TEMA CementacionesVI. Terminología en las cementaciones
Presión de desplazamiento (Pd).- Es la presión necesaria para desplazar el cemento de la tubería de revestimiento y/o de la TP al espacio anular. Es recomendable que al faltar 15 o 20 bls de desplazamiento se baje el gasto para evitar un golpe de ariete y un posible desprendimiento de la TR.
Presión final (Pf).- Es la presión adicional a la presión de desplazamiento con la cual se termina el desplazamiento y nos indica que el tapón superior a llegado al cople. Se recomienda que la presión final para TR´S superficiales e intermedias sea de 35 kg/cm2 por arriba de la presión de desplazamiento y para TR´S cortas de 70 kg/cm2 por arriba de la presión de desplazamiento.
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Máxima presión superficialPresión final
Caída libre
0 20 40 60 80 100Tiempo (min)
Pre
sión
sup
erfic
ial (
psi)
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Gas
to (
bls/
min
)
Caída libre
0 20 40 60 80 100Tiempo (min)
Gasto de bombeo Gasto en el espacioanular
TEMA CementacionesVI. Cementacion de tuberías de revestimiento (T.R.)
Tubería conductora (T.C. 30”).- Es la primera que se introduce y puede ser cementada o hincada. Su objetivo es permitir la circulación controlada, evitar derrumbes de formaciones no consolidadas, aislar acuíferos superficiales e instalar el sistema de control (preventores) para la siguiente etapa.
Esta tubería es cementada hasta la superficie, al cemento se le agrega acelerador, no requiere la utilización de baches lavadores ni espaciadores y no utiliza accesorios para la cementación.
50 m
F = 36 pg
F = 30 pg
Cálculos para la cementación de la T.C.
R = 39 lt/sc A = 22 lt/sc Cap EA = 200 lt/m Cap TC = 456 lt/m
VEA = 50 x 200 = 10,000 lt entre 39 = 257 sacos sacos de 50 kg = 15 ton
VD = 45 x 456 = 20,520 lt entre 159 = 129 bls
VA = 257 x 22 = 5,654 lt = 6 m3
Cap EA = 0.5067 (D2e – D2i) (lt/m)
Cap TR = 0.5067 ( D2i) (lts/m)
V = Cap x L ( lt/m) Nota: el diámetro esta en pulgadas
45 m
TEMA CementacionesVII. Cementacion de tuberías de revestimiento (T.R.)
50 m
F = 26”
1000 m
T C 30”
T R 20”
30 m
V1
V2
V1
V1
V2
V1
a b
VdVd
Tubería superficial (T.R. 20”).- Esta tubería tiene como principal objetivo la instalación definitiva de las conexiones superficiales de control, aislar acuíferos superficiales, zonas de pérdida y posibles zonas de gas someras. Es cementada hasta la superficie y requiere del bache espaciador no así del lavador, es común utilizar una lechada de baja densidad como bache espaciador.
Nota.-Generalmente por ser
diámetros muy grandes no se
toma el registro de calibración y
para el calculo del volumen de
cemento se toma el diámetro de
la barrena y se le da un 20% de
exceso al volumen de cemento
de baja densidad.
Cuando el cemento no sale a superficie se realiza una segunda cementación a través del espacio anular introduciendo una tubería de diámetro pequeño..
TEMA CementacionesEjemplo: Se va a cementar una T.R. de 20” a 1000 m. Determine el volumen de cemento de las dos lechadas, el volumen de desplazamiento y el volumen de agua necesaria para la mezcla. Utilice los siguientes datos.
Distribución de la TR
Zapata guia 20”
3T TR de 20” K-55, 94 lb/pie
Cople flotador 20”
nT TR de 20” K-55, 94 lb/pie
Gdte fract = 1.63 gr/cm3
Gdte poro = 1.09 gr/cm3
Lodo belt. = 1.20 gr/cm3
De 1000 a 800 m d= 1.90
De 800 a 00 d= 1.60
Cap. TR = 185.3 lt/m
Cap. EA = 139.9 lt/m
Cap. TP 5” = 9.3 lt/m
Agua= 22 lt/saco
Agua= 41 lt/saco
Datos de TR
RT (TR 20”) = 1,480,000 lb
Di(TR 20”) = 19.124”
R1 = 39 lt/sc (den= 1.90 gr/cc)
R2 = 57 lt/sc (den = 1.60 gr/cc)
1.- Calculo del volumen de cemento con densidad de 1.90 gr/cm3. V = Cap x L
a. V = (1000 – 800) 139.9 = 27,980 lts Vcz= 30x185.3 = 5,559 lts V1 = 33,539 lts
V1 = 33,539 / 39 = 860 sacos x 50 = 43,000 kg = 43 ton
2.- Calculo del volumen de cemento con densidad de 1.60 gr/cm3.
