Capítulo 6

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HERMETICIDAD HIDRAULICA La evaluación de un pozo viejo no es completa sin antes realizar un control de hermeticidad hidráulica. En efecto, las mediciones de saturación detrás del revestidor y del flujo dentro del pozo pueden indicar exactamente las zonas que fueron invadidas con agua de inyección y las que todavía contienen petróleo producible. A pesar de ello, si existe una comunicación por detrás de la tubería o una fuga en el revestidor, es posible que no se pueda aislar la producción de agua. Es por eso que resulta importante evaluar la calidad del cemento y del revestidor antes de diseñar un programa de reacondicionamiento. Los perfiles de evaluación del cemento se realizan, por lo general, después de la cementación primaria, con el objeto de evaluar el éxito de la operación y proveer información útil para mejorar el diseño de trabajos futuros. Por lo general, se afirma que un buen trabajo de cementación primaria constituye el factor más importante para asegurar la hermeticidad hidráulica, por cuanto los trabajos de reparación del cemento resultan difíciles, costosos y no siempre dan buenos resultados. Ahora bien, el cemento se puede deteriorar, en especial cuando no fraguó bien en un principio, y cuando contiene canales o microfracturas que permiten la acción de ácidos o de fluidos dañinos. En Venezuela, en muchos yacimientos de areniscas se utilizan lodos ácidos para remover los residuos del lodo de perforación y los finos de la formación (<strong>Capítulo</strong> 7–34). Por otra parte, los ciclos de presión durante las pruebas de inyectividad y de estimulación pueden quebrantar la adhesión del cemento. En los pozos viejos, muchas veces no se cuenta con información acerca de la calidad del cemento original y, aunque la hubiera, no es conveniente suponer que dicha calidad se mantiene en buenas condiciones. Además, el revestidor puede estar corroído y tener huecos. En Venezuela, no es común encontrar fluidos de formación corrosivos, pero la influencia del agua de inyección, o el uso de pozos inyectores pueden causar problemas. Para controlar la calidad del cemento se puede utilizar la técnica sónica tradicional, o los métodos ultrasónicos más recientes. En las páginas siguientes se describen estos métodos mediante ejemplos de campo. Técnicas de evaluación del cemento y corrosión Para evaluar la adhesión entre el revestidor y el cemento se utilizan dos técnicas principales: el perfil de Adhesión del Cemento (CBL), que mide la atenuación de las ondas sónicas a lo largo del revestidor y es sensible al acoplamiento de las ondas de corte que atraviesan el revestidor y el cemento; y las herramientas ultrasónicas de eco por pulsación, que miden la amortiguación de una resonancia en modo de espesor y, con ello, la impedancia acústica de la adhesión entre el cemento y el revestidor (Hayman, et. al., 1991). Además, es habitual considerar la amplitud del arribo de la formación en el tren de ondas sónicas como un indicador de la adhesión entre el cemento y la formación. El perfil sónico tradicional de adhesión de cemento (CBL) es omni-direccional, por lo que no es capaz de detectar un canal de cemento, que bien puede aparecer como una adhesión relativamente buena. Una nueva herramienta direccional se describe en la próxima sección. El CBL es sensible a las propiedades del fluido del pozo, aunque se puede corregir utilizando las diferencias de amplitud entre los dos receptores. Otros factores que pueden hacer que la medición resulte engañosa son señales de formaciones rápidas, una centralización deficiente y un espacio microanular. La herramienta de Imágenes Ultrasónicas (USIT*) mide la impedancia acústica del material que se encuentra por detrás del revestidor, Zcemf, en todos los azimutes. Sus ventajas principales son la elevada resolución azimutal y vertical, la medición de una 6 42
