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CURSO DE POST-GRADO:
“EVALUACION DE FORMACIONES MEDIANTE
REGISTROS DE POZOS I”
Res. CDFCNyCS Nº 1074/2018
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Temario
Conceptos Básicos
Principios de Funcionamiento
Ruidos y Saltos de Ciclo
Determinación de Porosidad
Efectos de Gas, Compactación y Sobrepresión
Combinación Neutrón-Sónico
Sónico de Onda Completa, Imágenes Acústicas, CBL-VDL
Registro Acústico o Sónico
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Conceptos básicos
• Una onda acústica es una onda longitudinal por donde viaja el
sonido. Si se propaga en un medio elástico y continuo genera una
variación local de presión o densidad. Mecánicamente las ondas
sonoras son un tipo de onda elástica. (Wikipedia)
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Registro Acústico o Sónico
ONDA P (COMPRESIONAL), SHEAR (CIZALLA) Y STONELEY
• Onda compresional: vibran en la misma
dirección en que se propaga la energía, en
este caso paralelas al eje del pozo.
• Onda de cizallamiento (shear): las
partículas vibran perpendicularmente a la
dirección de la propagación del sonido.
• Las ondas compresionales viajan +/- 1.7
veces más rápido que las ondas de
cizallamiento.
• Onda Stoneley: se propaga
cilíndricamente a lo largo de la interfaz
entre la formación y la pared del pozo.
Viaja del transmisor al receptor con una
velocidad generalmente menor que las
demás ondas (Chang et al., 1987).
Tomado de:
NeXT
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Registro Acústico o Sónico
TR lejano
TR cercano
Señal del Transmisor
Tiempo
= 40µ seg
Señal de los receptores
Compresional
Cizalla y Rayleigh
Lodo
Stoneley
Nivel de
detección
t
E2
E4
R
lejano
R
cercano
Cuerpo de
La Sonda
Camino
de
la
onda
reflejada
T
Pared
del
hoyo
• El transmisor emite una onda que
viaja a través del lodo hasta la pared
del pozo, donde es refractada a
través de la formación. Parte de la
energía es refractada de vuelta a la
columna de lodo, la cual alcanza el
primer receptor a un tiempo T1 y el
segundo receptor a un tiempo T2.
• La diferencia entre los dos tiempos
es ΔT y representa el tiempo que le
toma a una onda compresional en
viajar a través de la formación una
distancia igual al espaciamiento
entre los dos receptores.
FUNDAMENTOS DE LA HERRAMIENTA
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Registro Acústico o Sónico
• Indicador de porosidad primaria
• Mide la velocidad del sonido en las
formaciones penetradas por el pozo
• Herramienta centralizada: mayor
señal / ruido
• Resolución vertical BHC: 2 pies
• Profundidad de investigación BHC:
1-2” para formaciones homogéneas,
aumenta un poco para formaciones no
homogéneas
• Tiempo de tránsito en revestimiento:
57 µseg/pie
DT (µseg/pie)
140 40
1600
1550
BS
CALI
GR
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Resolución Vertical vs. Profundidad de Investigación
Inducción
Laterolog
Resistividad
Radioactividad
Neutrón
Sónico
Gamma Ray
Densidad
Acústico
Resistividad
Micro resistividad
Dipmeter
Microlog
Profundidad de Investigación
250 cm 200 cm 150 cm 100 cm 50 cm 0 cm
80 cm
80 cm
40 cm
30 cm
20 cm
60 cm
5 cm
2 cm
Resolución
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Registro Acústico o Sónico
SONICO DE ESPACIAMIENTO LARGO
• Pozos derrumbados
• Formación alterada por
presencia de arcillas
hidratadas o hinchadas
(porosidad mayor, menor
velocidad)
• Separación entre transmisor
y receptor: 8-10 pies
LEJANO
CERCANO
Transmisores
Receptores
Cortesía de
Schlumberger
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Registro Acústico o Sónico
RUIDO Y SALTO DE CICLO
Mediciones erróneas de tiempos de tránsito muy largos, resultado de una
amplitud reducida de la señal acústica. Ej. Cuando el primer arribo negativo de la
señal cae por debajo del nivel de sensibilidad del receptor. Se presentan
generalmente debido a presencia de fracturas, gas, formaciones no-consolidadas,
y cavernas (washouts)
Salto de Ciclo 6 16 140 40
CALI ( pulg . ) Dt ( µseg / pie )
Saltos
de
ciclo
ft
in
Salto de
Ciclo
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Registro Acústico o Sónico
Øs = (Dt - Dtma) / (Dt f - Dtma)
Øs = porosidad (%)
Dtma = tiempo de tránsito de la matriz (m/pie)
Dt = tiempo de tránsito de la formación (m/pie)
Dt f = tiempo de tránsito del fluido (m/pie)
Wyllie
Raymer-Hunt
Vf = 5300 pie/seg
t, tiempo de tránsito (mseg/pie)
Cortesía de
Schlumberger
POROSIDAD A PARTIR DEL REGISTRO SONICO:
ECUACION DE WYLLIE
Dt = Ø x Dt f + (1-Ø) x Dtma
18%
D
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Registro Acústico o Sónico
fs = 0.63 * [1 - (Dtma / Dt)]
POROSIDAD A PARTIR DEL REGISTRO SONICO:
ECUACION DE RAYMER-HUNT
Dolomita
Caliza
Arena
30 50 70 90 110 130
50
40
30
20
10
0
Ø
(%)
Δt (µsec)
Δt (µseg/ft)
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Registro Acústico o Sónico
FACTOR DE COMPACTACION
El valor de Cp se aproxima dividiendo el valor de ΔT en la lutita adyacente por 100.
En formaciones poco consolidadas y poco compactadas (generalmente someras), la
ecuación de Wylie resulta en valores muy altos de porosidad. A mayores
profundidades, las formaciones no compactadas se observan cuando el diferencial
entre la presión de sobrecarga y la presión de formación es menor a 4000-5000 psi.
Esta falta de compactación puede ser observada en las lutitas adyacentes, las cuales
muestran valores de Δt mayores a 100 µsec/ft.
En estos casos, un factor de compactación, Cp, se aplica para corregir la porosidad:
T
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Registro Acústico o Sónico
EFECTO DE GAS EN EL PERFIL SONICO (ONDA P)
• Incremento en Dt
• Efecto mínimo en formaciones
de baja porosidad
• Efecto de hasta 40% en
formaciones de alta porosidad
0 20 45 15 -15 240 140 40
Øn
Ød
SP RES POR Dt
9
8
7
6
5
4
3
Velocidad
(pies/seg)
x
1000
0 0.5 1.0
Sw
Arena de gas
Arena de petróleo
2.000 pies
6.000 pies
10.000 pies
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Velocidad Compresional
más afectada que
Velocidad Shear
Brie et al.
SPE 30595 1995
Registro Acústico o Sónico
DETECCION DE GAS A PARTIR DE CURVAS DT
COMPRESIONAL Y SHEAR
Zona de Gas
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Registro Acústico o Sónico
Ø Y LITOLOGIA A PARTIR DEL SONICO / CNL
Cortesía de
Schlumberger
Agua 100,000 ppm NaCl
(µseg/ft)
Δtf = 190 µseg/pie; Cf = 0 ppm
Δ
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PARAMETROS DE ARCILLA HUMEDA
NEUwc
DTwc
Registro Acústico o Sónico
Tomado de IP
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RESPUESTA TIPICA SEGÚN LITOLOGIA
Registro Acústico o Sónico
Paul Glover: Petrophysics,
University of Aberdeen,
2000
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Registro Acústico o Sónico
AUMENTO DE Δt CON SOBREPRESION
• A medida que la presión de fluidos (presión de poro)
aumenta, los contactos grano a grano se debilitan
dando pie a la descompactación.
• Esto se observa como un aumento en el tiempo de
tránsito junto con un aumento en otros registros de
porosidad.
• Un aumento en conductividad tambien se observará,
asociado al aumento del volumen de agua tanto en
arenas como lutitas.
• En algunas formaciones bien litificadas el efecto de
sobre-presión es minimizado por el alto esfuerzo de
tension entre las rocas.