a. V2 = (1000 – 200) 139.9 = 111,920 lts V2 = 111,920 / 57 = 1,964 sacos V2 = 98 ton
3.- Calcule el volumen de desplazamiento
V2 = 1.2 V2 = 1.2x98 = 118 ton
a. Vd = (1000 – 30) 185.3 = 179,741 lts Vd = 179,741 / 159 = 1,130 bls Proceso normal
b. Vd = (1000 – 30) 9.3 = 9,021 lts Vd = 9,021 / 159 = 58 bls Proceso Stab in
TEMA CementacionesEjemplo:
4.- Volumen de agua requerido para la mezcla total del cemento
V1 = 33,539 / 39 = 860 sacos x 22 = 18,920 lt = 18.92 m3
V2 = 111,920 / 57 = 1,964 sacos x 41= 80,504 lts = 80.50 m3 Vt = 100 m3
5.- Calcular la Presión máxima de bombeo sin desprender la TR
WTR = 1000 x 94 x 3.28 / 2.2 = 140 ton en el aire WTR = 140 Ff = 140 x 0.84 = 118 ton
RT= 1,480,000 / 1.6 = 925,000 lbs Rd = 925,000 – 259,600 = 665,400 lbs
P = F / A = 665,400 / 287.24 = 2144 psi
RPi = 2,110 / 1.250 = 1688 psi
TEMA CementacionesVII. Cementacion de tuberías de revestimiento (T.R.)
Tubería intermedia (T.R. 13 3/8”).-Esta tubería tiene como objetivo aislar cuerpos arenosos del terciario con posibles acumulaciones de hidrocarburos y estar en condiciones aumentar la densidad del fluido de perforación en la siguiente etapa y perforar la zona de alta presión sin problemas. Es cementada hasta la superficie en una o dos etapas, dependiendo de las condiciones del equipo para cementar y del gradiente de poro. El uso de baches lavador y espaciador son necesarios. Usualmente se usa agua como bache lavador.
1000 m
F = 17 1/2”
3800 m
T R 20”
T R 13 3/8”
30 m
V1
V1
V2
Una etapa Dos etapas
Vd
Vd
T C 30” 50 m
V1
V2
V1V2V2
V1V1
V2V2
V1V1Cople de
Cementaciónmúltiple
2300 m
Ejemplo: Se va a cementar una T.R. de 13 3/8”” a 3,800 m. Determine el volumen de cemento de las dos lechadas, el volumen de desplazamiento y el volumen de agua necesaria para la mezcla del cemento. Utilice los siguientes datos. En esta etapa se tomo un registro de calibración indicando un diámetro de agujero de 17” por lo que se tomara el diámetro de la barrena 17 ½”.
Distribución de la TR
Zapata guía 13 3/8””
3T TR 13 3/8” P-110, 72 lb/pie
Cople diferencial 13 3/8”
nT TR de 13 3/8” P110, 72 lb/pie
Gdte fract = 1.97 gr/cm3
Gdte poro = 1.33 gr/cm3
Lodo belt. = 1.55 gr/cm3
De 3800 a 3500 m d= 1.90
De 3500 a 00 d= 1.60
Cap. TR = 77.2 lt/m
Cap. EA = 64.5 lt/m
Cap.EA2= 94.7
Agua= 22 lt/saco
Agua= 41 lt/saco
Datos de TR
RT (TR 13 3/8”) = 2,284,000 lb
Di (TR 13 3/8”) = 12.347”
R1 = 39 lt/sc (den= 1.90 gr/cc)
R2 = 62 lt/sc (den = 1.60 gr/cc)
1.- Calculo del volumen de cemento con densidad de 1.90 gr/cm3.
a. V = (3800 – 3500) 64.5 = 19,350 lts Vcz= 30x77.2 = 2,316 lts V1 = 21,666 lts
V1 = 21,666 / 39 = 556 sacos x 50 = 27,777 kg = 28 ton
2.- Calculo del volumen de cemento con densidad de 1.60 gr/cm3.
a. V2 = (3500 – 1000) 64.5 = 161,250 lts V3 = 1000 x 94.7 = 94,700 lts
3.- Calcule el volumen de desplazamiento
Vb = V2 + V3 = 161250 + 94700 = 255,950 lts / 62 = 4,129 sacos x 50 = 206 ton
a. Vd = (3800 – 30) 77.2 = 291,044 lts Vd = 291,044 / 159 = 1,830 bls Proceso normal
TEMA CementacionesVII. Cementacion de tuberías de revestimiento (T.R.)
4.- Volumen de agua requerido para la mezcla total del cemento
5.- Calcular la Presión máxima de bombeo sin desprender la TR
WTR = 3800 x 72 x 3.28 = 897,408 lbs en el aire WTR = 897,409 Ff = 753,823 lbs
RT= 2,284,000 / 1.6 = 1,427,500 lbs Rdisponible = 1,427,500 – 753,823 = 673,677 lbs
P = F / A = 673,677 / 119.73 = 5,627 psi RPi = 7,400 / 1.250 = 5,920 psi
Ejemplo:
V1 = 21,666 / 39 = 556 sacos x 22 = 12,232 lts = 12.2 m3
Vt = 255,950 lts / 62 = 4,129 sacos x 41 = 169,289 lts = 169.2 m3 Vaguatotal = 181.4 m3
TEMA Cementaciones
6.- Volumen del bache lavador
Vbl= 150 x 77.2 = 11,580 lts = 73 bls
7.- Volumen del bache espaciador
Vbl= 150 x 77.2 = 11,580 lts = 73 bls
1000 m
F = 17 1/2”
3800 m
T R 20”
T R 13 3/8”
30 m
V1
V2
V1
Vd
V3
V1
V2
V3
Ph = 57+ 560 = 617 kg/cm2
Pfract = 3800 (1.97/10) = 749 kg/cm2
Pporo = 3800(1.3310) = 505 kg/cm2
3500 m
8.- Relación de presiones:
3800 m
7186 psi 10600 psi
PRESION PSI
PROF M
3500 m7968 psi
8763 psi
Tarea 6: Utilizando los datos del problema anterior calcular el volumen de cemento para la cementacion de la TR de 13 3/8” y el volumen de desplazamiento en dos etapas.
