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ING. LUIS MENDOZA
OBJETIVO GENERAL
Planificar y ejecutar la operación de cementación de Pozos de manera segura, eficiente, cumpliendo con los requerimientos precisos que son establecidos por las diferentes empresas de servicios.
CONTENIDO
• Capitulo 1. Perforación de Pozos• Capitulo 2. Naturaleza del Cemento y
Aditivos.• Capitulo 3. Diseño de Lechadas de
Cemento.• Capitulo 4. Procesos de Cementación.• Capitulo 5. Cementación de Pozos No
Convencionales.• Capitulo 6. Evaluación de Cementación.• Capitulo 7. Recomendaciones para realizar
una buena Cementación.
Perforación de Pozos
Capitulo 1.
Proceso de Perforación
En la perforación rotatoria convencional, se hace un hoyo desde la superficie de la tierra, (o fondo del mar) rotando una sarta de tuberías con una mecha en la punta. A medida que avanza la perforación, se van adicionando sucesivos tramos de tubería de longitud promedio de 30 pies.
Proceso de Perforación
Durante la perforación, la mecha atraviesa diferentes tipos de estratos antes de llegar a la profundidad deseada. Cada uno de estos estratos asociado a los parámetros físicos como fluidos, dureza, porosidad, presión, buzamiento, etc., son los que hacen del proceso de perforación un constante reto.
Proceso de Perforación
La perforación produce ripios y calor por fricción los cuales son removidos y/o controlados por el fluido de perforación o lodo, el que a su vez es circulado a través de la sarta de perforación y sale por los orificios de la mecha, recogiendo los ripios y absorbiendo el calor de fricción, retornando a la superficie por el espacio anular entre la tubería y las paredes del hoyo, para ser acondicionado y recirculado al pozo.
Proceso de Perforación
El fluido de perforación puede ser tan simple como el agua, una mezcla de arcillas, dispersantes, polímeros y dosificantes, esto está determinado por las características de las formaciones y del equipo de perforación utilizado.
Una vez que el hoyo es perforado hasta la profundidad deseada, la sarta de perforación es removida del fondo para iniciar el proceso de bajada del revestidor y su posterior cementación.
TIPOS DE REVESTIDORES
Revestidor Superficial
Revestidor Intermedio
Revestidor de Producción
REVESTIDOR SUPERFICIAL
Soporta el resto de los revestidores
Protege de la corrosión cualquier tramo de tubería de revestimiento subsiguiente
Previene los derrumbes de los sedimentos no consolidados, más debilitados, que se hallan próximos a la superficie
Protege de la contaminación las arenas someras que contienen agua dulce
Proporciona resistencia a las arremetidas para poder perforar a mayor profundidad
Sirve de apoyo primario para los impide reventones
REVESTIDOR INTERMEDIO
Tubería especial utilizada para proteger las formaciones de altos peso de lodo y evitar las contaminaciones del fluido de perforación cuando existan zonas más profundas.
FUNCIONES DEL REVESTIDOR INTERMEDIO
Proporciona al hoyo integridad durante las operaciones de perforación.
Permite el control del pozo si se encuentra en zonas de presiones anormales y ocurre una arremetida.
Permite el control del pozo si se generan presiones de succión durante un viaje de tubería.
Aisla las formaciones con problemas de lutitas inestable, flujo de agua salada o formaciones que contaminen el lodo de perforación
Permite bajar la densidad del lodo para perforar zonas de presiones anormales que se encuentra por debajo de las zonas presurizadas
REVESTIDOR DE PRODUCCIÓN
Es el revestidor que está (o puede estar) en contacto directo con el fluido.
Colgador o Liner Hanger
Colgador: Herramienta constituida por ganchos de apoyo y empacaduras; esta es utilizada para asentar el revestidor, también se conoce como Liner Hanger.
FUNCIÓN DEL REVESTIDOR DE PRODUCCIÓN
Protege el ambiente en caso de una falla de tubería.
Permite cambiar o reparar la tubería de producción.
Aísla la zona productora de las demás formaciones.
Crea un conducto de paso de dimensiones conocidas.
PRINCIPALES ESFUERZOS
TENSIÓN
P
ESTALLIDO
COLAPSO
Tipos de Revestidores de acuerdo al grado de Acero
Los mas utilizados son:• J-55.• K-55• N-80• P-110
Cada uno de estos se pueden encontrar en diferentes pesos (lbs/pies).
Naturaleza del Cemento
Capitulo 2.
Cementación de PozosCementación de PozosCementación de PozosCementación de PozosOperación en la cual una mezcla de agua y cemento se coloca a una profundidad determinada para que cumpla entre otros con los siguientes objetivos:
Operación en la cual una mezcla de agua y cemento se coloca a una profundidad determinada para que cumpla entre otros con los siguientes objetivos:
* Excluir las aguas de las formaciones productivas
* Proteger al revestidor de presiones externas ( formación )
* Sellar zonas no productivas
* Proteger la tubería de revestimiento de la corrosión
* Evitar migración de fluidos entre diferentes zonas
* Controlar pérdidas de circulación
* Sellar zonas de fluidos no deseables
* Soportar el revestidor y todo el peso del equipo
* Excluir las aguas de las formaciones productivas
* Proteger al revestidor de presiones externas ( formación )
* Sellar zonas no productivas
* Proteger la tubería de revestimiento de la corrosión
* Evitar migración de fluidos entre diferentes zonas
* Controlar pérdidas de circulación
* Sellar zonas de fluidos no deseables
* Soportar el revestidor y todo el peso del equipo
YAC-1
YAC-2DAÑO A LA DAÑO A LA FORMACIÓNFORMACIÓN
COMUNICACIÓN COMUNICACIÓN ENTRE ENTRE
FORMACIONESFORMACIONES
SECCIONES SECCIONES SIN SIN
PROTECCIÓNPROTECCIÓN
““GARANTIZAR EL AISLAMIENTO ZONAL, NO SOLO POSTERIOR A LA CEMENTACIÓN, GARANTIZAR EL AISLAMIENTO ZONAL, NO SOLO POSTERIOR A LA CEMENTACIÓN,
SINO TAMBIÉN EN EL TRANSCURSO DE LA VIDA PRODUCTIVA DE LOS POZOS”SINO TAMBIÉN EN EL TRANSCURSO DE LA VIDA PRODUCTIVA DE LOS POZOS”
CEMENTACIÓN DE POZOS
CementoCementoCementoCementoMezcla de piedra Caliza y otros materiales ricos en Carbonato de Calcio con Arcilla y algo de Oxido de Hierro y Aluminio
Mezcla de piedra Caliza y otros materiales ricos en Carbonato de Calcio con Arcilla y algo de Oxido de Hierro y Aluminio
++++ CalorCalor( 2600-3000 ºF )( 2600-3000 ºF )
CalorCalor( 2600-3000 ºF )( 2600-3000 ºF )
ClinkerClinkerClinkerClinker(4-8%)(4-8%)
Cemento PortlandCemento PortlandCemento PortlandCemento Portland50% Silicato Tricálcico (3CaO.SiO50% Silicato Tricálcico (3CaO.SiO22))
25% Silicato Dicálcico ( 2CaO.SiO25% Silicato Dicálcico ( 2CaO.SiO22))
4% Aluminato Tricálcico (3CaO.Al4% Aluminato Tricálcico (3CaO.Al22OO33))
13% Ferro Aluminato Tricálcico o Tetracálcico ( 4CaO.Al13% Ferro Aluminato Tricálcico o Tetracálcico ( 4CaO.Al22OO33.Fe.Fe22OO33))
3% Sulfato de Calcio ( CaSO3% Sulfato de Calcio ( CaSO44))
3% Otros (MgO, Cal libre, Alcalis, Anhidrido Sulfurico)3% Otros (MgO, Cal libre, Alcalis, Anhidrido Sulfurico)
MaterialesMateriales InicialesInicialesMaterialesMateriales InicialesIniciales
CaOCaO(Caliza)(Caliza)
SiOSiO22 ( Sílice ) ( Sílice )
AlAl22OO33 ( Arcilla ) ( Arcilla )
FeFe22OO33 ( Oxido Férrico ) ( Oxido Férrico )
+ Yeso+ Yeso+ Yeso+ Yeso
Propiedades del CementoPropiedades del CementoPropiedades del CementoPropiedades del Cemento
Las propiedades de los cementos utilizados en Las propiedades de los cementos utilizados en las operaciones de cementación, varían de las operaciones de cementación, varían de acuerdo a lo siguiente:acuerdo a lo siguiente:
Las propiedades de los cementos utilizados en Las propiedades de los cementos utilizados en las operaciones de cementación, varían de las operaciones de cementación, varían de acuerdo a lo siguiente:acuerdo a lo siguiente:
* Ubicación Geográfica* Ubicación Geográfica
* Condiciones de fondo de pozo (Temp., Prof., Presión, etc.)* Condiciones de fondo de pozo (Temp., Prof., Presión, etc.)
* Tipo de Cementación* Tipo de Cementación
* Tipo de agua a utilizar para la mezcla* Tipo de agua a utilizar para la mezcla
* Ubicación Geográfica* Ubicación Geográfica
* Condiciones de fondo de pozo (Temp., Prof., Presión, etc.)* Condiciones de fondo de pozo (Temp., Prof., Presión, etc.)
* Tipo de Cementación* Tipo de Cementación
* Tipo de agua a utilizar para la mezcla* Tipo de agua a utilizar para la mezcla
Estas propiedades dependen de:Estas propiedades dependen de:Estas propiedades dependen de:Estas propiedades dependen de:
* La relación de agua de las lechadas ( Gal /sac) * La relación de agua de las lechadas ( Gal /sac)
* Densidad de la lechada ( Lbs / Gal )* Densidad de la lechada ( Lbs / Gal )
* Rendimiento de la lechada ( ft * Rendimiento de la lechada ( ft 3 3 / saco )/ saco )
* La relación de agua de las lechadas ( Gal /sac) * La relación de agua de las lechadas ( Gal /sac)
* Densidad de la lechada ( Lbs / Gal )* Densidad de la lechada ( Lbs / Gal )
* Rendimiento de la lechada ( ft * Rendimiento de la lechada ( ft 3 3 / saco )/ saco )
Pruebas a CementosPruebas a CementosPruebas a CementosPruebas a Cementos
Equipos utilizados:Equipos utilizados:Equipos utilizados:Equipos utilizados:
* Balanza de lodos (Densidad)* Balanza de lodos (Densidad)
* Filtro-prensa (Filtración)* Filtro-prensa (Filtración)
* Viscosimetro Rotacional (Reología)* Viscosimetro Rotacional (Reología)
* Consistómetro (Tasa de espesamiento)* Consistómetro (Tasa de espesamiento)
* Permeámetro (Permeabilidad)* Permeámetro (Permeabilidad)
* Moldes de Especimenes y maquinas de pruebas de resistencia* Moldes de Especimenes y maquinas de pruebas de resistencia
(a la tensión y a la compresión)(a la tensión y a la compresión)
* Autoclave (Solidez)* Autoclave (Solidez)
* Turbidímetro (Fineza)* Turbidímetro (Fineza)
La Balanza de lodos, el Filtro-prensa y el Viscosimetro La Balanza de lodos, el Filtro-prensa y el Viscosimetro Rotacional son similares a los utilizados para las pruebas con Rotacional son similares a los utilizados para las pruebas con fluidos de perforaciónfluidos de perforación
La Balanza de lodos, el Filtro-prensa y el Viscosimetro La Balanza de lodos, el Filtro-prensa y el Viscosimetro Rotacional son similares a los utilizados para las pruebas con Rotacional son similares a los utilizados para las pruebas con fluidos de perforaciónfluidos de perforación
Densidad de la LechadaDensidad de la LechadaDensidad de la LechadaDensidad de la Lechada
Debe ser lo suficientemente alta como para mantener el Debe ser lo suficientemente alta como para mantener el control del pozo. control del pozo.
En el campo se chequea mediante el uso de una En el campo se chequea mediante el uso de una Balanza de Lodos o con un DensistómetroBalanza de Lodos o con un Densistómetro
Debe ser lo suficientemente alta como para mantener el Debe ser lo suficientemente alta como para mantener el control del pozo. control del pozo.
En el campo se chequea mediante el uso de una En el campo se chequea mediante el uso de una Balanza de Lodos o con un DensistómetroBalanza de Lodos o con un Densistómetro
Si la densidad es incorrecta durante la cementación, se puedenSi la densidad es incorrecta durante la cementación, se puedenafectar propiedades de la lechada como:afectar propiedades de la lechada como:Si la densidad es incorrecta durante la cementación, se puedenSi la densidad es incorrecta durante la cementación, se puedenafectar propiedades de la lechada como:afectar propiedades de la lechada como:
* Tiempo de bombeabilidad* Tiempo de bombeabilidad
* Características del flujo* Características del flujo
* Capacidad de desplazamiento del * Capacidad de desplazamiento del
lodolodo
* Agua libre* Agua libre
* Resistencia a la compresión* Resistencia a la compresión
* Pérdida de fluido * Pérdida de fluido
* Tiempo de bombeabilidad* Tiempo de bombeabilidad
* Características del flujo* Características del flujo
* Capacidad de desplazamiento del * Capacidad de desplazamiento del
lodolodo
* Agua libre* Agua libre
* Resistencia a la compresión* Resistencia a la compresión
* Pérdida de fluido * Pérdida de fluido
Relación de agua de las LechadasRelación de agua de las LechadasRelación de agua de las LechadasRelación de agua de las Lechadas
Es importante para determinar el tiempo de Es importante para determinar el tiempo de bombeabilidad y la resistencia a la compresión del bombeabilidad y la resistencia a la compresión del cementocemento
Es importante para determinar el tiempo de Es importante para determinar el tiempo de bombeabilidad y la resistencia a la compresión del bombeabilidad y la resistencia a la compresión del cementocemento
Regla de campoRegla de campo::
* * Demasiado agua en la copa de muestra, aparecerá aguaDemasiado agua en la copa de muestra, aparecerá agua en la parte superior de la lechadaen la parte superior de la lechada * Poca agua: lechada espesa y difícil de bombear * Poca agua: lechada espesa y difícil de bombear
Regla de campoRegla de campo::
* * Demasiado agua en la copa de muestra, aparecerá aguaDemasiado agua en la copa de muestra, aparecerá agua en la parte superior de la lechadaen la parte superior de la lechada * Poca agua: lechada espesa y difícil de bombear * Poca agua: lechada espesa y difícil de bombear
Rendimiento de la Lechada: Rendimiento de la Lechada: Rendimiento de la Lechada: Rendimiento de la Lechada:
Es el número de pies cúbicos por saco de cemento, Es el número de pies cúbicos por saco de cemento,
mezclados con determinada cantidad de agua. Es mezclados con determinada cantidad de agua. Es
preferible que sobre cemento y no que falte, preferible que sobre cemento y no que falte,
especialmente cuando puede haber contaminación con especialmente cuando puede haber contaminación con
lodo, dilución o canalización. lodo, dilución o canalización.
Es el número de pies cúbicos por saco de cemento, Es el número de pies cúbicos por saco de cemento,
mezclados con determinada cantidad de agua. Es mezclados con determinada cantidad de agua. Es
preferible que sobre cemento y no que falte, preferible que sobre cemento y no que falte,
especialmente cuando puede haber contaminación con especialmente cuando puede haber contaminación con
lodo, dilución o canalización. lodo, dilución o canalización.
Tiempo de Bombeabilidad Tiempo de Bombeabilidad Tiempo de Bombeabilidad Tiempo de Bombeabilidad
Tiempo requerido para que un cemento comience a Tiempo requerido para que un cemento comience a endurecerse o a formar resistencia de gel, o sea que sea endurecerse o a formar resistencia de gel, o sea que sea bombeable bajo condiciones de fondo del pozobombeable bajo condiciones de fondo del pozo
Tiempo requerido para que un cemento comience a Tiempo requerido para que un cemento comience a endurecerse o a formar resistencia de gel, o sea que sea endurecerse o a formar resistencia de gel, o sea que sea bombeable bajo condiciones de fondo del pozobombeable bajo condiciones de fondo del pozo
Se obtiene a través de pruebas de laboratorio y con condiciones reales del pozoSe obtiene a través de pruebas de laboratorio y con condiciones reales del pozoSe obtiene a través de pruebas de laboratorio y con condiciones reales del pozoSe obtiene a través de pruebas de laboratorio y con condiciones reales del pozo
LaboratorioLaboratorioLaboratorioLaboratorioMuestras de cementoMuestras de cemento
++AditivosAditivos
++Agua de mezclaAgua de mezcla
EnsayoEnsayoEnsayoEnsayo Tiempo para lograr espesamientoTiempo para lograr espesamientoTiempo para lograr espesamientoTiempo para lograr espesamiento
Condiciones de pozo:Condiciones de pozo:Condiciones de pozo:Condiciones de pozo:* Temperatura Estática de Fondo ( BHST )* Temperatura Estática de Fondo ( BHST )* Profundidad del pozo* Profundidad del pozo* Presión en el pozo* Presión en el pozo
* Temperatura Estática de Fondo ( BHST )* Temperatura Estática de Fondo ( BHST )* Profundidad del pozo* Profundidad del pozo* Presión en el pozo* Presión en el pozo
Tiempo de EspesamientoTiempo de EspesamientoTiempo de EspesamientoTiempo de Espesamiento
Es el tiempo transcurrido desde Es el tiempo transcurrido desde
que se aplica una presión y una que se aplica una presión y una
temperatura inicial al temperatura inicial al
Consistómetro PresurizadoConsistómetro Presurizado
hasta el tiempo en que se hasta el tiempo en que se
alcanza una consistencia de 100 alcanza una consistencia de 100
BC (CONSISTENCIA BEARDEN )BC (CONSISTENCIA BEARDEN )
Los resultados de estas pruebas Los resultados de estas pruebas
son utilizados para determinar lason utilizados para determinar la
concentración de aditivos tales concentración de aditivos tales
como aceleradores y como aceleradores y
retardadoresretardadores
Es el tiempo transcurrido desde Es el tiempo transcurrido desde
que se aplica una presión y una que se aplica una presión y una
temperatura inicial al temperatura inicial al
Consistómetro PresurizadoConsistómetro Presurizado
hasta el tiempo en que se hasta el tiempo en que se
alcanza una consistencia de 100 alcanza una consistencia de 100
BC (CONSISTENCIA BEARDEN )BC (CONSISTENCIA BEARDEN )
Los resultados de estas pruebas Los resultados de estas pruebas
son utilizados para determinar lason utilizados para determinar la
concentración de aditivos tales concentración de aditivos tales
como aceleradores y como aceleradores y
retardadoresretardadores
U.C.A. (Analizador Ultrasónico de la Lechada de Cemento)
Registro Obtenido en el Consistómetro.
