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APLICAÇÃO DE PERFIL SÔNICO PARA 
DETERMINAÇÃO DE QUALIDADE DA 
CIMENTAÇÃO EM POÇOS DE PETRÓLEO 
Fernando Varjão de Lima 
 
 
 
Resumo 
Este trabalho tem como objetivo avaliar a qualidade do cimento, posicionado no espaço entre o tubo de 
revestimento e a formação aberta, de poços de petróleo e gás tomando como exemplo um poço localizado no 
recôncavo baiano. Para tal, será feito um estudo da aderência do cimento no revestimento do poço. A literatura 
afirma que uma zona bem cimentada apresenta um índice de aderência igual ou maior que 80%. Esse parâmetro 
pode ser estimado a partir da amplitude da onda sonora refletida pelo revestimento. Utilizou -se a ferramenta CBL - 
Cement Bond Logs (Registro de aderência de cimento) para obter o perfil sônico na zona específica do poço ob jeto 
de estudo. De posse dos resultados fornecidos pelo CBL e com um modelo matemático implementado em Matlab® 
foi possível calcular o índice de aderência e avaliar a qualidade de cimentação do poç o objeto de estudo desse 
trabalho. Os resultados obtidos mostraram valores para este parâmetro, em sua maioria, abaixo de 80% o que está 
alinhando com a análise exclusiva da amplitude, e com uma concentração na faixa de 10% a 50%. Evidenciando, 
assim, uma cimentação com baixa eficácia. Portanto, este trabalho motiva estudos futuros, sobretudo no que diz 
respeito à aplicação do Matlab® como auxílio para a avaliação de outros poços. 
 
Palavras Chaves: CBL, Perfil de aderência, cimentação, poços de petróleo. 
 
1. Introdução 
 
Um dos grandes desafios da indústria petrolífera está 
associado à construção de poços, principalmente, em 
função das dificuldades encontradas na execução de 
projetos que são cada vez mais complexos [1]. A 
construção do poço pode ser dividida em duas etapas: 
perfuração e completação. A perfuração consiste em 
perfurar o poço atravessando diferentes formações 
rochosas. Já a fase de completação se dá pela 
preparação do poço com a instalação de 
equipamentos, realização de operações e testes de 
superfície. Na etapa da completação ainda é realizada 
a cimentação final das paredes de sustentação do poço, 
por meio do posicionamento da pasta de cimento no 
espaço anular entre o tubo de revestimento e a 
formação aberta, até que ocorra a hidratação da pasta. 
Essa operação assegura a integridade do poço, pois 
minimiza a frequência problemas como: o 
desmoronamento das paredes, perda de 
permeabilidade das rochas devido à invasão de 
fluidos, o contato entre as zonas, sendo ainda possível 
corrigir desvios da trajetória do poço. 
Com a importância da cimentação para o 
desenvolvimento do poço, existem ferramentas 
capazes de avaliar a qualidade desse processo. O perfil 
de aderência de cimento pode ter descrições baseadas 
em inspeção visual de amostras levadas para a 
superfície ou medições de grandezas geofísicas, feitas 
com instrumentos, para formar um perfil do poço [2]. 
Dentre estas, a ferramenta de perfilagem a CBL - 
Cement Bond Log do inglês avaliação de aderência do 
cimento, é uma das mais comuns na indústria. 
Diante do exposto, percebe-se que é de extrema 
importância compreender as informações fornecidas 
por um perfil sônico, pois nelas é possível interpretar a 
qualidade da cimentação realizada, e a partir daí 
corrigir possíveis problemas decorridos de uma má 
cimentação. Nesse contexto o objetivo deste trabalho é 
avaliar a qualidade da cimentação de um poço de 
petróleo a partir da leitura de um perfil sônico CBL. 
Para isso, inicialmente é apresentado uma breve 
explanação, sobre o funcionamento da ferramenta 
CBL. Posteriormente, é abordado, como é realizada a 
interpretação das informações fornecidas pelo perfil 
sônico. Em seguida, a implementação do modelo 
matemático e os resultados obtidos são discorridos. 
Por fim, realiza-se a conclusão desse artigo. 
 
2. Referencial Teórico 
Os métodos utilizados para fazer a avaliação da 
cimentação são os baseados nos perfis sônicos, que 
utilizam propriedades acústicas do cimento para 
identificar a presença e qualidade do mesmo. Dentre 
esses métodos estão os perfis CBL, VDL, Raios Gama 
e ultrassônico CEL. Tendo o primeiro método sônico 
de avaliação de cimentação sido desenvolvido por 
Grosmagin, Kpkesh e Majani em 1961. 
A ferramenta CBL é mais utilizada dentre os perfis 
existentes, consiste em um transmissor e receptor 
espaçados de 3 pés entre si. Com a corrida da 
ferramenta no poço é fornecido um perfil com a 
amplitude sonora lida, de acordo com a profundidade. 
O transmissor é acionado por pulsos elétricos vindos 
da superfície pelo cabo de perfilagem. Estes pulsos 
elétricos causam a vibração do transmissor o que, por 
sua vez, produz pulsos sonoros. O receptor, ao captar 
pulsos sonoros, vibra produzindo pulsos elétricos que 
são percebidos na superfície [3]. A energia elétrica é 
transformada em energia acústica, tem sua medição 
feita e logo após é novamente transformada em 
energia elétrica. Conforme Fig. 1 e 2. 
 
