registro sonico dipolar

7/24/2019 Registro Sonico Dipolar

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Registro Sónico de Dipolo Cruzado

Wireline and Perforating



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By Gelmunt

ÍndiceGeneralidades¿ Porque Sónico Dipolar?La Herramienta Sónica de Dipolo Cruzado – WaveSonicEjemplos en Formaciones Duras e Inconsolidadas

AnisotropíaIdentificación de FracturasOrientación de Esfuerzos

Estabilidad de AgujeroHerramientas para Ambientes HostilesEjemplos en MéxicoConclusiones




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¿Qué es una onda?

"Se denomina onda a la transmisión de una

perturbación de un punto a otro del espacio sinque exista transporte neto de materia entreambos, transportando solamente energía."

Definición de Onda




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Ondas de CuerpoCompresionalShear (Cizalla)

Ondas de SuperficieRayleighLoveStoneleyFlexural

Ref: Wyatt Canady

Clasificación de las Ondas




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Longitudinal

Transversal

Transporte de Energía

From:Dr. Dan Russellhttp://www.gmi.edu/~drussell/Demos/waves/wavemotion.html

Tipos – Ondas de Cuerpo




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21

34

⎥

⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢

⎢⎢⎢

⎣

⎡⎟ ⎠ ⎞

⎜⎝ ⎛ +

= ρ

GK Vp

Un Disturbio Mecánico es trasmitido por elmovimiento de partículas en la mismadirección de propagación de la onda

Son denominadas Ondas Longitudinales, dePresión, Primarias u Ondas P

V p es constante para cada material

K = Modulo VolumétricoG = Modulo de Cizalla

Ondas Compresionales




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21

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= ρ

GVs

Denominadas Ondas Transversales u Ondas S

Las Partículas se mueven perpendicular a ladirección del disturbio de presión

Las partículas en Movimiento transmiten losdisturbios a través de su grado de adherenciamecánica con las partículas vecinas

Para transmitir este movimiento, cada partículadebe tener una fuerza de atracción con susvecinas

Los Fluidos (Líquidos, Gas) no transmiten ondasshear

G = Modulo de Cizalla

Ondas de Cizalla




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Cresta

Valle

Tiempo - μsegMetros

Partes de una Onda

Partes de una Onda




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• El periodo es la diferencia en tiempo entre crestas sucesivas yesta dado en microsegundos:

• La frecuencia de una onda es la inversa del periodo y se mideen ciclos / segundo (Hertz).

T = Periodo

f = 1 / T

Partes de una Onda




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• La distancia (en longitud) entre sucesivas crestas o valles es lalongitud de Onda

• La velocidad de la onda es la razón de movimiento lineal através de un material en pies/seg.

λ = Longitud de Onda

Velocidad = V = λ f

(1/Δt) = λ f

Partes de una Onda




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Velocidad vs. Lentitud




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tμsec/ft

1 kHzLongitud de onda

ft


ft


ft


ft


ft50 20 10 4 2 1100 10 5 2 1 0.5200 5 2.5 1 0.5 0.25400 2.5 1.25 0.5 0.25 0.125

• La profundidad de investigación para los dispositivos sónicosdepende del tipo de formación, lentitud compresional y shear, elespaciamiento entre receptor-trasmisor, longitud de ondacríticamente refractada u onda guiada (onda de superficie), lafrecuencia de la fuente y el tipo de señal

Frecuencia – Longitud de Onda




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• El ∆ t o lentitud ( slowness ) de una onda es lainversa de la velocidad. La lentitud es medidaen microsegundos/pie ( μ seg/ft ).

∆ t = 1 / V

Definición – Lentitud o Tiempo deTransito




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Una ∆t o lentitud es

obtenida desde la señal

registrada por cada parejade receptoresEn este ejemplo, si losreceptores están aintervalos de 1 pie, tomara80 μseg para que unaonda compresional viajeun pie :

∆ t = 80 μsec / ft

Definición - Lentitud




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¿Por que Sónico Dipolar?