En las cementaciones primarias, las lechadas de cemento deben poseer una viscosidad o consistencia que ofrezcan un desplazamiento eficiente del lodo y permitan una buena adherencia del cemento con la formación y el revestidor o liner.
En las cementaciones primarias, las lechadas de cemento deben poseer una viscosidad o consistencia que ofrezcan un desplazamiento eficiente del lodo y permitan una buena adherencia del cemento con la formación y el revestidor o liner.
Viscosidad y Contenido de AguaViscosidad y Contenido de Agua
El tamaño de la partícula, el área superficial, y los aditivos, influyen en la cantidad de agua de mezclado requerida para lograr una viscosidad particular de la lechada.
El tamaño de la partícula, el área superficial, y los aditivos, influyen en la cantidad de agua de mezclado requerida para lograr una viscosidad particular de la lechada.
Consistometro Presurizado
CONSISTOMETRO ATMOSFERICOCONSISTOMETRO ATMOSFERICOCONSISTOMETRO ATMOSFERICOCONSISTOMETRO ATMOSFERICO
VISCOSIMETRO ROTACIONALVISCOSIMETRO ROTACIONALVISCOSIMETRO ROTACIONALVISCOSIMETRO ROTACIONAL
Viscosidad y Contenido de AguaViscosidad y Contenido de Agua
Siempre es recomendable el uso de agua potable si está disponible. Sin embargo, en un taladro el agua se obtiene de una fosa abierta, un pozo perforado o una laguna. Esta agua puede contener contaminantes que pueden producir fallas en la cementación.
Siempre es recomendable el uso de agua potable si está disponible. Sin embargo, en un taladro el agua se obtiene de una fosa abierta, un pozo perforado o una laguna. Esta agua puede contener contaminantes que pueden producir fallas en la cementación.
Calidad del Agua de MezclaCalidad del Agua de Mezcla
Entre estos contaminantes están: .- Fertilizantes disueltos en el agua de lluvia .- Desperdicios en los causes .- Productos de agricultura solubles (caña de azucar, remolachas, etc ) .- Vegetación descompuesta que produce Ácido Húmico, los cuales reducen el tiempo de espesamiento del cemento
Entre estos contaminantes están: .- Fertilizantes disueltos en el agua de lluvia .- Desperdicios en los causes .- Productos de agricultura solubles (caña de azucar, remolachas, etc ) .- Vegetación descompuesta que produce Ácido Húmico, los cuales reducen el tiempo de espesamiento del cementoTodas las pruebas de laboratorio al cemento a usar, deben hacerse con el agua de campo que será utilizada al momento de la cementación
Todas las pruebas de laboratorio al cemento a usar, deben hacerse con el agua de campo que será utilizada al momento de la cementación
Resistencia a la CompresiónResistencia a la CompresiónResistencia a la CompresiónResistencia a la Compresión
Es la fuerza de compresión requerida para triturar el cemento, Es la fuerza de compresión requerida para triturar el cemento, dividida entre el área seccional recta de la muestra. La resistencia dividida entre el área seccional recta de la muestra. La resistencia compresiva del cemento es generalmente alrededor de 12 veces compresiva del cemento es generalmente alrededor de 12 veces mayor que la resistencia a la tensión. Es por esto que siempre se mayor que la resistencia a la tensión. Es por esto que siempre se reporta solamente la resistencia a la compresiónreporta solamente la resistencia a la compresión
Es la fuerza de compresión requerida para triturar el cemento, Es la fuerza de compresión requerida para triturar el cemento, dividida entre el área seccional recta de la muestra. La resistencia dividida entre el área seccional recta de la muestra. La resistencia compresiva del cemento es generalmente alrededor de 12 veces compresiva del cemento es generalmente alrededor de 12 veces mayor que la resistencia a la tensión. Es por esto que siempre se mayor que la resistencia a la tensión. Es por esto que siempre se reporta solamente la resistencia a la compresiónreporta solamente la resistencia a la compresión
Analizador UltrasónicoAnalizador Ultrasónicode Cemento ( U.C.A )de Cemento ( U.C.A )
Analizador UltrasónicoAnalizador Ultrasónicode Cemento ( U.C.A )de Cemento ( U.C.A )
U.C.A. (Analizador Ultrasónico de la Lechada de Cemento)
Registro Obtenido en el U.C.A.
PermeabilidadPermeabilidadPermeabilidadPermeabilidad
Equipo utilizado para medir la permeabilidad del cemento fraguadoEquipo utilizado para medir la permeabilidad del cemento fraguadoEquipo utilizado para medir la permeabilidad del cemento fraguadoEquipo utilizado para medir la permeabilidad del cemento fraguado
La permeabilidad de un núcleo de cemento fraguado, se La permeabilidad de un núcleo de cemento fraguado, se determina midiendo la tasa de flujo a través del núcleo, a un determina midiendo la tasa de flujo a través del núcleo, a un diferencial de presión dado a través de la longitud del núcleodiferencial de presión dado a través de la longitud del núcleo
La permeabilidad de un núcleo de cemento fraguado, se La permeabilidad de un núcleo de cemento fraguado, se determina midiendo la tasa de flujo a través del núcleo, a un determina midiendo la tasa de flujo a través del núcleo, a un diferencial de presión dado a través de la longitud del núcleodiferencial de presión dado a través de la longitud del núcleo
PERMEAMETROPERMEAMETROPERMEAMETROPERMEAMETRO
Calor de HidrataciónCalor de HidrataciónCalor de HidrataciónCalor de Hidratación
Al mezclarse el cemento con el agua, ocurre una reacción Al mezclarse el cemento con el agua, ocurre una reacción exotérmica con una considerable liberación de calor.exotérmica con una considerable liberación de calor.Mientras mayor sea la cantidad de cemento, mayor es la Mientras mayor sea la cantidad de cemento, mayor es la liberación de calor.liberación de calor.
Al mezclarse el cemento con el agua, ocurre una reacción Al mezclarse el cemento con el agua, ocurre una reacción exotérmica con una considerable liberación de calor.exotérmica con una considerable liberación de calor.Mientras mayor sea la cantidad de cemento, mayor es la Mientras mayor sea la cantidad de cemento, mayor es la liberación de calor.liberación de calor.
Se ve influenciado por la fineza y por la composición química Se ve influenciado por la fineza y por la composición química del cemento, por los aditivos y por las condiciones del pozodel cemento, por los aditivos y por las condiciones del pozoSe ve influenciado por la fineza y por la composición química Se ve influenciado por la fineza y por la composición química del cemento, por los aditivos y por las condiciones del pozodel cemento, por los aditivos y por las condiciones del pozo
Mayor temperatura de fondoMayor temperatura de fondoMayor temperatura de fondoMayor temperatura de fondo
Mayor cantidad de calor liberadoMayor cantidad de calor liberadoMayor cantidad de calor liberadoMayor cantidad de calor liberado
Mayor velocidad de reacciónMayor velocidad de reacciónMayor velocidad de reacciónMayor velocidad de reacción
Control de FiltradoControl de FiltradoControl de FiltradoControl de Filtrado
Equipo especificado por la API para Equipo especificado por la API para medir la filtración de los fluidos de medir la filtración de los fluidos de perforación ( lodos y cemento ), en 30 perforación ( lodos y cemento ), en 30 minutos a un diferencial de 1000 lppc minutos a un diferencial de 1000 lppc de presión.de presión.
El volumen medido representa la tasa El volumen medido representa la tasa a la cual se pierde agua de la mezcla, a la cual se pierde agua de la mezcla, cuando es expuesta a una diferencia cuando es expuesta a una diferencia de presión a través de un medio de presión a través de un medio permeablepermeable
Equipo especificado por la API para Equipo especificado por la API para medir la filtración de los fluidos de medir la filtración de los fluidos de perforación ( lodos y cemento ), en 30 perforación ( lodos y cemento ), en 30 minutos a un diferencial de 1000 lppc minutos a un diferencial de 1000 lppc de presión.de presión.
El volumen medido representa la tasa El volumen medido representa la tasa a la cual se pierde agua de la mezcla, a la cual se pierde agua de la mezcla, cuando es expuesta a una diferencia cuando es expuesta a una diferencia de presión a través de un medio de presión a través de un medio permeablepermeable
Es un factor muy importante en la cementación de pozos Es un factor muy importante en la cementación de pozos profundos, Liners de producción, tapones de cemento y profundos, Liners de producción, tapones de cemento y cementaciones forzadas.cementaciones forzadas.
Es un factor muy importante en la cementación de pozos Es un factor muy importante en la cementación de pozos profundos, Liners de producción, tapones de cemento y profundos, Liners de producción, tapones de cemento y cementaciones forzadas.cementaciones forzadas.Alta perdida de filtrado a través de un medio permeable puede Alta perdida de filtrado a través de un medio permeable puede causar un incremento en la viscosidad de la lechada y rápida causar un incremento en la viscosidad de la lechada y rápida disposición del revoque, lo que puede producir fraguado disposición del revoque, lo que puede producir fraguado prematuro de la lechadaprematuro de la lechada
Alta perdida de filtrado a través de un medio permeable puede Alta perdida de filtrado a través de un medio permeable puede causar un incremento en la viscosidad de la lechada y rápida causar un incremento en la viscosidad de la lechada y rápida disposición del revoque, lo que puede producir fraguado disposición del revoque, lo que puede producir fraguado prematuro de la lechadaprematuro de la lechada
Tipos de CementoTipos de CementoTipos de CementoTipos de Cemento
Clase Profundidad Temperatura (°F) Características
A 6000’ 170 Sin condiciones especificas.
B 6000’ 170 Resistente a Sulfatos
C 6000’ 170 Rápida resistencia.
D 6000’- 10000’ 230 Alta presión y alta temp
E 6000’- 14000’ 290 Alta presión y alta temp
F 10000’- 14000’ 320 Cond. Ext. presión y temp.
G 8000’ 200 Comp. Acelerad.y retard.
H 8000’ 200 Comp. Acelerad. Y retard.
Clase de cementoClase de cementoAPIAPI
Agua MezcladaAgua Mezclada
Gal/SacoGal/Saco %%
Peso de laPeso de laLechadaLechadaLbs/GalLbs/Gal
RendimientRendimiento de la o de la
lechada lechada PiePie33/Saco/Saco
A 5.2 46 15.6 1.18A 5.2 46 15.6 1.18
B 5.2 46 15.6 1.18B 5.2 46 15.6 1.18
C 6.3 56 14.8 1.32C 6.3 56 14.8 1.32
G 5.0 44 15.8 1.15G 5.0 44 15.8 1.15
H 4.3 38 16.4 1.06H 4.3 38 16.4 1.06
D,E,F 4.3 38 16.4 1.06D,E,F 4.3 38 16.4 1.06
Densidad normal de los Cementos Densidad normal de los Cementos Densidad normal de los Cementos Densidad normal de los Cementos
Tipos de CementoTipos de Cemento
Cementos Especiales:Cementos Especiales:Cementos Especiales:Cementos Especiales:
Utilizados para resolver problemas de cementación primaria Utilizados para resolver problemas de cementación primaria donde se requiere alta resistencia con baja densidad, para donde se requiere alta resistencia con baja densidad, para taponear zonas de pérdida de circulación o microanillos por taponear zonas de pérdida de circulación o microanillos por donde el cemento normal no puede circular.donde el cemento normal no puede circular.
Su composición es igual a la del cemento Portland y se Su composición es igual a la del cemento Portland y se diferencia en que el tamaño de partícula es de 10 micrones en diferencia en que el tamaño de partícula es de 10 micrones en promedio, siendo este 10 veces menor que el cemento clase A promedio, siendo este 10 veces menor que el cemento clase A ( API )( API )
Utilizados para resolver problemas de cementación primaria Utilizados para resolver problemas de cementación primaria donde se requiere alta resistencia con baja densidad, para donde se requiere alta resistencia con baja densidad, para taponear zonas de pérdida de circulación o microanillos por taponear zonas de pérdida de circulación o microanillos por donde el cemento normal no puede circular.donde el cemento normal no puede circular.
Su composición es igual a la del cemento Portland y se Su composición es igual a la del cemento Portland y se diferencia en que el tamaño de partícula es de 10 micrones en diferencia en que el tamaño de partícula es de 10 micrones en promedio, siendo este 10 veces menor que el cemento clase A promedio, siendo este 10 veces menor que el cemento clase A ( API )( API )
Micro cementosMicro cementosMicro cementosMicro cementos
Son lechadas dispersas y fluidas durante el mezclado, bombeo Son lechadas dispersas y fluidas durante el mezclado, bombeo y desplazamiento; pero forman una estructura rígida cuando se y desplazamiento; pero forman una estructura rígida cuando se detiene el bombeo y vuelve a ser fluida al continuarse la detiene el bombeo y vuelve a ser fluida al continuarse la agitación.agitación.
Estas lechadas exhiben un punto cedente que dependen del Estas lechadas exhiben un punto cedente que dependen del esfuerzo de corte. Si se incrementa el período de tiempo esfuerzo de corte. Si se incrementa el período de tiempo estático, un mayor esfuerzo que al inicio se requerirá para estático, un mayor esfuerzo que al inicio se requerirá para poner el fluido en movimiento poner el fluido en movimiento
Son utilizados para cementar formaciones con problemas de Son utilizados para cementar formaciones con problemas de pérdida de circulación, ideales para zonas lavadas, cavernosas pérdida de circulación, ideales para zonas lavadas, cavernosas y formaciones de fácil fractura.y formaciones de fácil fractura.
Los sistemas tixotrópicos pueden ser formados con:Los sistemas tixotrópicos pueden ser formados con:
.- .- Arcillas (cemento Portland+agua tratada con arcilla)Arcillas (cemento Portland+agua tratada con arcilla) .- Sulfato de Calcio (yeso) 8-12%.- Sulfato de Calcio (yeso) 8-12% .- Polímeros entrecruzados y solubles en agua.- Polímeros entrecruzados y solubles en agua
Son lechadas dispersas y fluidas durante el mezclado, bombeo Son lechadas dispersas y fluidas durante el mezclado, bombeo y desplazamiento; pero forman una estructura rígida cuando se y desplazamiento; pero forman una estructura rígida cuando se detiene el bombeo y vuelve a ser fluida al continuarse la detiene el bombeo y vuelve a ser fluida al continuarse la agitación.agitación.
Estas lechadas exhiben un punto cedente que dependen del Estas lechadas exhiben un punto cedente que dependen del esfuerzo de corte. Si se incrementa el período de tiempo esfuerzo de corte. Si se incrementa el período de tiempo estático, un mayor esfuerzo que al inicio se requerirá para estático, un mayor esfuerzo que al inicio se requerirá para poner el fluido en movimiento poner el fluido en movimiento
Son utilizados para cementar formaciones con problemas de Son utilizados para cementar formaciones con problemas de pérdida de circulación, ideales para zonas lavadas, cavernosas pérdida de circulación, ideales para zonas lavadas, cavernosas y formaciones de fácil fractura.y formaciones de fácil fractura.
Los sistemas tixotrópicos pueden ser formados con:Los sistemas tixotrópicos pueden ser formados con:
.- .- Arcillas (cemento Portland+agua tratada con arcilla)Arcillas (cemento Portland+agua tratada con arcilla) .- Sulfato de Calcio (yeso) 8-12%.- Sulfato de Calcio (yeso) 8-12% .- Polímeros entrecruzados y solubles en agua.- Polímeros entrecruzados y solubles en agua
Cementos TixotrópicosCementos Tixotrópicos
Cementos EspumadosCementos EspumadosCementos EspumadosCementos Espumados
Densidad entre 4.0 y 10.0 Lbs / GalDensidad entre 4.0 y 10.0 Lbs / Gal
Mezcla de lechada de cemento, surfactante y estabilizador, al Mezcla de lechada de cemento, surfactante y estabilizador, al cual se le inyecta gas (nitrógeno) como material aligerante de cual se le inyecta gas (nitrógeno) como material aligerante de la densidadla densidad
Mezcla de lechada de cemento, surfactante y estabilizador, al Mezcla de lechada de cemento, surfactante y estabilizador, al cual se le inyecta gas (nitrógeno) como material aligerante de cual se le inyecta gas (nitrógeno) como material aligerante de la densidadla densidad
• Alta resistencia a la compresion ( 500 lpc ).Alta resistencia a la compresion ( 500 lpc ).
• Baja densidad , baja permeabilidad y alta Baja densidad , baja permeabilidad y alta
porosidadporosidad
• Baja perdida de filtradoBaja perdida de filtrado
* Baja conductividad térmica* Baja conductividad térmica
• Alta resistencia a la compresion ( 500 lpc ).Alta resistencia a la compresion ( 500 lpc ).
• Baja densidad , baja permeabilidad y alta Baja densidad , baja permeabilidad y alta
porosidadporosidad
• Baja perdida de filtradoBaja perdida de filtrado
* Baja conductividad térmica* Baja conductividad térmica
Burbujas de Burbujas de NitrógenoNitrógeno
Burbujas de Burbujas de NitrógenoNitrógeno
CementoCementoCementoCemento
GENERADOR DE ESPUMAGENERADOR DE ESPUMA
Lechada de Cemento Base + Surfactante + EstabilizadorLechada de Cemento Base + Surfactante + Estabilizador
Gas NitrógenoGas Nitrógeno Descarga de Cemento Espumado Descarga de Cemento Espumado
Válvula deEstrangulamiento
Válvula deEstrangulamiento
Cementos de baja DensidadCementos de baja DensidadCementos de baja DensidadCementos de baja Densidad
Densidad entre 12.0 y 14.8 Lbs / GalDensidad entre 12.0 y 14.8 Lbs / Gal
* Menor costo* Menor costo
* Se usa como cemento de llenado o barrido solamente* Se usa como cemento de llenado o barrido solamente
* Debe tener resistencia mínima de 500 Lpc / pulg * Debe tener resistencia mínima de 500 Lpc / pulg 2 2 a 100 °F / 24 hrsa 100 °F / 24 hrs
* Menor costo* Menor costo
* Se usa como cemento de llenado o barrido solamente* Se usa como cemento de llenado o barrido solamente
* Debe tener resistencia mínima de 500 Lpc / pulg * Debe tener resistencia mínima de 500 Lpc / pulg 2 2 a 100 °F / 24 hrsa 100 °F / 24 hrs
Gas: Aire, NGas: Aire, N22 y CO y CO22Gas: Aire, NGas: Aire, N22 y CO y CO22Vidrio o CerámicaVidrio o CerámicaVidrio o CerámicaVidrio o Cerámica
MICROESFERAS HUECASMICROESFERAS HUECASMICROESFERAS HUECASMICROESFERAS HUECAS AAAA BBBB
Cerámica o VidrioCerámica o Vidrio Cerámica o VidrioCerámica o Vidrio
Partículas de Partículas de CementoCemento
Partículas de Partículas de CementoCemento
VENLITE:VENLITE:VENLITE:VENLITE:
Cementos con Bentonita:Cementos con Bentonita:Cementos con Bentonita:Cementos con Bentonita:
Formado por Cemento, Bentonita post- hidratada, retaradador, agua.Formado por Cemento, Bentonita post- hidratada, retaradador, agua.
