mas de cementacion

7/22/2019 Mas de Cementacion

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Evaluacin de la calidad del cemento

ndice de adherencia

Es la relacin entre la atenuacin en la zona de inters dividido entre la zona de atenuacin 100%

cementada expresada en db/pie.

I.A. = Atenuacin zona inters / Atenuacin zona 100% cementada

Donde:

A0= amplitud de la onda en un punto de referencia (transmisor), mV. A= amplitud de la onda despus de haber viajado cierta distancia desde el punto de

referencia (receptor).

d= distancia desde el punto de referencia, pies.

Composicin tpica de onda para revestimiento sin cemento:

La magnitud de la onda es mayor en la tubera libre, creando la seal un efecto de anillo. Si el

revestimiento no est acsticamente acoplado a un material solido en el anular, la nica seal

detectada por el receptor ser la seal del revestimiento. Este efecto puede ser creado por cemento

inestable, dbil cementacin, existencia de micro anillo entre el cemento y el revestimiento o

inexistencia del cemento en el anular. Fig 1.

Fig. 1. Tpica onda de revestimiento sin cemento

Composicin tpica de la seal de onda para revestimiento con buena cementacin:

Es requerido un buen acoplamiento acstico del cemento al revestimiento y a la formacin para la

transmisin de la seal a travs de todos los conductores. Cuando el anular est completamente


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lleno de cemento, la nica forma de detectarlo es por una onda dbil o completamente ausente de la

seal de formacin o seal del revestimiento. Fig 2.

Fig 2. Tpica onda de revestimiento con buena cementacin

Problemas comunes de cementacin

Problemas comunes que afectan todos los trabajos de cemento incluyen:

Condicin pobre del agujero (patas de perro, estabilidad del agujero descubierto, desgastes, llenado

del agujero, cama de recortes, etc.)

Condicin pobre del lodo (altas fuerzas de gel y punto de resistencia, alta perdida de fluido o

filtracin, retorta gruesa, alto contenido de slidos, perdida de material de circulacin,

incompatibilidad de lodo/cemento).

Centralizacin pobre (el cemento no se coloca uniformemente alrededor de la tubera derevestimiento, dejando lodo en el sitio).

Perdida de Circulacin

Presin Anormal

Presin Subnormal

Presin Alta

HERRAMIENTAS

Herramienta CBL (Cement Bond logging):

Definicin:

- Amplitud del primer arribo positivo en mV.

- Medido en el receptor a 3 pies

- Funcin de la adherencia revestimientocemento

Definicin del tiempo de transito:


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- Tiempo transcurrido desde T0 hasta la primera llegada por encima del nivel de deteccin, se usa

como control de calidad. Fig.3.

Fig. 3. Definicin de tiempo de trnsito

Caractersticas:

Herramienta de baja frecuencia (snicas). Mide la amplitud snica de la seal reflejada por la pared

del revestimiento, mientras mayor sea esa amplitud menor la cantidad de cemento.

Unidades:

CBL Amplitud en milivoltios mV. Fig.4

Fig.4. Unidades de CBL, mV y las unidades de VDL microsegundos, s.

Principios de medida:

Un transmisor emite una seal acstica omnidireccional de baja frecuencia (20 khz), el medio

circundante resuena. Los receptores registran el tren de onda resultante, la onda se analiza para

extraer informacin de la calidad de adherencia del cemento. El transmisor se encuentra a 3 pies.

Se asemeja al principio de repicar de una campana. Es decir cuando hay un fluido detrs del

revestimiento (no cemento) la tubera es libre de vibrar generando un sonido fuerte. Cuando el

revestimiento est adherido al cemento, las vibraciones del revestimiento son atenuadas

proporcionalmente a la superficie adherida al cemento.

Cuando una herramienta snica se corre dentro de un pozo revestido, el transmisor (Tx) enva un

pulso omnidireccional el cual induce vibracin en el revestimiento.

La sonda est constituida por un transmisor y dos receptores (R3 y R5).La onda compresional que baja desde la herramienta en todas las direcciones llega primero al

receptor espaciado a 3 pies, la parte de la onda que regresa bajando por el revestimiento se usa para

determinar la amplitud y el tiempo de trnsito del primer arribo. (Fig.5a), (Fig. 5b), (Fig. 5c).


