ارزیابی سیمان مورد استفاده در لوله جداری چاه نفت با استفاده از شبیه سازی امواج هدایت شده فراصوتی

ارزیابی حین حفاری و بررسی خواص مکانیکی و فیزیکی سیمان و سازند، اهمیت بسزایی در فرآیند بهره برداری از چاه نفت دارد. یکی از راه های ارزیابی سیمان، استفاده از امواج هدایت شده فراصوتی است. در این پژوهش به ارزیابی کیفیت سیمان با استفاده از امواج هدایت شده فراصوتی پراخته شده است. بدین منظور یک مدل ساده شده لوله جداری و سیمان و سازند در نرم افزار آباکوس شبیه سازی شده است و روی قسمت داخلی لوله جداری یک تراگذار و یک حسگر قرار گرفته است. فرکانس تحریک تراگذار معادل khz40 می باشد. پشت لوله جداری از پنج نوع سیمان مختلف استفاده شده که یکی از آن ها خالص بوده و چهار نوع دیگر به ترتیب با 3، 5، 7 و 10 درصد ناخالصی است. با توجه به منحنی های پاشندگی برای لوله و سیمان، و مقدار سرعتی که موج برای طی کردن مسافت بین تراگذار و حسگر دارد، تاخیر زمانی دریافت موج توسط حسگر برای پنج نوع سیمان محاسبه گردیده و نمودار اختلاف زمانی بر اساس میزان ناخالصی سیمان ها حاصل شده است. نتیجه ای که برای این شبیه سازی حاصل شده آن است که با افزایش میزان درصد ناخالصی سیمان ها، سرعت رسیدن موج به حسگر کاهش یافته و میزان اختلاف زمانی بین آن ها مشهود خواهد بود. کالیبراسیون مناسب این روش، آن را روشی توانمند برای تشخیص وجود ناخالصی در سیمان حین تزریق خواهد ساخت.

simulation of ultrasonic guided wave testing of oil well casing cement

logging while drilling (lwd) and mechanical/physical properties evaluation of cement around the casing has great importance in oil well operation. ultrasonic guided waves is one of the cement evaluation methods. in this research, the goal is to cement quality evaluation based on ultrasonic guided waves features. a 2d axisymmetric model has been developed in abaqus fe software, followed by sensor actuator placement in the inner wall of the pipe. a 40 khz actuation signal has been applied to the actuator. five different types of cements has been considered in this research, one as the pure cement and the other for as the low quality cements containing 3, 5, 7 and 10% impurities. group velocity dispersion curves has been extracted using safe method, and based on the simulation results, the arrival time delay, due to cement impurity has been plotted. results shown that increasing the amount of cement impurity leads to larger delay on the first mode of propagated guided waves. precise calibration of the method makes it a capable one for impurity detection in the cement used in oil well preparation.