Tomado de:
NeXT
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Registro Acústico o Sónico
AUMENTO DE Δt CON SOBREPRESION
• Las formaciones que tienen presiones de fluidos anormalmente altas, con
frecuencia infrayacen a arcillas sobrepresurizadas que tienen un exceso de agua en
los poros.
• Esto ocurre en cuencas donde la tasa de sedimentación es mayor que la tasa de
subsidencia, lo que causa que las arcillas no puedan expulsar efectivamente el agua
connata en los poros por efecto de compactación, viéndose obligado el fluido a
soportar una fracción de la presión de confinamiento, con un consecuente
aumento de la presión de poros.
• Por no tener una rigidez ni compresibilidad normal, el tiempo de tránsito es mayor
en estas arcillas que en las que se compactan normalmente.
Tomado de Flores y Dellán
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Gráficos para Identificar Litología
RhoMatApp vs. DTMatApp
DTMatApp: se calcula utilizando la
porosidad crossplot Neutrón/Sónico y la
ecuación correspondiente de porosidad del
sónico, para resolver por DT de la matriz.
La porosidad de crossplot Neutrón/Sónico se
calcula de manera similar a la porosidad de
crossplot Neutrón/Densidad.
Tomado de IP
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Gráficos para Identificar Litología
M vs N
𝑀 =
𝐷𝑇𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑 − 𝐷𝑇
𝑅𝐻𝑂𝐵 − 𝑅𝐻𝑂𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑
𝑥 0.01
𝑁 =
1 − 𝑃𝐻𝐼𝑛𝑒𝑢
𝑅𝐻𝑂𝐵 − 𝑅𝐻𝑂𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑
Tomado de IP
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Sónico de Onda Completa
Pozo Pozo Formación
Formación
Receptor Receptor
Formaciones Rápidas Formaciones Lentas
Onda
Compresional
Onda
Compresional
Onda
Shear
Onda
Stoneley
Onda
Stoneley
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Identificación de Fracturas con la Onda Stoneley
Efecto de fracturas en la onda
Stoneley
• La onda se propaga en una
fractura abierta; parte de la
energía se refleja, y parte se
transmite.
• La onda es también sensible a
irregularidades de la pared del
pozo y cambios de litología.
Endo et al.
SEG 1998
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Identificación de Fracturas con la Onda Stoneley
Separación de la onda
Ejemplo en una dolomita fracturada; apertura efectiva de las fracturas: 0.5 to 2 mm
Inversión de apertura de fracturas
Endo et al. SEG
1998
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Movilidad a partir de la Onda Stoneley
Efectos de Permeabilidad en la onda Stoneley:
A medida que la onda Stoneley se propaga a
través de una formación permeable, se atenúa
y baja su velocidad.
La movilidad Stoneley es una función compleja
de la formación, el pozo y la costra de lodo.
Formación
Permeable
Onda Stoneley
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Movilidad a partir de la Onda Stoneley
La onda Stoneley es un indicador
confiable de movilidad para arenas con
porosidad media, rellenas de fluido.
El ejemplo resalta rangos de
aplicabilidad y varios indicadores de
permeabilidad.
Arena Lítica;
Cuenca Neuquina, Argentina
Claverie et al.
AAPG 1998
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Geomecánica y Física de Rocas
Modificado de:
NeXT
Modelo de Esfuerzos: Contribución del Registro Acústico
1. Dirección de Esfuerzos Anisotropía (Onda Shear)
2. Magnitud de Esfuerzos Registro de Imagen Ultrasónica
Relación de Poisson
Propiedades Mecánicas:
1. Parámetros Elásticos/Plásticos DT Compresional
2. Resistencia de la Roca DT de Cizalla (Shear)
3. Criterio de Falla Módulo de Young
Litología y Porosidad
Mecanismo de Falla:
1. Cizalla (Shear) Registro de Imagen Ultrasónica
2. De Tensión
3. Compactación
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Laure, et al.
Registros Acústicos de Imágenes
Proporcionan información de la pared
del pozo, permitiendo la descripción de
varias propiedades del yacimiento:
• Fracturas
• Estructuras sedimentarias
• Buzamientos
• Capas delgadas
• ‘Breakouts’
• Uso en pozo Entubado
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Laure, et al.
Transductor del
Ultrasonic Borehole
Imager (Schlumberger)
Principios Físicos:
• Transductor de alta resolución que genera pulsos
ultrasónicos que son luego refractados
• El transductor es emisor y receptor a la vez
• Puede ser utilizado en gran variedad de tipos de
lodos incluyendo OBM
• Lodos pesados disminuyen la señal acústica
ULTRA BOREHOLE IMAGER (UBI)
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ULTRA SONIC IMAGER TOOL (USI)
La Herramienta Ultrasónica de Imágenes (USI) usa un
transductor sencillo montado sobre una base giratoria
ultrasónica en el fondo de la herramienta. El transmisor
emite pulsos ultrasónicos entre 200 y 700 KHz y mide las
ondas ultrasónicas reflejadas desde las interfaces internas
y externas del revestidor. La tasa de decaimiento de las
ondas recibidas indican la calidad de adherencia del
cemento en la interfaz cemento/revestidor y la frecuencia
resonante del revestidor provee el espesor de las paredes
del revestidor.
Debido a que el transductor esta montado en una base
giratoria, la circunferencia entera del revestidor es
escaneada. Los 360° de cobertura de datos permiten la
evaluación de la calidad de adherencia del cemento así
como la determinación de las condiciones internas y
externas del revestidor.
30
Tomado de Schlumberger
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ULTRA SONIC IMAGER TOOL (USI)
Aplicaciones:
 Evaluación de Cemento.
 Inspección del revestidor:
• Identificación de Corrosión.
• Detección de daño interno y
externo o deformación.
• Análisis de espesor del
revestidor para cálculos de
colapso y presión de estallido.
Tomado de Schlumberger 31
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ULTRA SONIC IMAGER TOOL (USI)
Aplicaciones:
 Evaluación de Cemento.
 Inspección del revestidor:
• Identificación de Corrosión.
• Detección de daño interno y
externo o deformación.
• Análisis de espesor del
revestidor para cálculos de
colapso y presión de estallido.
Tomado de Schlumberger
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CIRCUMFERENTIAL ACOUSTIC SCANNING TOOL (CAST)
La herramienta Acústica de Escaneo Circunferencial (CAST) provee
información valiosa sobre el pozo tanto abierto como entubado. En pozo
abierto provee una imagen completa del hoyo para una evaluación de
formaciones precisa. En pozo entubado, provee simultáneamente la
inspección ultrasónica del revestidor y evaluación del cemento.
Opera en una amplio rango de condiciones ambientales dentro del hoyo,
ofrece un perfil de la totalidad del hoyo (360°) que puede ser presentado en
una variedad de formatos en 2 y 3 dimensiones.
Aplicaciones:
Inspección del revestidor:
• Espesor y Diámetro.
• Evaluación Ultrasónica del Cemento.
Imagen del pozo abierto.
Detección de Fracturas. Tomado de Halliburton
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En este registro a pozo entubado se
muestra la excentricidad, ovalidad y
“relative bearing” en la pista 1, espesor
del revestidor en la pista 2, amplitud
regular y amplificada (CBL) en la pista 3,
El micro sismograma en la pista 4, el
índice de adherencia del cemento y la
impedancia promedio en la pista 5
mientras que el mapa de impedancia es
mostrado en la pista 6.
Un canal de cemento (vacio) se muestra
relleno en azul en el mapa de
impedancia desde X125 – X145 pies.
34
CIRCUMFERENTIAL ACOUSTIC SCANNING TOOL (CAST)
Tomado de Halliburton
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Registros Entubados CBL-VDL
Registros Pozo Abierto Registros Pozo Entubado
Cemento
Revestidor
Revoque
Derrumbe
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CEMENTACION
Operación en la cual una mezcla de agua y cemento se coloca a una profundidad
determinada para que cumpla, entre otros, con los siguientes objetivos:
 Excluir las aguas de las formaciones productivas.
 Proteger al revestidor de presiones externas (formación).
 Sellar zonas no productivas.
 Proteger la tubería de revestimiento de la corrosión.
 Evitar migración de fluidos entre diferentes zonas.
 Controlar pérdidas de circulación.
 Sellar zonas de fluidos no deseables.
 Soportar el revestidor y todo el peso del equipo.