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Tiempo de Transito compresional, obtenidocon una fuente acústica Monopolar .

Ondas de Cizalla refractadas puedenobtenerse del Monopolar cuando

t s < t fluido

Medidas de Ondas Flexurales (Shear) enformaciones no consolidadast c > 90 µsec/ft

¿Porque Sónico Dipolar?




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Superficie

40 μsec/ft 340 μsec/ft

Compresional

Shear Refractada

Stoneley

4580 m

Registro – Perfil Acústico(Herramienta Monopolar)




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Compresional

Flexural

Stoneley

340 μsec/ft

Superficie

4580 m

40 μsec/ft

Registro – Perfil Acústico(Herramienta Dipolar)




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WaveSonicLa Herramienta Sónica de

Dipolo Cruzado




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Transmisor MonopolarTransmisor Monopolar

Transmisor M o n o p o l a r SencilloFrecuencia Programable

Permite adquirir medidas de V p y V s asimilares profundidades de Investigación.

La Energía de Salida es programable ensuperficie.




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TransmisorTransmisor DipolarDipolar

Laminas Flexible ubicadas a la mismaprofundidad para mediciones d i p o l a r e s XX yYY

No se requiere corrimiento de profundidad pararealizar análisis de anisotropíaDesplazamiento de ½ ft entre adquisiscionesdipolares.

Fuente Dipolar totalmente programableFrecuencia

Frecuencia Central - 500 Hz a 5 kHzAmplitudForma de OndaDuración de Onda

Ancho de Banda




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AisladorAislador

Aislamiento Acústico de mas de 90 dB

Utiliza alternadamente materiales con

Impedancias Acústicas marcadamentediferentes . Refleja la mayor parte de la energíaacústica

Flexible y Fuerte

Diseñado para máxima seguridad enoperaciones de Tool Pusher

100 K libras de Tensión100 K libras de Compresión

Puede correrse herramientas pesadas pordebajo del WaveSonic

MRILRDT




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La Herramienta

2 TransmisoresDipolar

ReceptoresDipolares

TransmisorMonopolar

Un transmisorMonopolar y

dos Dipolares

XXXX

YYYY

AA

CC

DD BB




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32 receptores

4 receptores por nivel8 niveles de receptores

(0.5 ft entre receptores)

Compensación por Presión y

Temperaturaambiente hasta 20K psi y 350 F

Resolución de 18 bit96 formas de onda por cada 0.5 ft

32 Monopolares32 Dipolares X-X32 Dipolares Y-Y

Arreglo de ReceptoresArreglo de Receptores




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WaveSonic




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Propagación Ondas en el Pozo

T

R

PP

P

P P

S

P-P-P P-S-P




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TransmisorMonopolar

Receptores

AAA

CCC

DDD BBB

Cuando el transmisor Monopolar es disparado, la señales registrada en cada uno de los receptores alrededorde la circunferencia de la herramienta.

Secuencia de Disparos




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Una Fuente Dipolar genera un incremento depresión en un lado y un decremento de presión enel lado opuesto para flexionar las paredes del pozoEl disturbio de presión que se mueve hacia arriba y

hacia abajo se le llama ONDA FLEXURAL

Ondas Flexurales

Rarefacción

Transmisor

Formación Lodo

Receptores

Compresión




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El Agujero se mueve deun lado a otro en un Plano

Fuente Dipolar




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• Los componentes de Baja Frecuencia de las Ondas Flexurales viajan conla misma velocidad que las Ondas SHEAR.