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a) b) c)

Fig. 5. Principios de Medida

Factores que afectan el registro CBL:

- Seleccin de los parmetros de adquisicin

- Stretching; En escenarios de buena adherencia cemento-revestimiento, la amplitud de E1

disminuye, desplazando la medicin de TT a la seccin no lineal de E1, aumentando el TT medido en

comparacin con TT en tubera libre, caracterstico de zonas con buena adherencia (Fig. 6a).

Fig. 6a. Stretching y Fig. 6b. Salto de ciclo

- Salto de ciclo; En casos de muy buena adherencia, la amplitud de E1 es tan pequea que no supera

el nivel de deteccin, en este caso la medida de tiempo de transito se desplaza hacia E3,

manteniendo la medida de amplitud de CBL en E1. (Fig. 6b).

-Presin y Temperatura; P y T tienen influencia en las amplitudes del CBL en tubera libre. Cada juego

de herramientas (cartucho y sonda) es diferente y su compensacin se asegura a travs de la

normalizacin. Fig. 6c.


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Fig. 6c

- Microanillo; Espacio capilar (100-200 micrones) presente entre el revestimiento y el cemento:

(lquido, gas). Contraccin del cemento si hay cambios en el fluido en el pozo. Pelcula de lodo en la

pared del revestimiento

La amplitud de E1 representa una adherencia peor que la existente, pasada bajo presin paraeliminar el efecto. El principal problema con un microanillo es que el CBL indicara un poco o ningn

cemento aun cuando el anular este lleno.

Fig 6d. Microanillo

-Centralizacin; Seleccin inadecuada de los centralizadores para el tamao del revestimiento estos

pueden ser centralizadores rotos centralizadores dbiles en pozos desviados o herramienta daada o

doblada, Revestimiento daado.

Obteniendo de esta manera las siguientes consecuencias, el camino de la onda desbalanceado y el

tren de onda resultante no tiene sentido (Fig. 6d).


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Fig. 6e.

- Tiempo de colocacin del cemento; el cemento se coloca como una mezcla liquida. Si un CBL se

corre al poco tiempo de efectuada la cementacin puede aparecer como si no existiese cemento.

- Tamao del revestimiento

- Fluidos en el pozo

Formaciones Rpidas:

En casos de buen cemento y cuando el T de la formacin es menor al T revestimiento, la seal dela formacin es la que llega primero, por lo tanto CBL se ver afectado.

No es posible evaluar CBL ya que E1 es debido a los arribos de formacin y no del revestimiento.

Cuando se sospeche su presencia, se debe registrar con herramientas que tienen arreglos de

espaciamiento ms cortos.

Aplicaciones:- Evala la cementacin

- Verifica la integridad del cemento

- Determina la calidad del cemento (Fig.7.)


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Fig. 7. Aplicacin de la herramienta CBL

Herramienta VDL (registro de la densidad variable de ondas):

Definicin:

Es un registro de la amplitud de la onda snica para un periodo de mil microsegundos que siguen a la

generacin del sonido en el transmisor. (Fig. 8.)

Fig 8. Herramienta CBL-VDL

Caractersticas:

El registro Variable Density Log VDL, es una imagen del tren de onda completo de la seal en el

receptor a 5 pies.

Un tren de ondas completo representado como bandas claras y oscuras, el contraste entre ellas

depende de la amplitud de los picos positivos, una amplitud de cero se representa de un color de


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intensidad media, las amplitudes positivas se representan con mayor intensidad de color en tanto

que las negativas son las ms claras. (Fig. 9.)

Fig. 9. Tren de Ondas del VDL

Unidades:

VDL, esta herramienta es medida en microsegundos. s (Fig. 2)

Principios de medida:

El transmisor enva pulsos de (10 a 20 KHz) que induce una vibracin longitudinal de la tubera de

revestimiento, el receptor es colocado a 5 pies.

Los receptores registran el tren de ondas resultante, la onda se analiza para extraer informacin de la

calidad de adherencia del cemento.

Fig. 10. Receptor a 5 ft.

Cuando una herramienta snica se corre dentro de un pozo revestido, el transmisor (Tx) enva una

seal omnidireccional el cual impulso produce vibracin en el revestimiento. (Fig. 10.)