Se recomienda que la Bentonita no exceda el 10%.Se recomienda que la Bentonita no exceda el 10%.
No deben exponerse a temperaturas que excedan 230 °F, debido a No deben exponerse a temperaturas que excedan 230 °F, debido a
que pierden resistencia con el tiempo ( Retrogresión )que pierden resistencia con el tiempo ( Retrogresión )
Formado por Cemento, Bentonita post- hidratada, retaradador, agua.Formado por Cemento, Bentonita post- hidratada, retaradador, agua.
Se recomienda que la Bentonita no exceda el 10%.Se recomienda que la Bentonita no exceda el 10%.
No deben exponerse a temperaturas que excedan 230 °F, debido a No deben exponerse a temperaturas que excedan 230 °F, debido a
que pierden resistencia con el tiempo ( Retrogresión )que pierden resistencia con el tiempo ( Retrogresión )
Posee una adecuada humectabilidad en el agua.Posee una adecuada humectabilidad en el agua. Fácil incorporación en la mezcla.Fácil incorporación en la mezcla. Buenas propiedades mecánicas a bajas densidades.Buenas propiedades mecánicas a bajas densidades. Baja permeabilidad.Baja permeabilidad. Buen control de la pérdida de circulación por efecto puenteante.Buen control de la pérdida de circulación por efecto puenteante. Desarrollo de una alta resistencia a la compresión.Desarrollo de una alta resistencia a la compresión. Son compatibles con todas las clases de cementos.Son compatibles con todas las clases de cementos.
Posee una adecuada humectabilidad en el agua.Posee una adecuada humectabilidad en el agua. Fácil incorporación en la mezcla.Fácil incorporación en la mezcla. Buenas propiedades mecánicas a bajas densidades.Buenas propiedades mecánicas a bajas densidades. Baja permeabilidad.Baja permeabilidad. Buen control de la pérdida de circulación por efecto puenteante.Buen control de la pérdida de circulación por efecto puenteante. Desarrollo de una alta resistencia a la compresión.Desarrollo de una alta resistencia a la compresión. Son compatibles con todas las clases de cementos.Son compatibles con todas las clases de cementos.
Ventajas:Ventajas:Ventajas:Ventajas:
Microesferas HuecasMicroesferas HuecasMicroesferas HuecasMicroesferas Huecas
Cementos de Alta DensidadCementos de Alta DensidadCementos de Alta DensidadCementos de Alta Densidad
Densidad mayores de 16.4 Lbs / Gal ( lechadas pesadas )Densidad mayores de 16.4 Lbs / Gal ( lechadas pesadas )
La densidad mas alta mediante la reducción de agua es de 17.0 La densidad mas alta mediante la reducción de agua es de 17.0
Lpg y se consigue adicionando un agente dispersante en Lpg y se consigue adicionando un agente dispersante en
concentraciones de 0.75% al 1% del peso del cemento seco.concentraciones de 0.75% al 1% del peso del cemento seco.
La resistencia de los cementos densificados aumenta La resistencia de los cementos densificados aumenta
logarítmicamente logarítmicamente
con el crecimiento lineal del contenido de aguacon el crecimiento lineal del contenido de agua
La densidad mas alta mediante la reducción de agua es de 17.0 La densidad mas alta mediante la reducción de agua es de 17.0
Lpg y se consigue adicionando un agente dispersante en Lpg y se consigue adicionando un agente dispersante en
concentraciones de 0.75% al 1% del peso del cemento seco.concentraciones de 0.75% al 1% del peso del cemento seco.
La resistencia de los cementos densificados aumenta La resistencia de los cementos densificados aumenta
logarítmicamente logarítmicamente
con el crecimiento lineal del contenido de aguacon el crecimiento lineal del contenido de agua
OTRAS TECNOLOGIAS DE INTEVEP OTRAS TECNOLOGIAS DE INTEVEP OTRAS TECNOLOGIAS DE INTEVEP OTRAS TECNOLOGIAS DE INTEVEP
TECNOLOGIA
THIXOGAS
TAPON PERFORABLE
TECNOLOGIA
THIXOGAS
TAPON PERFORABLE
PROBLEMA QUE RESUELVE
MIGRACIÓN GAS SUPERFICIAL
AISLAMIENTO TEMPORAL DE ZONAS
PROBLEMA QUE RESUELVE
MIGRACIÓN GAS SUPERFICIAL
AISLAMIENTO TEMPORAL DE ZONAS
TECNOLOGÍAS EMPRESAS DE SERVICIOTECNOLOGÍAS EMPRESAS DE SERVICIOTECNOLOGÍAS EMPRESAS DE SERVICIOTECNOLOGÍAS EMPRESAS DE SERVICIO
TECNOLOGIA
LITECEM, VENLITE, BLACKLITE, TUCKERLITE, CELTLITE
GAS BLOCK, GAS STOP, BA-58, PARAGAS
FLEX BLOCK
TECNOLOGIA
LITECEM, VENLITE, BLACKLITE, TUCKERLITE, CELTLITE
GAS BLOCK, GAS STOP, BA-58, PARAGAS
FLEX BLOCK
PROBLEMA QUE RESUELVE
LECHADAS LIVIANAS PARA POZOS CON BAJO GRADIENTE DE FRACTURA.
CONTROL DE MIGRACIÓN DE GAS DURANTE LA CEMENTACIÓN.
SELLADO DE ZONAS DE PÉRDIDA DE CIRCULACIÓN DURANTE LA PERFORACIÓN.
PROBLEMA QUE RESUELVE
LECHADAS LIVIANAS PARA POZOS CON BAJO GRADIENTE DE FRACTURA.
CONTROL DE MIGRACIÓN DE GAS DURANTE LA CEMENTACIÓN.
SELLADO DE ZONAS DE PÉRDIDA DE CIRCULACIÓN DURANTE LA PERFORACIÓN.
TECNOLOGÍAS EMERGENTES TECNOLOGÍAS EMERGENTES TECNOLOGÍAS EMERGENTES TECNOLOGÍAS EMERGENTES
TECNOLOGIA
ESCORIA NACIONAL
PREFLUJO REMOVEDOR DE DAÑO A LA FORMACIÖN
CEMENTO REFRACTARIO
TECNOLOGIA
ESCORIA NACIONAL
PREFLUJO REMOVEDOR DE DAÑO A LA FORMACIÖN
CEMENTO REFRACTARIO
PROBLEMA QUE RESUELVE
LECHADAS ECONOMICAS PARA ABANDONO DE POZOS.
DAÑO CAUSADO POR LODO BASE ACEITE
INESTAB. DEL CEMENTO AL CHOQUE TERMICO
PROBLEMA QUE RESUELVE
LECHADAS ECONOMICAS PARA ABANDONO DE POZOS.
DAÑO CAUSADO POR LODO BASE ACEITE
INESTAB. DEL CEMENTO AL CHOQUE TERMICO
Aditivos para Cementos:Aditivos para Cementos:Aditivos para Cementos:Aditivos para Cementos:
Funciones:Funciones:Funciones:Funciones:
* Modificar densidad* Modificar densidad
* Aumentar o disminuir resistencia a la compresión* Aumentar o disminuir resistencia a la compresión
* Acelerar o retardar el tiempo de fraguado* Acelerar o retardar el tiempo de fraguado
* Controlar perdida de fluidos* Controlar perdida de fluidos
* Reducir viscosidad de la lechada* Reducir viscosidad de la lechada
* Aumentar resistencia frente a fluidos corrosivos* Aumentar resistencia frente a fluidos corrosivos
* Formación de puentes para el control de perdida de circulación * Formación de puentes para el control de perdida de circulación
* Modificar densidad* Modificar densidad
* Aumentar o disminuir resistencia a la compresión* Aumentar o disminuir resistencia a la compresión
* Acelerar o retardar el tiempo de fraguado* Acelerar o retardar el tiempo de fraguado
* Controlar perdida de fluidos* Controlar perdida de fluidos
* Reducir viscosidad de la lechada* Reducir viscosidad de la lechada
* Aumentar resistencia frente a fluidos corrosivos* Aumentar resistencia frente a fluidos corrosivos
* Formación de puentes para el control de perdida de circulación * Formación de puentes para el control de perdida de circulación
DensificantesDensificantesDensificantesDensificantes
Incrementan la densidad, limitan y mantienen presión para el Incrementan la densidad, limitan y mantienen presión para el control del pozo y para mejorar el desplazamiento o remoción control del pozo y para mejorar el desplazamiento o remoción del lodo.del lodo.
Entre ellos se tiene: Arena, Barita, HematítaEntre ellos se tiene: Arena, Barita, Hematíta
Incrementan la densidad, limitan y mantienen presión para el Incrementan la densidad, limitan y mantienen presión para el control del pozo y para mejorar el desplazamiento o remoción control del pozo y para mejorar el desplazamiento o remoción del lodo.del lodo.
Entre ellos se tiene: Arena, Barita, HematítaEntre ellos se tiene: Arena, Barita, Hematíta
Controladores de Filtrado Controladores de Filtrado Controladores de Filtrado Controladores de Filtrado
Previenen la deshidratación del cemento y evitan la disminución de Previenen la deshidratación del cemento y evitan la disminución de la columna de cemento debido a la perdida de agua, lo cual origina la columna de cemento debido a la perdida de agua, lo cual origina reducción de la presión ejercida por la columna hidrostática. Evitar reducción de la presión ejercida por la columna hidrostática. Evitar daño a las formaciones productorasdaño a las formaciones productorasCementaciones Primarias: filtrado < 250 ml; Forzamientos: máximo Cementaciones Primarias: filtrado < 250 ml; Forzamientos: máximo 150 ml 150 ml
Entre estos se tienen: Polímeros Orgánicos, Látex, Cemento con Entre estos se tienen: Polímeros Orgánicos, Látex, Cemento con Bentonita y dispersanteBentonita y dispersante
Previenen la deshidratación del cemento y evitan la disminución de Previenen la deshidratación del cemento y evitan la disminución de la columna de cemento debido a la perdida de agua, lo cual origina la columna de cemento debido a la perdida de agua, lo cual origina reducción de la presión ejercida por la columna hidrostática. Evitar reducción de la presión ejercida por la columna hidrostática. Evitar daño a las formaciones productorasdaño a las formaciones productorasCementaciones Primarias: filtrado < 250 ml; Forzamientos: máximo Cementaciones Primarias: filtrado < 250 ml; Forzamientos: máximo 150 ml 150 ml
Entre estos se tienen: Polímeros Orgánicos, Látex, Cemento con Entre estos se tienen: Polímeros Orgánicos, Látex, Cemento con Bentonita y dispersanteBentonita y dispersante
AceleradoresAceleradoresAceleradoresAceleradores
Aumentan la velocidad de la tasa normal de reacción entre el Aumentan la velocidad de la tasa normal de reacción entre el
cemento y el agua. Aumento de la resistencia a la compresión y cemento y el agua. Aumento de la resistencia a la compresión y
disminución del tiempo de fraguado o espesamiento disminución del tiempo de fraguado o espesamiento
( acelerador total ).( acelerador total ).
Son generalmente agregados al cemento en temperaturas Son generalmente agregados al cemento en temperaturas
entre 32°F y 110°F. Son fabricados a partir de cementos A, G y entre 32°F y 110°F. Son fabricados a partir de cementos A, G y
H.H.
Entre los mas usados están:Entre los mas usados están:
Cloruro de Calcio ( hasta 2% ) 60 °FCloruro de Calcio ( hasta 2% ) 60 °FCloruro de Sodio ( 1-5% ) >10 % ------ RetardadorCloruro de Sodio ( 1-5% ) >10 % ------ RetardadorBórax (NaBórax (Na22BB44OO44.10H.10H22O) Tetraborato de Sodio O) Tetraborato de Sodio
DecahidratadoDecahidratadoSilicato de Sodio ( Diesel A ). Sistema Diesel Silicato de Sodio ( Diesel A ). Sistema Diesel
Aumentan la velocidad de la tasa normal de reacción entre el Aumentan la velocidad de la tasa normal de reacción entre el
cemento y el agua. Aumento de la resistencia a la compresión y cemento y el agua. Aumento de la resistencia a la compresión y
disminución del tiempo de fraguado o espesamiento disminución del tiempo de fraguado o espesamiento
( acelerador total ).( acelerador total ).
Son generalmente agregados al cemento en temperaturas Son generalmente agregados al cemento en temperaturas
entre 32°F y 110°F. Son fabricados a partir de cementos A, G y entre 32°F y 110°F. Son fabricados a partir de cementos A, G y
H.H.
Entre los mas usados están:Entre los mas usados están:
Cloruro de Calcio ( hasta 2% ) 60 °FCloruro de Calcio ( hasta 2% ) 60 °FCloruro de Sodio ( 1-5% ) >10 % ------ RetardadorCloruro de Sodio ( 1-5% ) >10 % ------ RetardadorBórax (NaBórax (Na22BB44OO44.10H.10H22O) Tetraborato de Sodio O) Tetraborato de Sodio
DecahidratadoDecahidratadoSilicato de Sodio ( Diesel A ). Sistema Diesel Silicato de Sodio ( Diesel A ). Sistema Diesel
Material Orgánico de alto peso molecular. Prolongan el tiempo deMaterial Orgánico de alto peso molecular. Prolongan el tiempo debombeabilidad y retardan el fraguado de la lechada de cementobombeabilidad y retardan el fraguado de la lechada de cemento
Entre ellos se pueden encontrar:Entre ellos se pueden encontrar:
Lignosulfonato de Sodio y Calcio ( 0.1-1%)Lignosulfonato de Sodio y Calcio ( 0.1-1%)
Agua Saturada con Sal (15-17 Lbs / sc )Agua Saturada con Sal (15-17 Lbs / sc )
Lignosulfonato de Calcio ( 0.1-1.05 )Lignosulfonato de Calcio ( 0.1-1.05 )
CMHEC (Carboximetil- Hidroxietil Celulosa)CMHEC (Carboximetil- Hidroxietil Celulosa)
Sal (Cloruro de Sodio) >10%Sal (Cloruro de Sodio) >10%
Material Orgánico de alto peso molecular. Prolongan el tiempo deMaterial Orgánico de alto peso molecular. Prolongan el tiempo debombeabilidad y retardan el fraguado de la lechada de cementobombeabilidad y retardan el fraguado de la lechada de cemento
Entre ellos se pueden encontrar:Entre ellos se pueden encontrar:
Lignosulfonato de Sodio y Calcio ( 0.1-1%)Lignosulfonato de Sodio y Calcio ( 0.1-1%)
Agua Saturada con Sal (15-17 Lbs / sc )Agua Saturada con Sal (15-17 Lbs / sc )
Lignosulfonato de Calcio ( 0.1-1.05 )Lignosulfonato de Calcio ( 0.1-1.05 )
CMHEC (Carboximetil- Hidroxietil Celulosa)CMHEC (Carboximetil- Hidroxietil Celulosa)
Sal (Cloruro de Sodio) >10%Sal (Cloruro de Sodio) >10%
RetardadoresRetardadoresRetardadoresRetardadores
ExtendedoresExtendedores
Existen varios métodos para reducir la densidad: controlando agua, Existen varios métodos para reducir la densidad: controlando agua, agregando materiales de bajo peso especifico o ambos métodos en agregando materiales de bajo peso especifico o ambos métodos en común La Bentonita es el material mas utilizado en diferentes común La Bentonita es el material mas utilizado en diferentes formulaciones, tanto en polvo como en forma prehidratada.formulaciones, tanto en polvo como en forma prehidratada.
Su función es variada y entre ellas se tienen: reducen la densidad Su función es variada y entre ellas se tienen: reducen la densidad de la lechada, aumentan el rendimiento, disminuyen la perdida de de la lechada, aumentan el rendimiento, disminuyen la perdida de filtrado y reducen los costosfiltrado y reducen los costos
Bentonita (2-16%)Bentonita (2-16%) Atapulguita (0.5- 4%)Atapulguita (0.5- 4%)
Hidrocarburos Naturales :Gilsonita, Carbón (1-50 Hidrocarburos Naturales :Gilsonita, Carbón (1-50
Lbs/scs)Lbs/scs)
Silicato de Sodio (1- 7.5 Lbs/scs)Silicato de Sodio (1- 7.5 Lbs/scs)
Pozolanas, tierra Diatomacea, Cenizas en polvo, Perlitas Pozolanas, tierra Diatomacea, Cenizas en polvo, Perlitas
ExpandidasExpandidas
Existen varios métodos para reducir la densidad: controlando agua, Existen varios métodos para reducir la densidad: controlando agua, agregando materiales de bajo peso especifico o ambos métodos en agregando materiales de bajo peso especifico o ambos métodos en común La Bentonita es el material mas utilizado en diferentes común La Bentonita es el material mas utilizado en diferentes formulaciones, tanto en polvo como en forma prehidratada.formulaciones, tanto en polvo como en forma prehidratada.