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CEMENTACION
YAC-1
YAC-2
DAÑO A LA
FORMACIÓN
COMUNICACIÓN
ENTRE
FORMACIONES
SECCIONES
SIN
PROTECCIÓN
“GARANTIZAR EL AISLAMIENTO ZONAL, NO SOLO POSTERIOR A
LA CEMENTACIÓN, SINO TAMBIÉN EN EL TRANSCURSO DE LA
VIDA PRODUCTIVA DE LOS POZOS”
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 Primaria: es la realizada cuando es corrido por primera
vez el revestidor o camisa (liner).
 Secundaria: es también conocida como forzamiento
(Squeeze) y su objetivo es bombear una lechada de
cemento en el pozo, bajo presión, forzándola contra
una formación porosa, tanto en las perforaciones del
revestidor o directamente al pozo abierto.
Se utiliza en el sellado de perforaciones, cementación de
anillos en conductor, reparación de fugas en la tubería de
revestimiento, forzar zapato de revestimiento, colocar
tapones, etc.
TIPOS DE CEMENTACION
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PERFILES DE CEMENTO
CBL / VDL
39
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PERFILES DE CEMENTO CBL / VDL
 Perfiles Sónicos:
• Años 60 @ 20-30 KHz:
• CBL
• VDL
 Perfiles Ultrasónicos:
• Primera Generación: Años 80 @ 300-650 KHz
• Cement Evaluation Tool (CEL)
• Pulse Echo Tool (PET)
• Segunda Generación: Años 90 @ 200 – 700 KHz
• Ultrasonic Imager (USIT)
• Circumferential Acoustic Scanning Tool (CAST)
40
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Energía Acústica es energía mecánica similar a la energía generada cuando una campana es
golpeada con un martillo. La energía mecánica a partir del golpe del martillo produce
vibraciones en la campana la cual es transformada en energía acústica en la forma de ondas de
sonido.
En los registros acústicos, la campana es sustituida por un transmisor como fuente de energía de
sonido. Un receptor, colocado a cierta distancia del transmisor detecta las ondas de sonido y
transforma esta energía en impulsos eléctricos.
PRINCIPIOS DE LOS REGISTROS DE CEMENTACIÓN CBL / VDL
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Las herramientas de registros de
cementación emiten una energía acústica
omnidireccional que viaja a través de los
fluidos del revestidor desde un Transmisor
y se reflejan de regreso a través de estos
mismos fluidos hasta un receptor de señales
colocado en la herramienta a una distancia
fijada.
La amplitud de señal que llega al receptor
es proporcional al porcentaje de la
circunferencia de revestidor cubierta por el
cemento. La distancia que viaja la señal del
transmisor al receptor depende la calidad
del acoplamiento acústico del cemento al
revestidor y a la formación.
T
R
R
5
ft
3
ft
FORMACIÓN
CEMENTO
REVESTIDOR
PRINCIPIOS DE LOS REGISTROS DE CEMENTACIÓN CBL / VDL
42
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PRINCIPIOS DE LOS REGISTROS DE CEMENTACIÓN CBL / VDL
43
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Todas las mediciones tomadas en este registro son el resultado directo de la propagación de una
onda acústica a través del entorno y medio ambiente del pozo.
Midiendo el efecto que la geometría del pozo, el fluido, revestidor, cemento y formación
producen en estas ondas, se puede hacer una interpretación acerca de la calidad y adherencia
del cemento hacia la formación y el revestidor.
PRINCIPIOS DE LOS REGISTROS DE CEMENTACIÓN CBL / VDL
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TRANSMISOR
RECEPTOR 3ft
RECEPTOR 5ft
AMBIENTES POR DONDE SE PROPAGA LA ONDA
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La herramienta es omni - direccional y lo que vemos en el registro es la suma de todos los
caminos en el perímetro del revestidor.
 Camino directo por el interior de la sonda
• Debido a que es imposible evitar que haya acople acústico por transmisión por la propia
sonda, la técnica que se usa para el diseño de la herramienta es la de maximizar el
tiempo de tránsito de manera que los arribos lleguen bien atrasados como para no
interferir con la señal que nos interesa. La utilización de ranuras en el cuerpo de la
herramienta son con el propósito de “alargar” el camino a través del acero. En el interior
se utilizan amortiguadores y materiales que absorben el sonido para atenuar la
interferencia.
 Camino a lo largo del interior del pozo a través del fluido
• Debido a que el fluido tiene el tiempo de tránsito mas alto con respecto a los otros
elementos en el pozo (189 microsegundos/pie para el agua), si bien este camino es uno
de los mas cortos, la señal es la última en llegar y se pueden apreciar en muchas
situaciones al final de la señal de VDL (lado derecho de la pista que muestra el VDL).
AMBIENTES POR DONDE SE PROPAGA LA ONDA
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 Camino a lo largo del revestidor.
• Debido a su longitud intermedia y al bajo tiempo de tránsito (57 microsegundos por
pie) es esta parte de la señal la que arriba primero y se puede observar en el primer
tercio del mapa del VDL.
 Camino a lo largo del cemento y camino a lo largo de la formación
• Los caminos y las velocidades de propagación son parecidas en el cemento y la
formación. Estas se pueden ver desde un tercio y hasta el final del mapa del VDL. La
señal que viaja por el cemento es en general de muy baja amplitud y es deformada por
la señal mas fuerte que viene por la formación. No obstante, existen situaciones donde
se pueden ver estos arribos y es importante no confundirlos con arribos de revestidor
pues tienen una forma muy parecida.
AMBIENTES POR DONDE SE PROPAGA LA ONDA
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TIEMPOS DE TRANSITO ACUSTICO TIPICOS
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CEMENT BOND LOG (CBL)
El registro de adherencia del cemento (CBL) da una
medida continua de la amplitud de los pulsos de sonido
de un transmisor al receptor. Esta amplitud es máxima en
la tubería sin apoyo y la mínima si esta bien cementada.
El tren de ondas se puede mostrar como un registro de
densidad variable (VDL), los ciclos positivos y negativos
del tren de ondas se rellenan en color blanco y negro,
respectivamente.
 Evalúa la adhesión de cemento tanto a la tubería
como a la formación.
 Indica los canales o intervalos con tan solo parcial
adhesión.
 Indica la tubería libre y el tope del cemento.
49
Tomado de Schlumberger
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 La forma de onda mostrada en la figura (onda acústica completa) es entonces la que
tiene toda la información para producir un registro de CBL.
 El tiempo de arribo o tiempo de tránsito, es el tiempo requerido por la onda para viajar
desde el transmisor, a través del fluido, a lo largo del Revestidor y nuevamente a través
del fluido para entrar al receptor.
 La amplitud es el valor de amplitud de ese primer arribo de Revestidor.
 El VDL es una representación o mapeo de la onda acústica completa.
 Las herramientas utilizan 2 receptores distanciados a 3 y 5 pies del transmisor.
 La señal del receptor de 3 pies se usa solo para medir la amplitud y el primer arribo.
 Por ser menor el recorrido, la amplitud tiene una mayor relación señal/ruido que para
el caso de 5 pies donde estará mas atenuada.
INTERPRETACION (CBL / VDL)
50
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 La señal de 5 pies se usa para graficar el VDL pues al tener el recorrido mas largo
permite mas precisión y resaltan mas las contribuciones de los caminos mencionados.
 La curva de amplitud es utilizada, en forma muy simplificada, para intentar obtener el
índice de adherencia (bond index) y/o la fuerza compresiva del cemento (compressive
strength).
 Como práctica común:
• La máxima amplitud indica que el Revestidor es libre de vibrar debido a la
ausencia de cemento y por ello decimos que existe tubería libre.
• La mínima amplitud indica que el Revestidor no puede vibrar por lo que debe
haber cemento rodeando completamente el mismo y decimos que existe buen
cemento o buena adherencia.
• El rango de lecturas entre el máximo y el mínimo indican un cierto porcentaje o
fracción en la cual el Revestidor puede vibrar y nos referimos como parcialmente
cementado.