Factores que afectan el registro:

- Presencia de micro anillos, un micro anillo se produce cuando la tubera se contrae ligeramente de

su tamao por endurecimiento del cemento, causado por una pequea separacin entre ambos.

- Otros factores que pueden afectar las medidas de amplitud son el esfuerzo compresivo, del

cemento espumoso, el tamao y el peso de la tubera de revestimiento.


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Aplicaciones:Que es lo que se desea obtener con la corrida de los registros CBL-VDL

- Evaluar la cementacin

- Verificar la integridad del cemento

- Verificar aislamiento hidrulico

- Determinar la calidad del cemento

- Existen canales?

- Se puede reparar?

- donde est el tope del cemento? (Fig. 7.)

Las herramientas snicas proporcionan el registro CBL y VDL ha sido la herramienta primaria de

evaluacin de cementacin durante muchos aos. Transmisor a 3 pies CBL, Transmisor a 5 pies VDL.

Interpretacin de registros

La tubera de revestimiento superficial debe cementarse para proteger y sellar las formaciones de

agua dulce, suministrar un ancla para el equipo preventor de reventones y dar apoyo en la superficie

para las columnas de tubera de revestimiento ms profundas.

Las columnas intermedias de las tuberas de perforacin se cementan para sellar las formaciones con

presiones anormales efectivamente, aislar formaciones no consolidadas que acusaran

desprendimientos excesivos a menos que se sostengan con tuberas de revestimiento y cemento, y

tapar zonas de prdida de circulacin para permitir que la perforacin siga adelante. El cemento

tambin protege, efectivamente la tubera de revestimiento de la vecindad corrosiva, principalmente

fluidos corrosivos que pueden existir en las formaciones sub superficiales.

Los registros de control de cementacin, son: GR, TT, CCL, CBL, VDL, CET y sirven para detectar las

condiciones del cemento en las paredes de la tubera y del pozo, en una cementacin primaria, o sea

la que se hace para fijar la tubera de revestimiento en el pozo luego de ser perforado; como despus

de cualquier otra cementacin posterior durante trabajos de reacondicionamiento cuando el hueco

ya est revestido y es necesario efectuar cementacin forzada. Siempre van acompaados con un

registro (CCL) y GR, con propsitos de que la herramienta pueda ubicarse a profundidad correcta.

Gamma Ray (GR)

Es, una curva de correlacin ubicada en la primera pista, con igual propsito, puede servir el registro

Neutrnico (NL).

Tiempo de Transito (TT)

Esta curva es utilizada como un controlador de calidad y es el tiempo se emplea para detectar el

primer arribo al receptor a travs de una barrera flotante o ventana que es el umbral de nivel de

deteccin. Si la herramienta est centralizada en el pozo en tubera libre el TT debera proporcionar

valores razonablemente precisos. Debido a que el TT es constante, siempre y cuando se tenga tubera

de las mismas caractersticas en la zona a registrarse se obtendr una lnea constante. Las nicas

causas para que este valor cambie son: las descentralizaciones de la herramienta y los collares

(debido al cambio de espesor). Cuando en zonas cementadas hay variaciones del TT, esto puede

deberse a factores que incrementan o disminuyen el TT, estos son: los collares, salto de ciclo,

descentralizacin de la herramienta y seales de formaciones rpidas.

Registro de Collares (CCL)

Es un registro localizador de collares o cuellos de la tubera de revestimiento. Es corrida en conjunto

con registros de correlacin como el Neutrn o GR. Los dos ltimos servirn para correlacionar los

registros de cementacin con respecto a los registros a hueco abierto y con el CCL se puede

correlacionar posteriormente nuevos registros de cementacin o en operaciones de caoneo.


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Registro de Adherencia de Cemento CBL (Cement Bond Log)

El perfil de cementacin CBL se basa fundamentalmente en el uso de seales acsticas para

determinar la calidad de adherencia del cemento a la caera, adems el perfil CBL (cement bond log)

detecta vacos, deshidratacin y contaminacin causada por el lodo. Este registro solo nos

proporciona informacin de la adherencia del cemento a la caera.Para indicar la buena o mala adherencia del cemento con la tubera, se basa en la medicin de la

atenuacin que sufre la onda snica al incidir en la tubera, lo cual se manifiesta por la amplitud que

registra la curva.

