INTEGRIDAD DE POZO

SEBASTIÁN CAICEDO SEBASTIÁN CANTILLO

CAMILO CASTRO LIZETH MAHECHA

DUVÁN PINTO DAYANE REYES

WELL INTEGRITY: ACOUSTIC CEMENT EVALUATION SURVEYS

CEMENTO Y AISLAMIENTO • El propósito del el cemento sobre el intervalo de

producción es proveer aislamiento entre las zonas vecinas.

• Una mala cementación puede ocasionar problemas tales como producción de agua, depletacion de gas, perdidas de producción en las zonas productoras .

• En presencia de estos problemas la solución es hacer un SQUEEZE JOB, el cual no siempre soluciona el problema.

ACOUSTIC BOND LOG (REGISTROS DE ENLACE ACUSTICO) • QUE MIDEN ? El motivo principal para correr estos registros es evaluar el

SELLO HIDRAULICO, pero además para: • COBERTURA DEL CEMENTO •  FUERZAS COMPRESIVAS •  LOCALIZACION DE LOS TOPES DE CEMENTO • OTROS

• Estos registros no miden el sello hidráulico en vez de eso miden la perdidas de energía acústica que se propaga a través del casing.

• Esta perdida de energía es relacionada a la fracción del perímetro del casing que esta recubierta por cemento.

• Si las fuerzas compresivas del cemento son constantes sobre el intervalo leído esta fracción de cemento en el anular lleno es llamado BOND INDEX.

•  I & II - Estos registro son capaces de detectar tanto anulares llenos como canales entre los vacios I y II.

• III & IV – son virtualmente invisibles a estos registros a menos que sean de gran extensión y que el cemento en contacto con la tubería sea muy delgado.

• V – son llamados “ GAS CUT CEMENT” pueden ser detectados pero no reconocidos como tal.

TYPES OF ACOSUTIC BOND LOG • Existen al menos 4 tipos de registros: 1.  CBL ( CEMENT BOND LOG ), Es el mas común 2.  BHCBL ( BORE HOLE COMPENSATED BOND LOG ),

Es una mejora del CBL. Ninguna de estas herramientas brindan la discriminación

acimutal del cemento, pero en la actualidad esta herramientas han sido incorporadas con receptores direccionales para algunas resoluciones acimutales.

CEMENT BOND LOG (CBL) •  La herramienta normalmente cuenta con transmisor omni-

direccional y 2 receptores. Lo mas comun es un receptor a 3ft y otro a 5 ft del trasmisor.

• Esta herramienta debe ser calibrada, centralizada y no puedo ser corrida con produccion de gas o burbujas de gas en el wellbore.

•  Los transmisores trabajan de 15.000 a 30.000 Hz y a pulsos de 15 a 60 pulsos/segundo.

CEMENT BOND LOG (CBL)

SEÑALES RECIBIDAS Y REGISTROS •  Tren de ondas

• El efecto del cemento es causar que la energía acústica en el casing se disipe dentro de la formación. • Un buen contacto de cemento es llamado GOOD BOND, el cual provee soporte al corte y causa que la onda muera rápidamente o es muy bien atenuada al momento de ser percibida por le receptor. • Si el contacto es pobre o no existe como en una tubería libre no hay soporte al corte y no es tenue esto quiere decir que hay mala cementación.

•  Los efectos del tren de ondas por la variabilidad de las condiciones en el hoyo.

•  La tubería libre en el tope muestra que la señal zumba fuertemente, esto se debe a que la señal esta en contacto con la tubería y el fluido en el anular.

•  En el fondo es el mejor BOND de todo el registro ya que se atenúa mucho y casi no es visible. Nótese que en este caso el cemento esta adherido al casing pero no totalmente a la formación.

FACTORES QUE AFECTAN EL RENDIMIENTO (CBL) •  Centralización •  Formación Rápida • Micro anular •  Tiempo de fraguado del cemento •  Fluidos en el hueco • Otros

CENTRALIZACION • Es critica para la calidad de la medida del CBL, estudios

indican que tan solo una descentralización de ¼ In es suficiente para causar que la amplitud se vea reducida en un 50%, por lo tanto si no esta centralizada no es confiables los BOND que nos este dando el CBL y la interpretación de este puede estar errónea.

FORMACION RAPIDA • Una señal de formación rápida ocurre cuando la señal

acústica se propaga a través de la formación llega al receptor antes que la señal de la tubería, esto ocurre por que se esta leyendo en una formación con limolitas o dolomítas densas, cuando esto ocurre se tiene que activar el detector de tiempo de viaje de onda para que un menor tiempo de viaje sea registrado.