• Las Ondas Flexurales son altamente Dispersivas : su velocidad varia con

la frecuencia

Frecuencia - kHz

Vs

0 2 4 6 8 10 12 14

Onda Shear Verdadera

Onda Flexural

4000

3000

3750

3500

3250

(ft/sec)

Formación Arenisca Lenta

Ondas Flexurales




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Efecto de Dispersión – Formación Rápida

Frecuencia

L e n t i t u

d

Lentitud de la Shear

Lentitud Modo Flexural

2 kHz




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Efecto de Dispersión – Formación Lenta

Frecuencia

L e

n t i t u

d

Lentitud de la Shear

Lentitud Modo Flexural

1.2 kHz




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Transmisor Dipolar XX Receptores A A A

CCC

DDD BBB

Cuando el transmisor dipolar XX es disparado, la señal es registradaalrededor de la circunferencia de la herramienta.

XXXXXX

YYYYYY

Los receptores A y C están en línea y los receptores B y D estáncruzados .

XXXXXX

YYYYYY

A A A

CCC

DDD BBB





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XXXXXX

YYYYYY

Transmisor Dipolar YY Receptores

A A A

CCC

DDD BBB

Los receptores B y D están en línea y los receptores A y C estáncruzados





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Onda FlexuralOnda Stoneley

Secuencia de DisparoSecuencia de Disparo




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Ejemplos en Formaciones Duras y enFormaciones Inconsolidadas

iF ióó D




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FormaciFormacióón Duran Dura3 Pasadas de Registro: 1.23 Pasadas de Registro: 1.2 kHzkHz, 1.5, 1.5 kHzkHz y 2.2y 2.2 kHzkHz

MONOPOLE

DTC90 40

DTS180 80

XX

1.2 kHz

XX

1.5 kHz

XX

2.2 kHz

YY

1.2 kHz

YY

1.5 kHz

YY

2.2 kHz

x

x

x




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1.5 kHz 2.2 kHz

Semblanza Energía

Gr Gr ááfico de Control de Calidadfico de Control de CalidadFrecuencia del Transmisor y EnergFrecuencia del Transmisor y Energ íía de la Ondaa de la Onda

Se debe excitar ondas flexurales con una frecuencia cercana ala frecuencia de resonancia de la formación

FormaciFormacióónn InconsolidadaInconsolidada




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FormaciFormacióónn InconsolidadaInconsolidada2.22.2 kHzkHz andand 1.51.5 kHzkHz

DTC170 70DTXX

800 400DTYY

800 400

MONO-POLE XX

1.5 kHzXX

2.2 kHzYY

1.5 kHzYY

2.2 kHz

GAMMA0 100X-X CALIPER

8 18Y-Y CALIPER

8 18




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1.5 kHz TX 2.2 kHz TX

Semblanza Energía

Gr Gr ááfico de Control de Calidadfico de Control de CalidadFrecuencia del Transmisor y EnergFrecuencia del Transmisor y Energ íía de la Ondaa de la Onda




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Anisotropía

dO d hSh




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σ

σ

σ

En un medio Isotrópico, las Ondas Flexurales (Shear )inducidas por la fuente Dipolar se propagan a lo largo delpozo con un movimiento de partículas perpendicular a ladirección de Propagación.

OndasOndas Shear Shear MedioMedio Isotr Isotr óópicopico




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V f

V s

Onda Flexural en Medio Anisotropico

TX-RX alineado N-S . Movimiento de partículas Paralelo a los placas.Fracturas Invisibles. V f (Velocidad Shear Rápida )

TX-RX alineado E-W . Movimiento de partículas Perpendicular a lasplacas. V s (Velocidad Shear Lenta).




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Cuando la fuente dipolar no esta paralela ni Perpendicular con las “ fracturas”,la Onda Flexural es dividida en 2 sub-ondas Birrefrigencia• V f - Propagándose a la velocidad mas rápida, paralela a las fracturas• V s - Propagándose a la velocidad mas lenta, perpendicular a las fracturas

División de las Ondas Shear

V f

V s

Pozo de Prueba dePozo de Prueba de FortFort WorthWorth




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Pozo de Prueba dePozo de Prueba de FortFort WorthWorth