En trminos del odo humano, la amplitud significa "cuan ruidoso" es el efecto de golpear una

campana de metal desde el interior, pero que exteriormente se encuentra sostenida con las manos,

como un revestimiento. En la prctica el cemento reemplaza a las manos, de tal manera que un

pobre cemento aumentara la amplitud y un buen cemento la disminuir. Tomando como constante el

tamao de la tubera, peso, espesor, resistencia del cemento a la compresibilidad de tal manera que

estas constantes no afecten la interpretacin cualitativa y cuantitativa del registro, en la

determinacin de la presencia del cemento en el espacio anular, existen las siguientes posibilidades:

Que el registro indique que la tubera no est cementada- Por ausencia de cemento- Por presencia de micro-nulo que hace incrementar la amplitud.

Que el registro indique que la tubera esta cementadaEste registro de cementacin no puede ofrecernos informacin acerca del porcentaje del anillo de

cemento, nos puede indicar puntos claros de adhesin suficiente, las limitaciones de este perfil se

deben al requerimiento del lquido en la caera de cualquier densidad. El liquido es necesario para

transmitir la pulsacin desde el transmisor hasta la caera para que el registro sea bueno es

menester que el cemento haya fraguado.

Los registros CBL efectuados en distintas etapas del fraguado del cemento nos muestran que la

atenuacin aumenta con el tiempo y llega al mximo cuando el cemento fragu totalmente.

El registro de cementacin se mide en mili voltios por lo general se recomienda para la toma de este

tipo de registros el periodo de 1 da para casos de cementos puros, y de 5 das para el caso de

cementos con aditivos como ser retardadores. Esto es regulado por la resistencia compresiva del

cemento.

Registro de Densidad Variable (VDL)

Determina la buena o mala adherencia del cemento con la formacin y/o la tubera mediante el

comportamiento de un conjunto de curvas gruesas de acuerdo a sus ondulaciones o paralelismos y al

rango en que estas se verifiquen. Para tener una buena imagen del tren de ondas completo

provenientes de 1 formacin en secciones cementadas y con buena adherencia a la tubera,

requisito bsico es que las seales provenientes de la formacin deben ser ms fuertes que las

provenientes del revestimiento. A continuacin se tiene la interpretacin del VDL la misma que se

puede dividir en dos casos:

Mala adherencia del cemento a la tubera:

Se reconoce por la presencia de fuertes lneas paralelas en toda secuencia de ondas, debido a la rata

constante en el tiempo del arribo de la tubera.

Se reconoce por la presencia de fuertes lneas paralelas entre 200 a 400 seg, debido a las seales

del revestimiento seguidamente las lneas son ondulatorias debido a las seales de la formacin. La

intensidad de estas seales onduladas indicar el grado de adherencia del cemento a la formacin.

Mala adherencia del cemento a la formacin:


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Se reconoce por la ausencia de seales de tubera entre 200 a 400 seg., cuando existe buen acople

acstico entre cemento y tubera, o presencia de fuertes lneas paralelas de seales de tubera en

caso contrario.

Se reconoce porque entre 400 a 1000 seg se tendrn seales de formacin muy dbiles debido al

mal acople entre cemento y formacin, se caracteriza por la presencia borrosa de seales onduladas.

Adems puede existir la presencia de seales fuertes algo onduladas, pero paralelas de menor

espesor que las anteriores al final de la pista correspondiente a las seales de lodo.El registro simultneo de ambos perfiles, el CBL y el VDL son necesarios para tener efectividad en la

operacin, puesto que el Cement Bond Log, provee una evaluacin cuantitativa de la cementacin. El

registro Variable Density Log se utiliza para confirmar sta evaluacin en forma cualitativa, y

reconocer problemas o condiciones de la cementacin.

Control de calidad de los registros de cementacin

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.Los objetivos del control de calidad de la cementacin son confirmar que el cemento est presente

para suministrar soporte al revestimiento y asegurar que las zonas de inters estn hidrulicamente

aisladas.

CONCLUSIONES

El registro de cementacin es muy til ya que muchas veces no se tiene suficiente informacin

despus del entubado, o pozo ya cementado. En el cual se realiza el registro de cuantificacin y

cualificacin de calidad del cemento.