Figura 1. Esquema de funcionamento da ferramenta CBL. 
 
 
Figura 2. Fluxograma de funcionamento da ferramenta 
CBL. 
 
A onda emitida pelo transmissor é refletida e refratada 
seguindo a Lei Snell. Partindo desse princípio o 
ângulo de incidência da mesma varia de 0 a 45º e 
quando outro material é detectado ocorre mudança na 
direção de propagação [4]. O receptor recebe o sinal 
de toda as direções do perímetro circunferencial do 
revestimento, toda a superfície lateral da extensão do 
revestimento auxilia para a diminuição da energia 
acústica ou não, isso significa que o sinal recebido 
pelo receptor é consequência da situação média da 
área lateral. 
Um pulso de alta frequência viaja do transmissor 
através do fluido dentro do revestimento para a parede 
do poço. Quando a onda entra em contato com a 
parede, parte da energia é refratada através do 
revestimento enquanto a maioria reflete de volta para 
o receptor. A quantidade refletida versus a refratada é 
determinada pelo contraste de impedância acústica 
entre o fluido e o revestimento [5]. 
O registro da amplitude no receptor, se dá pelo 
primeiro pico positivo da onda, a presença de cimento 
leva à pequenas amplitudes, o que interessa para 
avaliar a qualidade da cimentação é somente a porção 
positiva deste primeiro ciclo (E1). Os demais ciclos 
não devem ser medidos [3], conforme a Fig. 3. 
 
 
Figura 3. Trem de ondas mapeado no perfil CBL. 
 
A energia do som é dissipada pela pasta de cimento, 
de tal modo, zonas completamente cimentadas 
apresentam amplitudes menores que 5 mV (miliVolt). 
Por outro lado, a má cimentação ou ausência levam a 
maiores amplitudes. 
O tempo de transito (ΔT) é o registro em 
microssegundos para a primeira onda sonora chegar ao 
receptor e auxilia na leitura da amplitude, indicando se 
a ferramenta estava bem centralizada, para valores de 
ΔT constante, ocorrendo variações somente em 
conexões dos tubos de revestimento. No perfil CBL é 
apresentado uma escala de leitura pré-determinada de 
200 µs a 400 µs, de acordo com o diâmetro e o peso 
do revestimento. 
O índice de aderência (“Bond Index” - BI) é um 
parâmetro utilizado para a avaliação quantitativa da 
cimentação, já que este fornece em porcentagem a 
aderência na interface revestimento-cimento, para tal é 
utilizada a razão entre atenuação acústica da seção em 
análise e a atenuação da zona bem cimentada. 
Ø 3,826 in 
Esse cálculo auxilia na interpretação do perfil do poço, 
em função das dificuldades de obtenção de dados, 
limitações e condições. Para isso, exige uma escolha 
de referência válida para a seção 100% cimentada, o 
que torna o BI tecnicamente bastante discutível. Mas é 
a única forma de tentar qualificar a qualidade de 
cimentação com os perfis CBL [3]. 
A atenuação na zona bem cimentada deve ser 
estimada com uma seção de referência. Além de estar 
próximo a seção em análise, a seção de referênciadeve apresentar mesmo tipo de cimento, formação 
rochosa e diâmetro de poço aberto, deste modo deve- 
se evitar que fatores como temperatura e pressão 
interfiram na interpretação, para isso se corre o CBL 
pressurizado a cerca de 1000 à 1500 Psi. 
Além destes, outros fatores podem interferir em um 
perfil CBL, entre eles estão a espessura da espessura 
de cimento, a centralização da ferramenta de 
perfilagem, o diâmetro e peso linear da coluna de 
revestimento, as propriedades do fluído no poço e o 
tipo de cimento no anular. 
 