MICROANULAR •  Ocurre cuando la tubería se contrae un poco

relativamente de su diámetro original cuando el cemento fragua causando así un micro espaciamiento entre el cemento y la tubería. Este pequeño espaciamiento reduce las propiedades que brinda el cemento al estar bien adherido a la tubería y es difícil de detectar ya que las ondas viajan libremente a través de la tubería, cemento y formación.

TIEMPO DE FRAGUADO DEL CEMENTO • Un no cemento no fraguado es prácticamente lodo liquido

y no ofrece apoyo en el sello al casing. Si se corre un CBL se presentaría como un mal BOND.

• Para esto existe una regla del dedo gordo la cual es esperar 72 horas después de la circulación del cemento antes de correr cualquier BOND LOG

FLUIDOS EN EL BOREHOLE •  Los fluidos en el hoyo pueden afectar la ultima amplitud

leída por el receptor. Existen tablas que indican cual seria al amplitud a esperar en presencia de diferentes fluidos, además fluidos con grandes densidades pueden alargar la amplitud haciendo que se esperen amplitudes mayores a las esperadas, en realidad lo único que afecta el fluido en el hoyo es su amplitud.

INTERPRETACIÓN DE REGISTROS CBL

Fundamentos sónicos CBL

• Cuando existe buena adherencia entre el casing y el cemento, la señal acústica resulta atenuada, proporcionalmente a la superficie del casing adherida al casing

Fundamentos sónicos VDL • El registros de densidad variable es la presentación

completa de la onda registrada por los receptores de 5 ft . • Es graficada con rayas clara y oscuras • El contraste depende si la amplitud es positiva o negativa. • Permite una fácil diferenciación entre las señales del

casing y formación y fluidos en pozos

Fundamentos sónicos VDL

Comparativa del amplitudes

Ejemplo de un buen CBL

• Relativamente muestra amplitud baja

Ejemplo de mal CBL

Se muestra el casing en el registros Altas amplitudes, muestra del casing, formaciones paralelas.

Ejemplo de CBL.

INTEGRIDAD DEL POZO EVALUACION DEL CEMENTO POR ECO ULTRASONICO

POR QUE LO NECESITAMOS •  Las técnicas convencionales de registro de adherencia

del cemento proporcionan un índice (BI). esta medición, es cuando la fuerza de compresión es constante y es una indicación de relleno anular

•  un BI de 70% se indica un canal que ocupa el 30% del espacio anular. Desafortunadamente, esto no es necesariamente así ya que la medición Bi también se ve afectada por la resistencia a la compresión del cemento. ABI menos de 100% puede ser causado por canales o por una reducción de la resistencia a la compresión del cemento

• Esta tecnología fue introducida por primera vez en 1981 por Schlumberger. que proporciona una estimación de la cobertura de cemento y la medición directa de la fuerza compresiva del cemento. Se indica la geometría de la obra de cemento adyacente a la tarta y por lo tanto es excelente para encontrar posibles canales.

•  esta herramienta sólo ve cemento de contacto con el tubo

HERRAMIENTAS

Schlumberger

•  Herramienta de evaluación de cemento * (CET *) generador de imágenes ultrasonidos * (USI *)

Halliburton

•  Pulse echo tool *(PET*)

APLICACIONES • Medida Directa Y mapa de la distribución de cemento

alrededor del tubo • Determinar la impedancia acústica y posiblemente la

resistencia a la compresión de los materiales anulares •  Discriminar gas detrás de la tubería

CET (Cement Evaluation Tool) • El principio de operación consiste en la evaluación de

adherencia entre el cemento y el casing, la medición se realiza mediante herramientas acústicas sónicas y ultrasónicas.

• Para herramientas acústicas el registro se muestra en un plot de registro CBL.

• El CET utiliza principios convencionales sónicos, con mediciones en paralelo al eje de la herramienta con 6 o 8 transmisores/receptores distribuidos radialmente a diferencia de las demás herramientas que se distribuyen axialmente.

CET (Cement Evaluation Tool) •  Ocho transductores ultrasónicos que sirven como transmisor/receptor

se posicionan radialmente a la sonda CET a 45 grados entre si. Emite un haz de energía de ultrasonidos en una banda de 300 kHz a 600 kHz, que cubre el rango de frecuencia de resonancia del casing más los espesores del yacimiento.

•  En Halliburton ha esta herramienta se le denomina PET, tiene el mismo principio de funcionamiento.

•  La herramienta obtiene información (diámetro del casing,entre otros) mediante el procesamiento de la señal eco.