6 43 EVALUACION Y MONITOREO DE POZOS EXISTENTES Figuras 6.44a, 6.44b y 6.44c a) b) c) Formación Cemento Revestidor AAA CCC ƒƒƒ ÁÁÁ ÃÃÃ AAA CCC ƒƒƒ ÁÁÁ ÃÃÃ ,,, @@@ BBB €€€ ‚‚‚ ÀÀÀ ÂÂÂ ,,, @@@ BBB €€€ ‚‚‚ ÀÀÀ ÂÂÂ Haz acústico AAA CCC ƒƒƒ ÁÁÁ ÃÃÃ AAA CCC ƒƒƒ ÁÁÁ ÃÃÃ ,,, @@@ BBB €€€ ‚‚‚ ÀÀÀ ÂÂÂ ,,, @@@ BBB €€€ ‚‚‚ ÀÀÀ ÂÂÂ Transductor Rotación Disco de metal AAA CCC ƒƒƒ ÁÁÁ ÃÃÃ AAA CCC ƒƒƒ ÁÁÁ ÃÃÃ ,,, @@@ BBB €€€ ‚‚‚ ÀÀÀ ÂÂÂ ,,, @@@ BBB €€€ ‚‚‚ ÀÀÀ ÂÂÂ ,, €€ ,, €€ Z ÃZ Zacero lodo V cem V acero lodo a ,, @@ BB €€ ‚‚ ÀÀ ÂÂ ,, @@ BB €€ ‚‚ ÀÀ ÂÂ Transductor Lodo Revestidor Cemento Formación ,,, ,,, ,,, , , Amplitud t c @@ ABB C‚‚ ƒÀÀ ÁÂÂ Ã@@ ABB C‚‚ ƒÀÀ ÁÂÂ AC ƒÁ ÃA Cƒ ÁÃ 50 60 70 80 90 Tiempo (µsec) Cemento Agua El principio del USIT; a) Transductor rotativo, b) Resonancia y reflexiones del revestidor, c) Señal recibida con un primer eco amplio y señales que dependen del cemento. cantidad física (Zcemf) y la menor sensibilidad a los efectos ambientales. Esta herramienta utiliza un transductor rotativo que dispara un pulso ultrasónico al revestidor, con lo cual éste resuena a una frecuencia de entre 200 y 700 kHz (Fig. 6.44a). El eco principal proviene de la pared interna del revestidor (Fig. 6.44b y c). El tiempo de arribo, tc, se utiliza para medir el radio interno del revestidor, y también sirve para normalizar la señal según los efectos ambientales, como temperatura, presión y atenuación del lodo. La forma de la resonancia depende fundamentalmente de las impedancias acústicas y de las velocidades del lodo (Zlodo y Vlodo), del revestidor (Zacero y Vacero) y del Zcemf. Las propiedades del lodo se miden mientras la herramienta se encuentra dentro del pozo; se mueve el transductor hasta que enfrenta un disco de metal y se analiza la reflexión. Entonces, si se conocen las propiedades del acero, se construye un modelo de resonancia con el espesor del revestidor y Zcemf, y se repite con este espesor y Zcemf como variables hasta que se alcanza una correspondencia adecuada con los datos. Por último, se corrige Zcemf de acuerdo con los efectos no planares. En la Fig. 6.45, se observan los materiales de impedancia que se encuentran probablemente detrás del revestidor. Se utilizan umbrales para distinguir los distintos materiales, los que luego se despliegan en diferentes colores en la imagen USIT; por lo general, el rojo significa gas, el azul representa líquido, y de amarillo a negro, sólidos con incrementos de 0,5 MRayl. La interpretación no resulta totalmente evidente, puesto que las mezclas de cemento y lodo (cementos contaminados) pueden ser sólidos cuya impedancia es menor que la de las lechadas de cemento. La presencia de un espacio microanular también reduce la impedancia. Si este espacio está lleno de líquido, el efecto es el mismo que con el CBL y es posible distinguir sólido de líquido con un espacio microanular de hasta 100 mm. Sin embargo, con el gas el efecto generalmente es más fuerte.
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