3. Metodologia 
Para o estudo deste trabalho, um perfil de CBL foi 
fornecido por uma empresa de prestação de serviços 
na indústria do petróleo no recôncavo baiano, que por 
motivos de confidencialidade industrial não será 
divulgado nome. 
No perfil fornecido é possível identificar dados do 
poço, conforme tabela 1: 
 
Tabela 1. Dados do poço 
Data 01/março/2016 
Profundidade perfurada 4200 m 
Densidade do fluido 8,14 lb/gal 
Nível de fluido Cheio 
Zona de interesse 2170 à 2750 m 
Diâmetro da broca 8,5” 
Diâmetro do poço aberto 8,5” 
Diâmetro do revestimento 
do intervalo 
7” 
Topo do cimento Indefinido 
 
Desta forma o cimento a ser avaliado está contido 
neste espaço anular. 
Na ferramenta de perfilagem utilizada neste estudo 
apresenta um conjunto que acompanha outros testes 
realizados simultaneamente, como Gamma Ray e 
VDL, conforme Fig. 4. Além disso, é possível 
identificar o posicionamento do CBL a 3,79 metros do 
topo da ferramenta de perfilagem, seu comprimento de 
4,81 metros, o diâmetro 3,826 in e os centralizadores. 
 
 
Figura 4. Diagrama do conjunto ferramenta. 
 
É possível estimar a amplitude do revestimento livre 
com base no diâmetro e no peso do revestimento, 
sendo assim no caso apresentado a amplitude para o 
revestimento sem cimento é de 62,17 mV [3]. Estas 
informações estão expressas na tabela a seguir. 
 
Tabela 2. Amplitude lida e qualidade da cimentação 
Amplitude Qualidade 
0 – 5 mV Cimentação excelente. 
5 – 10 mV Cimentação aceitável. 
10 – 62,17 mV Zona mal cimentada. 
Acima de 62,17 Ausência de cimento. 
 
Conforme a literatura, valores para uma cimentação 
excelente, são menores que 5 mV, mas a prática no 
campo considera uma amplitude de 10 mV aceitável. 
Ressalta-se que mesmo com excelente cimentação se a 
pasta for muito jovem e ainda não desenvolveu 
impedância e resistência acústica, ou se a pasta for 
muito leve, o que não é o caso estudado, pode 
apresentar valores maiores que 5mV de amplitude. 
O índice de aderência (BI) para avaliar a cimentação, 
é calculado pela Eq. 1. 
 
BI 
Atx 
Atx100% 
 
(1) 
8,70 m 
Cable Head Ø 3,826 in 
Centralizer Ø 12,000 in 
GTET. Ø 3,826 in 
Centralizer 
CBL 
Centralizer Ø 12,000 in 
Ø 3,826 in CCL-D 
0,0 m 
0,1 m 
7,51 m 
8,12 m 
Bull Nose Ø 2,76 in 
Ø 3,625 in 
Ø 12,000 in 
4,91 m 
Comprimento Diagrama Descrição O.D. 
 
A indústria considera um BI de 0,8 (80%) propício ao 
isolamento[3]. 
A atenuação da seção analisada Atx pode ser 
calculado conforme Eq. 2 e a atenuação para a zona 
100% cimentada Atx100% pela Eq. 3. 
 
Atx  
 20 
log
 Ax 


 

(2) 
 L  Arl 


Atx100%  
 20 
log
 A100 


 

(3) 
 L  Arl 

Do perfil sônico, foram obtidos os valores das 
amplitudes conforme sua profundidade, e utilizados 
como dados de entrada no modelo implementado 
utilizando as equações 1, 2 e 3, no software Matlab®. 
 
4. Resultados 
A leitura da amplitude do perfil na zona de interesse 
para a primeira corrida sem pressão da ferramenta 
evidencia uma cimentação ruim conforme a Fig. 5. 
Observa-se que na primeira faixa é exibida a curva em 
azul o tempo de trânsito, já a amplitude é exibida na 
segunda curva, (azul) em escala normal de 0 a 100 mV 
e curva vermelha em escala amplificada de 0 a 20 mV, 
mantendo-se acima de 10 mV, esse comportamento se 
estende por toda a zona de perfilada (2500-2750). 
Diante deste primeiro resultado, o perfil apresenta a 
corrida repetida para a perfilagem da zona de interesse 
sem pressão, a fim de verificar quaisquer variações de 
leitura, porém os valores se mantiveram os mesmos, 
indicando que a corrida repetida está coerente com a 
primeira corrida sem pressão como mostra as Fig. 5 e 
6. O que não significa que a cimentação está 
adequada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5. Perfil CBL sem pressão 1, nas profundidades de 
2710 a 2750 m. 
 
 
Figura 6. Perfil CBL sem pressão 2, nas profundidades de 
2710 a 2750 m. 
 