TEMA Cementaciones
V1
Dos etapas
Vd
V2V2
V1V1
V2V2
V1V1Cople deCementación
múltiple2300 m
Distribución de la TR
Zapata guía 13 3/8””
3T TR 13 3/8” P-110, 72 lb/pie
Cople diferencial 13 3/8”
nT TR de 13 3/8” P110, 72 lb/pie
Gdte fract = 1.97 gr/cm3
Gdte poro = 1.33 gr/cm3
Lodo belt. = 1.55 gr/cm3
Cap. TR = 77.2 lt/m
Cap. EA = 64.5 lt/m
Cap.EA2= 94.7
Agua= 22 lt/saco
Agua= 41 lt/saco
Datos de TR
RT (TR 13 3/8”) = 2,284,000 lb
Di (TR 13 3/8”) = 12.347”
R1 = 39 lt/sc (den= 1.90 gr/cc)
R2 = 62 lt/sc (den = 1.60 gr/cc)
3500 m
2400 m
2000 m
d= 1.60
d= 1.90
d= 1.90
d= 1.60
1000 m20”
Un punto para este problema
MIL GRACIAS
POR SU
ATENCION
Desarrollo operativa para la cementacion de TR´S superficiales e intermedias.
(20”, 16”, 10 ¾”, 13 3/8”, 9 5/8”)
TEMA CementacionesVII. Cementacion de tuberías de revestimiento (T.R.)
1. Realizar los cálculos de la cementación.
2. Efectuar una junta con todo el personal involucrado. En esta junta se le da a conocer al personal el trabajo por realizar, su objetivo y riesgos potenciales.
3. Se asignan las tareas al personal involucrado.
4. Se revisan las condiciones del pozo (circulación, perdida, peso de TR, longitud de TR).
5. Verificar el volumen de lodo existente y sus condiciones reológicas.
6. Verificar el volumen de agua para la mezcla del cemento.
7. Recuperar una muestra de cemento y agua para análisis posterior de requerirse.
8. Instalar la cabeza de cementar, el tapón limpiador y las líneas superficiales de bombeo (unidades – pozo).
9. Efectuar la prueba hidráulica a las líneas de bombeo.
10. Soltar el tapón limpiador, bombear el bache lavador y probar el equipo de flotación.
11. Bombear el bache espaciador.
12. Mezclar y bombear la lechada de baja densidad. La lechada debe ser homogénea en caso contrario suspender.
13. Mezclar y bombear la lechada de alta densidad. La lechada debe ser homogénea.
14. Soltar el tapón de desplazamiento.
15. Realizar el desplazamiento con el volumen de lodo calculado.
16. Alcanzar la presión final. Descargar la presión.
17. Reportar la secuencia operativa en la bitácora (por tiempos).
Recomendaciones para la cementacion de TR´S superficiales e intermedias.
(20”, 16”, 10 ¾”, 13 3/8”, 9 5/8”)
TEMA CementacionesVII. Cementacion de tuberías de revestimiento (T.R.)
1. Verificar que la TR este en el fondo.
2. Circular hasta que no se observe la salida de recortes (mínimo 1 ½ ciclo) y las condiciones reológicas del lodo sean las programadas.
3. Verificar en la bitácora del perforador la longitud de TR introducida.
4. Verificar las condiciones de circulación y el equipo de bombeo.
5. Revisar las condiciones de descarga del cemento.
6. El muestreo de cemento y agua se debe realizar por depósito.
7. Cuando falten 20 ó 30 bls por desplazar, bajar el gasto de la bomba para evitar el golpe de ariete.
8. Si con el volumen calculado no se observa incremento de presión (Pf) es preferible parar el bombeo y dar por terminada la cementación.
9. La presión final debe ser mayor a la de desplazamiento en 35 kg/cm2.
Tubería intermedia de explotación (9 5/8”).- El objetivo principal de esta tubería es la de aislar la zona de presión anormal y de requerirse, estar en condiciones de bajar la densidad al perforar la zona productora. Dependiendo de las condiciones del pozo (profundidad, gradientes de fractura, de poro, peso de la TR, condiciones del equipo, etc.) se recomienda cementar esta tubería en dos etapas: una como tubería corta (liner) y la segunda como complemento. La utilización de baches lavador y espaciador es un requisito importante. Por estar en la zona de alta presión generalmente se utiliza una sola lechada de cemento (la de alta densidad).
TEMA CementacionesVII. Cementacion de tuberías de revestimiento (T.R.)
1000 m
F = 12 1/2”
6150 m
T R 20”
T R 9 5/8”
T C 30” 50 m
3800 mT R 13 3/8”
6150 m
B L 9 5/8” 3650m
Cementación del liner
6150 m
50 m
TP 5”
30 m
Ejemplo: Se va a cementar una T.R. de 9 5/8”” corta (liner) a 6,150 m. Determine el volumen de cemento necesario, dejando 50 m de cemento arriba de la boca del liner (BL), el volumen de desplazamiento, el volumen de los baches lavador y espaciador y el volumen de agua necesaria para la mezcla del cemento. Utilice los siguientes datos.