Su función es variada y entre ellas se tienen: reducen la densidad Su función es variada y entre ellas se tienen: reducen la densidad de la lechada, aumentan el rendimiento, disminuyen la perdida de de la lechada, aumentan el rendimiento, disminuyen la perdida de filtrado y reducen los costosfiltrado y reducen los costos
Bentonita (2-16%)Bentonita (2-16%) Atapulguita (0.5- 4%)Atapulguita (0.5- 4%)
Hidrocarburos Naturales :Gilsonita, Carbón (1-50 Hidrocarburos Naturales :Gilsonita, Carbón (1-50
Lbs/scs)Lbs/scs)
Silicato de Sodio (1- 7.5 Lbs/scs)Silicato de Sodio (1- 7.5 Lbs/scs)
Pozolanas, tierra Diatomacea, Cenizas en polvo, Perlitas Pozolanas, tierra Diatomacea, Cenizas en polvo, Perlitas
ExpandidasExpandidas
Dispersantes Dispersantes Dispersantes Dispersantes
Se agregan al cemento para proveer propiedades de flujo y Se agregan al cemento para proveer propiedades de flujo y
permitir elpermitir el
bombeo de la lechada de cemento en flujo turbulento a menor bombeo de la lechada de cemento en flujo turbulento a menor
caudal, minimizando así los requerimientos de potencia hidráulica.caudal, minimizando así los requerimientos de potencia hidráulica.
Disminuyen la viscosidad, bajan el punto cedente y la resistencia Disminuyen la viscosidad, bajan el punto cedente y la resistencia
de gelde gel
Entre ellos se tienen: Entre ellos se tienen: Polímeros de cadena larga, Polímeros de cadena larga,
Lignosulfonato de Calcio y Cloruro de Sodio, Hidoxalatos Lignosulfonato de Calcio y Cloruro de Sodio, Hidoxalatos
PolisacáridosPolisacáridos
Se agregan al cemento para proveer propiedades de flujo y Se agregan al cemento para proveer propiedades de flujo y
permitir elpermitir el
bombeo de la lechada de cemento en flujo turbulento a menor bombeo de la lechada de cemento en flujo turbulento a menor
caudal, minimizando así los requerimientos de potencia hidráulica.caudal, minimizando así los requerimientos de potencia hidráulica.
Disminuyen la viscosidad, bajan el punto cedente y la resistencia Disminuyen la viscosidad, bajan el punto cedente y la resistencia
de gelde gel
Entre ellos se tienen: Entre ellos se tienen: Polímeros de cadena larga, Polímeros de cadena larga,
Lignosulfonato de Calcio y Cloruro de Sodio, Hidoxalatos Lignosulfonato de Calcio y Cloruro de Sodio, Hidoxalatos
PolisacáridosPolisacáridos
Diseño de Lechadas de Cemento
Capitulo 3.
Pasos a seguir para el Diseño de Lechadas de Cemento
1. Determinar la geometría del hoyo perforado, el peso del lodo, el tipo de lodo, la altura de la columna de cemento y los tipos de formaciones expuestas.
2. Determinar la presión de fractura en el fondo para seleccionar la densidad máxima de la lechada y la tasa de bombeo máxima.
3. Determinar la temperatura estática y circulante de fondo (BHST, BHCT).
4. Determinar si existen condiciones especiales que requieran del control de la perdida de fluido, prevención de la migración de gas, etc.
5. Estimar el tiempo de bombeo, el factor seguridad y el régimen de flujo.
Hoyo Socavado/Lavado:Hoyo Socavado/Lavado: Si la sección del hoyo perforado presenta un diámetro irregular, se dice que el hoyo está socavado o lavado. Esta situación origina una disminución de la velocidad anular en comparación con una porción del hoyo que presenta un diámetro calibrado. En el caso de presentar una velocidad anular muy baja se corre el riesgo de que tanto el lodo como los ripios se gelifiquen en cavernas dentro del hoyo, dificultando su desplazamiento efectivo cuando se bombee el tren de preflujos (lavadores y espaciadores), situación que incide directamente sobre el nivel de adherencia del cemento hacia la formación.
Sección del HoyoSección del Hoyo de Diámetro IrregularLodo Gelificadode Diámetro IrregularLodo Gelificado
En el caso de una geometría con un alto porcentaje de irregularidad puede propiciar la contaminación del cemento por efecto del lodo residual que no pudo ser removido durante el desplazamiento, ocasionando cambios en las propiedades del cemento, tiempo de es espesamiento, resistencia a la compresión y pérdida de filtrado
Sección del Hoyode Diámetro IrregularLodo Gelificado
Geometría del Hoyo Perforado
Geometría del Hoyo Perforado
Hoyo Ovalado:Hoyo Ovalado: Bajo esta circunstancia se producen subestimaciones en el cálculo del volumen del cemento, debido a que el volumen teórico del cemento está por debajo del estimado, provocando que el tope teórico del cemento sea inferior al calculado. Adicional a esto, la condición elíptica del pozo dificulta la remoción del lodo del espacio anular, puesto que el lodo ubicado en el axis mayor no puede ser desplazado eficazmente por los preflujos y la lechada
R
Geometría del Hoyo Perforado
Hoyo Calibrado:Hoyo Calibrado: Representa la condición más deseable en un hoyo perforado. Bajo esta premisa (hoyo en calibre) aumenta la eficiencia del desplazamiento y disminuye el volumen de la lechada requerida, permitiendo así un mayor control de la tasa de desplazamiento durante la cementación y un cemento en buena calidad
R
Presión de FracturaLa presión de fractura de la formación de fondo cercana a la zapata del revestidor, o en las formaciones débiles debe conocerse con el fin de seleccionar la densidad de la lechada.
Pro
fun
did
ad
Intermedio
Superficial
Rev. de producción
Gradiente de Formación
Peso del Lodo
Gradiente de Fractura
Reología de la Lechada
La reología se define como el estudio del flujo y deformación de fluidos. Describe las relaciones entre la tasa de flujo (tasa de corte) y la presión (esfuerzo de corte) necesaria para desplazar un fluido determinado.
Reología en Cementos:Reología en Cementos:Reología en Cementos:Reología en Cementos:
FluidoFluidos s FluidoFluidos s
Newtonianos: Proporcionalidad directa y constante Newtonianos: Proporcionalidad directa y constante entre la velocidad de corte y el esfuerzo de corte. entre la velocidad de corte y el esfuerzo de corte. Viscosidad independiente de la velocidad de corte, Viscosidad independiente de la velocidad de corte, comienza a fluir inmediatamente de aplicado un comienza a fluir inmediatamente de aplicado un esfuerzo esfuerzo
Newtonianos: Proporcionalidad directa y constante Newtonianos: Proporcionalidad directa y constante entre la velocidad de corte y el esfuerzo de corte. entre la velocidad de corte y el esfuerzo de corte. Viscosidad independiente de la velocidad de corte, Viscosidad independiente de la velocidad de corte, comienza a fluir inmediatamente de aplicado un comienza a fluir inmediatamente de aplicado un esfuerzo esfuerzo
No-Newtonianos: No presentan proporcionalidad No-Newtonianos: No presentan proporcionalidad directa entre fuerza y flujo a presión y temperatura directa entre fuerza y flujo a presión y temperatura constante, necesitan de un esfuerzo adicional para constante, necesitan de un esfuerzo adicional para comenzar a fluircomenzar a fluir
No-Newtonianos: No presentan proporcionalidad No-Newtonianos: No presentan proporcionalidad directa entre fuerza y flujo a presión y temperatura directa entre fuerza y flujo a presión y temperatura constante, necesitan de un esfuerzo adicional para constante, necesitan de un esfuerzo adicional para comenzar a fluircomenzar a fluir
Reología en CementosReología en CementosReología en CementosReología en Cementos
Velocidad de Corte R.P.M. (FANN) Velocidad de Corte R.P.M. (FANN)
Esfu
erz
o d
e C
ort
e lb
s/1
00
pie
s2)
Esfu
erz
o d
e C
ort
e lb
s/1
00
pie
s2)
Las lechadas de cemento son fluidos No-NewtonianosLas lechadas de cemento son fluidos No-NewtonianosLas lechadas de cemento son fluidos No-NewtonianosLas lechadas de cemento son fluidos No-Newtonianos
No- Newtonianos
Newtonianos
Reología en CementosReología en CementosReología en CementosReología en Cementos
Regímenes de Flujo:Regímenes de Flujo:Regímenes de Flujo:Regímenes de Flujo:Flujo TurbulentoFlujo Turbulento 95 % remoción del lodo95 % remoción del lodo
Flujo TapónFlujo Tapón 60 % remoción del lodo60 % remoción del lodo
Flujo LaminarFlujo Laminar 90 % remoción del lodo90 % remoción del lodo
Espaciadores y Lavadores
La contaminación de la lechada de cemento por el fluido de perforación, puede producir una interface incompatible, describiendo un incremento en la viscosidad y en la presión de bombeo. En casos extremos pueden resultar en la suspensión del trabajo de cementación sin terminar el desplazamiento de la lechada o la fractura de la formación.
Espaciadores y Lavadores
Adicionalmente, algunos aditivos del fluido de perforación, tales como controladores de filtrado, dispersantes, sales, lubricantes, etc., pueden ser incompatibles con la lechada del cemento, afectando las propiedades físicas del tiempo de espesamiento y resistencia a la comprensión del cemento.
Por estas razones, se requiere el uso de espaciadores y/o preflujos diseñados, para separar al fluido de perforación de la lechada de cemento y/o lavar o diluir el flujo de perforación en el hoyo, y acondicionarlo para la lechada de cemento respectivamente.
Pre-flujos y EspaciadoresPre-flujos y EspaciadoresPre-flujos y EspaciadoresPre-flujos y Espaciadores
Agua, soluciones químicas, geles o cemento delante Agua, soluciones químicas, geles o cemento delante
del llenado primario, removerán porciones de del llenado primario, removerán porciones de
contaminantes anulares, incluyendo fluido de contaminantes anulares, incluyendo fluido de
perforación, revoque blando, cortes del hoyo, perforación, revoque blando, cortes del hoyo,
químicos, etc. químicos, etc.
Agua, soluciones químicas, geles o cemento delante Agua, soluciones químicas, geles o cemento delante
del llenado primario, removerán porciones de del llenado primario, removerán porciones de
contaminantes anulares, incluyendo fluido de contaminantes anulares, incluyendo fluido de
perforación, revoque blando, cortes del hoyo, perforación, revoque blando, cortes del hoyo,
químicos, etc. químicos, etc.
Pre-flujo Limpiador:Pre-flujo Limpiador:Pre-flujo Limpiador:Pre-flujo Limpiador:
Fluidos que se bombean en turbulencia de tal forma que Fluidos que se bombean en turbulencia de tal forma que recojan e incorporen contaminantes.recojan e incorporen contaminantes.Fluidos que se bombean en turbulencia de tal forma que Fluidos que se bombean en turbulencia de tal forma que recojan e incorporen contaminantes.recojan e incorporen contaminantes.
Espaciadores:Espaciadores:Espaciadores:Espaciadores:
Se asemejan a tapones de geles que empujan Se asemejan a tapones de geles que empujan contaminantes contaminantes adelante y hacia arriba en el espacio anularadelante y hacia arriba en el espacio anular
Se asemejan a tapones de geles que empujan Se asemejan a tapones de geles que empujan contaminantes contaminantes adelante y hacia arriba en el espacio anularadelante y hacia arriba en el espacio anular
Pre-flujos y EspaciadoresPre-flujos y EspaciadoresPre-flujos y EspaciadoresPre-flujos y Espaciadores
El pre-flujo mas usado es el agua, ya que alcanza El pre-flujo mas usado es el agua, ya que alcanza
turbulencia a bajas tasas de flujo.turbulencia a bajas tasas de flujo.
También existe otros tipos de Pre-flujo como lo son También existe otros tipos de Pre-flujo como lo son
las aguas tratadas que contienen aditivos, las aguas tratadas que contienen aditivos,
adelgazadores, Arcillas, Barita, Cal, Surfactantes, adelgazadores, Arcillas, Barita, Cal, Surfactantes,
Ácidos, Sales, Soda Cáustica, que remueven el Ácidos, Sales, Soda Cáustica, que remueven el
revoque fuertemente. revoque fuertemente.
El pre-flujo mas usado es el agua, ya que alcanza El pre-flujo mas usado es el agua, ya que alcanza
turbulencia a bajas tasas de flujo.turbulencia a bajas tasas de flujo.
También existe otros tipos de Pre-flujo como lo son También existe otros tipos de Pre-flujo como lo son
las aguas tratadas que contienen aditivos, las aguas tratadas que contienen aditivos,
adelgazadores, Arcillas, Barita, Cal, Surfactantes, adelgazadores, Arcillas, Barita, Cal, Surfactantes,
Ácidos, Sales, Soda Cáustica, que remueven el Ácidos, Sales, Soda Cáustica, que remueven el
revoque fuertemente. revoque fuertemente.
Equipos Involucrados en la Equipos Involucrados en la Operación de Cementación.Operación de Cementación.
Según la disposición y el uso de los equipos y accesorios involucrados en el proceso de cementación de un pozo, estos pueden ser clasificados en: equipos de superficie y equipos de subsuelo.
• Equipos de Superficie:Equipos de Superficie: Son todos aquellos equipos que se ubican a nivel superficial de la locación del pozo, entre estos se destacan los siguientes:
Equipos de SuperficieEquipos de Superficie
Unidad para el suministro de Unidad para el suministro de cementocemento: Está compuesta por tres (3) tolvas, cada una de ellas con una capacidad de almacenamiento de 300 sacos de cemento en polvo. Para lograr el desplazamiento de dicho cemento hacia la unidad de mezcla, se emplea un compresor de aire calibrado a 30 lpc de presión, el cual se encuentra conectado por un cabezal común a las tolvas de cemento
Equipos de SuperficieEquipos de Superficie
Unidad de Mezclado y Unidad de Mezclado y Bombeo de la LechadaBombeo de la Lechada
Este equipo es empleado para mezclar el agua y el cemento, con la finalidad de obtener una lechada a la densidad requerida para la operación de cementación que se desee realizar. Esta unidad está constituida principalmente por un tanque de mezclado de 25 barriles, 4 bombas centrífugas, una o dos bombas triples de pistón y 2 tanques de 20 barriles cada uno
Equipos de SuperficieEquipos de Superficie
Unidad de Mezclado Unidad de Mezclado (Bacth Mixer)(Bacth Mixer) La unidad de mezclado se utiliza cuando se manejan pequeños volúmenes de cemento (cementaciones de liner de 7 5/8” y de 5 ½”). También se utiliza para premezclar los preflujos. Está constituida por dos (2) tanques con una capacidad de 100 bls cada uno
Equipos de SuperficieEquipos de Superficie
Equipos de Monitoreo Equipos de Monitoreo para el Bombeo de la para el Bombeo de la LechadaLechada Son instrumentos electrónicos para la medición continua y el control de la tasa de bombeo, cantidad de barriles bombeados, presión de bombeo, entre otros parámetros de la operación
Equipos de SuperficieEquipos de Superficie
Cabezal de Cabezal de CementaciónCementaciónEsta herramienta se conecta en el extremo superior de la sarta de revestimiento en superficie, permitiendo la colocación de los tapones de limpieza y de desplazamiento para separar el fluido del pozo y lechada de cemento
Son todos aquellos equipos que se ubican dentro del pozo, entre estos se destacan los siguientes:
• ZapataZapata:: Según su utilidad se identifican los siguientes tipos de zapatas: Guía, Diferencial y Guía Flotadora Diferencial.
• Zapata Guía:Zapata Guía: Es un niple que se coloca para permitir una libre introducción de la tubería en el hoyo.
• Zapata Diferencial:Zapata Diferencial: Esta tiene doble función, sirve de zapata guía y de flotadora, el cual posee un dispositivo interno que permite que la tubería se llene completamente de fluido.
•Zapata Guía Flotadora DiferencialZapata Guía Flotadora Diferencial: Este tipo de zapata permite el llenado automático de la tubería, permitiendo el flujo, sólo en un sentido.
Equipos y Accesorios de FondoEquipos y Accesorios de Fondo
Equipos y Accesorios de FondoEquipos y Accesorios de Fondo
Cuello Flotador Cuello Flotador (Landing Collar)(Landing Collar) Se coloca en el extremo superior del primer o segundo tubo, y su función es proporcionar un asiento para la fijación de tapones de cementación
Tapones de CementaciónTapones de Cementación
Son dispositivos de goma y/o metal que se introducen en la tubería de revestimiento durante la operación de cementación. Se utiliza con la finalidad de disminuir la contaminación de la lechada, ya que se desplaza entre el lodo de perforación y la lechada de cemento
Tapones de CementaciónTapones de Cementación
Tapón Inferior o Blando Tapón Inferior o Blando (Limpieza)(Limpieza)El tapón inferior se caracteriza por presentar un núcleo hueco que tiene una parte superior de poco espesor. Su función es limpiar la pared del revestidor del fluido de perforación que se encuentra en el pozo. El tapón inferior entra en el revestidor delante de la lechada barriendo por medio de unos álabes de goma el lodo y los sólidos que se encuentran delante de él, en el caso de la cementación de un revestidor, mientras que en el caso de un liner este se ubica en el tope del colgador.
Tapones de CementaciónTapones de Cementación
Tapón Superior o Duro Tapón Superior o Duro (Desplazante)(Desplazante)El tapón superior se caracteriza por presentar un cuerpo sólido. Su función es evitar que el fluido desplazante origine canalizaciones a través de la lechada de cemento. Dicho tapón es desplazado por el fluido desplazante una vez que la lechada de cemento ha sido bombeada. Este tapón acopla en el tapón de desplazamiento ubicado en el tubo pulido, cerrando circulación y generando un incremento de presión que sirve para cizallar los pines que sujetan al tapón de desplazamiento y desprenderlo junto al tapón de limpieza hacia el interior del liner.
CentralizadoresCentralizadores
Son herramientas que se colocan en la tubería de revestimiento para la centralización de esta en el hoyo, permitiendo así que el espesor de cemento sea uniforme alrededor de toda la tubería, evitando así crear un desbalance en las presiones externas. Según las características del accesorio estos pueden clasificarse de la siguiente manera:
CentralizadoresCentralizadores
Centralizadores de Centralizadores de FlejesFlejes Consiste de varios arcos de acero tensados entre sí por medio de anillos de acero en los extremos. Se recomienda su uso en pozos verticales, colocados cada tres tubos y 200 pies por encima y por debajo de la zona productora
Flexible de Anillo Aleta Recta Soldada
Flexible de Bisagra Aleta Recta sin Soldar
CentralizadoresCentralizadores
Centralizadores Centralizadores RígidosRígidos Estos centralizadores fueron diseñados para ser usados en pozos horizontales o altamente desviados
Sólido de Aleta en ángulo fijo
Sólido de Aleta Helicoidal
Sólido de Aleta Recta
CentralizadoresCentralizadores
Anillos de Retención Anillos de Retención (“Stop Ring”)(“Stop Ring”)Son herramientas que se usan para ajustar el recorrido de los diferentes accesorios que se instalan sobre la camisa de producción (centralizadores y raspadores). Existen diferentes tipos, entre ellos uno que actúa por fricción simple y que usa un tornillo de ajuste que evita que la grampa se deslice
Equipos de Cementación
Tapón de GomaTapón de Goma
Bomba de CementaciónBomba de Cementación
CentralizadorCentralizador
Cuello FlotadorCuello Flotador
Zapata GuíaZapata Guía
Proceso de Cementación
Capitulo 4.