MONOPOLE

MONOPOLE

100 50YY DIPOLE180 80

XX DIPOLE

XXDIPOLEYY

DIPOLE

CAL 13CAL 13CAL 24CAL 24

R tibilid d T d d h i tRepetibilid d Tres p s d s dos herr mient s




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Repetibilidad: Tres pasadas, dos herramientasRepetibilidad: Tres pasadas, dos herramientasDT SHEAR

28 0 80

DTC150 50

CAL 13CAL 138 188 18

CAL 24CAL 248 188 18

1460 m

1510 m

Pozo dePozo de FtFt. WorthWorth . EMIEMI14521452--14751475




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Pozo dePozo de FtFt.. WorthWorth .. EMIEMI14521452 14751475

FormaciFormacióónn IsotrIsotróópicapica




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FormaciFormacióónn Isotr Isotr óópicapica15101510 ftft

En Linea – XA/XC

Cruzado – XB/XD

Cruzado – YA/YC

En linea – YB/YD

Dipolo X Dipolo Y

XX

YY

A

C

D B

FormaciFormacióónn Anisotrop Anisotropíícaca




By Gelmunt

pp14601460 ftft..

En Línea – XA/XC

Cruzado – XB/XD

Cruzado – YA/YC

En linea – YB/YD

Dipolo X Dipolo Y

XX

YY

A

C

D B

AnAnáálisis de Anisotroplisis de Anisotropííaa




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An Anáálisis de Anisotroplisis de Anisotropííaa

Solución Simultanea de Formas de Onda En línea yCruzadas.

Determinación de Dt Shear (Dts) Rápida y Lenta

Determinación de la Orientación de la Dt Shear Rápida

Determinación de la Energía de la forma de onda asociada

con anisotropía para los receptores en línea y losreceptores cruzados

Ejemplo de un Medio AnisotrEjemplo de un Medio Anisotróópicopico




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Ejemplo de un Medio Anisotr Ejemplo de un Medio Anisotr óópicopicoDTsDTs RRáápida /Lenta y Angulo depida /Lenta y Angulo deDTsDTs RRáápidapida

Ejemplo de un MedioEjemplo de un MedioIsotr Isotr óópicopico




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je p o de u ed oj p sot óp cop

EstimaciEstimacióón de la Anisotropn de la Anisotropííaa




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Anisotropía de DT shear ( Δts)

a 1458 ftRápida = 108 μsec/ft

Lenta = 124 μsec/ft Anisotropía = 14%

Si los DTs rápida y lenta son iguales (Medio Isotrópico ): Anisotropía = cero Azimut de la Onda rápida = indefinido

Valor ausente

( ) 2/rapidalenta

rapidalenta

tsts

tstsa Anisotropi

Δ+Δ

Δ−Δ=

EstimaciEstimacióón de la Anisotropn de la Anisotropííaa




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Identificación de Fracturas Naturales

Pozo dePozo de FtFt. WorthWorth An. Anáálisis de Anisotroplisis de Anisotropííaa




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GAMMA RAY0 150ORIENTATION

ENERGY0 360

XX WAVEFORM

YY WAVEFORM

PROCESSING WINDOW

Cambio en el azimut de la Shear Rápida concorrimiento de la fracturas

Azimut de Shear Rápida es indefinidaen intervalos isotropicos

UNCERTAINTY

FAST SHEAR AZIMUTHS N S

FAST SHEAR280 80

SLOW SHEAR

280 80

ANISOTROPY0 % 100

Pozo dePozo de FtFt.. WorthWorth. An. Anáálisis de Anisotroplisis de Anisotropííaa

PresentaciPresentaci óón de Anisotropn de Anisotropííaa




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pp

% Anisotropía

Energía

Orientación de la Shear Rápida

DTs Rápido y Lento

Forma de Onda

DtsDts ShearShear Lenta y RLenta y Ráápida y su Orientacipida y su Orientacióónn




By Gelmunt

Dts Shear Lenta y Ry ápida y su Orientacip y ón

DTs Rápida y Lenta

Orientación del Shear Rápida




By Gelmunt

Análisis de Anisotropía




By Gelmunt

Orientación de Esfuerzos

Par Par áámetros para Desviacimetros para Desviaci óón de Pozosn de Pozos




By Gelmunt

pp

Desviación del PozoRegistro de Geometría de Agujero

Registro de EchadosGiroscópico

Declinación del Pozo Angulo desde el Máximo EsfuerzoHorizontal

N

S

EWσ H

σ h

β

Importancia de la DeclinaciImportancia de la Declinacióón del Pozon del Pozo




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Estabilidad del AgujeroEl pozo es mas estable cuando esperpendicular a σ H