TEMA CementacionesVII. Cementacion de tuberías de revestimiento (T.R.)
Distribución de la TR
Zapata flotadora 9 5/8”
3T TR 9 5/8” TAC 140, 61.1 lb/pie
Cople flotador 9 5/8”
nT TR 9 5/8” TAC140, 61.1 lb/pie
Gdte fract = 2.22 gr/cm3
Gdte poro = 1.90 gr/cm3
Lodo belt. = 1.95 gr/cm3
Dens. cemento = 2.0 gr/cc
Cap. TR = 35.5 lt/m
Cap. EA1 = 32.1 lt/m
Cap.EA2= 30.3 lt/m
Cap 5” = 9.3 lt7m
Agua= 18 lt/saco
Cap TR 13 3/8” = 77.2 lt/m
RT (TR 9 5/8”) = 1,944,000 lb
Di (TR 9 5/8”) = 8.375”
TP 5” 25.6 lb/pie (Di=4 pg)
R1 = 58 lt/sc (den= 2.0 gr/cc)
6150 m
50 m
3800 m
B L 9 5/8”
TR 13 3/8”
LO
DO
TR 9 5/8”
T R 9 5/8”
6150 m
B L 9 5/8” 3650m
Cementación del liner
TP 5”
30 m
3800 mTR 13 3/8”
LO
DO
F 12 1/2”
Ejemplo:
TEMA Cementaciones
3.- Volumen de agua requerido para la mezcla total del cemento
Vt = 84,895 / 58 = 1,464 sacos x 18 = 26,352 lts = 27 m3
4.- Volumen del bache lavador
Vbl= 150 x 35.5 = 5,325 lts = 34 bls
5.- Volumen del bache espaciador
Vbl= 150 x 35.5= 5,325 lts = 34 bls
6.- Calcular la Presión máxima de bombeo sin desprender la TR y/o la TP
WTR = 2500 x 61.1 x 3.28 = 501,020 lbs en el aire
RT= 1,944,000 / 1.6 = 1,215,000 lbs
P = F / A = 838,437 / 55 = 15,244 psi RPi = 12500 / 1.250 = 10,000 psi
WTR = 501,020 Ff = 376,563 lbs flotada
Rdisponible = 1,215,000 – 376,563 = 838,437 lbs
1.- Calculo del volumen de cemento con densidad de 2.0 gr/cm3.
a. V1 = (6150 - 3800) 32.1 = 75,435 lts Vcz= 30x35.5 = 1,065 lts
Vt = V1 + Vcz + Vtraslape + VsobreBL = 75,425 + 1,065 + 4,545 + 3,860 = 84,895 lts
2.- Calcule el volumen de desplazamiento
a. V1= (6150 – 30 - 2650) 35.5 = 3470 x 35.5 = 123,185 lts = 775 bls
Vt = 84,895 / 58 = 1,464 sacos x 50 = 73,185 kg = 73 ton
Vtraslape = 150x 30.3 = 4,545 lts Vsobre BL = 50 x 77.2 = 3,860 lts
b. V2= (2650) 9.3 = 24,645 lts = 155 bls Vtd = 775 + 155 = 930 bls
Ejemplo:
TEMA Cementaciones
Ph = P1 + P2 = (6150 – 3592) 2 / 10 + (3592) 1.95 /10
Ph = 512+ 700 = 1,212 kg/cm2
Pfract = 6159 (2.22/10) = 1,365 kg/cm2
Pporo = 6159 (1.90/10) = 1,168 kg/cm2
6150 m
50 m
3800 m
B L 9 5/8”
TR 13 3/8”
LO
DO
6.- (continuación)
WTP = 3650 x 19.5 x 3.28 = 233,454 lbs en el aire
RT= 954,000 / 1.6 = 596,260 lbs
R disponible = 596,260 – (175,090 + 376,563) = 596,260 – 551,653 = 44,607 lbs = 20.2 ton
WTR = 233,454 Ff = 175,090 lbs flotada
Rdisponible = RT – (WTP flotada + WTR flotada)
7.- Obtenga la presión hidrostática en el EA al final de la cementacion.
TR 9 5/8”
Pfract
Pporo
Ph
P2
P1
P = F / A = 44607 / 12.57 = 3,548 psi
LO
DO
F 12 1/2”
Ejemplo: Cementar la T.R. de 9 5/8”” complemento a 3,650 m. Determine el volumen de cemento necesario dejando la cima en el espacio anular a 800 m, el volumen de desplazamiento, el volumen de los baches lavador y espaciador y el volumen de agua necesaria para la mezcla del cemento.
TEMA CementacionesVII. Cementacion de tuberías de revestimiento (T.R.)