Tipos de CementaciónTipos de Cementación
Cementación Primaria:Cementación Primaria:Es el procedimiento de cementación que se
realiza en el pozo una vez colocado el revestidor dentro del hoyo.
Objetivos de la Cementación Primaria.Objetivos de la Cementación Primaria.• Proporcionar soporte y adherencia al revestidor.• Evitar la contaminación de acuíferos.• Restringir el movimiento de fluidos entre las
formaciones y/o entre la formación y el pozo.• Proteger al revestidor de la formación y de los
esfuerzos.• Evitar pérdidas de circulación, aislando zonas
subpresurizadas.
Cementación PrimariaCementación PrimariaCementación PrimariaCementación PrimariaPlanificación:Planificación:Planificación:Planificación:Es necesario conocer:Es necesario conocer:Es necesario conocer:Es necesario conocer:
* Condiciones del hoyo* Condiciones del hoyo* Temperatura de circulación en el fondo del pozo* Temperatura de circulación en el fondo del pozo* Temperatura de registros (extrapoladas)* Temperatura de registros (extrapoladas)* Presiones que serán impuestas sobre la lechada* Presiones que serán impuestas sobre la lechada* Zonas de perdida de circulación, arenas permeables* Zonas de perdida de circulación, arenas permeables* Tipo de fluido de perforación* Tipo de fluido de perforación
* Condiciones del hoyo* Condiciones del hoyo* Temperatura de circulación en el fondo del pozo* Temperatura de circulación en el fondo del pozo* Temperatura de registros (extrapoladas)* Temperatura de registros (extrapoladas)* Presiones que serán impuestas sobre la lechada* Presiones que serán impuestas sobre la lechada* Zonas de perdida de circulación, arenas permeables* Zonas de perdida de circulación, arenas permeables* Tipo de fluido de perforación* Tipo de fluido de perforación
Propiedades de la lechada:Propiedades de la lechada:Propiedades de la lechada:Propiedades de la lechada:
* Tiempo de espesamiento o * Tiempo de espesamiento o bombeabilidadbombeabilidad* Resistencia a la compresión* Resistencia a la compresión* Aditivos* Aditivos* Materiales de perdida* Materiales de perdida* Propiedades del flujo* Propiedades del flujo* Calidad de agua de la mezcla* Calidad de agua de la mezcla* Densidad de la lechada* Densidad de la lechada* Perdida de fluido* Perdida de fluido
* Tiempo de espesamiento o * Tiempo de espesamiento o bombeabilidadbombeabilidad* Resistencia a la compresión* Resistencia a la compresión* Aditivos* Aditivos* Materiales de perdida* Materiales de perdida* Propiedades del flujo* Propiedades del flujo* Calidad de agua de la mezcla* Calidad de agua de la mezcla* Densidad de la lechada* Densidad de la lechada* Perdida de fluido* Perdida de fluido
Cementación PrimariaCementación Primaria
Causas del fracaso de una cementación primaria :Causas del fracaso de una cementación primaria :
* Mezcla incompleta de cemento* Mezcla incompleta de cemento
* Fallas mecánicas* Fallas mecánicas
* Fallas en el sistema a granel* Fallas en el sistema a granel
* Cantidad de agua incorrecta* Cantidad de agua incorrecta
* Fraguado rápido o lento del cemento* Fraguado rápido o lento del cemento
* Agua de mezcla contaminada* Agua de mezcla contaminada
* Demasiada o muy poca agua de mezcla* Demasiada o muy poca agua de mezcla
* Temperatura de fondo apreciada incorrectamente* Temperatura de fondo apreciada incorrectamente
* Caudal de bombeo inadecuado* Caudal de bombeo inadecuado
* Falla mecánica* Falla mecánica
* Canalización de la lechada* Canalización de la lechada
Causas del fracaso de una Cementación Primaria Causas del fracaso de una Cementación Primaria
* Mala centralización del revestidor* Mala centralización del revestidor
* Revestidor inmóvil durante la cementación* Revestidor inmóvil durante la cementación
* No se bajó espaciador* No se bajó espaciador
* Circulación del lodo pobre* Circulación del lodo pobre
* No se bajo tapón de fondo* No se bajo tapón de fondo
Condiciones del lodo optimas para estabilizar el pozo y lograr valores reológicos óptimosCondiciones del lodo optimas para estabilizar el pozo y lograr valores reológicos óptimos
Mantenimiento continuo de la tubería durante el acondicionamiento del lodo y operaciones de cementaciónMantenimiento continuo de la tubería durante el acondicionamiento del lodo y operaciones de cementación
Bombear lo mas que se pueda de espaciador adelante del cementoBombear lo mas que se pueda de espaciador adelante del cemento
Utilizar centralizadores para lograr mejor distribución del cemento en el anularUtilizar centralizadores para lograr mejor distribución del cemento en el anular
Diseño apropiado de reología de la lechada de cementoDiseño apropiado de reología de la lechada de cemento
Altas tasas de desplazamiento de la bomba, mejoran la posición del cementoAltas tasas de desplazamiento de la bomba, mejoran la posición del cemento
Prevenir contaminación de lodo / cementoPrevenir contaminación de lodo / cemento
Conocer las limitaciones de presión de fractura de formaciónConocer las limitaciones de presión de fractura de formación
Como tener una cementación exitosa :Como tener una cementación exitosa :
Identificar tapones superior e inferior y asegurarse de su correcta instalación en el cabezal de cementaciónIdentificar tapones superior e inferior y asegurarse de su correcta instalación en el cabezal de cementación
Revisar cabezal de cementaciónRevisar cabezal de cementación
Reciprocar el revestidor (15-20 pies) y acondicionar el hoyoReciprocar el revestidor (15-20 pies) y acondicionar el hoyo
Chequear retorno del lodo y recortes hasta la total limpieza del hoyo Chequear retorno del lodo y recortes hasta la total limpieza del hoyo
Acondicionar el lodo (resistencia gel, viscosidad plástica, punto cedente y densidad del lodo lo mas baja posibleAcondicionar el lodo (resistencia gel, viscosidad plástica, punto cedente y densidad del lodo lo mas baja posible
Probar líneas desde el camión hasta el cabezal del pozo (300-500 lpc)Probar líneas desde el camión hasta el cabezal del pozo (300-500 lpc)
Acondicionar el hoyo con tasas de bombeo en GPM equivalentes a las anticipadas del bombeo de cementoAcondicionar el hoyo con tasas de bombeo en GPM equivalentes a las anticipadas del bombeo de cemento
Mezclar espaciadores y observar operación de mezcla. Recoger muestras mojadas y secas. Pesar y registrar lechadas continuamente
Mezclar espaciadores y observar operación de mezcla. Recoger muestras mojadas y secas. Pesar y registrar lechadas continuamente
Como mejorar el trabajo de cementaciónComo mejorar el trabajo de cementación
Registrar presión en superficie de bombeo continuamente durante el trabajo. Registrar cemento total mezclado y tiempo de desplazamiento
Registrar presión en superficie de bombeo continuamente durante el trabajo. Registrar cemento total mezclado y tiempo de desplazamiento
Soltar tapón superior una vez que haya sido bombeado todo el cemento. Desplazar cemento hasta que el tapón superior asiente en el cuello flotador
Soltar tapón superior una vez que haya sido bombeado todo el cemento. Desplazar cemento hasta que el tapón superior asiente en el cuello flotador
Observar retorno de lodo por si hay pérdidas o ganancias, etcObservar retorno de lodo por si hay pérdidas o ganancias, etc
Disminuir tasas de bombeo para asentar el tapón en el cuello flotador. Asentar el tapón con la presión adecuada por encima de la presión de circulación. Revisar equipo de flotación
Disminuir tasas de bombeo para asentar el tapón en el cuello flotador. Asentar el tapón con la presión adecuada por encima de la presión de circulación. Revisar equipo de flotación
Si el flotador se mantiene, dejar el revestimiento abierto durante el tiempo de espera del fraguado del cementoSi el flotador se mantiene, dejar el revestimiento abierto durante el tiempo de espera del fraguado del cemento
Si el tapón no se asienta con los strokes calculados, sobredesplazar el tapón no mas del volumen entre el cuello flotador y la zapata (30 pies)
Si el tapón no se asienta con los strokes calculados, sobredesplazar el tapón no mas del volumen entre el cuello flotador y la zapata (30 pies)
Como mejorar el trabajo de cementaciónComo mejorar el trabajo de cementación
Programa Típico de RevestidoresPrograma Típico de RevestidoresPrograma Típico de RevestidoresPrograma Típico de Revestidores
ConductorConductorConductorConductor
RevestidRevestidor de Superficieor de Superficie
Revestidor IntermRevestidor IntermedioedioLiner de ProducciónLiner de Producción
Tapón SuperiorTapón Superior Tapón InferiorTapón InferiorFluido de PerforaciónFluido de Perforación
EspaciadorEspaciador
Lechada de CementoLechada de Cemento
Cementación PrimariaCementación PrimariaCementación PrimariaCementación Primaria
Etapa # 1Etapa # 1Etapa # 1Etapa # 1Circulación del LodoCirculación del Lodo
(Limpieza del Hoyo)(Limpieza del Hoyo)Circulación del LodoCirculación del Lodo
(Limpieza del Hoyo)(Limpieza del Hoyo)
Etapa # 2Etapa # 2Etapa # 2Etapa # 2Bombeo de EspaciadorBombeo de Espaciadory Lechada de Cementoy Lechada de CementoBombeo de EspaciadorBombeo de Espaciadory Lechada de Cementoy Lechada de Cemento
Etapa # 3Etapa # 3Etapa # 3Etapa # 3Desplazamiento deDesplazamiento de
la Lechadala LechadaDesplazamiento deDesplazamiento de
la Lechadala Lechada
Etapa # 4Etapa # 4Etapa # 4Etapa # 4Estado finalEstado final
del pozodel pozoEstado finalEstado final
del pozodel pozo
ZapataZapata
CuelloCuelloFlotadorFlotador
Proceso de Cementación de un Revestidor.
CORRIDA DEL REVESTIDOR
BOMBEO DE LECHADA DE CEMENTO
DESPLAZAMIENTO DE LA LECHADA
ACONDICIONAMIENTO DEL HOYO
ACOPLE DE TAPONES
BOMBEO DEPREFLUJOS
LANZAMIENTO DEL TAPON DURO
LANZAMIENTO DELTAPON BLANDO
Tubo Conductor Tubo Conductor Tubo Conductor Tubo Conductor
Se utiliza cemento acelerado para disminuir el tiempo de fraguado, se
puede utilizar un aditivo para perdida de circulación.
Es conveniente usar espaciador para remover lodo y usar Tapón
Superior para evitar canalización del cemento
Se utiliza cemento acelerado para disminuir el tiempo de fraguado, se
puede utilizar un aditivo para perdida de circulación.
Es conveniente usar espaciador para remover lodo y usar Tapón
Superior para evitar canalización del cemento
ConductorConductorConductorConductor
Tubo ConductorTubo ConductorTubo ConductorTubo Conductor
El método mas usado es bajar tubería de perforación hasta el El método mas usado es bajar tubería de perforación hasta el
cuello flotador y bombear cemento hasta que haya retornado cuello flotador y bombear cemento hasta que haya retornado
por el anular hoyo-conductorpor el anular hoyo-conductor
El método mas usado es bajar tubería de perforación hasta el El método mas usado es bajar tubería de perforación hasta el
cuello flotador y bombear cemento hasta que haya retornado cuello flotador y bombear cemento hasta que haya retornado
por el anular hoyo-conductorpor el anular hoyo-conductor
Trabajo en superficie ( Top Job )Trabajo en superficie ( Top Job )Trabajo en superficie ( Top Job )Trabajo en superficie ( Top Job )
ZapataZapataZapataZapata
CuelloCuelloFlotadorFlotadorCuelloCuelloFlotadorFlotador
Revestidor de Superficie Revestidor de Superficie Revestidor de Superficie Revestidor de Superficie
Se utiliza normalmente una lechada de relleno para llenar el Se utiliza normalmente una lechada de relleno para llenar el
espacio anular hasta superficie. El cemento de mayor resistencia espacio anular hasta superficie. El cemento de mayor resistencia
llamado de cola, deberá tener una resistencia a la compresión no llamado de cola, deberá tener una resistencia a la compresión no
mayor de 500 Lpcmayor de 500 Lpc
Se utiliza normalmente una lechada de relleno para llenar el Se utiliza normalmente una lechada de relleno para llenar el
espacio anular hasta superficie. El cemento de mayor resistencia espacio anular hasta superficie. El cemento de mayor resistencia
llamado de cola, deberá tener una resistencia a la compresión no llamado de cola, deberá tener una resistencia a la compresión no
mayor de 500 Lpcmayor de 500 Lpc
ConductorConductorConductorConductor
Revestidor de SuperficieRevestidor de Superficie
Revestidor de SuperficieRevestidor de SuperficieRevestidor de SuperficieRevestidor de Superficie
Procedimiento:Procedimiento:
* Circular el pozo para romper geles* Circular el pozo para romper geles
* Usar espaciador para remover bien el lodo* Usar espaciador para remover bien el lodo
* Utilizar cemento acelerado * Utilizar cemento acelerado
* Circular el pozo para romper geles* Circular el pozo para romper geles
* Usar espaciador para remover bien el lodo* Usar espaciador para remover bien el lodo
* Utilizar cemento acelerado * Utilizar cemento acelerado
Se deben bajar los siguientes equiposSe deben bajar los siguientes equipos::
Zapata Guía, Cuello flotador, Centralizadores, Tapones Inferior yZapata Guía, Cuello flotador, Centralizadores, Tapones Inferior ySuperior.Superior.
Si hay problemas de perdida de circulación, se puede bombear el cemento Si hay problemas de perdida de circulación, se puede bombear el cemento
por el espacio anular a través de una tubería de 0.9 a 1.0 Pulgadas hasta por el espacio anular a través de una tubería de 0.9 a 1.0 Pulgadas hasta
que el cemento frague en superficieque el cemento frague en superficie
ConductorConductorConductorConductor
Revestidor de SuperficieRevestidor de SuperficieRevestidor de SuperficieRevestidor de Superficie
Revestidor IntermedioRevestidor IntermedioRevestidor IntermedioRevestidor Intermedio
Se utilizan varios tipos de cemento. El primer tipo es el de Se utilizan varios tipos de cemento. El primer tipo es el de relleno y luego el cemento de cola de alta densidad.relleno y luego el cemento de cola de alta densidad.El cemento utilizado para este tipo de revestidor suele tener El cemento utilizado para este tipo de revestidor suele tener retardadores para obtener buenos tiempos de bombeabilidad retardadores para obtener buenos tiempos de bombeabilidad aun a altas temperaturas.aun a altas temperaturas.Puede contener aditivos reductores de fricción, de perdida de Puede contener aditivos reductores de fricción, de perdida de circulación o perdida de fluidoscirculación o perdida de fluidos
Se utilizan varios tipos de cemento. El primer tipo es el de Se utilizan varios tipos de cemento. El primer tipo es el de relleno y luego el cemento de cola de alta densidad.relleno y luego el cemento de cola de alta densidad.El cemento utilizado para este tipo de revestidor suele tener El cemento utilizado para este tipo de revestidor suele tener retardadores para obtener buenos tiempos de bombeabilidad retardadores para obtener buenos tiempos de bombeabilidad aun a altas temperaturas.aun a altas temperaturas.Puede contener aditivos reductores de fricción, de perdida de Puede contener aditivos reductores de fricción, de perdida de circulación o perdida de fluidoscirculación o perdida de fluidos
Revestidor IntermedioRevestidor Intermedio
ConductorConductorConductorConductor
Revestidor de SuperficieRevestidor de SuperficieRevestidor de SuperficieRevestidor de Superficie
Revestidor IntermedioRevestidor IntermedioRevestidor IntermedioRevestidor Intermedio
Revestidor de ProducciónRevestidor de ProducciónRevestidor de ProducciónRevestidor de Producción
Es necesario realizar una buena cementación, por lo que hay que Es necesario realizar una buena cementación, por lo que hay que bombear la lechada en flujo turbulento, con movimiento del bombear la lechada en flujo turbulento, con movimiento del revestidor hacia arriba y hacia abajo. Se debe chequear si revestidor hacia arriba y hacia abajo. Se debe chequear si funciona el sistema de flotación.funciona el sistema de flotación.Hay que soltar la presión al terminar la cementación para que no Hay que soltar la presión al terminar la cementación para que no se formen micro-anillos detrás del revestidorse formen micro-anillos detrás del revestidor
Es necesario realizar una buena cementación, por lo que hay que Es necesario realizar una buena cementación, por lo que hay que bombear la lechada en flujo turbulento, con movimiento del bombear la lechada en flujo turbulento, con movimiento del revestidor hacia arriba y hacia abajo. Se debe chequear si revestidor hacia arriba y hacia abajo. Se debe chequear si funciona el sistema de flotación.funciona el sistema de flotación.Hay que soltar la presión al terminar la cementación para que no Hay que soltar la presión al terminar la cementación para que no se formen micro-anillos detrás del revestidorse formen micro-anillos detrás del revestidor
Revestidor de ProducciónRevestidor de ProducciónRevestidor de ProducciónRevestidor de Producción
Liner o Camisa de ProducciónLiner o Camisa de ProducciónLiner o Camisa de ProducciónLiner o Camisa de Producción
Es una de las operaciones mas riesgosas, con poca planificación, no centralizada y Es una de las operaciones mas riesgosas, con poca planificación, no centralizada y por ende,el cemento sufre contaminación. Otras veces el cemento del Liner es por ende,el cemento sufre contaminación. Otras veces el cemento del Liner es deficiente en cantidad y calidad, y la cementación no es exitosa.deficiente en cantidad y calidad, y la cementación no es exitosa.El cemento deberá tener de cuatro a seis horas de espesamiento, usar El cemento deberá tener de cuatro a seis horas de espesamiento, usar recirculadores para mezclar el cemento con el peso adecuado y homogéneo antes recirculadores para mezclar el cemento con el peso adecuado y homogéneo antes de bombearlo debe tener baja perdida de fluido para evitar problemas con gasde bombearlo debe tener baja perdida de fluido para evitar problemas con gas
Es una de las operaciones mas riesgosas, con poca planificación, no centralizada y Es una de las operaciones mas riesgosas, con poca planificación, no centralizada y por ende,el cemento sufre contaminación. Otras veces el cemento del Liner es por ende,el cemento sufre contaminación. Otras veces el cemento del Liner es deficiente en cantidad y calidad, y la cementación no es exitosa.deficiente en cantidad y calidad, y la cementación no es exitosa.El cemento deberá tener de cuatro a seis horas de espesamiento, usar El cemento deberá tener de cuatro a seis horas de espesamiento, usar recirculadores para mezclar el cemento con el peso adecuado y homogéneo antes recirculadores para mezclar el cemento con el peso adecuado y homogéneo antes de bombearlo debe tener baja perdida de fluido para evitar problemas con gasde bombearlo debe tener baja perdida de fluido para evitar problemas con gas
ConductorConductorConductorConductor
Revestidor de SuperficieRevestidor de SuperficieRevestidor de SuperficieRevestidor de Superficie
Revestidor IntermRevestidor IntermedioedioRevestidor IntermRevestidor IntermedioedioLiner de ProducciónLiner de ProducciónLiner de ProducciónLiner de Producción
Fin del Trabajo ReversandoDesplazamiento
Zapata Flotadora
Cuello Flotador
ColgadorLiner
Mezclando
Tapón Limpiador Liner
Tapón Limpiador Tubería (Torpedo)
Desplazamiento
CEMENTACIÓN DEL LINER
CEMENTACIÓN DEL LINER
CONTENIDOCONTENIDO
• CORRIDA DEL LINER
• ASENTAMIENTO DEL COLGADOR
• CEMENTACIÓN DEL LINER
CEMENTACIÓN DEL LINER
CEMENTACIÓN DEL LINER
CORRIDA DEL LINERCORRIDA DEL LINER
CEMENTACIÓN DEL LINER
• Inspeccionó la tubería de revestimiento.