51
INTERPRETACION (CBL / VDL)
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Ideal: Buena adherencia del cemento tanto al Revestidor como a la Formación
INTERPRETACION (CBL / VDL)
52
Tomado de Schlumberger
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 INDICE DE ADHERENCIA: Es el grado de adhesión del cemento al revestidor, y se mide
mediante la relación entre la amplitud de la zona que se quiere evaluar con respecto a la
zona de menor amplitud (asumiendo que la zona de menor amplitud tiene una adherencia
al Revestidor de 100%).
𝑰𝒏𝒅𝒊𝒄𝒆 𝒅𝒆 𝑨𝒅𝒉𝒆𝒓𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 =
𝑨𝒕𝒆𝒏𝒖𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏 𝑫𝒆𝒄𝒊𝒃𝒆𝒍𝒆𝒔 𝒑𝒐𝒓 𝒑𝒊𝒆 𝒅𝒆 𝒛𝒐𝒏𝒂 𝒆𝒗𝒂𝒍𝒖𝒂𝒅𝒂
𝑨𝒕𝒆𝒏𝒖𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏 𝑫𝒆𝒄𝒊𝒃𝒆𝒍𝒆𝒔 𝒑𝒐𝒓 𝒑𝒊𝒆 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒛𝒐𝒏𝒂 𝟏𝟎𝟎% 𝒄𝒆𝒎𝒆𝒏𝒕𝒂𝒅𝒂
GR 0 CBL 3’ (Mv) 50 VDL
Mal
Cemento
Buen Cemento
Zona 100% Cementada (6900’-6918’)
Amplitud CBL: 2 mV (espaciamiento 3’)
Zona mal Cementada (6870’-6900’)
Amplitud CBL: 20 mV (espaciamiento 3’)
Revestidor 7”
Calibre del Revestidor: 0.2”
INDICE DE ADHERENCIA & FUERZA COMPRESIVA DEL CEMENTO
53
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INDICE DE ADHERENCIA & FUERZA COMPRESIVA DEL CEMENTO
10.5
db/ft
2200 psi
3.8
db/ft
25 psi
𝑰𝒏𝒅𝒊𝒄𝒆 𝒅𝒆 𝑨𝒅𝒉𝒆𝒓𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 =
𝟑. 𝟖 𝒅𝒃/𝒑𝒊𝒆
𝟏𝟎. 𝟓 𝒅𝒃/𝒑𝒊𝒆
𝑰𝒏𝒅𝒊𝒄𝒆 𝒅𝒆 𝑨𝒅𝒉𝒆𝒓𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 = 𝟎. 𝟑𝟔 (𝟑𝟔%)
ACEPTABLE
Mayor a 0.8 (80%)
54
Tomado de Schlumberger
FUERZA COMPRESIVA DEL CEMENTO A PARTIR DE CBL
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LONGITUD INTERVALO CEMENTADO - AISLAMIENTO
Para evaluar totalmente la adherencia del
cemento al revestidor, no se debe determinar el
índice de adherencia, sino también la longitud
del intervalo que pareciera tener buen índice de
adherencia. El gráfico muestra el intervalo
mínimo cementado requerido con un índice de
adherencia de al menos 0.8 para asegurar un
sello apropiado contra el movimiento de fluidos.
Un gran intervalo de buena adherencia es
requerido para asegurar un buen sello para
revestidores de gran tamaño. La razón es que
para un diferencial de presión dado, a lo largo de
una sección adherida, la fuerza sobre dicha
sección se incrementa con el área de la sección
transversal del cemento adherido a la tubería.
Esta sección transversal obviamente se
incrementa con el tamaño o diámetro del
revestidor.
55
Para Indice de Adherencia = 0.8
Mínimo
Intervalo
Cementado
Necesitado
(ft)
Tamaño de Revestidor
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EJEMPLOS INTERPRETACION (CBL / VDL)
Cemento
Regular a
Malo
Buen
Cemento
Señal Fuerte: Mala adherencia
Revestidor – Cemento
Señal Débil: Buena adherencia
Revestidor – Cemento
Señal Débil: Regular adherencia
Cemento - Formación (Regular
Cementación)
Señal Fuerte: Buena adherencia
Cemento - Formación (Buena
Cementación)
56
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EJEMPLOS INTERPRETACION (CBL / VDL)
Revestidor Libre – Sin Cemento
Revestidor Libre, Máxima Lectura de mV
57
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EJEMPLOS INTERPRETACION (CBL / VDL)
Buen
Cemento
Señal Débil: Buena adherencia
Revestidor - Cemento
Revestidor Libre – Sin Cemento
TOPE DE CEMENTO
58
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EJEMPLOS INTERPRETACION (CBL / VDL)
Señal Débil: Buena adherencia
Revestidor - Cemento
Señal Fuerte: Mala adherencia
Revestidor – Cemento (Revestidor Libre)
59
www.inter-rock-ca.com 60
Ejercicio Δt
Estime la porosidad del intervalo 1584-
1606 asumiendo matriz arenisca. Use la
relación de Wyllie. El pozo fue perforado
con lodo en base a agua fresca.
DT (µseg/pie)
140 40
1600
1550
BS
CALI
GR
Respuesta:
PHIS = (Δt – Δtma / ΔTf – Δtma) * 1/Cp
PHIS = (104 – 55.5 / 200 – 55.5) * 1 / 1.2
Δtsh = 120 µsec/ft
PHIS = 27.97%
Cp = 120 / 100 = 1.2
Δtma = 55.5 µsec/ft
Δtf = 200 µsec/ft
Δt = 104 µsec/ft
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Evaluar el cemento en los intervalos A, B, C y D
considerando el espaciamiento del CBL=3’ y un
revestidor de 7”.
Determinar:
 Calidad del Cemento, Adherencia al revestidor y
a la formación.
 Índice de Adherencia.
 Cuáles de los intervalos garantizan sello
Hidráulico.
61
Ejercicio CBL / VDL
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RESPUESTA
Zona (A) 100% Cementada
Amplitud CBL: 0.9 mV (espaciamiento 3’)
Zonas a Evaluar (B, C y D)
Amplitud CBL Promedio : 2 mV (espaciamiento 3’)
𝑰𝒏𝒅𝒊𝒄𝒆 𝒅𝒆 𝑨𝒅𝒉𝒆𝒓𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 =
𝟏𝟎. 𝟓 𝒅𝒃/𝒑𝒊𝒆
𝟏𝟐. 𝟐 𝒅𝒃/𝒑𝒊𝒆
𝑰𝒏𝒅𝒊𝒄𝒆 𝒅𝒆 𝑨𝒅𝒉𝒆𝒓𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 = 𝟎. 𝟖𝟔 (𝟖𝟔%)
10.5
db/ft
12.2
db/ft
Zona (A) presenta buen cemento (baja amplitud CBL), Buena
adherencia revestidor – cemento (Señal débil), Buena
adherencia cemento – formación (Señal Fuerte).
Zonas (B, C y D) presentan buen cemento con un índice de
adherencia de 0.86. Buena adherencia revestidor – cemento
(Señal débil). Regular a mala adherencia cemento – formación
(Señal media a débil).
62
Ejercicio CBL / VDL
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Considerando que los 4 intervalos tienen un índice
de adherencia mayor a 0.8 (aceptable), y teniendo
un revestidor de 7” observamos según el gráfico
que se necesitan al menos 10 pies de intervalo
cementado para garantizar el sello hidráulico.
63
Ejercicio CBL / VDL
Para Indice de Adherencia = 0.8
Mínimo
Intervalo
Cementado
Necesitado
(ft)
Tamaño de Revestidor
RESPUESTA
De la zona A puede esperarse aislamiento
hidráulico.
Las zonas B y D son de poco espesor para garantizar
el aislamiento hidráulico, mientras que la zona C
está en el límite para considerarse como sello
hidráulico.
