Herramientas Acústicas Multiarray

1Herramientas Acsticas Multiarray

Acstico Convencional

Desventajas Problemas de salto de ciclo y ruido Desperdicio de todo el tren de onda

0 1000

2000

Threshold

Time

P-Waves (Compressional), vibrate in direction of travel

S-Waves (Shear), vibrate perpendicular to direction of travel

Ondas Compresionales y de Corte

2Ondas Compresionales y de Corte

Vibration of theparticules

Direction of propagationof the wave

Shearwave

Compressionalwave

Rope

Spring

Vibration of theparticules Direction of propagationof the wave

CONVERSION de MODO

`` `` ``

`` `` ``

`` `` ``

T Rc Compressional wave

(monopole)

What happens when the compressional wave travelsthrough the formation

Compressionalwave

CONVERSION de MODO

`` `` ``

`` `` ``

`` `` ``

T Rc Compressional wave

(monopole)

A shear wave is induced intothe formation

Compressionalwave

Shear wavescannot travel

in liquid.

What happens when a compressional wave travels throughthe formation

3CONVERSION de MODO

`` `` ``

`` `` ``

`` `` ``

T Rc Compressional wave

(monopole)

Compressionalwave

cc cc

What signal will be detected atthe receiver?

CONVERSION de MODO

`` `` ``

`` `` ``

`` `` ``

T Rc Compressional wave

(monopole)

Compressionalwave

Only compressionalwave travel in liquid

What signal will be detected atthe receiver?

CONVERSION de MODO

Tercera onda de inters : ONDA STONELEYConocida tambin como onda tubo, se generapor la flexin radial del pozo cuando la energaacstica pasa del fluido a la pared del pozo.Se propaga por la interfase entre la formacin yel fluido del pozo.

La lentitud de la onda stoneley estrelacionada con la permeabilidad

4RESUMEN

Compressionalwave

shear wave

stoneley wave

Onda Monopolar (Diferentes Componentes)

Compressional Shear Stoneley

First BreakTD

Shear

Stoneley

12

SEAL DEL MONOPOLO EN FORMACION RAPIDACompressional Shear Stoneley

TIME (Microseconds)

REC

EIVE

RO

FFSE

T(m

)

3.35

4.42

1000 4000

513

CORRELACION

TimeWindow

Offset of the window if the slownessof the formation is 40 sec/ft

Offset of the window if the slownessof the formation is 240 sec/ft

For the different slowness values, the part of the first wave will be comparedto the others and a correlation (matching) value will be computed.

Move the window and repeat the process over the fullwaveform

14

MAPA DE CORRELACION

Lentitud

Tiem

po

Time

Comp. Stoneley

Correlogram

Shear

Control de Calidad

6Edicin de DT

DT Corregido

Aplicacin en Pozo Entubado Dado que onda que se quiere picar no necesariamente debe ser la

ms rpida (primera en llegar) no hay problema en picar las ondascompresionales y shear an cuando stas lleguen despus que laseal del cao.

La onda stoneley tambin existe en pozo entubado pero responde acaractersticas del cao y no de la formacin, por lo que no se puedeusar para aplicaciones tales como clculo de permeabilidad.

La calidad del cemento puede ser una limitante pues si el cemento espobre no hay buen acople de la seal hacia la formacin.

CONCLUSION: con ciertas limitaciones el acstico multiarray en pozoentubado tiene casi las mismas aplicaciones que en pozo abierto

7Ley de Snell

V1 V2

qc

q2q1

Snells Law

2

1

2

1

)sin()sin(

VV

Refraction index

Fast formation

No contrast

Slow formation

12

12

12

2

1

111

VV

Critical angle

2

1

2

1 arcsin)sin(VV

VV

cc

Formaciones Lentas

sinf * vmud = sinq * vform.

Slow Formation

vshear < vmud (meters/second)or

DTshear > DTmud (usec/meter)

R

T

refraction

refraction

? Shear ?

21

Dipolo

SWave

ReceiverP P

Source

P P

SWave

Transmitter has two poles (+, -) whichinduces a bending mode that travels alongthe borehole wall

The borehole flexes in the horizontalplane. This is known as the flexural mode

This flexural mode produces anasymmetric compressional wave in theborehole fluid, which is detected byreceivers sensitive to asymmetric motiononly

At low frequencies (< 2 kHz) it travels atformation Vs

Dispersion correction may be necessaryat higher frequencies

+

+

-

-

822

Efecto de Dispersin de la onda flexural

V = Vs(Low-frequencies)

If > 3 * BH diameter V < Vs

(High-frequencies) Dispersion effect is negligible at

low frequencies

Frequency

WaveSpectrum

DipoleDispersionCurve

Vs

Conversin Flexural - Shear

Nuevo mtodo de correccin

Frequency (KHz)

Slow

ness

(s/f

t)

0 8150

250

Fitted slowness curve

DTS

9Control de Calidad

Identificacin de fisurados

Dos perfiles dipolares en el mismo pozo

Perfiles Malos?????