• Colocó la zapata y cuello flotador.
• Llenó y bajó el revestidor en el hoyo.
• Bajó el colgador y tubería de perforación.
Profundidad: 16250’
Colgador 5 1/2” * 9 5/8” a 13688’
Liner P110 - 23 lbs/pie, Rosca STL
CEMENTACIÓN DEL LINER
ASENTAMIENTO DEL COLGADORASENTAMIENTO DEL COLGADOR
CEMENTACIÓN DEL LINER
HIDRAULICOHIDRAULICO MECÁNICOMECÁNICO
Desviación 30°
APLICACIÓN:APLICACIÓN: APLICACIÓN:APLICACIÓN:
En Pozos:
Verticales
Horizontal
Direccional
En Pozos: Verticales
COLGADOR DEL LINER
CEMENTACIÓN DEL LINER
Dispositivo de Corrida
TUBO PULIDOTUBO PULIDO
UNIDAD DEUNIDAD DESELLOS SELLOS
RECUPERABLERECUPERABLE
HERRAMIENTAHERRAMIENTADEDE
ASENTAMIENTOASENTAMIENTO
RECEPTACULORECEPTACULOPULIDO (TIE PULIDO (TIE
BACK)BACK)
Colgador
CUÑASCUÑAS
CONOSCONOS
Accesorios
ZAPATAZAPATAFLOTADORAFLOTADORA
TAPON DETAPON DELINERLINER
CUELLO DECUELLO DEASENTAMIENTOASENTAMIENTO
TAPONTAPONLIMPIADORLIMPIADOR
ACCESORIOS DEL COLGADOR
TOP PACKER
CEMENTACIÓN DEL LINER
ACCESORIOS DEL COLGADOR
CUÑAS
CEMENTACIÓN DEL LINER
ACCESORIOS DEL COLGADOR
SETTING TOOL
CEMENTACIÓN DEL LINER
CEMENTACIÓN DEL LINER
BB
AA
AB
TAPÓN DE DESPLAZAMIENTO (A) Y TAPÓN DARDO (B)
A B C
CC
BB
AA
A: ROSCA QUE PERMITE EL DESACOPLE CON LA CAMISA DEL COLGADOR
B:TUBO PULIDO
C: NIPLE PORTA TAPON DE DESPLAZAMIENTO
HERRAMIENTA “SETTING TOOL” PARA COLGADORES
CEMENTACIÓN DEL LINER
Aletas resistentes, rectas o en espiral, dirigen el flujo.Generan menos arrastre que los flexibles.Generan un Stand-off fijo.Debe ser instalado entre retenedores o juntas.Se disponen de anillo y de bisagra.Generalmente utilizados en espacios anulares amplios, > 3/4’’
CENTRALIZADORES
CEMENTACIÓN DEL LINER
BOLA DE APERTURA DE CUÑAS DEL COLGADOR
CEMENTACIÓN DEL LINER
CEMENTACIÓN DEL LINER
CEMENTACIÓN DEL LINERCEMENTACIÓN DEL LINER
CEMENTACIÓN DEL LINER
• Circuló fondo arriba.
• Acondicionó el lodo, bajando la reología:
•Viscosidad plástica.
•Punto cedente.
•Geles.
CEMENTACIÓN DEL LINER
LÍNEA DE CEMENTACIÓN
CABEZAL DE CEMENTACIÓN
10 BLS DE LAVADOR QUÍMICO 7.6 LPG A 5 BLS/MIN.
CEMENTACIÓN DEL LINER
45 BLS DE ESPACIADOR BASE AGUA 12.5 LPG A 5 BLS/MIN.
CEMENTACIÓN DEL LINER
63 BLS DE LECHADA ANTIMIGRATORIA 16.4 LPG
• CEMENTO MARA TIPO H.
• CONTROLADOR DE FILTRADO.
• DISPERSANTE.
• RETARDADOR.
• ANTIESPUMANTE.
• CONTROLADOR ANTIMIGRATORIO.
• ADITIVO PARA EVITAR LA RETROGRESION.
CEMENTACIÓN DEL LINER
285 BLS DE LODO 11.6 LPG
RUPTURA DE PINES 228 BLS
CON 1700 LPPC A 2 BPM
CEMENTACIÓN DEL LINER
CEMENTACIÓN DEL LINER
UNIDAD DE PREMEZCLADO DE CEMENTO
UNIDAD DE TOLVA DE CEMENTOUNIDAD DE ADITIVOS
CEMENTACIÓN DEL LINER
TORPEDO DE DESPLAZAMIENTO
PASO DEL TORPEDO DE DESPLAZAMIENTO
PANEL DE CONTROL
TANQUE DE LODO DEL CAMIÓN DE BOMBEO
CEMENTACIÓN DEL LINER
CEMENTACIÓN DEL LINER
ASENTAMIENTO DEL TOP PACKER
Cementación Secundaria
Cementación Secundaria
Se define como un proceso de bombear una lechada de cemento en el pozo bajo presión forzandola contra la formación porosa, tanto en las perforaciones del revestidor o directamente en el hoyo abierto
Cementación de Tapones
Introducción
A lo largo de su vida útil, todo pozo requiere una operación de cementación de un tapón. Se bombea la lechada hacia abajo por la tubería de producción o de perforación, y hacia arriba por el espacio anular. A diferencia de la cementación primaria, los niveles de cemento en el anular y dentro de los tubulares son los mismos. Esto crea una zona bloqueada a la que se llama tapón de cemento. Una longitud típica de estos tapones es 50 a 500 pies.Fijar tapones de alta calidad puede ser difícil por varias razones: por ejemplo, reglamentaciones oficiales, condiciones de la formación, situación en que se halla el pozo. No obstante, la cementación de tapones sirve a muchos objetivos.
Objetivos de la Cementación de Tapones
Los tapones de cemento se utilizan en las siguientes situaciones:
• Aislación de Zonas. • Detener Pérdidas de Circulación. • Perforación Direccional.• Abandono de Pozos.
Tapones para aislar Zonas
• Cuando un pozo seco o agotado se abandona, puede retirarse parte del revestidor que quedó sin cementar; pero esto podría dejar zonas de agua dulce sin protección. Además podrían quedar descubiertas zonas de alta presión. Todo esto permite la migración de fluidos hacia la superficie.
• En el pasado se tapaban los pozos abandonados con cualquier cosa, desde cortezas de semillas de algodón hasta bloques de madera. No obstante esos materiales no aislaban zonas ni evitaban la migración. Hoy en día, el gobierno ha establecido reglas para el abandono de pozos. Si bien estas reglas varían de acuerdo a las zonas, suelen fijarse tapones de cemento:
• A través y por encima de zonas potencialmente productivas de gas o petróleo.
• Por encima y por debajo de zonas de agua dulce.
• Por encima y por debajo del fondo de la tubería que se deje en el pozo.
• A nivel de superficie.
Tapones para detener Pérdida de Circulación.
A veces se coloca un tapón de cemento durante operaciones de perforación o de cementación, para detener pérdidas de circulación. Estas suelen producirse en zonas porosas o fracturadas, puesto que el cemento o los fluidos de perforación circulan hacia las fracturas. Un tapón de cemento ayuda a combatir ese problema, al derivarse hacia las cavidades para bloquearlas. También puede bajarse un tapón con espaciador Flo – Check, que controla un flujo de agua. En casos extremos, se usa un cemento thixotrópico a base de gilsonita para bloquear la zona de pérdida de circulación.
Tapones para Perforación Dirigida.
• A veces puede no ser posible realizar perforaciones verticales. Quizás algún objeto está bloqueando el recorrido hacia abajo (por ejemplo una columna de revestidores roto), en estos casos se desvía el pozo. También en casos cuando el objetivo está antes de comenzar la perforación dirigida, se necesita un asiento o puente sobre el cual fijar la herramienta. Para este objetivo puede usarse un tapón de cemento.
• La perforación dirigida comienza por la colocación del tapón y luego sigue haciendo rotar la mecha hacia fuera y en otra dirección. Al tapón de cemento se lo llama “cuña” (whipstock) cuando se lo usa para esto. Esta cuña sirve para:
• Apartarse de y superar objetos no recuperables.• Corregir desviaciones excesivas de la vertical.• Perforar un pozo de alivio.•
Reducir producción indeseable de agua.
Tapón Balanceado
Este es el método más utilizado en la industria petrolera. Para colocarlo se baja la tubería hasta la profundidad base del tapón. Se recomienda colocar una sección de tubería de diámetro pequeño en la punta de la longitud del tapón, para minimizar problemas de suabeo y canalización durante la sacada de tubería. Adicionalmente se coloca un centralizador en el primer tubo para evitar problemas de canalización de flujo. En algunos casos se coloca una zapata desviadora de flujo, para asegurar la distribución de la lechada de cemento en el espacio anular. Luego de circulado el pozo, se bombea suficiente lavador químico para limpiar el hoyo y espaciador, para evitar la contaminación de la lechada durante la colocación del tapón.
Preparación para la Cementación de un Tapón
Tal como en cualquier operación de cementación, debe prepararse el pozo para facilitar el éxito de la ubicación del tapón. Las formaciones limpias y firmes son las mejores para fijar tapones.
El pozo debe acondicionarse para que haya un buen sellado del tapón a las paredes del pozo. Es fundamental disponer de un sistema de lodo limpio. Si el cemento del tapón se contamina (por sal, por exceso de revoque de filtrado de lodo, etc.) podría ser que el tapón no alcance a fraguar.
Preparación para la Cementación de un Tapón
A parte de las condiciones referidas al pozo, debe planificarse la operación de cementación: esto incluye el cálculo de la cantidad de cemento, de espaciador y de fluido de desplazamiento, hay que tener en cuenta:
• El tipo de cemento que se va a usar: esto depende del tipo de tapón y de las condiciones del pozo (por ejemplo para tapones whipstock o cuña se usa cemento de alta densidad).
• El volumen de cemento que se va a usar: esto depende del tamaño del pozo y de los tubulares, así como de la zona que se quiere cubrir.
• El volumen de fluido de desplazamiento que se va a usar: esto depende de la profundidad del tapón y del tamaño de la columna de trabajo.
• El agua de mezcla que se va a usar: esto puede afectar el tiempo de fraguado del cemento (por ejemplo agua con materia orgánica puede demorar el tiempo de fraguado)
Ubicación del Tapón
En el método del tapón balanceado se usa tubería de producción o tubería de perforación para ubicar la lechada. Si se esta trabajando en un pozo donde ya se ha bajado revestidor, se va a usar tubería de producción o de perforación. No obstante, si se va a fijar el tapón en hoyo abierto, más bien se usaran tuberías de perforación. En cualquier caso se bajan los tubulares hasta la profundidad del tapón. Asegurarse antes de cementar de remover la mecha, portamechas, etc.
Primero se bombea un espaciador, adelante del cemento. A continuación la cantidad necesaria de cemento para formar el tapón, determinada de acuerdo a la experiencia de campo y a los datos provistos por el perfil de calibre. Luego se bombea la cantidad apropiada de espaciador y de fluido de desplazamiento. El resultado final es que la altura de cemento fuera de la tubería es igual a la altura de cemento dentro de ella o sea, el cemento está balanceado. Finalmente se saca la columna de trabajo del pozo y se da tiempo al tapón para que fragüe. No obstante, si está previsto fijar más tapones en otros puntos, estas operaciones pueden continuar.
LodoLodo
Revestidor
TAPÓN BALANCEADO
CEMENTACIÓN SECUNDARIA
1) Se premezcla la lechada
2) El pozo debe acondicionarse para que haya un buen sellado del tapón a las paredes del pozo.
TAPÓN BALANCEADO
LodoLodo
ColaCola
RevestidorTubería
Base del Base del TapónTapón
CEMENTACIÓN SECUNDARIA
3) Se baja la tubería hasta la profundidad base del tapón
TAPÓN BALANCEADO
LodoLodo
ColaCola
Revestidor
Tubería
Tapón de Cemento
Espaciadordelante
Base del Base del TapónTapón
Fluido de Fluido de DesplazamientoDesplazamiento
CEMENTACIÓN SECUNDARIA
4) Se bombea un espaciador delante.
5) Se bombea el tapón de cemento.
6) Se bombea un espaciador detrás.
TAPÓN BALANCEADO
Tapòn deTapòn deCemento BalanceadoCemento Balanceado
EspaciadorEspaciador
LodoLodo
ColaCola
TuberíaTubería
CEMENTACIÓN SECUNDARIA
7) Se levanta la tubería lentamente
8) Circular en reversa 2 veces la capacidad de la tubería
TAPÓN BALANCEADO
Tapòn deTapòn deCemento BalanceadoCemento Balanceado
EspaciadorEspaciador
LodoLodo
ColaCola
TuberíaTubería
CEMENTACIÓN SECUNDARIA
9) se continua sacando la sarta de cementación hasta la superficie.
10) Esperar por el fraguado del tapón de cemento.
Tapón Balanceado
CEMENTACIÓN SECUNDARIA
PROBLEMA TIPO DELECHADA
Pérdida decirculación
Viscosa con alta resistenciade gel
Desvío del hoyo 1) Alta densidad ytixotropía para evitarsegregación
2) Alta densidad. Encombinación con unapíldora de bentonitacomo soporte.
Abandonar pozo Viscosa con resistencia a lacompresión normal delcemento.
Aislar zonas agotadas Lechada extendida conmetasilicato de sodio
Cementación a Presión
Cementación a Presión
La cementación a presión es una operación de reparación, Es el proceso mediante el cual se envía cemento hacia las fracturas de la formación o los orificios del revestidor. A continuación este cemento se endurece formando un tapón que bloquea el movimiento de fluidos.
Objetivos de la Cementación a Presión
• Corregir una cementación primaria deficiente, causada por canalizaciones o por llenado insuficiente.
• Proporcionar un sello en lugares expresamente no cementados durante la cementación primaria. Por ejemplo extremos superiores de Liners.
• Reducir la relación gas-petróleo clausurando algunos de los orificios cañoneados que produzcan gas, o sea aislando zonas acuíferas de zonas petrolíferas.
• Mejorar la relación agua-petróleo clausurando algunas formaciones productoras de agua, o sea aislando zonas acuíferas de zonas petrolíferas.
• Eliminar del pozo una zona improductiva.• Evitar migración de fluidos.• Reparar orificios en el revestidor, producidos por cañoneos,
corrosión etc.
Planificación de la Cementación a Presión
Antes de comenzar ninguna operación, hay que obtener algunas informaciones y tomar decisiones a cerca de:
• Los tipos de fluidos de pozo que se van a usar, debido a que estos van a afectar la presión de reversa y la necesidad de usar un espaciador (si hay incompatibilidad de fluidos).
• La temperatura estática de fondo, va a afectar el tiempo de fraguado del cemento.
• La diferencia entre la profundidad de los orificios cañoneados y la empacadura si es que esta se está utilizando. Esta diferencia suele estar entre 30 y 100 piés.
• La presión máxima a usar, esto no puede exceder las limitaciones de presión de la sarta de trabajo, tuberías de revestimiento, BOP y cualquier otro equipo que se esté usando.
• El tipo de cemento que se va a usar; se usan aditivos de pérdidas de fluidos de manera tal que se forme un buen revoque de cemento filtrado contra la formación, mientras la lechada que queda dentro de la tubería, quede lo suficientemente fluida como para reversarla.
Medidas de Seguridad en la Cementación a Presión
• Solamente el personal que sea absolutamente necesario para el trabajo debe estar en el área de operación de bombeo.
• Debido a las altas presiones, todas las líneas deben estar aseguradas, no se debe utilizar mangueras de goma
• Nunca se debe martillar ninguna unión u otro tipo de parte del equipo de superficie mientras se esté bajo presión.
Terminología de la Cementación a Presión
• Deshidratación del CementoEs el proceso mediante el cual el cemento forma un revoque y se endurece frente a la formación.
• Presión de Bombeo y Caudal de InyecciónEn las operaciones a presión, el objetivo es no fracturar la formación. Si la formación se fractura, toda la lechada de cemento, no solo el filtrado se va a desplazar hacia la formación.Por lo tanto hay que tener cuidado que la presión de bombeo y la presión ejercida por el peso del fluido no sean suficientes para fracturar la formación.