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8.-REGISTRO-SONICO-O-ACUSTICO.pdf

  • 1.
    www.inter-rock-ca.com www.inter-rock-ca.com CURSO DE POST-GRADO: “EVALUACIONDE FORMACIONES MEDIANTE REGISTROS DE POZOS I” Res. CDFCNyCS Nº 1074/2018
  • 2.
    www.inter-rock-ca.com 2 Temario Conceptos Básicos Principiosde Funcionamiento Ruidos y Saltos de Ciclo Determinación de Porosidad Efectos de Gas, Compactación y Sobrepresión Combinación Neutrón-Sónico Sónico de Onda Completa, Imágenes Acústicas, CBL-VDL Registro Acústico o Sónico
  • 3.
    www.inter-rock-ca.com 3 Conceptos básicos •Una onda acústica es una onda longitudinal por donde viaja el sonido. Si se propaga en un medio elástico y continuo genera una variación local de presión o densidad. Mecánicamente las ondas sonoras son un tipo de onda elástica. (Wikipedia)
  • 4.
    www.inter-rock-ca.com 4 Registro Acústicoo Sónico ONDA P (COMPRESIONAL), SHEAR (CIZALLA) Y STONELEY • Onda compresional: vibran en la misma dirección en que se propaga la energía, en este caso paralelas al eje del pozo. • Onda de cizallamiento (shear): las partículas vibran perpendicularmente a la dirección de la propagación del sonido. • Las ondas compresionales viajan +/- 1.7 veces más rápido que las ondas de cizallamiento. • Onda Stoneley: se propaga cilíndricamente a lo largo de la interfaz entre la formación y la pared del pozo. Viaja del transmisor al receptor con una velocidad generalmente menor que las demás ondas (Chang et al., 1987). Tomado de: NeXT
  • 5.
    www.inter-rock-ca.com 5 Registro Acústicoo Sónico TR lejano TR cercano Señal del Transmisor Tiempo = 40µ seg Señal de los receptores Compresional Cizalla y Rayleigh Lodo Stoneley Nivel de detección t E2 E4 R lejano R cercano Cuerpo de La Sonda Camino de la onda reflejada T Pared del hoyo • El transmisor emite una onda que viaja a través del lodo hasta la pared del pozo, donde es refractada a través de la formación. Parte de la energía es refractada de vuelta a la columna de lodo, la cual alcanza el primer receptor a un tiempo T1 y el segundo receptor a un tiempo T2. • La diferencia entre los dos tiempos es ΔT y representa el tiempo que le toma a una onda compresional en viajar a través de la formación una distancia igual al espaciamiento entre los dos receptores. FUNDAMENTOS DE LA HERRAMIENTA
  • 6.
    www.inter-rock-ca.com 6 Registro Acústicoo Sónico • Indicador de porosidad primaria • Mide la velocidad del sonido en las formaciones penetradas por el pozo • Herramienta centralizada: mayor señal / ruido • Resolución vertical BHC: 2 pies • Profundidad de investigación BHC: 1-2” para formaciones homogéneas, aumenta un poco para formaciones no homogéneas • Tiempo de tránsito en revestimiento: 57 µseg/pie DT (µseg/pie) 140 40 1600 1550 BS CALI GR
  • 7.
    www.inter-rock-ca.com 7 Resolución Verticalvs. Profundidad de Investigación Inducción Laterolog Resistividad Radioactividad Neutrón Sónico Gamma Ray Densidad Acústico Resistividad Micro resistividad Dipmeter Microlog Profundidad de Investigación 250 cm 200 cm 150 cm 100 cm 50 cm 0 cm 80 cm 80 cm 40 cm 30 cm 20 cm 60 cm 5 cm 2 cm Resolución
  • 8.
    www.inter-rock-ca.com 8 Registro Acústicoo Sónico SONICO DE ESPACIAMIENTO LARGO • Pozos derrumbados • Formación alterada por presencia de arcillas hidratadas o hinchadas (porosidad mayor, menor velocidad) • Separación entre transmisor y receptor: 8-10 pies LEJANO CERCANO Transmisores Receptores Cortesía de Schlumberger
  • 9.
    www.inter-rock-ca.com 9 Registro Acústicoo Sónico RUIDO Y SALTO DE CICLO Mediciones erróneas de tiempos de tránsito muy largos, resultado de una amplitud reducida de la señal acústica. Ej. Cuando el primer arribo negativo de la señal cae por debajo del nivel de sensibilidad del receptor. Se presentan generalmente debido a presencia de fracturas, gas, formaciones no-consolidadas, y cavernas (washouts) Salto de Ciclo 6 16 140 40 CALI ( pulg . ) Dt ( µseg / pie ) Saltos de ciclo ft in Salto de Ciclo
  • 10.
    www.inter-rock-ca.com 10 Registro Acústicoo Sónico Øs = (Dt - Dtma) / (Dt f - Dtma) Øs = porosidad (%) Dtma = tiempo de tránsito de la matriz (m/pie) Dt = tiempo de tránsito de la formación (m/pie) Dt f = tiempo de tránsito del fluido (m/pie) Wyllie Raymer-Hunt Vf = 5300 pie/seg t, tiempo de tránsito (mseg/pie) Cortesía de Schlumberger POROSIDAD A PARTIR DEL REGISTRO SONICO: ECUACION DE WYLLIE Dt = Ø x Dt f + (1-Ø) x Dtma 18% D
  • 11.
    www.inter-rock-ca.com 11 Registro Acústicoo Sónico fs = 0.63 * [1 - (Dtma / Dt)] POROSIDAD A PARTIR DEL REGISTRO SONICO: ECUACION DE RAYMER-HUNT Dolomita Caliza Arena 30 50 70 90 110 130 50 40 30 20 10 0 Ø (%) Δt (µsec) Δt (µseg/ft)
  • 12.
    www.inter-rock-ca.com 12 Registro Acústicoo Sónico FACTOR DE COMPACTACION El valor de Cp se aproxima dividiendo el valor de ΔT en la lutita adyacente por 100. En formaciones poco consolidadas y poco compactadas (generalmente someras), la ecuación de Wylie resulta en valores muy altos de porosidad. A mayores profundidades, las formaciones no compactadas se observan cuando el diferencial entre la presión de sobrecarga y la presión de formación es menor a 4000-5000 psi. Esta falta de compactación puede ser observada en las lutitas adyacentes, las cuales muestran valores de Δt mayores a 100 µsec/ft. En estos casos, un factor de compactación, Cp, se aplica para corregir la porosidad: T
  • 13.
    www.inter-rock-ca.com 13 Registro Acústicoo Sónico EFECTO DE GAS EN EL PERFIL SONICO (ONDA P) • Incremento en Dt • Efecto mínimo en formaciones de baja porosidad • Efecto de hasta 40% en formaciones de alta porosidad 0 20 45 15 -15 240 140 40 Øn Ød SP RES POR Dt 9 8 7 6 5 4 3 Velocidad (pies/seg) x 1000 0 0.5 1.0 Sw Arena de gas Arena de petróleo 2.000 pies 6.000 pies 10.000 pies
  • 14.
    www.inter-rock-ca.com 14 Velocidad Compresional másafectada que Velocidad Shear Brie et al. SPE 30595 1995 Registro Acústico o Sónico DETECCION DE GAS A PARTIR DE CURVAS DT COMPRESIONAL Y SHEAR Zona de Gas
  • 15.
    www.inter-rock-ca.com 15 Registro Acústicoo Sónico Ø Y LITOLOGIA A PARTIR DEL SONICO / CNL Cortesía de Schlumberger Agua 100,000 ppm NaCl (µseg/ft) Δtf = 190 µseg/pie; Cf = 0 ppm Δ
  • 16.
    www.inter-rock-ca.com 16 PARAMETROS DEARCILLA HUMEDA NEUwc DTwc Registro Acústico o Sónico Tomado de IP
  • 17.
    www.inter-rock-ca.com 17 RESPUESTA TIPICASEGÚN LITOLOGIA Registro Acústico o Sónico Paul Glover: Petrophysics, University of Aberdeen, 2000
  • 18.
    www.inter-rock-ca.com 18 Registro Acústicoo Sónico AUMENTO DE Δt CON SOBREPRESION • A medida que la presión de fluidos (presión de poro) aumenta, los contactos grano a grano se debilitan dando pie a la descompactación. • Esto se observa como un aumento en el tiempo de tránsito junto con un aumento en otros registros de porosidad. • Un aumento en conductividad tambien se observará, asociado al aumento del volumen de agua tanto en arenas como lutitas. • En algunas formaciones bien litificadas el efecto de sobre-presión es minimizado por el alto esfuerzo de tension entre las rocas. Tomado de: NeXT
  • 19.