Distribución de la TR
Tie back 9 5/8”
3T TR 9 5/8” TRC 140, 61.1 lb/pie
Cople flotador 9 5/8”
nT TR 9 5/8” P 110, 61.1 lb/pie
Gdte fract =
Gdte poro =
Lodo belt. = 1.70 gr/cm3
Den cem= 1.90 gr/cm3
Cap. TR = 35.5 lt/m
Cap. EA = 29.4 lt/m
Agua= 20 lt/saco
RT (TR 9 5/8”) = 1,944,000 lb
Di (TR 9 5/8”) = 8.375”
R1 = 56 lt/sc (den= 2.0 gr/cc)
6150 m
3650 m
3800 m
B L 9 5/8”
TR 13 3/8”
LO
DO
LO
DO
TR 9 5/8”
TR 9 5/8”
1000 mTR 20”
800 m
3.- Volumen de agua requerido para la mezcla total del cemento
Vt = 84,855 / 56 = 1,515 sacos x 20 = 30,300 lts = 30.3 m3
4.- Volumen del bache lavador
Vbl= 150 x 35.5 = 5,325 lts = 34 bls
5.- Volumen del bache espaciador
Vbl= 150 x 35.5= 5,325 lts = 34 bls
1.- Calculo del volumen de cemento con densidad de 1.95 gr/cm3.
a. V1 = (3650 - 800) 29.4 = 83,790 lts Vcz= 30x35.5 = 1,065 lts
Vt = V1 + Vcz = 83,790 + 1,065 = 84,855 lts
2.- Calcule el volumen de desplazamiento
a. V1= (3650 – 30) 35.5 = 3470 x 35.5 = 128,510 lts = 808 bls
Vt = 84,855 / 56 = 1,515 sacos x 50 = 75,750 kg = 76 ton
Ejemplo:TEMA Cementaciones
6.- Calcular la Presión máxima de bombeo sin desprender la TR y/o la TP
WTR = 3650 x 61.1 x 3.28 = 731,489 lbs en el aire
RT= 1,680,000 / 1.6 = 1,050,000 lbs
P = F / A = 479,439 / 55 = 8,717 psi RPi = 10,500 / 1.250 = 8,400 psi
WTR = 501,020 Ff = 570,561 lbs flotada
Rdisponible = 1,050,000 – 570,561 = 479,439 lbs
Tubería de explotación (7”).- El objetivo principal de esta tubería es la de aislar la zona productora de zonas indeseables para poder explotar selectivamente el o los yacimientos. Esta tubería es cementada con una sola densidad salvo casos excepcionales o cuando se utilizan cementos de baja densidad. La utilización de baches lavador y espaciador es un requisito indispensable.
TEMA CementacionesVII. Cementacion de tuberías de revestimiento (T.R.)
3800 m
F = 8 1/2”
6800 m
T R 13 3/8”
T R 7”
T R 20” 1000 m
6150 mT R 9 5/8”
6,800 m
B L 7” 6,000m
Cementación del liner
6,800 m
50 m
TP 5”
30 m
6,150m 6,150m
Ejemplo: Cementar la T.R. de 7”” corta (liner) a 6,800 m. Determine el volumen de cemento necesario dejando 50 m de cemento sobra la B.L. de 7”, el volumen de desplazamiento, el volumen de los baches lavador y espaciador y el volumen de agua necesaria para la mezcla del cemento.
TEMA CementacionesVII. Cementacion de tuberías de revestimiento (T.R.)
Distribución de la TR
Zapata flotadora 7”
3T TR 7” TAC 140, 38 lb/pie
Cople flotador 7”
nT TR 7” TAC 140, 38 lb/pie
Gdte fract = 1.95 gr/cm33
Gdte poro = 1.78gr/cm3
Lodo belt. = 1.85 gr/cm3
Den cem = 2.0 gr/cm3
Cap. TR = 17.8 lt/m
Cap. EA = 11.8 lt/m
Cap EA2 = 10.7 lt/m
Cap TP 5” = 9.3 lt/m
Cementación del liner
T R 7”
6,800 m
B L 7” 6,000 m
TP 5”
30 m
6,150 mTR 9 5/8”
RT (TR 7”) = 1,944,000 lb
Di (TR 7”) = 5.920”
R1 = 58 lt/sc (den= 2.0 gr/cc)
Agua = 20 lt/saco
Ejemplo:
TEMA Cementaciones
3.- Volumen de agua requerido para la mezcla total del cemento
Vt = 200 sacos x 20 = 4,000 lts = 4 m3
4.- Volumen del bache lavador
Vbl= 150 x 17.8 = 2,625 lts = 16 bls
5.- Volumen del bache espaciador
Vbl= 150 x 17.8= 2,625 lts = 16 bls
1.- Calculo del volumen de cemento con densidad de 2.0 gr/cm3.
a. V1 = (6800 - 6150) 11.8 = 7,670 lts Vcz= 30x17.8 = 534 lts
Vtc = V1 + Vcz + Vtraslape + VsobreBL = 7,670 + 534 + 1,605 + 1,775 = 11,584 lts
2.- Calcule el volumen de desplazamiento
a. Vd1= (6800 – 30 - 6000) 17.8 = 770 x 17.8 = 13,706 lts = 86 bls
Vtc = 11,584 / 58 = 200 sacos x 50 = 10,000 kg = 10 ton
Vtraslape = 150x 10.7 = 1,605 lts Vsobre BL = 50 x 35.5 = 1,775 lts
b. Vd2= (6000) 9.3 = 55,800 lts = 351 bls Vtd= 437 bls
Ejemplo: Se desea cementar una T.R. corta de 5”” (liner) a 6,250 m, como se muestra en la figura. Con los datos adjuntos, determine el volumen de cemento necesario para la cementación, dejando 50 m de cemento sobra la B.L. de 5”, el volumen de desplazamiento, el volumen de los baches lavador y espaciador y el volumen de agua necesaria para la mezcla del cemento.