Terminología de la Cementación a Presión
• Presión de BombeoEs la presión necesaria para forzar el filtrado hacia la formación, sin fracturar.
• Caudal de InyecciónEs el volumen por volumen por minuto con que se bombea el fluido.Tanto la presión de bombeo como el caudal de inyección, deberían establecerse a través de un ensayo de la formación. Esto se hace bombeando fluido del pozo hacia la formación para determinar a que caudal y a que presión la formación va a absorber una cantidad predeterminada de fluido.
Inyección de Alta Presión / Baja Presión
Terminología de la Cementación a Presión
• Cementación a alta y baja PresiónEn el transcurso de una operación a baja presión, se aplica presión suficiente como para formar un revoque de filtrado de cemento deshidratado sobre la formación. En otras palabras, la presión de bombeo es la presión necesaria para poner cemento contra la formación, que no vaya a provocar fractura a la formación.No obstante, si la formación no absorbe filtrado a la presión de bombeo adentro debido a orificios cañoneados bloqueados o baja permeabilidad de la formación, puede ser necesario aplicar mayor presión para liberar el bloqueo y establecer un caudal de inyección. Esto va a producir una formación fracturada. Toda la lechada va a llenar las fracturas hasta que se pueda mantener una presión de superficie específica, sin que esta caiga. Esto se considera una cementación a alta presión.
Inyección Hesitasion
El cemento es bombeado a través de la tubería de revestimiento cañoneada hacia el área anular entre la tubería de revestimiento y la formación. Luego se detienen las bombas por algunos minutos. El bombeo es detenido y reiniciado hasta que se obtiene la presión deseada
Técnicas de Inyección
Inyección Bradenhead
Inyección Bradenhead
No hay empacadura en el hoyo. Las válvulas impiderreventones (BOP) de la tubería de revestimiento están cerradas y el pozo está presurizado en la tubería de revestimiento y en la sarta de trabajo durante la operación
Técnicas de la Cementación a Presión
Método BradenheadEs uno de los métodos más utilizados por la industria petrolera:
Procedimiento• Se establece el caudal de inyección y la presión.• Se hace pasar un preflujo (normalmente agua salada o ácido, pero
nunca lodo) para lavar la zona que se va a cementar a presión (para remover el lodo).
• Se bombea cemento hasta cerca del fondo de la sarta de trabajo de cementación (tubería de producción o perforación).
• Se bombea una cantidad predeterminada de fluido de desplazamiento, de manera tal que el cemento esté balanceado dentro y fuera de la sarta de trabajo (esto se hace de manera similar a la cementación de tapones).
• Se saca la sarta de trabajo afuera de la lechada de cemento.• Se cierran las válvulas impiderreventones (BOP).• Se aplica presión desde la superficie.• La lechada es forzada a introducirse dentro de la formación puesto
que no puede circular hacia arriba por el espacio anular (BOP cerrada).
• Descargar presión.• Abrir BOP.• Sacar la sarta de trabajo fuera del pozo.
Método de las Empacaduras
Las empacaduras también se utilizan para la cementación a presión. Las ventajas de este método son:
• Limita la presión a una zona específica del pozo.
• Permite aplicar una mayor presión a una zona específica.
Método de las Empacaduras
Procedimiento
• Se fija la empacadura a 30 – 100 pies por encima de la formación que se va a cementar a presión.
• Se establece la presión de bombeo (admisión) y el caudal de inyección a usar.
• Si es necesario, se debe aislar la parte inferior del pozo usando un tapón puente. Para evitar que el tapón puente quede cementado, se coloca por lo menos 10 pies de arena o de gel viscoso por encima del tapón puente.
• Se bombea un preflujo (normalmente agua salada o ácido, pero nunca lodo) para abrir la formación.
• Se bombea la cantidad prevista de cemento hacia abajo por la sarta de trabajo.
• Se bombea el fluido de desplazamiento y se hace aumentar la presión. Cuando se llega a la presión prevista, se para el bombeo y se mantiene la presión.
• Controlar si hay despresurización (una caída de presión en la superficie).
• Si no hay despresurización, se suelta la presión y se controla si hay reflujo.
• Si no hay reflujo, se revierte hacia fuera el exceso de la lechada (se bombea fluido del pozo hacia abajo por el anular y hacia arriba por la sarta de trabajo).
Inyección Bullhead
La empacadura está sentada cuando el trabajo empieza y todos los fluidos en la sarta de trabajo son bombeados a la formación por delante del cemento. La tubería de revestimiento puede estar con presión si es necesario, para reducir la presión diferencial a través de la empacadura
Inyección Bullhead
Inyección Hesitasion
Terminología de la Cementación a Presión
• Cementación de Presión de BloqueoEn este tipo de cementación se requiere que se hagan orificios en primer lugar, debajo del nivel que va a producir. A continuación se envía cemento a presión hacia la zona cañoneada, luego se repite esta operación por encima del nivel que va a producir. Este método se utiliza para aislar la zona productiva antes de terminar el pozo.
• Cementación a presión por hesitaciónEn algún momento durante la operación a presión, se habrá llegado a la presión prevista. Esa presión se mantiene. Si cae, o sea si hay despresurización, se sabe que el cemento sigue deshidratándose. En este caso se puede hacer una operación de hesitación. Se da tiempo al cemento para que empiece a endurecerse. Se aplica nuevamente presión. Si hay despresurización, se da más tiempo. Y esto se repite tantas veces como sea necesario, la única limitación es el tiempo de bombeabilidad del cemento. Si se pierde demasiado tiempo, puede quedar cementada toda la sarta de trabajo.
Inyección de Alta Presión / Baja Presión
Los trabajos realizados con presiones de inyección final altas o bajas, con la alta presión que nunca rompe el pozo. Las técnicas de vacilación son utilizadas a veces en estos casos.
Inyección Set Through
Inyección Set Through
Luego de la inyección, el intervalo de la inyección cañoneada es lavada y el exceso de cemento es revertido fuera para permitir la re-perforación sin tener que perforar el cemento. Esto requiere de un cemento especial de poca pérdida de agua
Inyección de Circulación
Inyección de Circulación
Un pozo es cañoneado por encima y por debajo de la zona de interés. Un reténedor de cemento es asentado entre las perforaciones cañoneadas. Se establece circulación entre las zonas de interés. Se circula el cemento hasta su lugar, luego se retira el reténedor de cemento aproximadamente a 10 pies sobre la parte superior calculada del cemento. Luego, se revierte la circulación para asegurarse que el anillo de la tubería de revestimiento y la sarta de trabajo estén limpias. Luego se coloca un sobrepeso en la tubería, y se retira del hoyo y se espera por el fraguado del cemento.
Evaluación de la Cementación
Capitulo 5.
Aspectos Teóricos Relacionados Aspectos Teóricos Relacionados con la Evaluación de la con la Evaluación de la
Cementación.Cementación.Una vez realizada la operación de cementación y ocurrido el fraguado de la lechada, debe efectuarse la evaluación de la lechada de cemento, evaluación que puede ser efectuada a través de procedimientos cualitativos (Prueba de Afluencia) o por medios cuantitativos (Registro de Adherencia, PIP).
Registros de CementaciónRegistros de Cementación
Los registros de cementación como tal, son una fuente de información que permiten, por medio de su interpretación, evaluar la calidad del cemento tanto al revestidor como a la formación, evaluación que se efectúa en función del nivel de adherencia. Según el principio que rige el funcionamiento de una herramienta en particular, los registros pueden ser acústicos o ultrasónicos, caracterizándose los acústicos por permitir evaluar la calidad del cemento (adherencia en el espacio anular hacia la formación y al revestidor), mientras que los registros ultrasónicos, además de evaluar los niveles de adherencia, permiten medir un parámetro adicional denominado impedancia acústica (Z), el cual hace posible diferenciar el cemento totalmente fraguado del cemento blando, así como el lodo, el agua y/o gas. Entre los registros más utilizados se encuentran:
• Cement bond log- Variable density log (CBL-VDL) • Segmented bond tool (SBT)• Circunferential acustic scanning tool (CAST-V)• Cement maping tool (CMT)• Cement bond tool / microsismogram (CBT/MSG)
Registros Convencionales y Modernos para Evaluación de la Cementación
CBL
VDL
RSBT
CAST-VTM
PRINCIPIOS BÁSICOSPRINCIPIOS BÁSICOS
Técnicas Convencionales y Modernas para Evaluación de Cemento
LODO
COMPUESTO
FORMACION
CEMENTO
REVESTIDOR
Lod
oC
asin
gC
em
en
to
Form
ació
nR5’
R3’
T
Técnicas Convencionales y Modernas para Evaluación de Cemento
CEMENT BOND LOG
Casing : 7” 26#/ftCemento clase H
16.2 Lpg
Tope de Cemento
Técnicas Convencionales y Modernas para Evaluación de Cemento
CEMENT BOND LOGVENTAJAVENTAJA
PARA CEMENTO CONVENCIONAL
PROMENDIO ALREDEDOR DEL REVESTIDOR
PARA CEMENTO CONVENCIONAL
PROMENDIO ALREDEDOR DEL REVESTIDOR
NO ES UTIL PARA CEMENTO LIVIANO
LOS CANALES NO SON VISIBLES
NO ES UTIL PARA CEMENTO LIVIANO
LOS CANALES NO SON VISIBLES
DESVENTAJADESVENTAJA
Técnicas Convencionales y Modernas para Evaluación de Cemento
CAST -V
ROTATING HEADROTATING HEAD
ROTATING HEADROTATING HEAD
TRANSDUCERTRANSDUCER
Técnicas Convencionales y Modernas para Evaluación de Cemento
X250
X250
0.0 6.0
200 1200
Deviation°
Minimum
Thicknessin.
Average
Maximum
0.2 0.4
0 5
Eccentricityin.
Relative Bearing
°0 360
0 1
AMPLIFIED
AMPLITUDE
0 10
AMPLITUDE
0 100MICROSEISMOGRAM
CBLBOND INDEX
1.0 0.0
AVERAGEIMPEDANCE
10.0 0.0Z-MAP
0 15mV
X200
X150
Mapa de Cemento del
Casing
VDL
CBL Amplitud
Bond Index
Controlde
Calidad
Promedio de la
Impedancia
Espesor del
Casing
CAST-V Evaluación de CementoCAST-V Evaluación de Cemento
Longitud de Buen Cemento: Mayor de 5 pies
Amplitud de Onda: 10 mV.
Longitud de Buen Cemento: Mayor de 5 pies
Longitud de Buen Cemento: Mayor de 5 pies
Amplitud de Onda: 30 mV.
Longitud de Buen Cemento: Mayor de 5 pies
Técnicas Convencionales y Modernas para Evaluación de Cemento
X250
X250
0.0 6.0
200 1200
Deviation°
Minimum
Thicknessin.
Average
Maximum
0.2 0.4
0 5
Eccentricityin.
Relative Bearing
°0 360
0 1
AMPLIFIED
AMPLITUDE
0 10
AMPLITUDE
0 100MICROSEISMOGRAM
CBLBOND INDEX
1.0 0.0
AVERAGEIMPEDANCE
10.0 0.0Z-MAP
0 15mV
X200
X150
OLD TECHNOLOGY NEW TECHNOLOGYOLD TECHNOLOGY NEW TECHNOLOGYCBL-VDL CBL-VDL-CAST VCBL-VDL CBL-VDL-CAST V
Técnicas Convencionales y Modernas para Evaluación de Cemento
1-UNA SOLA HERRAMIENTA
2-POBRE RESOLUCION EN EL VDL
O MSG
3-MAPA DE MENOR RESOLUCION
4-CEMENTAC. CONVENCIONALES
5-MAPA NO TIENE ORIENTACION
LOS CANALES PUEDEN GIRAR
6-NO CORRECION EXCENTRICI
7-NO EVALUA CASING
1-HERRMIENTAS INDEPENDIENTES
2-MEJOR RESOLUCION EN EL
VDL O MSG
3-MAPA DE MAYOR RESOLUCION
4-TODO TIPO DE CEMENTACIONES
5-MAPA ORIENTADO
6-CORRECION POR EXECNTICIDAD
7-EVALUACIÒN CASING
CBL-RADIAL CBL-CAST V
Métodos de VerificaciónMétodos de Verificación
Durante la perforación del pozo, se realiza una prueba que nos proporciona una medida más exacta de la presión de fractura debajo de la zapata de los revestidores.Esta prueba, al igual que los Métodos Predictivos se deben usar para tener una evaluación total. Al comparar, puede proporcionar un indicio de una posible falla en la cementación primaria.
Con ella se determina: Gradiente de fractura o D.e.m.MPAPSComunicación con la superficie
Prueba de Integridad de Presion (P.I.P.)(Leak off Test)(Leak off Test)
Prueba de Integridad de Presión(Leak off Test)
Son pruebas de presión realizadas por debajo de la zapata del revestidor cementado en el pozo, las mismas tienen los siguientes propósitos principales:
• Probar el trabajo de cementación para asegurarse de que existe comunicación con la superficie.
• Determinar el gradiente de fractura por debajo de la zapata del revestidor.
• Conocer la máxima presión anular permitida en superficie (MPAPS), durante la perforación del siguiente hoyo
PRUEBA DE PRUEBA DE INTEGRIDADINTEGRIDAD DE PRESIÓNDE PRESIÓN
PRUEBA DE PRUEBA DE INTEGRIDADINTEGRIDAD DE PRESIÓNDE PRESIÓN
LINEAS DE 2”
BOTELLA
CAMIÓN DE BOMBEO
KELLY COCK ABIERTA KELLY COCK CERRADA
PREPARACIÓN DEL POZO EN SUPERFICIEPREPARACIÓN DEL POZO EN SUPERFICIEPREPARACIÓN DEL POZO EN SUPERFICIEPREPARACIÓN DEL POZO EN SUPERFICIE
LONGITUD: 3 piesLONGITUD: 3 pies
DIÁMETRO: 6 5/8” o 5 1/2”DIÁMETRO: 6 5/8” o 5 1/2”
2 BOMBAS TRIPLEX ( 3 2 BOMBAS TRIPLEX ( 3 PISTONES)PISTONES)
DIÁMETRO DE PISTÓN: 5-10” DIÁMETRO DE PISTÓN: 5-10”
EFICIENCIA GLOBAL: 85-90%EFICIENCIA GLOBAL: 85-90%
POTENCIA MÁXIMA: 200-500 HPPOTENCIA MÁXIMA: 200-500 HP
12501000 1500
1750
2000
750
500
2250250
25000psi
XMAS TREEGAUGE
MANÓMETRO
PREVENTOR ANULAR
RAM SUPERIOR
PLANCHADA
TANQUE DE LODO
LÍNEA DE 2”
Rev. 20” @ 1038’
Rev. 13 3/8” @ 6100’
KELLY COCK
BOTELLA
CAMIÓN DE BOMBEO
PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR LA PIPPROCEDIMIENTO PARA REALIZAR LA PIP
PR
ES
IÓN
( P
SI
)
BLS BOMBEADOS
0
2000
1500
1000
500
0,00
1,00
2,00
4,00
3,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,0
0
11,0
0
12,0
0
13,0
0
14,0
0
15,0
0
PRESIÓN MÁXIMA: 2030 psi. DENSIDAD EQUIV.: 15.4 Lpg
PRESIÓN ESTABILIZADA A LOS 20min. 1205 psi. DENSIDAD EQUIV.: 12.9 Lpg
12501000 1500
1750
2000
750
500
2250250
25000psi
XMAS TREEGAUGE BOMBAS
PARADAS
LÍMITE PIP
Fallas en la Cementación
Si despues de observar algunos minutos y repetir la prueba y además, no es posible alcanzar el límite PIP estimado a pesar de que se aumente la tasa de flujo, podemos afirmar que existe una falla en la cementación alrededor de la zapata:
Prueba de Afluencia.Prueba de Afluencia.
El procedimiento operacional conocido como prueba de afluencia, se efectúa con la finalidad de evaluar la calidad del cemento al tope del colgador, y se inicia al meter una tubería con empacadura de prueba la cual se asienta aproximadamente a +/- 300 pies por encima del tope del colgador, con el objetivo de crear un diferencial de presión a favor de la formación mediante el bombeo de un volumen precalculado de fluido de baja densidad, de esta forma, con el espacio anular sellado y presurizado, se verifica el contraflujo; si el pozo fluye es indicativo de que la formación está aportando fluidos a través del colgador, lo cual es indicio de que no existe un sello de cemento efectivo alrededor del tope del liner. En este caso se controla el pozo desde el anular hacia la tubería. De lo contrario, si no se observa reacción del pozo, implica la existencia de un sello efectivo de cemento detrás del liner, siendo desplazado de anular a tubería el fluido de prueba por el lodo original para así dar por terminada la prueba
Descripción Operacional de la Prueba
Empacadura de prueba.