    www.inter-rock-ca.com 19 Registro Acústicoo Sónico AUMENTO DE Δt CON SOBREPRESION • Las formaciones que tienen presiones de fluidos anormalmente altas, con frecuencia infrayacen a arcillas sobrepresurizadas que tienen un exceso de agua en los poros. • Esto ocurre en cuencas donde la tasa de sedimentación es mayor que la tasa de subsidencia, lo que causa que las arcillas no puedan expulsar efectivamente el agua connata en los poros por efecto de compactación, viéndose obligado el fluido a soportar una fracción de la presión de confinamiento, con un consecuente aumento de la presión de poros. • Por no tener una rigidez ni compresibilidad normal, el tiempo de tránsito es mayor en estas arcillas que en las que se compactan normalmente. Tomado de Flores y Dellán
  • 20.
    www.inter-rock-ca.com 20 Gráficos paraIdentificar Litología RhoMatApp vs. DTMatApp DTMatApp: se calcula utilizando la porosidad crossplot Neutrón/Sónico y la ecuación correspondiente de porosidad del sónico, para resolver por DT de la matriz. La porosidad de crossplot Neutrón/Sónico se calcula de manera similar a la porosidad de crossplot Neutrón/Densidad. Tomado de IP
  • 21.
    www.inter-rock-ca.com 21 Gráficos paraIdentificar Litología M vs N 𝑀 = 𝐷𝑇𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑 − 𝐷𝑇 𝑅𝐻𝑂𝐵 − 𝑅𝐻𝑂𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑 𝑥 0.01 𝑁 = 1 − 𝑃𝐻𝐼𝑛𝑒𝑢 𝑅𝐻𝑂𝐵 − 𝑅𝐻𝑂𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑 Tomado de IP
  • 22.
    www.inter-rock-ca.com 22 Sónico deOnda Completa Pozo Pozo Formación Formación Receptor Receptor Formaciones Rápidas Formaciones Lentas Onda Compresional Onda Compresional Onda Shear Onda Stoneley Onda Stoneley
  • 23.
    www.inter-rock-ca.com 23 Identificación deFracturas con la Onda Stoneley Efecto de fracturas en la onda Stoneley • La onda se propaga en una fractura abierta; parte de la energía se refleja, y parte se transmite. • La onda es también sensible a irregularidades de la pared del pozo y cambios de litología. Endo et al. SEG 1998
  • 24.
    www.inter-rock-ca.com 24 Identificación deFracturas con la Onda Stoneley Separación de la onda Ejemplo en una dolomita fracturada; apertura efectiva de las fracturas: 0.5 to 2 mm Inversión de apertura de fracturas Endo et al. SEG 1998
  • 25.
    www.inter-rock-ca.com 25 Movilidad apartir de la Onda Stoneley Efectos de Permeabilidad en la onda Stoneley: A medida que la onda Stoneley se propaga a través de una formación permeable, se atenúa y baja su velocidad. La movilidad Stoneley es una función compleja de la formación, el pozo y la costra de lodo. Formación Permeable Onda Stoneley
  • 26.
    www.inter-rock-ca.com 26 Movilidad apartir de la Onda Stoneley La onda Stoneley es un indicador confiable de movilidad para arenas con porosidad media, rellenas de fluido. El ejemplo resalta rangos de aplicabilidad y varios indicadores de permeabilidad. Arena Lítica; Cuenca Neuquina, Argentina Claverie et al. AAPG 1998
  • 27.
    www.inter-rock-ca.com 27 Geomecánica yFísica de Rocas Modificado de: NeXT Modelo de Esfuerzos: Contribución del Registro Acústico 1. Dirección de Esfuerzos Anisotropía (Onda Shear) 2. Magnitud de Esfuerzos Registro de Imagen Ultrasónica Relación de Poisson Propiedades Mecánicas: 1. Parámetros Elásticos/Plásticos DT Compresional 2. Resistencia de la Roca DT de Cizalla (Shear) 3. Criterio de Falla Módulo de Young Litología y Porosidad Mecanismo de Falla: 1. Cizalla (Shear) Registro de Imagen Ultrasónica 2. De Tensión 3. Compactación
  • 28.
    www.inter-rock-ca.com 28 Laure, etal. Registros Acústicos de Imágenes Proporcionan información de la pared del pozo, permitiendo la descripción de varias propiedades del yacimiento: • Fracturas • Estructuras sedimentarias • Buzamientos • Capas delgadas • ‘Breakouts’ • Uso en pozo Entubado
  • 29.
    www.inter-rock-ca.com 29 Laure, etal. Transductor del Ultrasonic Borehole Imager (Schlumberger) Principios Físicos: • Transductor de alta resolución que genera pulsos ultrasónicos que son luego refractados • El transductor es emisor y receptor a la vez • Puede ser utilizado en gran variedad de tipos de lodos incluyendo OBM • Lodos pesados disminuyen la señal acústica ULTRA BOREHOLE IMAGER (UBI)
  • 30.
    www.inter-rock-ca.com ULTRA SONIC IMAGERTOOL (USI) La Herramienta Ultrasónica de Imágenes (USI) usa un transductor sencillo montado sobre una base giratoria ultrasónica en el fondo de la herramienta. El transmisor emite pulsos ultrasónicos entre 200 y 700 KHz y mide las ondas ultrasónicas reflejadas desde las interfaces internas y externas del revestidor. La tasa de decaimiento de las ondas recibidas indican la calidad de adherencia del cemento en la interfaz cemento/revestidor y la frecuencia resonante del revestidor provee el espesor de las paredes del revestidor. Debido a que el transductor esta montado en una base giratoria, la circunferencia entera del revestidor es escaneada. Los 360° de cobertura de datos permiten la evaluación de la calidad de adherencia del cemento así como la determinación de las condiciones internas y externas del revestidor. 30 Tomado de Schlumberger
  • 31.
    www.inter-rock-ca.com ULTRA SONIC IMAGERTOOL (USI) Aplicaciones:  Evaluación de Cemento.  Inspección del revestidor: • Identificación de Corrosión. • Detección de daño interno y externo o deformación. • Análisis de espesor del revestidor para cálculos de colapso y presión de estallido. Tomado de Schlumberger 31
  • 32.
    www.inter-rock-ca.com ULTRA SONIC IMAGERTOOL (USI) Aplicaciones:  Evaluación de Cemento.  Inspección del revestidor: • Identificación de Corrosión. • Detección de daño interno y externo o deformación. • Análisis de espesor del revestidor para cálculos de colapso y presión de estallido. Tomado de Schlumberger 32
  • 33.
    www.inter-rock-ca.com CIRCUMFERENTIAL ACOUSTIC SCANNINGTOOL (CAST) La herramienta Acústica de Escaneo Circunferencial (CAST) provee información valiosa sobre el pozo tanto abierto como entubado. En pozo abierto provee una imagen completa del hoyo para una evaluación de formaciones precisa. En pozo entubado, provee simultáneamente la inspección ultrasónica del revestidor y evaluación del cemento. Opera en una amplio rango de condiciones ambientales dentro del hoyo, ofrece un perfil de la totalidad del hoyo (360°) que puede ser presentado en una variedad de formatos en 2 y 3 dimensiones. Aplicaciones: Inspección del revestidor: • Espesor y Diámetro. • Evaluación Ultrasónica del Cemento. Imagen del pozo abierto. Detección de Fracturas. Tomado de Halliburton 33
  • 34.
    www.inter-rock-ca.com En este registroa pozo entubado se muestra la excentricidad, ovalidad y “relative bearing” en la pista 1, espesor del revestidor en la pista 2, amplitud regular y amplificada (CBL) en la pista 3, El micro sismograma en la pista 4, el índice de adherencia del cemento y la impedancia promedio en la pista 5 mientras que el mapa de impedancia es mostrado en la pista 6. Un canal de cemento (vacio) se muestra relleno en azul en el mapa de impedancia desde X125 – X145 pies. 34 CIRCUMFERENTIAL ACOUSTIC SCANNING TOOL (CAST) Tomado de Halliburton
  • 35.
    www.inter-rock-ca.com 35 Registros EntubadosCBL-VDL Registros Pozo Abierto Registros Pozo Entubado Cemento Revestidor Revoque Derrumbe
  • 36.
