Registros CBL Y VDL

¿Que es un registro CBL?

Es un registro continuo que mide la amplitud sónica de la señal reflejada por la pared del revestidor, mientras mayor sea esa amplitud menor la cantidad de cemento. Un CBL mide la amplitud de la señal sónica pasando por un casing, esta señal se reduce donde el casing está bien cementado. La amplitud es registrada en milivoltios o como una atenuación en decibeles por pie (db/ft) o como índice de pega (bond index).

Registro

CBL

¿Que es un registro VDL?

Es un registro continuo de la amplitud de la forma de la onda sónica para un periodo de mil microsegundos que siguen a la generación del sonido en el transmisor

Registro

VDL

Características

CBL

• Su objetivo es emitir registros continuos de amplitud, siendo un dispositivo que refleja la de la onda sónica total en toda la formación a una distancia de 5ft

• Evalúa cualitativamente la adhesión cemento-formación

• Su utilidad permite diferenciar entre cemento de menor impedancia acústica y canalizaciones

• Produce un espectro sísmico completo donde se puede observas todas las ondas, su transmisión y su atenuación

Características

VDL

• Se basa en el uso de señales acústicas para determinar la calidad de adherencia del cemento en el espacio anular entre el casing en el pozo y las formaciones circundantes

• Es similar al funcionamiento de la herramienta Sónica (Sonic tool) a hueco abierto

• Determina la presencia de cemento en el espacio anular entre el casing, el pozo y las formaciones circundantes

• Permite indicar la resistencia de la compresión del en el casing

Principio de Medición – CBL/VDL

Principio de

Medición – CBL/VDL

• Un transmisor emite una señal acústica omnidireccional de baja frecuencia (20KHz)

• El medio circundante resuena

• Los receptores registran el tren de ondas resultantes

• La onda se analiza para extraer información de la calidad de adherencia del cemento

El principio de medida se asemeja al principio de repicar de una campana:

• Cuando hay fluido detrás del revestidor (no cemento) la tubería es libre de vibrar generando un sonido fuerte

• Cuando al revestidor este adherido cemento, las vibraciones del revestidor son atenuadas proporcionalmente a la superficie adherida al cemento

Principio de Medición – CBL

Principio de Medición – CBL

• Cuando una herramienta sónica se corre dentro de un pozo revestido,

el transmisor (Tx) envía un pulso omnidireccional el cual induce vibración en el revestidor

• La sonda está constituida por un transmisor y dos receptores (R3 y R5)

• La onda compresional que viaja 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 revestidor se usa para determinar la amplitud y el tiempo de transito del primer arribo.

Principio de Medición – VDL

Principio de Medición – VDL

• El registro VDL es una imagen del tren de onda completo de la señal 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 intensidad media, las amplitudes positivas se representan con mayor intensidad de color en tanto que las negativas son las más claras

Entre los factores que afectan al CBL se encuentran:

Alargamiento (Stretching): En escenarios de buena adherencia cemento - tubería, la amplitud de E1 disminuye, desplazando la medición del Tiempo de Tránsito a la sección no lineal de E1 lo que genera un aumento del TT medido.

CBL

Microanillo: es el espacio capilar de (100-200 micrones) presente entre el revestidor y el cemento que puede contener líquido o gas. El principal problema con un microanillo es que provoca menos energía dispersa en el medio circundante y la amplitud, por consiguiente, es más alta por lo que el CBL parecerá ser peor de lo que realmente es.

Salto de ciclo: En casos de muy buena adherencia, la amplitud de E1 es tan pequeña que no supera el nivel de detección, en este caso la medida de tiempo de tránsito se desplaza hacia E3, manteniendo la medida de amplitud de CBL en E1. La presencia de gas en el fluido de pozo también puede producir saltos de ciclo.

CBL

Formaciones rápidas: En casos de buen cemento y cuando el TT de la formación es menor al TT del revestidor, la señal de la formación es la que llega primero, por lo tanto CBL se verá afectado y no será posible evaluar el índice de adherencia ya que E1 es debido a los arribos de formación y no del revestidor. De sospecharse su presencia, se debe registrar con herramientas que tienen arreglos de espaciamiento más cortos como las herramientas compensadas,

Centralización: Una selección inadecuada de los centralizadores para el tamaño del revestidor, así como centralizadores rotos, débiles en pozos desviados o herramienta dañada o doblada, traen como consecuencia que el tren de onda resultante carezca de sentido pues el camino de la onda será desbalanceado.

CBL

Factores que afecta el registro VDL:

1. Mala adherencia del cemento a la tubería (A):

• Se reconoce por la presencia de fuertes líneas paralelas en toda la secuencia de ondas.

• Se reconoce por la presencia de fuertes líneas paralelas entre 200 a 400 &µs, (primeras entradas) debido a las señales del revestidor. Seguidamente las líneas son onduladas debido a las señales de la formación. La intensidad de estas señales onduladas indicará el grado de adherencia del cemento a la formación.

VDL

2. Mala adherencia del cemento a la formación (B):

• Se reconoce porque entre 400 a 1000 &µs se tendrán señales de formación muy débiles debido al mal acople entre cemento y formación y se caracteriza por la presencia borrosa de señales onduladas. Además, puede existir la presencia de señales fuertes algo onduladas, con menor espesor que las anteriores al final de la pista, correspondiente a las señales de lodo.