CET (Cement Evaluation Tool) •  CET registra atenuación de una

señal acústica directamente mediante e l cá lcu lo de la decadencia de la energía en cada forma de onda mediante la comparación de la energía en una ventana W1 a tiempos tempranos y una ventana de tiempo más tarde W2, como se muestra a continuación:

•  Reglas de interpretación: 1. Baja amplitud : Buen Cemento 2. Atenuación Alta: Buen Cemento 3. Alto indice de adherencia: Buen Cemento 4. Alta resistencia a la compresion: Buen Cemento

CET (Cement Evaluation Tool)

ULTRASONICO POR IMÁGENES (UIS)

• MISION

-360 ° de cobertura azimutal: El escaneo de la circunferencia de la cubierta entera -precisas y efectivas respuestas en tiempo real sobre la calidad de la unión de tubo a tubo de cemento y las condiciones de fondo de pozo. Obtener cobertura azimutal de 360 ° con un solo transductor rotativo precisas mediciones acústicas de las dimensiones internas de la caja y de su espesor proporcionar una presentación en forma de mapa de condición carcasa incluyendo daños internos y externos o deformación

• 360 ° de cobertura azimutal

• El transductor rotativo explora toda la circunferencia de la carcasa.

• La sonda incluye un transductor rotativo en diferentes tamaños

•  La dirección de rotación del subconjunto controla la orientación del transductor

• Medicion estandar : transductor frente a la pared del pozo

•  transductor frente a una placa de reflexión dentro de la herramienta 180 grados

•  proporciona información acerca de la impedancia acústica del material inmediatamente detrás de la carcasa. Un mapa de cemento presenta un indicador visual de la calidad del cemento. La impedancia se mide en unidades de megaRayls.

INTERPRETACION

1) Amplitud baja = Cemento

Bueno 2)Atenuación alta = buen cemento

3)Índice de adherencia Alto = buen Cemento

4)alta resistencia a la compresión

= Bueno

5)alta impedancia

acústica = Bueno

Rayl: Una unidad de impedancia acústica

específica en el sistema centímetro-gramo-segundo de unidades, = 10 pascal-

segundo por metro.

Una impedancia acústica específica tiene una magnitud de 1 rayl cuando una presión

de sonido de 1 microbar produce una velocidad lineal de 1 centímetro por segundo.

Registros Usi 1.  Propiedades de presentación de fluido, incluyendo la

velocidad acústica del fluido, la impedancia acústica de fluido, y el grosor de la placa de referencia calibrador.

2.  Presentación de cemento, incluyendo las propiedades del cemento curvas, el mapa cemento, y las dimensiones de revestimiento

•  3. Presentación a la corrosión con el perfil de la cubierta, cubierta reflectividad, para envolver los radios interno, imagen grosor, radios interno y externo, medio y máximo espesor,

•  Imágenes de impedancia

•  Escala de colores Lineal • Con thresholds • En espuma • Colores de amarillo a marrón representan pasos de 0,5 MRayl e indicar sólidos, por ejemplo. Cemento o extensores. Negro <8 MRayl = calidad alta cemento puro.

Pulse Echo Log (PET™) •  La herramienta de pulso de eco utiliza ocho

transductores ultrasónicos montados en una matriz de doble hélice para inspeccionar la circunferencia del casing en intervalos de 45 °

•  evalúa la adherencia del cemento alrededor de la cubierta, y también disuadir el espesor del casing.

INTEGRIDAD DE POZO: INSPECCIÓN DEL CASING

TIPOS DE EQUIPO DE INSPECCIÓN: -  CALIPERS MECÁNICOS

-  HERRAMIENTAS ELECTROMAGNÉTICAS

-  INSTRUMENTOS ACÚSTICOS

-  VIDEO CÁMARAS PARA HOYO

-  PERFILES DE POTENCIAL DEL CASING

CALÍPER MECÁNICO

-  40 – 80 dedos

-  L a h e r r a m i e n t a e s insensible a los fluidos del pozo.

-  Están disponibles electric wireline y con dispositivos d e m e m o r i a p a r a slickline.

HERRAMIENTAS ELECTROMAGNÉTICAS

Tipo Almohadilla

PAT Schlumberger

Vertilog Baker Hughes

Presentación de la Data

APARATOS ELECTROMAGNÉTICOS: CAMBIO DE FASE

Courtesy Schlumberger

Presentación de la Data

HERRAMIENTAS DE INSPECCIÓN ACÚSTICAS

El transductor emite un pulso acústico perpendicular a la pared del casing. La intensidad de la señal recibida es una indicación de la rugosidad de la superficie interna de la tubería. La frecuencia de la lectura es una medida del espesor de la tubería. Estas herramientas no son efectivas en presencia de gas o de lodo pesado.

CÁMARAS DE VIDEO PARA HOYO

2 tipos de herramientas -  Videos en tiempo real

-  Imágenes consecutivas cada 9 seg.

Se corren en presencia de un fluido limpio (se b o m b e a a g u a o nitrógeno).

POTENCIAL DE CASING: PROTECCIÓN CATÓDICA

TASA DE PÉRDIDA DE METAL: ((lbs/año)/ft)

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