    www.inter-rock-ca.com CEMENTACION Operación en lacual una mezcla de agua y cemento se coloca a una profundidad determinada para que cumpla, entre otros, con los siguientes objetivos:  Excluir las aguas de las formaciones productivas.  Proteger al revestidor de presiones externas (formación).  Sellar zonas no productivas.  Proteger la tubería de revestimiento de la corrosión.  Evitar migración de fluidos entre diferentes zonas.  Controlar pérdidas de circulación.  Sellar zonas de fluidos no deseables.  Soportar el revestidor y todo el peso del equipo. 36
  • 37.
    www.inter-rock-ca.com CEMENTACION YAC-1 YAC-2 DAÑO A LA FORMACIÓN COMUNICACIÓN ENTRE FORMACIONES SECCIONES SIN PROTECCIÓN “GARANTIZAREL AISLAMIENTO ZONAL, NO SOLO POSTERIOR A LA CEMENTACIÓN, SINO TAMBIÉN EN EL TRANSCURSO DE LA VIDA PRODUCTIVA DE LOS POZOS” 37
  • 38.
    www.inter-rock-ca.com  Primaria: esla realizada cuando es corrido por primera vez el revestidor o camisa (liner).  Secundaria: es también conocida como forzamiento (Squeeze) y su objetivo es bombear una lechada de cemento en el pozo, bajo presión, forzándola contra una formación porosa, tanto en las perforaciones del revestidor o directamente al pozo abierto. Se utiliza en el sellado de perforaciones, cementación de anillos en conductor, reparación de fugas en la tubería de revestimiento, forzar zapato de revestimiento, colocar tapones, etc. TIPOS DE CEMENTACION 38
  • 39.
  • 40.
    www.inter-rock-ca.com PERFILES DE CEMENTOCBL / VDL  Perfiles Sónicos: • Años 60 @ 20-30 KHz: • CBL • VDL  Perfiles Ultrasónicos: • Primera Generación: Años 80 @ 300-650 KHz • Cement Evaluation Tool (CEL) • Pulse Echo Tool (PET) • Segunda Generación: Años 90 @ 200 – 700 KHz • Ultrasonic Imager (USIT) • Circumferential Acoustic Scanning Tool (CAST) 40
  • 41.
    www.inter-rock-ca.com Energía Acústica esenergía mecánica similar a la energía generada cuando una campana es golpeada con un martillo. La energía mecánica a partir del golpe del martillo produce vibraciones en la campana la cual es transformada en energía acústica en la forma de ondas de sonido. En los registros acústicos, la campana es sustituida por un transmisor como fuente de energía de sonido. Un receptor, colocado a cierta distancia del transmisor detecta las ondas de sonido y transforma esta energía en impulsos eléctricos. PRINCIPIOS DE LOS REGISTROS DE CEMENTACIÓN CBL / VDL 41
  • 42.
    www.inter-rock-ca.com Las herramientas deregistros de cementación emiten una energía acústica omnidireccional que viaja a través de los fluidos del revestidor desde un Transmisor y se reflejan de regreso a través de estos mismos fluidos hasta un receptor de señales colocado en la herramienta a una distancia fijada. La amplitud de señal que llega al receptor es proporcional al porcentaje de la circunferencia de revestidor cubierta por el cemento. La distancia que viaja la señal del transmisor al receptor depende la calidad del acoplamiento acústico del cemento al revestidor y a la formación. T R R 5 ft 3 ft FORMACIÓN CEMENTO REVESTIDOR PRINCIPIOS DE LOS REGISTROS DE CEMENTACIÓN CBL / VDL 42
  • 43.
    www.inter-rock-ca.com PRINCIPIOS DE LOSREGISTROS DE CEMENTACIÓN CBL / VDL 43
  • 44.
    www.inter-rock-ca.com Todas las medicionestomadas en este registro son el resultado directo de la propagación de una onda acústica a través del entorno y medio ambiente del pozo. Midiendo el efecto que la geometría del pozo, el fluido, revestidor, cemento y formación producen en estas ondas, se puede hacer una interpretación acerca de la calidad y adherencia del cemento hacia la formación y el revestidor. PRINCIPIOS DE LOS REGISTROS DE CEMENTACIÓN CBL / VDL 44
  • 45.
  • 46.
    www.inter-rock-ca.com La herramienta esomni - direccional y lo que vemos en el registro es la suma de todos los caminos en el perímetro del revestidor.  Camino directo por el interior de la sonda • Debido a que es imposible evitar que haya acople acústico por transmisión por la propia sonda, la técnica que se usa para el diseño de la herramienta es la de maximizar el tiempo de tránsito de manera que los arribos lleguen bien atrasados como para no interferir con la señal que nos interesa. La utilización de ranuras en el cuerpo de la herramienta son con el propósito de “alargar” el camino a través del acero. En el interior se utilizan amortiguadores y materiales que absorben el sonido para atenuar la interferencia.  Camino a lo largo del interior del pozo a través del fluido • Debido a que el fluido tiene el tiempo de tránsito mas alto con respecto a los otros elementos en el pozo (189 microsegundos/pie para el agua), si bien este camino es uno de los mas cortos, la señal es la última en llegar y se pueden apreciar en muchas situaciones al final de la señal de VDL (lado derecho de la pista que muestra el VDL). AMBIENTES POR DONDE SE PROPAGA LA ONDA 46
  • 47.
    www.inter-rock-ca.com  Camino alo largo del revestidor. • Debido a su longitud intermedia y al bajo tiempo de tránsito (57 microsegundos por pie) es esta parte de la señal la que arriba primero y se puede observar en el primer tercio del mapa del VDL.  Camino a lo largo del cemento y camino a lo largo de la formación • Los caminos y las velocidades de propagación son parecidas en el cemento y la formación. Estas se pueden ver desde un tercio y hasta el final del mapa del VDL. La señal que viaja por el cemento es en general de muy baja amplitud y es deformada por la señal mas fuerte que viene por la formación. No obstante, existen situaciones donde se pueden ver estos arribos y es importante no confundirlos con arribos de revestidor pues tienen una forma muy parecida. AMBIENTES POR DONDE SE PROPAGA LA ONDA 47
  • 48.
  • 49.
    www.inter-rock-ca.com CEMENT BOND LOG(CBL) El registro de adherencia del cemento (CBL) da una medida continua de la amplitud de los pulsos de sonido de un transmisor al receptor. Esta amplitud es máxima en la tubería sin apoyo y la mínima si esta bien cementada. El tren de ondas se puede mostrar como un registro de densidad variable (VDL), los ciclos positivos y negativos del tren de ondas se rellenan en color blanco y negro, respectivamente.  Evalúa la adhesión de cemento tanto a la tubería como a la formación.  Indica los canales o intervalos con tan solo parcial adhesión.  Indica la tubería libre y el tope del cemento. 49 Tomado de Schlumberger
  • 50.
    www.inter-rock-ca.com  La formade onda mostrada en la figura (onda acústica completa) es entonces la que tiene toda la información para producir un registro de CBL.  El tiempo de arribo o tiempo de tránsito, es el tiempo requerido por la onda para viajar desde el transmisor, a través del fluido, a lo largo del Revestidor y nuevamente a través del fluido para entrar al receptor.  La amplitud es el valor de amplitud de ese primer arribo de Revestidor.  El VDL es una representación o mapeo de la onda acústica completa.  Las herramientas utilizan 2 receptores distanciados a 3 y 5 pies del transmisor.  La señal del receptor de 3 pies se usa solo para medir la amplitud y el primer arribo.  Por ser menor el recorrido, la amplitud tiene una mayor relación señal/ruido que para el caso de 5 pies donde estará mas atenuada. INTERPRETACION (CBL / VDL) 50
  • 51.
    www.inter-rock-ca.com  La señalde 5 pies se usa para graficar el VDL pues al tener el recorrido mas largo permite mas precisión y resaltan mas las contribuciones de los caminos mencionados.  La curva de amplitud es utilizada, en forma muy simplificada, para intentar obtener el índice de adherencia (bond index) y/o la fuerza compresiva del cemento (compressive strength).  Como práctica común: • La máxima amplitud indica que el Revestidor es libre de vibrar debido a la ausencia de cemento y por ello decimos que existe tubería libre. • La mínima amplitud indica que el Revestidor no puede vibrar por lo que debe haber cemento rodeando completamente el mismo y decimos que existe buen cemento o buena adherencia. • El rango de lecturas entre el máximo y el mínimo indican un cierto porcentaje o fracción en la cual el Revestidor puede vibrar y nos referimos como parcialmente cementado. 51 INTERPRETACION (CBL / VDL)
  • 52.