TEMA CementacionesTarea 7
Distribución de la TR
Zapata flotadora 5”
3T TR 5” P 100, 18 lb/pie
Cople flotador 5”
nT TR 7” P 110, 18 lb/pie
Gdte fract = 1.90 gr/cm33
Gdte poro = 1.71gr/cm3
Lodo belt. = 1.80 gr/cm3
Den cem = 1.95 gr/cm3
Cap. TR = 9.3 lt/m
Cap. EA1 = 8.7 lt/m
Cap EA2 = 9.6 lt/m
Cap TR 7 5/8” = 22.2 lt/m
Cap TP 3 1/2” = 3.4 lt/m
RT (TR 5”) = 580,000 lb
RT (TP 3 ½”) = 581,000 lbs
Di (TR 5”) = 4.276”
Di (TP 3 ½”)= 2.602”
R1 = 54 lt/sc
Agua = 21 lt/saco
Cementación del liner
T R 5”
6,250 m
B L5” 5,650 m
TP 3 1/2”
30 m
5,750 mTR 7 5/8”
F 6 ½”EA1
Desarrollo operativa para la cementacion de TR´S cortas.
(9 5/8”, 7 5/8”, 7”, 6 5/8”, 5”, 3 ½”)
VII. Cementacion de tuberías de revestimiento (T.R.)
1. Realizar los cálculos de la cementación.
2. Efectuar una junta con todo el personal involucrado. En esta junta se le da a conocer al personal el trabajo por realizar, su objetivo y riesgos potenciales. Asignación de tareas.
3. Se revisan las condiciones del pozo (circulación, perdida, peso de TR, longitud de TR y TP).
4. Se verifica si esta libre la TR y se checa el fondo del pozo con el 30% del peso de la TR.
5. Se ancla la TR (hidráulico o mecánico).
6. Verificar el volumen de lodo existente, sus condiciones reológicas y el volumen de agua.
7. Recuperar una muestra de cemento y agua para análisis posterior de requerirse.
8. Instalar la cabeza de cementar, el tapón limpiador y las líneas superficiales de bombeo (unidades – pozo).
9. Efectuar la prueba hidráulica a las líneas de bombeo.
10. Soltar el tapón limpiador, bombear el bache lavador y probar el equipo de flotación .
11. Bombear el bache espaciador.
12. Mezclar y bombear la lechada vigilando que sea lo más homogénea posible.
13. Soltar el tapón de desplazamiento (2do tapón).
14. Realizar el desplazamiento con el volumen de lodo calculado.
15. Alcanzar la presión final. Descargar la presión y verificar nuevamente el equipo de flotación.
16. Soltar la TR y levantar el extremo de la TP 100 m por arriba de la cima de cemento dentro de la TR.
17. Reportar la secuencia operativa en la bitácora (por tiempos) anotando el programa a seguir.
18. Esperar el fraguado.
TEMA Cementaciones
VII. Cementacion de tuberías de revestimiento (T.R.)
TEMA Cementaciones
Recomendaciones para la cementacion de TR´S superficiales e intermedias.
(9 5/8”, 7 5/8”, 7”, 6 5/8”, 5”, 3 ½”)
1. Verificar que la TR este en el fondo.
2. Circular hasta que no se observe la salida de recortes (mínimo 1 ½ ciclo) y las condiciones reológicas del lodo sean las programadas.
3. Verificar en la bitácora del perforador la longitud de la TR y TP introducida.
4. Verificar las condiciones de circulación y el equipo de bombeo.
5. Si el equipo de flotación no funciona es recomendable bombear un bache testigo para determinar si en realidad es el equipo de flotación el que no funciona o existe alguna otra anomalía.
6. Revisar las condiciones de descarga del cemento.
7. El muestreo de cemento y agua se debe realizar por depósito.
8. Es importante efectuar una prueba de compatibilidad entre el lodo y el bache espaciador y cemento.
9. Cuando falten 10 ó 15 bls por desplazar, bajar el gasto de la bomba para evitar el golpe de ariete.
10. Si con el volumen calculado no se observa incremento de presión (Pf) es preferible parar el bombeo y dar por terminada la cementación.
11. La presión final debe ser mayor a la de desplazamiento en 70 kg/cm2.
VIII. Cementaciones forzadas
TEMA Cementaciones
2.- La cementacion forzada: Se describirse como el proceso de forzar a presión una lechada de cemento a través de perforaciones realizadas en la T.R., en roturas de esta y a través de la formación. Sus principales objetivos son:
a. Corregir una cementacion primaria.
b. Abandonar zonas productoras agotadas.
c. Obturar roturas en la T.R.
d. Para realizar exclusiones de agua.
e. Para obturar zonas de perdida de circulación.
VIII. Cementaciones forzadas (técnicas operativas)
TEMA Cementaciones
Las técnicas existentes para la realización de cementaciones forzadas son:
a. Mediante bombeo continuo.
b. Colocación del cemento como TxC e inyección posterior.
c. Mediante el uso de empacadores (retenedores).
a b c
TEMA Cementaciones
Los tapones de cemento: la colocación de tapones de cemento tienen los siguientes objetivos:
a. Abandono de pescados.
b. Para corregir desviaciones durante la perforación.
c. Abandono de intervalos agotados o invadidos
d. En operaciones de pesca para fijar el pez.
e. Como protección durante operaciones especiales.