Ainda é apresentado a corrida principal com pressão a 
1000Psi conforme Fig. 7, para detectar a existência de 
micro anular ou canalização. Micro anular é uma folga 
entre o revestimento e a espessura de cimento, 
influenciando na resposta do perfil. Já que essa folga 
dificulta a passagem do sinal acústico, o que pode 
indicar erroneamente a existência de uma má 
cimentação. A canalização ocorre quando existe 
cimento em volta do revestimento, porém não 
preenche todo espaço anular, sugerindo canais 
normalmente ocupados por fluido de perfuração. A 
pressão de 1000 Psi leva a expansão dos tubos de 
revestimento, diminuindo ou eliminando a folga do 
micro anular, de modo que grandes variações na 
resposta do perfil indicam a ocorrência do micro 
anular, por outro lado pequenas variações ou não 
variações indicam a canalização. Mesmo com a 
existência do micro anel há o isolamento hidráulico do 
cimento, enquanto a canalização não o promove, o que 
aponta para uma cimentação deficiente. 
Figura 7. Perfil CBL com pressão a 1000 Psi, nas 
profundidades de 2710 a 2750 m. 
 
Salienta-se que a leitura exclusiva da amplitude, leva 
às interpretações incertas, por isso a necessidade da 
análise do tempo de trânsito e do BI. 
O perfil estudado apresentou valor constante para ΔT 
de 230 µs, ocorrendo variação, somente nas conexões 
do revestimento, isso para as três corridas da 
ferramenta. O que indica que a ferramenta estava bem 
centralizada. 
Para o cálculo do BI, os dados foram divididos de 
acordo com o perfil, primeira corrida sem pressão, 
corrida repetida sem pressão e corrida principal com 
pressão de 1000 Psi. 
A atenuação acústica da zona analisada, foi 
determinada com dados do perfil, conforme Eq. 1. Já 
a atenuação da zona bem cimentada foi estimada em 
7,94 db/ft, a partir da menor amplitude lida do perfil 
tida como referência: 4 mV na profundidade de 2593 
m. De posse destas informações foi plotado um 
gráfico, relacionando cada profundidade com seu 
índice de aderência. 
 
 
Figura 8. Índice de aderência para primeira corrida sem 
pressão. 
 
A plotagem do gráfico para a primeira corrida da 
ferramenta sem pressão na zona de interesse de 2710 a 
2750 m é apresentada, conforme Fig. 8. Percebe-se 
que as curvas do índice de aderência não ultrapassam 
a linha vermelha pontilhada dos 80%, variando entre 
10 e 70%, com concentração entre 10 e 50%. Isso 
indica que em nenhum ponto da seção analisada existe 
uma zona bem cimentada. 
Na Fig. 9 é possível observar o gráfico contendo as 
três curvas: primeira corrida sem pressão, repetida 
sem pressão e corrida principal com pressão de 1000 
Psi. Foi observado que a variação entres as curvas 
sem pressão e com pressão de 1000 Psi, é pequena, 
sendo a variação menor ainda quando comparadas as 
curvas 1 e 2 sem pressão. Portanto não há a existência 
de um micro anular, mas pode existir uma 
canalização. Os valores do BI abaixo do 80% estão 
condizentes aos valores da amplitude acima de 10 mV, 
sendo assim, não há vedação hidráulica do poço 
estudado. 
 
Figura 9. Índice de aderência para as três corridas do CBL 
 
Quando analisada toda a zona perfilada de 2500 a 
2750 metros, alguns pontos apresentam BI 
satisfatório, com BI máximo de 100% na seção 
tomada como referência a 2593 m de profundidade. 
 
5. Conclusão 
Informações sobre a cimentação e aderênciado 
cimento ao revestimento, fazem parte do mapeamento 
da segurança do poço e são minuciosamente buscadas 
pelas empresas do setor de produção e exploração de 
petróleo e gás. Sendo assim esse trabalho tem como 
finalidade avaliar a qualidade da cimentação de um 
poço de petróleo e gás no recôncavo baiano. Os 
resultados obtidos para este caso, tanto a partir da 
análise da amplitude quanto da análise dos índices de 
aderência indicam uma cimentação deficiente, quando 
apresenta para BI, valores abaixo de 80%. Portanto 
para se garantir uma boa vedação hidráulica do poço 
em estudo, é recomendado realizar uma operação de 
recimentação para correção do problema. Diante do 
exposto, este trabalho motiva estudos futuros, 
sobretudo no que diz respeito à aplicação do Matlab® 
para auxilio nas interpretações da qualidade da 
cimentação. 
 
Nomenclatura 
 
BI – Índice de aderência. 
ATx – Atenuação da seção analisada (dp/ft). 
At100% – Atenuação da seção 100% cimentada 
(dp/ft). 
L – Espaçamento entre o transmissor e o receptor (ft). 
Ax – Amplitude obtida na seção considerada (mV). 
Arl – Amplitude obtida na seção livre – (mV). 
 
 
Referências 
 
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engenharia de petróleo”, 2ª edição, Editora 
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petrolíferos”. Universidade Federal do Rio Grande 
do Norte, Rio Grande do Norte. 
[8] RENPU, W. 2011. “Engenharia de Completação 
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Perfurados nas Unidades Geológicas Pertencentes 
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