    www.inter-rock-ca.com Ideal: Buena adherenciadel cemento tanto al Revestidor como a la Formación INTERPRETACION (CBL / VDL) 52 Tomado de Schlumberger
  • 53.
    www.inter-rock-ca.com  INDICE DEADHERENCIA: Es el grado de adhesión del cemento al revestidor, y se mide mediante la relación entre la amplitud de la zona que se quiere evaluar con respecto a la zona de menor amplitud (asumiendo que la zona de menor amplitud tiene una adherencia al Revestidor de 100%). 𝑰𝒏𝒅𝒊𝒄𝒆 𝒅𝒆 𝑨𝒅𝒉𝒆𝒓𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 = 𝑨𝒕𝒆𝒏𝒖𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏 𝑫𝒆𝒄𝒊𝒃𝒆𝒍𝒆𝒔 𝒑𝒐𝒓 𝒑𝒊𝒆 𝒅𝒆 𝒛𝒐𝒏𝒂 𝒆𝒗𝒂𝒍𝒖𝒂𝒅𝒂 𝑨𝒕𝒆𝒏𝒖𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏 𝑫𝒆𝒄𝒊𝒃𝒆𝒍𝒆𝒔 𝒑𝒐𝒓 𝒑𝒊𝒆 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒛𝒐𝒏𝒂 𝟏𝟎𝟎% 𝒄𝒆𝒎𝒆𝒏𝒕𝒂𝒅𝒂 GR 0 CBL 3’ (Mv) 50 VDL Mal Cemento Buen Cemento Zona 100% Cementada (6900’-6918’) Amplitud CBL: 2 mV (espaciamiento 3’) Zona mal Cementada (6870’-6900’) Amplitud CBL: 20 mV (espaciamiento 3’) Revestidor 7” Calibre del Revestidor: 0.2” INDICE DE ADHERENCIA & FUERZA COMPRESIVA DEL CEMENTO 53
  • 54.
    www.inter-rock-ca.com INDICE DE ADHERENCIA& FUERZA COMPRESIVA DEL CEMENTO 10.5 db/ft 2200 psi 3.8 db/ft 25 psi 𝑰𝒏𝒅𝒊𝒄𝒆 𝒅𝒆 𝑨𝒅𝒉𝒆𝒓𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 = 𝟑. 𝟖 𝒅𝒃/𝒑𝒊𝒆 𝟏𝟎. 𝟓 𝒅𝒃/𝒑𝒊𝒆 𝑰𝒏𝒅𝒊𝒄𝒆 𝒅𝒆 𝑨𝒅𝒉𝒆𝒓𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 = 𝟎. 𝟑𝟔 (𝟑𝟔%) ACEPTABLE Mayor a 0.8 (80%) 54 Tomado de Schlumberger FUERZA COMPRESIVA DEL CEMENTO A PARTIR DE CBL
  • 55.
    www.inter-rock-ca.com LONGITUD INTERVALO CEMENTADO- AISLAMIENTO Para evaluar totalmente la adherencia del cemento al revestidor, no se debe determinar el índice de adherencia, sino también la longitud del intervalo que pareciera tener buen índice de adherencia. El gráfico muestra el intervalo mínimo cementado requerido con un índice de adherencia de al menos 0.8 para asegurar un sello apropiado contra el movimiento de fluidos. Un gran intervalo de buena adherencia es requerido para asegurar un buen sello para revestidores de gran tamaño. La razón es que para un diferencial de presión dado, a lo largo de una sección adherida, la fuerza sobre dicha sección se incrementa con el área de la sección transversal del cemento adherido a la tubería. Esta sección transversal obviamente se incrementa con el tamaño o diámetro del revestidor. 55 Para Indice de Adherencia = 0.8 Mínimo Intervalo Cementado Necesitado (ft) Tamaño de Revestidor
  • 56.
    www.inter-rock-ca.com EJEMPLOS INTERPRETACION (CBL/ VDL) Cemento Regular a Malo Buen Cemento Señal Fuerte: Mala adherencia Revestidor – Cemento Señal Débil: Buena adherencia Revestidor – Cemento Señal Débil: Regular adherencia Cemento - Formación (Regular Cementación) Señal Fuerte: Buena adherencia Cemento - Formación (Buena Cementación) 56
  • 57.
    www.inter-rock-ca.com EJEMPLOS INTERPRETACION (CBL/ VDL) Revestidor Libre – Sin Cemento Revestidor Libre, Máxima Lectura de mV 57
  • 58.
    www.inter-rock-ca.com EJEMPLOS INTERPRETACION (CBL/ VDL) Buen Cemento Señal Débil: Buena adherencia Revestidor - Cemento Revestidor Libre – Sin Cemento TOPE DE CEMENTO 58
  • 59.
    www.inter-rock-ca.com EJEMPLOS INTERPRETACION (CBL/ VDL) Señal Débil: Buena adherencia Revestidor - Cemento Señal Fuerte: Mala adherencia Revestidor – Cemento (Revestidor Libre) 59
  • 60.
    www.inter-rock-ca.com 60 Ejercicio Δt Estimela porosidad del intervalo 1584- 1606 asumiendo matriz arenisca. Use la relación de Wyllie. El pozo fue perforado con lodo en base a agua fresca. DT (µseg/pie) 140 40 1600 1550 BS CALI GR Respuesta: PHIS = (Δt – Δtma / ΔTf – Δtma) * 1/Cp PHIS = (104 – 55.5 / 200 – 55.5) * 1 / 1.2 Δtsh = 120 µsec/ft PHIS = 27.97% Cp = 120 / 100 = 1.2 Δtma = 55.5 µsec/ft Δtf = 200 µsec/ft Δt = 104 µsec/ft
  • 61.
    www.inter-rock-ca.com Evaluar el cementoen los intervalos A, B, C y D considerando el espaciamiento del CBL=3’ y un revestidor de 7”. Determinar:  Calidad del Cemento, Adherencia al revestidor y a la formación.  Índice de Adherencia.  Cuáles de los intervalos garantizan sello Hidráulico. 61 Ejercicio CBL / VDL
  • 62.
    www.inter-rock-ca.com RESPUESTA Zona (A) 100%Cementada Amplitud CBL: 0.9 mV (espaciamiento 3’) Zonas a Evaluar (B, C y D) Amplitud CBL Promedio : 2 mV (espaciamiento 3’) 𝑰𝒏𝒅𝒊𝒄𝒆 𝒅𝒆 𝑨𝒅𝒉𝒆𝒓𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 = 𝟏𝟎. 𝟓 𝒅𝒃/𝒑𝒊𝒆 𝟏𝟐. 𝟐 𝒅𝒃/𝒑𝒊𝒆 𝑰𝒏𝒅𝒊𝒄𝒆 𝒅𝒆 𝑨𝒅𝒉𝒆𝒓𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 = 𝟎. 𝟖𝟔 (𝟖𝟔%) 10.5 db/ft 12.2 db/ft Zona (A) presenta buen cemento (baja amplitud CBL), Buena adherencia revestidor – cemento (Señal débil), Buena adherencia cemento – formación (Señal Fuerte). Zonas (B, C y D) presentan buen cemento con un índice de adherencia de 0.86. Buena adherencia revestidor – cemento (Señal débil). Regular a mala adherencia cemento – formación (Señal media a débil). 62 Ejercicio CBL / VDL
  • 63.
    www.inter-rock-ca.com Considerando que los4 intervalos tienen un índice de adherencia mayor a 0.8 (aceptable), y teniendo un revestidor de 7” observamos según el gráfico que se necesitan al menos 10 pies de intervalo cementado para garantizar el sello hidráulico. 63 Ejercicio CBL / VDL Para Indice de Adherencia = 0.8 Mínimo Intervalo Cementado Necesitado (ft) Tamaño de Revestidor RESPUESTA De la zona A puede esperarse aislamiento hidráulico. Las zonas B y D son de poco espesor para garantizar el aislamiento hidráulico, mientras que la zona C está en el límite para considerarse como sello hidráulico.
  • 64.