• Un buen acople del cemento entre la camisa y la formación está dado por la ausencia completa de líneas en los primeros arribos seguido de líneas paralelas que se notan con bastante nitidez. Ejemplo de ello se muestra la imagen representado por C.

VDL

Buena Cementación

A continuación muestro otra figura donde podemos observar las condiciones de una buena adherencia del cemento:

Buena

Cementación

Mala Cementación

En la figura del perfilaje acústico, podemos observar cómo se baja la herramienta acústica por todo el intervalo donde se desea evaluar la calidad del cemento, para este caso, mientras la herramienta baja va emitiendo energía acústica (transmisor), estas ondas acústicas se esparcen por todo el espacio entre el revestidor y la formación (lugar donde se supone está el cemento) funcionando como elemento receptor.

Es por ello que en la figura vemos dos gráficos: En el primer gráfico (transmisor) se observa el comportamiento de la herramienta transmisora, en el cual se puede observar un comportamiento casi constante entre la energía acústica que suministra al sistema y la reflexión acústica

Este comportamiento se debe a que no se está tomando en cuenta el elemento receptor que es el cemento que está entre las paredes del hoyo y el revestidor.

En el segundo gráfico (receptor) se puede ver como el comportamiento deja de ser constante y varía, ya que existe una mala cementación, es decir existe una pobre adherencia del cemento entre el revestidor y la formación.

Cuando existe una mala adherencia del cemento se recibe una reflexión de sonido fuerte y temprana de la herramienta acústica, lo cual indica que el viaje del sonido, principalmente a través del revestidor, de existir buena cementación se supone que debe de tardar más en viajar la onda de sonido, porque debe pasar por el revestidor y el cemento, mientras que si existe una pobre cementación, va a existir espacios donde la onda acústica viaja directamente del revestidor hasta la formación sin pasar por el cemento.

Mala

Cementación

Mala Cementación

Es por ello que en el segundo gráfico se observan esos pequeños picos, es decir no es constante porque el sonido varía en su viaje, existirá espacios donde se tarde más, y otros intervalos donde se tarde menos, producto de la mala cementación (mala adherencia del cemento).

Concluimos que cuando el registro del perfilaje acústico, muestra picos de variación del sonido vs el tiempo, significa que existe una mala adherencia del cemento entre el revestidor y la formación, por lo que se debe realizar una cementación forzada.

Mala

Cementación

¿Porqué pueden

ser mal interpretados?

Existen dos grandes razones por las cuales la respuesta de los registros acústicos puede ser mal interpretados:

Primero: Se espera que la respuesta acústica deba ser igual y tan buena como en un cemento convencional Portland 1.9 g/cc sin tener en cuenta que los diferentes tipos de cementos (desde convencionales, pasando por convencionales ligeros, nuevos ligeros y ultra-ligeros) tienen comportamiento acústicos diferentes. La expectancia es incorrecta basada en el hecho de que estos sistemas no tienen la misma C.S. “compressive strength” (fuerza compresiva), en realidad la respuesta acústica del sistema tiene que ver con su Impedancia Acústica.

Segundo: La programación por defecto (inicial) de las herramientas acústicas están basadas en la respuesta de un cemento convencional Portland 1.9 g/cc. para evitar interpretaciones erróneas de un registro ultrasónico, sobre todo con los nuevos cementos ligeros o ultra-ligeros. La impedancia acústica del cemento debe ser determinada teniendo en cuenta el tiempo, la densidad y la temperatura, esto antes de realizar el registro

¿Porqué evaluar la Integridad del Cemento?

• Para verificar Aislamientos de Zonas.
• Para determinar “Cement Strength” (compresibilidad del cemento).
• Para detectar presencia de Canales y/o Micro-anillos.
• Por necesidad de Reparación.
• Por la posibilidad de Reparación (realizando un SQUEEZE).
• Para determinar donde quedo el Tope del Cemento.

¿Porqué evaluar la integridad del Cemento?

Fundamentalmente existen dos tipos de herramientas que nos permiten evaluar la calidad del cemento:

Las herramientas Ultrasónicas (USIT): Miden la Impedancia Acústica del material detrás del casing. Normalmente materiales sólidos como el cemento fragüado que tiene una impedancia acústica mas grande que los fluidos (lodo, agua, espaciadores o cemento líquido). Esto le permite a las herramientas Ultrasónicas diferenciar sólidos de líquidos usando el contraste entre las impedancias acústicas medidas. Si un material sólido (cemento) esta uniformemente distribuido alrededor del casing y a lo largo de una cierta sección longitudinal, entonces el aislamiento hidráulico esta asegurado.

Las herramientas Sónicas: Están basadas en un principio diferente, las ondas de sonido se propagan a lo largo del casing y mide la atenuación de la energía y amplitud del tren de ondas que viaja por el casing (señal que recibe a través de sus receptores). Las herramientas sónicas responden a las impedancias acústicas de los materiales detrás del casing. Si la impedancia acústica del material detrás del casing aumenta, mas grande será la atenuación de las ondas recibidas. Sin embargo esta atenuación se ve afectada por otros parámetros como la distribución de materiales líquidos y sólidos alrededor del casing.

Métodos que se utilizan en la Evaluación de Cementos