IX. Tapones de cemento
a b c d e
TEMA Cementaciones
a. Método de tapón balanceado.
b. Método de tapón descolgado.
c. Método del MPBT
IX. Tapones de cemento (técnicas operativas)
Tapón balanceado.- Esta técnica es la más común y consiste en colocar un volumen de cemento en un intervalo predeterminado. Los cálculos deben realizarse con exactitud para evitar la contaminación del cemento con el lodo de perforación. Cuando la diferencia de densidades entre el cemento y el lodo de perforación es considerable, se recomienda colocar antes del cemento un tapón de un bache viscoso con una densidad entre la del lodo y el cemento.
Boca de pez
Lo
do
Lo
do
Lo
do
TP
Hc
Hbe
Hbl
hc
hbe
Para la colocación de un tapón balanceado se debe cumplir la siguiente condición:
Hc = hc, Hbe = hbe y Hbl = hbl
El vol de desplazamiento será:
Vd = (LTP – Hc – Hbe – Hbl) Cap TP
Bache lavador
Bache espaciador
Cemento
hbl
TEMA CementacionesIX. Tapones de cemento (técnicas operativas)
Ejemplo.- Durante la perforación de un pozo se registro un atrapamiento de la sarta, quedando como pez: la barrena y los drill collar, razón por la cual se desea colocar un tapón de cemento sobre el pez para desviar el pozo y continuar con la perforación. Colocar cemento 5 m por arriba de la BP.
TR 9 5/8” 4,250 m
TP 5”
Profundidad total: 5150 m
Boca del pez: 4900 m
Cap TP 5” : 9.3 lt/m
Vol cemento: 5.85 m3
Diam agujero: 8 ½”
Lodo: drilex 1.62 gr/cc
Cap Tp – Ag : 23.9 lt/m
Red: 45 lt/sc
Cap agujero: 36.6 lt/m
Vol bach lav: 5.50 m3
Vol bach esp: 6.50 m3
Den cemento = 1.95 gr/cc
DATOS
1.- Calcular el volumen de bache lavador por delante y por atrás del cemento.
Vblav 1= Cap EA = 23.9 = 3,959 lts = 24.90 bls
Hc
Hbe
Hbl
5,150 m
Vt (bache)
(Cap EA + Cap TP)
5,500
(23.9 +9.3)
CALCULOS
HEA 1= = = 165.65 mtsVblav 1
Cap EA
3,959
23.9
Vblav 2= Cap TP = 9.3 = 1,541 lts = 9.70 blsVt (bache)
(Cap EA + Cap TP)
5,500
(23.9 +9.3)
Vblav 2 1,541HEA 2= = = 165.69 mts
Cap TP 9.3
TEMA CementacionesIX. Tapones de cemento (técnicas operativas)
2.- Calcular el volumen de bache espaciador por delante y por atrás del cemento.
Vt (bache) 6,500
(23.9 +9.3)
Vbesp 2= Cap TP = 9.3 = 1,821 lts = 11.45 blsVt (bache)
(Cap EA + Cap TP)
6,500
(23.9 +9.3)
Vbesp 1= Cap EA = 23.9 = 4,679 lts = 29.43 bls(Cap EA + Cap TP)
HEA 1= = = 195.77 mtsVbesp 1
Cap EA
4,679
23.9
Vbesp 2 1,821HEA 2= = = 195.80 mts
Cap TP 9.3
3.- Calcular el volumen de cermento en el EA y en la TP.
Vt (cto) 5,850
(23.9 +9.3)
Vcto 2= Cap TP = 9.3 = 1,639 lts = 10.31 blsVt (cto)
(Cap EA + Cap TP)
5,850
(23.9 +9.3)
Vcto 1= Cap EA = 23.9 = 4,211 lts = 26.47 bls(Cap EA + Cap TP)
HEA 1= = = 176.19 mtsVbesp 1
Cap EA
4,211
23.9
Vbesp 2 1,639HEA 2= = = 176.24 mts
Cap TP 9.3
TEMA CementacionesIX. Tapones de cemento (técnicas operativas)
4.- Calcular el volumen para desplazar los baches y la lechada de cemento.
Vdesp = ( Prof TP – Hcto – Hbesp – Hblav ) Cap TP
Vdesp = ( 4895 - 176.20 – 195.80 – 165.65 ) 9.3 = 40,523.36 lts = 254.86 bls
Programa de bombeo:
1. Bombear 24.90 bls de bache lavador con densidad de 1 gr/cc.
2. Bombear 29.43 bls de bache espaciador con densidad de 1.75 gr/cc.
3. Mezclar y bombear 6.5 ton de cemento con densidad de 1.95 gr/cc.
4. Bombear 11.45 bls de bache espaciador con densidad de 1.75 gr/cc.
5. Bombear 9.70 bls de bache lavador con densidad de 1 gr/cc.
6. Desplazar baches y cemento con 254.86 bls de lodo con densidad de 1.62 gr/cc.
7. Levantar el extremo de la TP a 4,100 m.
8. Circular en inversa con 300 bls de lodo.
9. Cerrar el pozo y esperar el fraguado del cemento.
TEMA CementacionesIX. Tapones de cemento (técnicas operativas)
Tapón descolgado.- Esta técnica es empleada cuando la presión de yacimiento es muy baja y no soporta la columna hidrostática del fluido de control. Los cálculos y cuidados de esta técnica son mucho más rigurosos que la anterior teniendo principal cuidado en el volumen de desplazamiento, ya que la presión hidrostática final (fluido de control más cemento y baches) deberá ser igual o ligeramente menor a la presión del yacimiento.