Esquema del Procedimiento de Esquema del Procedimiento de la Prueba de Afluenciala Prueba de Afluencia
GAS y/o
AGUA
Columna de cemento
GAS y/o
AGUA
Colgador
Empacadura
AGUA
GASOIL
+/- 300´
LODO
Pformación-Phidrostática= +/- 200 lpc
La ausencia de un aislamiento zonal alrededor del tope del liner, provoca el flujo de fluidos hacia el pozo si existe un diferencial de presión a favor de la formación
Técnicas Convencionales y Modernas para Evaluación de Cemento
Lod
oC
asin
gC
em
en
to
Form
ació
nR5’
R3’
T
CBL (Cement Bond Log)CBL (Cement Bond Log)
Frecuencia de Operación
20 KHz.
AMPLITUD
Tasa de repetición 15-60 pulsos/seg
Tiempo
Fire Fire
3’ Tiempo de Transito
3’ CBL Amplitud
Técnicas Convencionales y Modernas para Evaluación de Cemento
Tubería LibreTubería Libre
EFECTOCHEVRON
GAMMA RAY0 150
TRAVEL TIME200 300
AMPLITUDE0 100
AMPLIFIED AMPLITUDE0 10
CBL WAVEFORM-20 20
CCL
Y50
Y75
ALTA AMPLITUD
SEÑAL DETUBERIA
Técnicas Convencionales y Modernas para Evaluación de Cemento
De Libre a Cementado
EFECTOCHEVRON
VARIACION EN AMPLITUD
SEÑAL DETUBERIA
GAMMA RAY0
150TRAVEL TIME
200 300
AMPLITUDE0
100AMPLIFIED AMPLITUDE
0 10
CBL WAVEFORM
-20 20
CCL
X75
Técnicas Convencionales y Modernas para Evaluación de Cemento
EXCELENTE CEMENTACIÓN
EFECTOCHEVRON
DESAPARECE
BAJA AMPLITUD
NO HAY SEÑAL DE
TUBERIA
GAMMA RAY0
150TRAVEL TIME
200 300
AMPLITUDE0
100AMPLIFIED AMPLITUDE
0 10
CBL WAVEFORM
-20 20
CCL
Z075
Z100
Técnicas Convencionales y Modernas para Evaluación de Cemento
Variable Density Log (VDL)Variable Density Log (VDL)
ARRIBOS DE CASING
ARRIBOS DE FORMACION
ARRIBOS DEL LODO
AMPLITUD
mV
TRANSMISOR
PUERTADEL TUBO
Pro
fun
did
ad
Pro
ye
cc
ión
de
l co
nju
nto
de
On
da
s
T (µsec)
POBRE FIJACIONBUENA
FIJACION
Registros Convencionales y Modernos para Evaluación de la Cementación
"Cement Bond Log" CBL
Variable Density Log VDL
Registros Sónico con Mapa RSBT
Registros Ultrasónicos CAST-VTM
Circumferential Acoustic Scanning
Tool – Visualization
Técnicas Convencionales y Modernas para Evaluación de Cemento
Caso Ideal De EvaluaciónCaso Ideal De Evaluación
Técnicas Convencionales y Modernas para Evaluación de Cemento
ASPECTOS RESALTANTES CAST V
MODO CASED HOLE (Inspección del revestidor & Cemento)
MODO IMAGEN (Evaluación de la superficie interna del revestidor)
Número de muestras por pie: 60 (1 muestra cada 0.0167 pie) Mediciones por muestra: 200Puntos de información por pie: 12000Resolución azimutal: 1.8°Resolución vertical: 0.2”
Número de muestras por pie: 4 (1 muestra cada 0.25 pie) Mediciones por muestra: 100Puntos de información por pie: 400Resolución azimutal: 3.6°Resolución vertical: 3”
Técnicas Convencionales y Modernas para Evaluación de Cemento
TIPS PARA EVALUACION DE REGISTRO
• Tener registros de hueco abierto (Caliper, Densidad, Neutrón, Inducción)
• Conocer historia de la cementación (Peso de lechada, problemas operacionales, etc.).
• Conocer Petrofisica pozo (Zonas de Interés).
• Limitaciones Pozo y/o herramientas
CEMENTACIÓN SECUNDARIA
SE DEFINE COMO UN PROCESO DE BOMBEAR UNA LECHADA DE CEMENTO EN EL POZO BAJO PRESIÓN FORZÁNDOLA CONTRA LA FORMACIÓN POROSA, TANTO EN LAS PERFORACIONES DEL REVESTIDOR O DIRECTAMENTE EN EL HOYO ABIERTO
TAPONES DE CEMENTO
CEMENTACION FORZADA
OBJETIVOS DE LA CEMENTACIÓN DE TAPONES
• Los tapones de cemento se utilizan en las siguientes situaciones:
– Aislación de Zonas. – Detener Pérdidas de Circulación. – Abandono de Pozos.
CEMENTACIÓN SECUNDARIA
• A través y por encima de zonas potencialmente productivas de gas o petróleo.
• Por encima y por debajo de zonas de agua dulce.
• Por encima y por debajo del fondo de la tubería que se deje en el pozo.
CEMENTACIÓN SECUNDARIA
TAPONES PARA AISLAR ZONAS
• Zonas de agua dulce sin protección.
• Zonas de alta presión.
TAPONES PARA DETENER PÉRDIDA DE CIRCULACIÓN
Se coloca un tapón de cemento durante operaciones de perforación o de cementación, para detener pérdidas de circulación. Estas suelen producirse en zonas porosas o fracturadas.
CEMENTACIÓN SECUNDARIA
TAPONES DE CEMENTO
Este procedimiento solo debe ser utilizado para realizar la operación de colocación de tapones balanceados, en abandono, desvío de pozos, pérdidas de circulación y aislar zonas productoras de fluidos indeseables, incluyendo nuevas técnicas y herramientas, bajo condiciones normales de operación.
F4U
F4L
L3L
AISL
AISL
AISL
AISL
CEMENTACION
LIMPIEZA
CEMENTACIÓN SECUNDARIA
Cementación Forzada
Este método de cementación consiste en forzar la mezcla de cemento a alta presión hacia la (s) formación (es) para corregir ciertas anomalías en puntos determinados a través de orificios que por cañoneo (perforación a bala o a chorro) son abiertos en los revestidores o en hoyo abierto.
CEMENTACIÓN FORZADA
Cementación Forzada
La inyección de la lechada se realiza a través de las perforaciones en el revestidor.
• Forzamientos a baja presión
• Forzamientos a alta presión
• Reducir la relación gas-petróleo clausurando algunos de los orificios cañoneados que produzcan gas.
• Mejorar la relación agua-petróleo clausurando algunas formaciones productoras de agua, ósea aislando zonas acuíferas de zonas petrolíferas.
• Eliminar del pozo una zona improductiva.• Evitar emigración de fluidos.• Reparar orificios en el revestidos, producidos por cañoneo,
corrosión etc.
Objetivos de la Cementación Forzada
CORRIDA DEL LINER Y CEMENTACIÓN
La etapa de corrida y cementación del Liner de 5 ½” se divide en diferentes pasos; entre los que se tiene:
• Preparar hoyo y equipo de cementación.• Correr el Liner.• Instalar el cabezal de cementación y circular el pozo.• Asentar el colgador.• Probar liner con 5000 psi.• Bombear píldora de lavado.• Bombear espaciador.• Premezclar y bombear simultáneamente la lechada antimigratoria.• Abrir válvula superior de cabezal y liberar el dardo.• Desplazar con espaciador y lodo a diferente tasa de flujo.• Asentar tapón de desplazamiento.• Sacar setting tool.• Asentar top packet.• Sacar 12 parejas y circular fondo arriba.
CORRIDA DEL LINER Y CEMENTACIÓN
Este procedimiento se puede describir de la siguiente manera:
• Preparación del hoyo y equipos de cementación
El primer paso para realizar la corrida del liner de 5 ½” y cementación consiste en verificar que los equipos del revestidor posean todos sus componentes y sean los requeridos; además, preparar y probar la válvula de llenado, así como ordenar, medir y calibrar (“conejear”) el liner de 5 ½” y la tubería de perforación, chequeando que el peso y grado de los mismos sea el especificado.
CORRIDA DEL LINER Y CEMENTACIÓN
Finalmente se realiza un viaje de limpieza, circulando y homogeneizando lodo a 11,6 lpg, y dejando en el hoyo abierto una píldora lubricadora (Lubraglide).
Corrida del liner
Primeramente se baja al pozo el liner utilizando grasa especial para revestidores (coeficiente de fricción = 1) en las conexiones y llave hidráulica aplicando un torque óptimo de enrosque de 4.200 lbs-pie, llenando cada 5 tubos. La zapata se une al liner con una soldadura fría y se baja con el siguiente arreglo (tomando como ejemplo el pozo SBC-124):
Rev 20”
Rev 13 3/8”
Rev 9 3/8”
Rev 7 5/8”
ZAP 5 1/2”
Colgador
Drill pipe 5”x 19,5#
PBR
Setting tool
55 Liner 5 ½”
2 Liner 5 ½”
Zapata
Landing Collar
Corrida del liner
Al realizar el descenso de la tubería hasta la zapata de 7 5/8” se comienza a circular lodo con el fin de romper geles.
• NOTA: cada vez que se introduce el arreglo se debe tocar fondo y luego levantar la 5 pies, para saber exactamente la profundidad a la cual se va a asentar el liner.
Instalación del cabezal de cementación
Al bajar el liner hasta la profundidad deseada, faltando una junta de drill pipe se conecta el cabezal de cementación, y se rompe circulación lentamente hasta acondicionar el peso del lodo (12,6 lpg). La figura siguiente muestra el cabezal de cementación instalado:
Cabezal cementación
Línea de cementación
Asentamiento del colgador
El colgador cumple la función de mantener suspendido el liner de 5 ½” y de producción en el pozo. Por tal razón, posee una serie de partes como cuñas y empacaduras que permiten realizar este objetivo.
PBR
Colgador
Setting tool
Asentamiento del colgador
Para asentar el colgador es necesario soltar las cuñas que posee este equipo, y el procedimiento dependerá del tipo de colgador: mecánico o hidráulico.
• Para el colgador mecánico, las cuñas se sueltan rotando la sarta 5 vueltas a la derecha, sosteniendo el torque con la llave de tenaza y descargando el peso estimado para romper los pines de las cuñas, soltando posteriormente el torque lentamente.Mientras que en los colgadores hidráulicos, los pines de las cuñas se rompen mediante presión. Para ello, se deja caer una bola de bronce de 1 3/8” dentro de la tubería, permitiendo que gravite hasta el landing collar (+/- 5 minutos por 1000 pies).
Asentamiento del colgador
Al alcanzar la bola el landing collar, se crea un diferencial de presión a favor de la tubería, incrementando lentamente la presión hasta 1600 lppc, rompiéndose los pines internos de las cuñas del colgador.
PBR
Top Packet
Cuñas
Cuña
Asentamiento del colgadorLa bola al calzar dentro del asiento del landing collar, evita el flujo hacia la zapata; por lo que es necesario aumentar la presión hasta 3400 lppc, para romper unos pines, permitiendo desplazar el asiento y la bola hasta la zapata, donde permite el flujo de lechada; ya que no se restringe el flujo. Una vez que se sueltan las cuñas, se aplica peso a la sarta para asentarlas aún más en el colgador de 9 3/8”.Seguidamente, se libera el setting tool que conecta la tubería de perforación del colgador, girando con la mesa rotaria 5 vueltas a la derecha hasta completar 25, verificando el retorno del torque (3 vueltas a la izquierda), lo que indica que el setting tool está desconectado.Una vez suelto se levanta la sarta de 2 a 4 pies para verificar la liberación del setting tool mediante la perdida del peso de la sarta (correspondiente a la del colgador), visualizado en el Martin Decker de la cabina del perforador.
Asentamiento del colgador
Luego de probar que el setting tool está suelto, se procede circular el pozo un volumen de dos fondos arriba, a una tasa equivalente y a una velocidad de fluido anular de al menos 262 pies/min si las condiciones del pozo lo permite.
Prueba de Liner 5 ½”
Se realiza una prueba en la línea de cementación y la del liner a 5000 lppc, y la líneas del taladro a 3000 lppc.
Bombeo de píldora lavadora
Se bombean 10 bls de lavador químico a una tasa de 5 bpm, desplazando el lodo de la tubería.
Bombeo de espaciador
Se bombea 45 bls de espaciador (MCS-SPACER) a 12,5 lpg a una tasa de 5 bpm para crear una columna de fluido que separe el lodo del cemento.
• NOTA: La preparación de los espaciadores se debe realizar con una hora de anticipación al inicio de la operación de cementación con todos los aditivos y densificantes.
Premezcla y bombeo de lechada de cemento
Previo y durante el desplazamiento del desplazador se debe estar premezclando la lechada de cemento antimigratorio (63 bls a 16,4 lpg) en el recirculador (Batch-Mixer) mostrado en la figura siguiente:
Apertura de válvula superior de cabezal y liberación de dardo
Una vez bombeada la cantidad de lechada calculada para la cementación se suelta un tapón móvil (Wiper Plug) que se encuentra dentro del cabezal de cementación, y se verifica su paso con el indicador en el cabezal mostrado en la siguiente figura:
Indicador de pasodel dardo
Dardo
Apertura de válvula superior de cabezal y liberación de dardo
Dardo de cementación (“Wiper Plug”).
Desplazamiento con espaciador y lodo
El tapón se desplaza con 218 bls de lodo 100% aceite mineral a 5 bpm hasta asentarse en un tapón receptáculo y posteriormente seguir hasta el landing collar. El lodo que desplaza el dardo debe ser bombeado a diferentes tasas de flujo y su volumen debe ser muy preciso para que el tapón desplace la cantidad estimada de cemento sobre el colgador. Por otro lado, la zapata tampoco puede quedar sin cementar o cementada incompletamente, ya que puede ocasionar influjo. Para controlar la cantidad de lodo que se debe bombear, se monitorea tanto computarizadamente desde el panel de control, como manualmente a través de la lectura de nivel de los tanques del camión de bombeo, tal como se ilustra en la siguiente figura.
Desplazamiento con espaciador y lodo
Desplazamiento con espaciador y lodo
Luego de bombear 5 bls de espaciador a 2 bpm (para separar el cemento del lodo) y los 218 bls de lodo a 5 bpm (desplazando el dardo hasta el tapón receptáculo ubicado en el colgador, donde se acopla el dardo), se reduce la tasa a 2 bpm, enviando 10 bls. Esta disminución de caudal es para observar la ruptura de los pines del tapón de acoplamiento, ya que al calzar el dardo se incrementa la presión. El tapón posee 6 pines de bronce y cada uno resiste una presión de 290 lppc. Por lo que, al aumentar la presión hasta 1700 lppc se rompen los pines y comienza a descender todo el tapón acoplado al dardo hasta el landing collar, limpiando así la tubería del cemento.
Posteriormente, se bombea 44 bls de lodo a 4 bpm y luego 8 bls de lodo a 2 bpm con un total de 285 bls de lodo.
Desplazamiento con espaciador y lodo
16250´
7 5/8”
9 5/8”
Lodo:
11,6 lpg16250´
7 5/8”
9 5/8”
Lodo:
11,6 lpg16250´
7 5/8”
9 5/8”
Lodo:
11,6 lpg
Asentar tapón de desplazamiento
El tapón desciende hasta el landing collar, calzando en éste. Seguidamente se asienta el tapón al aumentar la presión a 500 lppc por encima de la presión final. Posteriormente se desahoga la presión del equipo de cementación y se procede a asentar el top packer
Asentando el Top packer
El top packer es la empacadura del colgador, la cual se asienta luego que se a cubierto completamente de cemento hasta el volumen calculado en el liner sellando el anular entre el liner de 5 ½” y el revestidor de 9 5/8”. La siguiente Top Packer
Top Packer
Asentando el Top packer
Para asentar el top packer, se levanta 5 pies el setting tool sobre el colgador, liberando unos brazos que se encuentran comprimidos por unos resortes, para luego al aplicar peso (60000 lbs), dichos brazos presionan el colgador, rompiendo los pines de la empacadura, abriéndola y cerrando el anular. Esta operación se realiza inmediatamente después de calzar el tapón en el landing collar.
Sacando 12 parejas
Una vez que se queda asentado el top packer y se retira 12 parejas de tubería de perforación, con el fin de asegurar que el cemento no fragüe en esta y ocurra una pega.
Circulando fondo arriba
Finalmente se circula fondo arriba por el anular de la tubería de manera de sacar fuera del hoyo algún exceso de cemento.
PRUEBA DE AFLUENCIA
PRUEBA DE AFLUENCIA
Esta prueba se hace en los pozos con alta presión de formación, una vez finalizado el proceso de cementación del liner.
| La prueba de afluencia consiste en disminuir la presión hidrostática, mediante el bombeo del aceite mineral y agua, con el objetivo de inducir el flujo de fluido al pozo, monitoreando en superficie el retorno de agua.
FINALIDAD DE LA PRUEBA
• Evaluar la efectividad de la cementación del liner.• Verificar la integridad o adherencia de las gomas de
la empacadura del colgador.• Estos son factores importantes para culminar con
éxito la construcción del último hoyo del pozo. De acuerdo a los resultados de la prueba se recurrirá de ser necesario a la cementación forzada, actividad que consiste en la inyección de lechada dentro de una zona, o de un espacio anular a alta o baja presión.
Descripción Operacional de la Prueba
A. El equipo utilizado para llevar a cabo la prueba consta de:
• Empacadura.• Válvula de Circulación, para permitir el
desplazamiento de fluido tubería-anular y anular-tubería, después de asentar la empacadura.
• Drill Pipe.• Cabezal de Prueba.• Manifold.
Descripción Operacional de la Prueba
TOP PACKER
EMPACADURA “CSTH HURRICANE”9-5/8” x 47-58.4 Lbs/pie @ 13550'
DRILL PIPE 5”
TOPE DEL COLGADOR @ 13842’
BAYPASS
AGUA 174 BlsDENSIDAD 8.33 LPGALTURA 9797 PIES MD
VASSA 10 BlsDENSIDAD 6.8 LPGALTURA 563 PIES MD
LODO DENSIDAD 11.05 LPG
DENSIDAD EQUIVALENTE 9 LPG
Descripción Operacional de la Prueba
B. El procedimiento ejecutado para realizar la prueba de afluencia al liner:
• Conectó empacadura al drill pipe y se bajó. Circuló fondo arriba.
• Instaló cabezal de prueba y manifold. Probó líneas con 5000 lppc.
• Asentó empacadura con 20000 lbs. Cerró rams de tubería y probó asentamiento con 1000 psi.
• Descargó la presión, abrió válvula de circulación (Bypass) y circuló en reverso tomándose como presiones reducidas 900 psi con 40 spm y 1100 lppc con 50 spm.
Descripción Operacional de la Prueba
• Bombeo por la tubería 10 bls de aceite mineral (VASSA) como espaciador, seguido por agua a una tasa promedio de 3 bpm y una presión de bombeo entre 800 y 2100 lppc, con el objetivo de obtener una densidad equivalente de 9 lpg (tope del colgador).
• Cerró camisa de circulación (Bypass) y rams de tubería, se aplicó 500 lppc por el anular y el contraflujo fue de 2.5 bls.
• Se observó el pozo (Estático) durante una hora y media, retornando 15 galones de agua.
• Como el pozo no reaccionó, se abrió la válvula de circulación y se desplazó de anular a tubería el fluido de prueba por el lodo original, reversando 174 bls de agua y 10 bls de aceite mineral Vassa.
• Abrió anular y desasentó empacadura de prueba. Desconectó cabezal, manifold de prueba y líneas de circulación.
• Circuló fondo arriba con empacadura de prueba 9-5/8" @ 13550' hasta homogeneizar el peso del lodo en 11.5 lpg. Este proceso se realizó a una presión de bombeo de 1050 lppc, 80 spm y 280 gpm.
• Bombeo píldora pesada y sacó tubería de 5" con empacadura 9-5/8" desde 13550'.