La cementacin es el proceso termoqumico en el cual se reviste el tubo de acero con una capa de

carbn dndole mayor tenacidad y resistencia a la abrasin y desgaste por corrosin. Teniendo variostipos de cementacin (Carburizacion, cianurizacion, nitrurizacion).

Aplicacin

Como principal aplicacin del registro es el de evaluar la formacin y la integridad del pozo, con el

uso de las herramientas de registro snico.

El anlisis de la calidad de la cementacin, sus propiedades, adherencia, consistencia, volumen en las

paredes del pozo, carcter de interaccin de la formacin con el cemento.

Aplicacin CBL.

Evala la cementacin Verifica la integridad del cemento Determina la calidad del cemento

Aplicacin de VDL.

Evaluar la cementacin Verificar la integridad del cemento Verificar aislamiento hidrulico Determinar la calidad del cemento Separa el tope del cemento

Herramientas

CBL (Cement bound logging).Herramienta de baja frecuencia snica. Mide la amplitud de la seal en la pared del

revestimiento (alta amplitud, baja cantidad de cemento).

VDL (variable density log).Registro de densidad variable de onda, registro de amplitud de onda snica para mil

microsegundos.


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PNN.Herramienta de saturacin sea de agua o hidrocarburo adems de medir la salinidad y baja

porosidad.

SIPLOS.Conjunto de herramientas que te permite medir la tasa de produccin o inyeccin.

RBT.Herramienta de alta resolucin que define la adherencia del cemento.

Casing Inspector.Herramienta que indica la condicin de revestimiento de pozo y tubera.

RST.Herramienta para pozos entubados.

ECS.Para interpretacin litolgica en pozo.

Que es lo que miden.

Las distintas herramientas de registro de cementacin miden ondas de transmisin snica en KHz las

mismas que definen las caractersticas del cemento, la interaccin con la formacin y el entubado.Siendo de amplitud alta cuando la cementacin es baja, o de amplitud baja cuando la cementacin es

muy buena en el pozo. Las unidades de medida son mV.

Tipo de herramienta.

Es una herramienta de tipo patn en el entubado del pozo donde el transmisor Tx emite las ondas de

baja frecuencia de aproximado de 20 KHz. Los que sern recibidos en nmero de acuerdo a la

herramienta.

Limitaciones de registro de cementacin:

En el cementado

Problemas de flujo de origen mecnico (mala centralizacin de las tuberas, agujeros derrumbes,

preflujo ineficiente, rgimen de flujo incorrecto).

Degradacin de la lechada de cemento durante el curado (por relacin de presin de poro del

cemento y la presin de formacin). Los poros del cemento pueden ser de 0,001 md. Pero en

formaciones gaseosas este gas puede hacer que aumente hasta 5 md. Para ello se usan aditivos

especiales.

De anlisis

Formaciones no porosas donde las seales de llegada es la misma en el tubo y la formacin,requiere consideracin de salto de ciclo.

Insuficiente tiempo de cementacin. Espesor del cemento menor a 2cm, limita el registro. Burbujas de gas en el revestimiento del pozo hacen decrecer la seal acstica. Espacios vacos en el cemento. Espesores de los tubos.

En el equipo

Errores de frecuencia de transmisin Velocidad de registro para VDL, CBL no mayores a 2.000 pies/hora

Factores que afectan el registro de CBL, VDL.

CBL.

Salto de ciclo cuando la amplitud de E1 es muy pequea, desplazndose a E3 en casos de muybuena adherencia.


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La temperatura y la presin controlan la amplitud de onda. Centralizacin; seleccin de tamaos inadecuados de centralizadores para el revestimiento. Tiempo de cementacin. Tamao de revestimiento.

VDL.

Presencia de microanillos entre tuberas por la cementacin. Tamao, peso de la tubera y presencia de cemento espumoso.

Fig. 11. Buena adherencia a la tubera y a la Formacin


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Fig. 12. Buena adherencia CementoFormacin


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Fig. 13. Adherencia pobre al revestimiento


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Fig. 14. Buena adherencia al revestimiento no a la Formacin


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Fig. 15. Formaciones rpidas


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Fig 16. Evaluacin del control de calidad de la cementacin.

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