10

La velocidad depende del azimuth del dipolo

1000

1050

1100

1150

1200

0 15 30 45 60 75 90

FitData

VE

LO

CIT

Y(m

/s)

AZIMUTH (Degrees)

Diferentes Velocidades Shear

R

S

Prop

agat

ion

dire

ctio

n

Sistema de dipolos cruzados

Inline:X to X, Y to Y

Crossline:X to Y, Y to X

X Source

Y Receivers X Receivers

Fast

Y Source

Fast

Slow

Slow

Anisotropy:Anis %= DTSS - DTSF

AVGDTS

11

Ejemplo de Anisotropa Pozo Vertical

Ejemplo de Anisotropa Pozo Horizontal

Punzado para conectar fracturas naturalesy para evitar breakouts y minimizar produccin de arena

o evitar tortuosidad de fractura hidrulica

Fast ShearBreakout

Max. HorizontalStress Direction

0H

Natural fracturesAnd Micro-fracs

Hydraulic Fracture

Fast Shear Wave

Slow Shear Wave

12

Altura de Fractura

Anisotropa

Amplitud

Sismogramas Sintticos

SyntheticSeismogram

SyntheticSeismogram

Depth

Feet

X350

X400

X450

Depth

Feet

X350

X400

X450

-0.2 0.2

-0.1 ReflectionCoefficient 0.7

240 Slowness (ms/ft) 40 -0.2 0.2

-0.1 ReflectionCoefficient 0.7

240 Slowness (ms/ft) 40

S-Synthetic P-Synthetic

Constantes Elsticas

Youngs Modulus(Compression)

Shear Modulus(Shear)

Bulk Modulus(Volume)

Poissons Ratio(Diameter vs Length)

)//()/( LLAFE

)//( VVpKB

)L/L/()d/d(/ lt

Modulus show the response of the material when tension is applied

13

Propiedades Elsticas vs. Velocidades Acsticas

34

k

V p

SV

COMPRESIONAL

SHEAR

38

Identificacin de Hidrocarburo Liviano

1

2

3

50 100 150 200 250 300 350 400 450

Shear Slowness (us/ft)

Vp/V

s

Gas

Ejemplo de identificacin de gas Link ejemplo

14

22

22

2

2

22

22

22

22

2

22

2222

221

1VsVc

2VsVc

21:RatiosPoisson'

*Vs)(:ModulusShear

*43Vs)(3

Vs)(9:ModulussYoung'

*3

43Vs)(34Vc)(:ModulusBulk

DTCDTSDTCDTS

CDTS

CDTCDTS

DTCDTSDTSK

KE

CDTCDTS

DTCDTSK

Mdulos Elsticos a partir de Perfiles

Perfil Acstico

= Densidad de la Formacin, gr/cc

Vc = Velocidad de la Onda Compresional, ft/segDTC = Lentitud de la Onda Compresional, seg/ftVs = Velocidad de la Onda Shear, ft/segDTS = Lentitud de la Onda Shear, seg/ftC = Constante de Unidades, 1.34x1010

Propiedades Mecnicas

Los mdulos elsticos calculados a partir de perfiles son datosnecesarios para estudios de geomecnica que se aplican en:

Diseo de Fractura Hidrulica Estabilidad de Pozo Ventana de Lodo Ingeniera de Perforacin Control de Produccin de Arena Estudios de Compactacin - Subsidencia

P + S

Receiver

SourceP P

StoneleyWave

Onda Stoneley (Monopolo) The monopole source generates a

pressure pulse that is guided by theborehole wall

It is most efficiently excited at lowfrequencies (< 3 kHz)

This guided wave is called Stoneley ortube wave

Wave motion is axially symmetric It is sensitive to formation shear wave

velocity and travels at a lower velocitythan formation Vs in open hole

It is sensitive to changes in boreholeradius

In cased holes it mainly sees thecasing

It is affected by formation permeability

15

Ejemplo de Permeabilidad Stoneley

PREGUNTAS?