avance norma api 10b

5/25/2018 Avance Norma API 10b

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EXTRACTO NORMA API 10 B

1. Muestreo

2. Transporte y almacenamiento

3. Preparacin3.1 Aparatos

4. Procedimientos4.1 Determinacin de la densidad relativa (gravedad especfica) de los

componentes4.2 Temperatura del agua y cemento4.3 Mezcla de agua y fluido4.4 Mezcla de cemento y agua

5. Propiedades de la lechada de cemento5.1 Densidad5.2 Resistencia a la compresin5.3 Tiempo de espesamiento5.4 Prdida de fluido esttico5.5 Propiedades reolgicas y resistencia de gel, utilizando un viscosmetro

rotacional.5.6 Estabilidad de la lechada5.7 Compatibilidad de fluidos del pozo

6. Deteccin del espaciador surfactante (SSST)

6.1 Evaluacin de mezclas espaciador/NAF del SSST

7. Puzolanas7.1 Propiedades fsicas y qumicas7.2 Clculos de lechada

8. Anexo A. Procedimiento para la preparacin de grandes volmenes de lechada.

9. Anexo B: calibracin y verificacin de equipos para pruebas de cementacin depozos.

9.1 Balanza9.2 Mezcladora9.3 Temporizadores9.4 Dispositivos de temperatura9.5 Medio de calentamiento9.6 sistemas de medicin de temperatura y controladores.9.7 Sistema de medicin por el viscosmetro de tensin9.8 Dispositivo de medicin de la consistencia o potencimetro9.9 Dispositivos ultrasnicos9.10 Manmetros


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9.11 Marco de cargas9.12 Balanza de densidad de fluidos presurizados9.13 Conjunto de pesas

10. Adquisicin de datos


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1. Muestreo

Muestreo de aditivos de cemento seco: las muestras de aditivos de cemento

pueden ser extradas de un recipiente a granel o de un saco. Mltiples muestras

deben estar extrada del centro de la fuente utilizando un dispositivo de muestreo

adecuado. Un compuesto de las muestras del mismo lote debe ser preparado,envasado y etiquetado.

Muestreo de aditivos lquidos de cemento: lamayora de los aditivos lquidos son

soluciones o suspensiones de materiales secos. El almacenamiento puede

permitir la separacin de los ingredientes activos. Por lo tanto, los ingredientes

activos pueden flotar en la parte superior del recipiente, suspenderse como capa o

asentarse en la parte inferior. Por estas razones, los aditivos lquidos deben

mezclarse cuidadosamente antes del muestreo y la muestra debe ser extrada

desde el centro del contenedor mediante un dispositivo de toma de muestras

limpio y seco. Un compuesto de las muestras del mismo lote debe ser preparado,envasado y etiquetado.

Muestreo del agua de mezcla:el agua de la mezcla debe ser muestreada a partir

de la fuente o desde el tanque en el que se almacena justo antes de la mezcla.La

muestra debe ser extrada de una manera que evite la contaminacin y debe ser

empaquetada y etiquetada.

2. Transporte y almacenamiento

Las muestras deben ser empacadas prontamente en contenedores no usados,

limpios y hermticos, a prueba de humedad y adecuados para envo y

almacenamiento a largo plazo. Los recipientes deben estar revestidos de metal,

plstico u otro revestimiento flexible y rgido que asegure la mxima proteccin.

Bolsas resellables de plstico pueden ser utilizadas, siempre que la bolsa sea

colocada en un contenedor de proteccin antes de su envo, para evitar la

perforacin y para contener todos los materiales que puedan fugarse durante el

envo.

Sacos de tela ordinaria, latas o frascos, no deben ser utilizados. El envo en

contenedores de vidrio no es recomendable.

El cuerpo de cada contenedor de mezcla debe estar claramente etiquetado e

identificado con el tipo de material, nmero de lote, origen y fecha de muestreo.