Fracturamiento HidráulicoUna sola fractura en ladirección del máximo esfuerzoprincipalUna o múltiples fracturasperpendiculares al pozo

σ v

σ H

σ hMasEstable

MenosEstable

Estabilidad de Agujero

σ v

σ H

σ h

Fracturamiento Hidráulico




By Gelmunt

Análisis de Estabilidad de

Agujero

Análisis Rock pert




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Dtc - Dts - RhobMMóódulos Eldulos Eláásticossticos

DinDináámicosmicos

Esfuerzo VerticalEsfuerzo VerticalEsfuerzo HorizontalEsfuerzo Horizontal

Esfuerzo AxialEsfuerzo AxialEsfuerzo radialEsfuerzo radial

Esfuerzo TangencialEsfuerzo Tangencial

Presión de Poro

Presión de Sobrecarga

Geometría de AgujeroOrientación del Campodel Esfuerzos

Perfil de EsfuerzosPerfil de EsfuerzosCriteriode Falla

MicrofracDatos deNúcleo

WaveSonic (WSTT)HWST, FWS, HFWS, SDL

SFT - SDL

CAST-vOMRIXRMISED

p

An Anáálisis de Estabilidad de agujerolisis de Estabilidad de agujero




By Gelmunt

Define Presiones de Lodo Máxima y Mínima paraobtener condiciones de agujero estables

Presión de lodo Mínima:Presión de Pozo Critica

Presión de lodo Máxima:Presión de Cierre de fractura

Define Máximo ángulo de desviación de pozo paraobtener condiciones de pozo estables.

DirecciDireccióón de Pozo Horizontaln de Pozo Horizontal




By Gelmunt5 7 9 11 13 15

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

lbs/gal

hmin

Hmax

Borehole Break-out

An An áá lisis de Estabilidad de agujerolisis de Estabilidad de agujero




By Gelmunt

Stable Borehole

SandstoneShale

Porosity

Caliper

Gamma Ray

Mud Weight

Minimum Stable Mud Weight

Maximum Stable Mud Weight

MaximumStableBoreholeDeviation

Lithology

0 90

6 16

0 150

0 20

20

0 20

0 100%

in

API lbs/gl degrees

0

X810 ft

X850 ft

X830 ft

X870 ft

MWmax

MWminDEVmax

MudWeight

Borehole Break outfrom CAST log

N

EW

W

W

E

E

S

Sónico Dipolar WaveSonic HostilHWST




By Gelmunt

Especificaciones

Temperatura Máxima: 500°F

Presión Máxima: 30,000 psiDiámetro Externo: 3-1/8”

Ancho de Banda:Monopolo: 2 Khz – 20 KhzDipolo: 500 hz – 6 Khz

Precisión: +/- 1.0 μsegTamaño de Agujero: 3-5/8” a 12-1/4”

HWST

Herramienta DRCAL




By Gelmunt

Especificaciones

Temperatura Máxima: 500 oF

Presión Máxima: 25,000 psi

Diámetro Externo: 2.75 pulg

Diámetro Min-Max3.5 – 12 pulg

PrincipioCuatro Calibradoresindependientes

Herramienta Direccional Hostil




By Gelmunt

Especificaciones

Temperatura Máxima: 500 oF

Presión Máxima: 20,000 psi

Diámetro Externo: 2.75 pulg

Diámetro Min3.5 pulg

Principio Acelerómetros y Magnetómetrosde Alto Muestreo

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