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 AL REDEDOR DEL 100% DE LA CIRCUNFERENCIA

REVESTIDOR-HOYO

ASEGURAR QUE LAS ZONAS DE INTERS ESTN HIDRULICAMENTE

AISLADAS

REQUIERE EL 100% DEL ANULAR LLENO DEL MATERIAL NO

PERMEABLE

PRINCIPIOS DE LOS REGISTROS DE CEMENTACIN

Tipos de ondas de acuerdo con el lugar las caractersticas de procedencia.

Herramienta de registro de cementacin con la propagacin 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.

Composicin de la onda de seal de sonidoLa composicin es afectada por la calidad de

a. Acoplamiento acstico del cemento al revestidor y de este a la formacin b. Fuerzas compresivas del cemento

c. Espesor de la lechada de cementacin

d. Espesor de la pared del revestidor

Composicin tpica de la seal de onda para revestidor sin cemento

La 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 por1. Cemento inestable en el anular

2. Dbil cementacin (250 psi) fuerza de compresin en el anular

3. Corte de gas en el anular

4. Existencia de micro anillo entre el cemento y el revestidor

5. Inexistencia del cemento en el anular

Composicin tpica de la seal de onda para 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 revestidor

Composicin tpica de la seal de onda con buena adherencia a la tubera, pero mala a la formacin.

Los 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 formacinUn 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 pora. Centralizacin pobre del revestidor

b. Remocin inadecuada de los ripios de la parte baja del hoyo desnudo c. Excesiva separacin de agua libre del cemento

La 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 entre otros). 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 m /s

ndice de adherencia

Relacin entre la atenuacin en la zona de inters dividido entre atenuacin zona 100% cementada expresada en db/pie

Ecuacion I.A= Atenuacin zona inters (db/pie)

Atenuacin zona 100% cementada (db/pie)CONTROL DE CALIDAD DE LOS REGISTROS DE CEMENTACION 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

13 Las herramientas acsticas deben sercentralizadas 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 VDL ilustrando centralizacin

inconsistente

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

Registro de cementacin mostrando el tope del cemento,

Comparacin de la tubera libre con la tubera cementada La figura ilustra una buena adherencia ala 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 registro GR.

Respuesta tpica de formaciones fracturadas, deflecion a la derecha para formaciones duras y a la izquierda para las capas mas arcillosasEfectos de la formacin en las curvas de amplitud

La 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

Efectos de formaciones rpidas y cambios de litologaRepresentan 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.

Registro con reas de mala cementacin

CEMENT BOND LOG (CBL) HALLIBURTON

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)

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

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.

23ACE - ADVANCED CEMENT EVALUATION

SBT - SEGMENTED BOND TOOL

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

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.

USI - ULTRASONIC IMAGER (SCHLUMBERGER)

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".AplicacionesEvaluacin 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.

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.

CAST- V - CIRCUMFERENTIAL ACOUSTIC SCANNING TOLL (HALLIBURTON)

Este registro en tiempo real de unC A S T -V en hoyo revestido, despliega la descentralizacin y ovalidad del hoyo en la pista 1 (izquierda) y E1-tiempo de trnsito yC C L en la pista 1 (derecha). El tiempo de trnsito de fluido es representado en la pista de profundidades. La pista 2, contiene las curvas deC B L (ambas, la normal y la amplificada) elM ic r o - S e is m o g r a m a es mostrado en la pista 3. La pista 4 contiene el ndice de adhesin CBL y el promedio de impedancia (Z) delC A S T - 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 ACRANNING 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 Fracturas

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.SVP - STATISTICAL VARIATION PLOT

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 procesamientoS V P distingue al fluido del cemento sin tomar en consideracin

los valores de impedancia de ambos. AdemsS V P 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),

RESULTADO DE PROCESAMIENTO (SVP) El ejemplo muestra los valores obtenidos del procesamientoS V P. En el intervalo sobreX X 5 5 ', ambos, tanto la forma de onda delC B L (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 elS V P 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 procesamientoS V P, un trabajo de reparacin (forzamiento) de cemento costoso se habra realizado, aumentando los costos de operacin a parte de diferir produccin.

PET - PULSE ECHOLOG TOOL (HALLIBURTON)

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 intervaloX 2 1 0 ' 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'.NUEVAS TECNICAS (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. Zonas de Gas En 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 elG A S S T O Py GASCHECK pueden ser aadidos a la lechada de cemento para ayudar a reducir la canalizacin del Gas.

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.PROBLEMAS DE CEMENTACIN Y SOLUCIN SUGERIDA

Problema Solucin Microannulus Aumentar la presin del revestimiento Canalizacin Usar PET/CAST-V para determinar orientacin y medidas de los canales Efectos de formacin Revisar registros de hoyo desnudo Cobertura de cemento delgada Revisar dimensiones del hoyo detrs de tubera. Revestimiento Descentralizado Revisar mediciones de desviacin del Hoyo. Herramienta descentralizada Revisar Tiempo de trnsito del CBL Espesor del revestimiento Revisar informacin del pozo Evaluacin de lechadas complejas

o baja densidad Grfica (plot) de Variacin estadstica Pozos viejos-No disponibilidad datos

de cementacin Grficas (plot) de variacin estadstica