Lo
do
Nivelde
lodo
Para la colocación de un tapón descolgado debe cumplir la siguiente condición:
Pws = Ph
El vol de desplazamiento será:
Vd = (LTP – LTP libre) Cap TP
Lo
do
Nivelde
lodo
Pws
TEMA CementacionesIX. Tapones de cemento (técnicas operativas)
Ejemplo.- Se desea colocar un tapón de cemento descolgado sobre la boca del liner de 7” para corregir la cementación primaria defectuosa, llenando con cemento el traslape entre TR´S, dejando 120 m de cemento sobre la BL de 7” e inyectando el volumen restante. Se tiene la siguiente información:
TR de 9 5/8” a 4360 m.
B.L. 7” a 4160 m
Lodo d = 1.15 gr/cc
Pws = 192 kg/cm2 @ 4360 m
Nivel fluido = 2690 m
Den cem = 1.35 gr/cc
Vol cto = 6 ton
Den bach = 1.20 gr/cc
Cap. TR 9 5/8” = 35.5 lt/m
Cap. TR 9 5/8 y 7” = 10.7 lt/m
Cap TP 5” = 9.3 lt/m
Rcto = 82 lt/sc
Lo
do
Nivelde
lodo
Pws
4,360 mTR 9 5/8”
5,360 m
Zonaproductora
5,120 m
2,690 m
Vacío (aire)
Lo
do Lo
do
1.- Calcular el volumen de cemento
Vcto = 6000 x 82 / 50 = 9,840 lts = 62 bls
2.- Calcular el volumen en el traslape y los 120 m arriba de la BL.
Vtras = (4360 – 4160) 10.7 = 2,140 lts = 13.5 bls
4,160 m VBL = 120 x 35.5 = 4,260 lts = 26.8 bls
3.- Calcular el volumen de cemento que se inyectara a la formación.Vcto = Vtras + VBL + Viny Viny = Vcto – Vtras - VBL
Viny = 9840 – 2140 – 4260 = 3,440 lts = 21.6 bls
TR 7”
Ext TP = 4,040 m
Bache 1=2 m3
Bache 2=1.5 m3
B1/Cemto./B2
TEMA CementacionesIX. Tapones de cemento (técnicas operativas)
Lo
do
Pws
4,360 mTR 9 5/8”
5,360 m
Zonaproductora5,120 m
2,690 m
Lo
do
Lo
do
Altura de 1,434.3 m que produce una P adicional = 188 kg/m2
Si no se bombea más fluido el arreglo queda así:
El primer bache fuera de la TP (2,000 lts)
500 lts de lechada fuera de la TP 9,340 lts dentro de la TP
El segundo bache dentro de la TP (1,500 lts)
4,160 m
5.- Calcular el volumen de desplazamiento para cumplir con lo programado.
Pcto tras = 200 x 1.35 / 10 = 27.0 kg/cm2
4.- Condiciones de presión durante el bombeo de cemento y bache
Caso crítico.
Hbache 1 = 2000/9.3 = 215 m Pbache 1 = 215 x 1.2 / 10 = 25.80 kg/cm2
Hcto = 9840/9.3 = 1058 m Pcto1 = 1058 x 1.35 / 10 = 142.83 kg/cm2
Hbache 2 = 1500/9.3 = 161.30 m Pbache 1 = 161.30 x 1.2 / 10 = 19.36 kg/cm2
1,3
50
m
Pcto BL = 120 x 1.35 / 10 = 16.2 kg/cm2
Pbach 2 = 19.36 kg/cm2
P dife = 192 – 27 – 16.2 – 19.36 = 129.44 kg/cm2
L balancear = (129.44 x 10) / 1.15 = 1,125.56 m luego el volumen es
V desp = 1,125.56 x 9.3 = 10,467.76 lts = 65.83 bls de lodo
Nota.- Cuando se requiera colocar un tapón en agujero descubierto, es recomendable conocer con exactitud el diámetro de dicho agujero, de ser necesario debe tomarse un registro de calibración. La longitud mínima de tapón recomendada para asegurar el éxito es de 150 m lineales en los dos primeros métodos.
Método del MPBT.- Este método es utilizado generalmente para aislar intervalos agotados sin tener que sacar el aparejo de producción. Su empleo esta restringido a pozos entubados únicamente y donde no se requieren grandes volúmenes de cemento. La principal ventaja de este método es que el tapón se puede colocar sin la necesidad de controlar el pozo.
TEMA CementacionesIX. Tapones de cemento (técnicas operativas)
Debido a las condiciones cada ves más adversas donde las presiones de poro y de fractura son muy bajas, se tiene la necesidad de utilizar cementos de baja densidad, pero con una resistencia compresiva aceptable (mayor de 1000 psi).
La ingeniería de cementaciones a evolucionado técnicamente y encontrado métodos y diseños especiales para elaborar cementos de baja densidad con buena resistencia compresiva y así tenemos:
TEMA CementacionesX. Cementos especiales
1. Cementos esferiliticos (d = 1.45 gr/cm3)
2. Cementos aereados (d = 1.30 gr/cm3).
3. Cementos espumados (d = 1.10 gr/cm3).
4. Cementos con aditivos especiales (d = 0.65 gr/cm3).
Recommended