Las tapas de los envases no deben ser marcadas, ya que las tapas se pueden

intercambiar con facilidad y por lo tanto dar lugar a confusin. Las muestras de


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material peligroso deben ser envasadas y etiquetadas en conformidad con todos

los requisitos reglamentarios.

3. Preparacin

Preparacin de la muestra antes de la prueba: a su llegada al centro deexmenes, las muestras deben ser examinadas de cerca para asegurarse de que

se han mantenido selladas durante el transporte y que no estn contaminadas. Si

la muestra no fue cargada en un contenedor a prueba de fugas, debe ser

transferida a un contenedor adecuado a prueba de fugas. El envase debe estar

debidamente etiquetado, fechado y debe ser almacenado en un lugar seco en

donde las temperaturas se mantengan constantes. El reenvasado debe indicarse.

En el momento de la prueba, cada muestra debe ser examinada por calidad y

debe ser completamente mezclada antes de la preparacin de la lechada. La vida

til ptima para todas las muestras debe ser determinada por el proveedor ofabricante. Si no se sabe, el uso de cualquier tipo de aditivo de cemento que se

haya almacenado durante ms de un ao no es recomendable.

Preparacin de la lechada: la preparacin de las lechadas de cemento vara de las

clsicas mezclas de lquido/slido, debido a la naturaleza reactiva del cemento. La

velocidad y tiempo de cizallamiento son factores importantes en la mezcla de las

lechadas de cemento; variar estos parmetros ha demostrado que afecta las

propiedades de rendimiento de las lechadas. Se recomienda el procedimiento

descrito aqu para la preparacin en laboratorio de lechadas que no requieran

condiciones especiales.

3.1 Aparato s

Balanzas: ya sean electrnicas o mecnicas, debern tener una precisin de

0,1% de la lectura, para las mediciones realizadas en 10 g o ms y una precisin

de 1% de lectura para la medicin realizada con menos de 10 g. Las balanzas

debern tener dos decimales de precisin como mnimo.

Dispositivo mezclador: debe tener capacidad de 1 litro (1 cuarto de galn), una

unidad inferior y una licuadora tipo cuchilla. Este dispositivo es ampliamente usado

en la preparacin de las lechadas de cemento. El recipiente de la licuadora y la

cuchilla batidora deben ser de un material resistente a la corrosin.

La cuchilla de la licuadora debe ser reemplazada por una nueva antes de una

prdida de masa superior a un 10%. Si el dispositivo de mezcla presenta fugas en

algn momento durante el procedimiento, el contenido debe ser desechado, la

fuga reparada y el procedimiento se reinicia.


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4. Procedimientos

4.1 Determinacin de la densidad relativa (gravedad especfica) de los

componentes

La densidad relativa de los diferentes lotes de cemento puede variar debido a las

variaciones naturales en la composicin de la materia prima utilizada en el proceso

de fabricacin. La densidad relativa del cemento puede variar desde 3,10 hasta3,25. Esto puede dar lugar a variaciones en las densidades de lodo de hasta 0.28

lbm/gal, para lodos con relacin agua-slido constante.

La densidad relativa del agua de la mezcla tambin puede variar, dependiendo de

la fuente, lo que resulta en inconsistencias en la densidad de la lechada. La

determinacin de la densidad relativa de todos los componentes de la suspensin

se hace necesaria para calcular correctamente las cantidades requeridas en la

preparacin de la lechada.

Densidad relativa del cemento y aditivos secos: la densidad relativa del cemento y

los aditivos secos se puede determinar mediante el uso de un picnmetro de gas.

Densidad relativa del agua de mezcla y aditivos lquidos: la densidad relativa del

agua de mezcla y los aditivos lquidos se puede determinar mediante el uso de un

hidrmetro. Alternativamente, un picnmetro tambin puede ser usado.

