lo que los hace disponibles en el propio pozo.

La herramienta de perfilaje Heat Suite , provee de calidad de medidas en condiciones hostiles de hoyo, incluyendo temperaturas por encima de 500F y presiones de 25000 psi. La herramienta Snica de Onda Completa para condiciones hostiles es usada para obtener informacin acerca de la adhesin de cemento bajo stas condiciones extremas. Con un dimetro externo de 2 ", provee capacidad de corrida en hoyo reducido (Slimhole),

SVP - STATISTICAL VARIATION PLOT

RESULTADO DE PROCESAMIENTO (SVP)

El ejemplo muestra los valores obtenidos del procesamiento SVP. En el intervalo sobre XX55', ambos, tanto la forma de onda del CBL (pista 2) y el mapa de impedancia de cemento (pista 3), hacen pensar que ningn cemento se encuentre presente en el anular. El mapa de impedancia claramente identifica restos de cemento, pero no identifica con precisin el cemento primario, debido a los bajos valores de impedancia de ste. Sin embargo el SVP proces los resultados (pista 4) indicando claramente un buen aislamiento zonal a lo largo de la lechada primaria de baja densidad.Sin los resultados del procesamiento SVP, un trabajo de reparacin (forzamiento) de cemento costoso se habra realizado, aumentando los costos de operacin a parte de diferir produccin. SVP - STATISTICAL VARIATION PLOT

Utiliza ocho (8) transductores ultrasnicos acoplados a un arreglo doble helicoidal, para medir la circunferencia del revestimiento en intervalos de 45. Evala la adhesin de cemento alrededor del revestimiento y determina tambin su espesor.Su corrida y procesamiento ayuda a :

Evaluar cemento alrededor del revestimiento.

Identificar intervalos para ser reparados.

Evaluar integridad del revestimiento, corrosin externa e interna.

Mide la excentricidad de la herramienta, inclinacin y soporte relativo.

Determina el tiempo de trnsito del fluido.

Localizar los cuellos de tubera acsticamente.

Puede ser corrido en conjunto con el standard CBL.PET - PULSE ECHOLOG TOOL (HALLIBURTON)

PET evaluacin de cemento.

En este ejemplo, una buena adhesin de cemento es indicada en el intervalo X210' aproximadamente en el fondo, basndose en los valores de alta impedancia en la pista y el predominio de colores marrn y negro en las imgenes del mapa de impedancia. Un intervalo pobremente consolidado es mostrado en el intervalo entre X130' a X100' debido a las lecturas de baja impedancia y un alto porcentaje de color azul que se refleja en la pista del mapa de impedancia.PET inspeccin de revestimiento.

Este ejemplo del registro, presenta las medidas de los transductores opuestos, obtenindose una imagen bidimensional de la condicin del revestimiento. La medicin de espesor del revestimiento, se agrega al radio interior, el cual es luego graficado con transductores opuestos usando escalas opuestas. Cuatro pistas de datos, proporcionan cuatro vistas del revestimiento cada 45. El registro indica una leve distorsin en las escalas, por las perforaciones (caoneos) alrededor de XX830'.PET - PULSE ECHOLOG TOOL (HALLIBURTON)

El analizador mltiple de lechadas de cemento (Multiple Analysis Cement Slurry Analyzer-MACS-Analyzer) mide el desarrollo y fortaleza de la lechada o gel de lodo, informacin crtica para el control de la migracin de gas en el pozo.

Analizador Ultrasnico de Cemento (UCA-Ultrasonic Cement Analyzer)Este sistema monitorea continuamente la composicin del cemento y su fortalecimiento mientras se desarrolla el proceso de fraguado. Se realiza dentro de una cmara especial de prueba presin/temperatura. Se empiezan las medidas de velocidad ultrasnicas mientras la muestra de cemento est en estado fluido. Los valores de fuerzas compresivas son continuamente derivados y desplegados a travs de monitores en tiempo real, obtenindose los siguientes beneficios:

Proporciona la informacin previa para determinar cundo correr las herramientas o procedimientos asociados tales como las mediciones de temperatura, perforaciones.

Disminuye el tiempo de fraguado del cemento(WOC-waiting on cement-)

Aumenta el control de calidad de los cementos utilizados en trabajos de reparacin de cementacin.

Indica el tiempo preciso cuando la muestra alcanza 50 psi y 500 psi de fortaleza compresiva.

Densidad de la Lechada:Una vez el UCA determina el tiempo de trnsito de una lechada especfica, la impedancia puede ser calculada conociendo la densidad de la lechada. NUEVAS TECNICAS (HALLIBURTON)

Zonas de GasEn formaciones altamente presurizadas por gas, con buena porosidad y permeabilidad, la lechada de cemento an sin endurecer puede traer consigo canalizacin de gas, siendo resultante en las herramientas de evaluacin de cemento, una pobre adhesin de ste en apariencia.

Existe una gama completa de herramientas a hoyo abierto para determinar la porosidad y permeabilidad de formacin que ayudan a identificar las zonas de gas, en las cuales la canalizacin de gas en cemento puede ser un problema.

Adems se puede calcular el flujo de gas con el programa Factor Potencial de Flujo de Gas (Gas Flow Potential factor). Con base a ste programa, aditivos tales como el GASSTOP y GASCHECK pueden ser aadidos a la lechada de cemento para ayudar a reducir la canalizacin del Gas.NUEVAS TECNICAS (HALLIBURTON)

El probador de tiempo de engrosamiento presin/temperatura, mide la viscosidad aparente y la capacidad de bombeo de la lechada de cemento bajo variables condiciones de temperatura y presin por encima de 400 F y 30000 psi. Estas unidades estn localizadas en el Centro Europeo de Investigaciones en Leiderdop, Holanda.El grupo de Facilidades de Desplazamiento de Halliburton, ubicado en Duncan, utiliza un modelo de prueba de escala amplia, para simular las condiciones actuales de la cementacin e identificar los factores que afectan la eficiencia de sta.NUEVAS TECNICAS (HALLIBURTON)

ProblemaSolucin

MicroannulusAumentar la presin del revestimiento

CanalizacinUsar PET/CAST-V para determinar orientacin y medidas de los canales

Efectos de formacinRevisar registros de hoyo desnudo

Cobertura de cemento delgadaRevisar dimensiones del hoyo detrs de tubera.

Revestimiento DescentralizadoRevisar mediciones de desviacin del Hoyo.

Herramienta descentralizadaRevisar Tiempo de trnsito del CBL

Espesor del revestimientoRevisar informacin del pozo

Evaluacin de lechadas complejaso baja densidadGrficas (plot) de Variacin estadstica

Pozos viejos-No disponibilidad datos de cementacinGrficas (plot) de variacin estadsticaPROBLEMAS DE CEMENTACIN Y SOLUCIN SUGERIDA

Planificacin, prueba y evaluacin detrs de cada trabajo de cementacin.