4.2 Temperatura del agua y cemento


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La temperatura de la mezcla de agua, cemento seco o mezcla de cemento y

dispositivos de mezclado; debe ser representativa de las condiciones de mezcla

del campo. Si las condiciones de campo son desconocidos, la temperatura del

agua de la mezcla (incluyendo cualquier aditivo pre-mezclado) y el cemento seco,

debe ser de 73 F 6 F inmediatamente antes de mezclar. En todos los casos,

las temperaturas de la mezcla de agua y cemento seco deben ser medidas ydocumentadas.

4.3 Mezcla de agua y fluido

La composicin del agua puede afectar al rendimiento de la lechada y se debe

usar agua de la fuente del campo. Si la mezcla de agua no est disponible en el

campo, se debe usar agua de composicin similar. Si la composicin del agua de

la mezcla del campo es desconocida; se puede usar agua des ionizada, destilada,

o agua del grifo. El tipo de agua que se use debe estar documentado en el informe

del laboratorio.

El agua de la mezcla puede ser pesada en una licuadora limpia y seca. Si se hace

as, los aditivos se pueden pesar dentro del agua en el recipiente mezclador o

pueden ser pesados por separado y aadidos al agua mientras se agita a baja

velocidad. No se deben agregar excesos de agua para compensar la evaporacin.

4.4 Mezcla de cemento y agua

Un volumen de suspensin de aproximadamente 600 ml es suficiente para llevar a

cabo la mayora de los procedimientos de ensayo en laboratorio, sin llenardemasiado el vaso de la licuadora. Se deben pesar los materiales secos y

mezclarlos bien y uniformemente antes de adicionarlos a la mezcla de fluido.

Si algunos aditivos estn presentes en el agua de mezcla, estos deben agitarse

bien para que sean dispersados antes de aadirlos al cemento. En algunos casos,

los aditivos (secos o lquidos) pueden ser aadidos al agua de mezcla en el

campo. En tales casos, stos deben agregarse al agua mientras se mezcla a baja

velocidad. En ciertas ocasiones, el orden de adicin de los aditivos a la mezcla de

agua puede ser crtico, en este caso, los aditivos deben mezclarse en el orden en

que van a ser mezclados en el campo. Se debe documentar algn procedimiento

especial de mezcla y tiempo de mezclado.

Mientras se mezcla a 4000 r/min 250 r/min, se debe aadir el cemento o aditivo

seco de cemento a una tasa uniforme en no ms de 15 s, si es posible. Algunos

diseos de lechadas pueden tomar ms tiempo para mojar completamente la

mezcla de cemento, sin embargo, el tiempo usado debe mantenerse a un mnimo.

Si se requieren ms de 15 s para mezclar el cemento con el agua, se debe


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documentar ese tiempo. Despus de 15 s o cuando se hayan agregado todos los

materiales secos al agua de la mezcla, si es superior a 15 s, coloque la tapa en el

recipiente de mezcla y contine mezclando a 12000 r/min 250 r/min durante 35 s

1 s. Mida y documente la velocidad de rotacin.

Nota:El acondicionamiento del fluido de prueba simula las condiciones que ste

encontrar durante la colocacin en el pozo. El acondicionamiento debe hacerse

de acuerdo a un calendario que refleje las condiciones a las que se espera que el

fluido de prueba est expuesto durante la colocacin. Si es posible, el programa

debe utilizar las temperaturas y las presiones del pozo. Alternativamente, el

acondicionamiento se puede hacer a presin atmosfrica.

5. Propiedades de la lechada de cemento

5.1 Densidad

El aparato preferido para la medicin de la densidad de una lechada de cemento

es la balanza de fluido presurizado. Por la presurizacin de la copa de muestra,

cualquier aire arrastrado se reduce a un volumen insignificante, proporcionando de

este modo una medicin de la densidad de la lechada ms representativa que la

verdadera densidad de la suspensin.

5.2 Resistencia a la compresin

Aparato: moldes Cube y bastidores de cargas de pruebas para resistencia a la

compresin.

El bloque de la estructura de carga de prueba debe tener la libertad para inclinarse

en cualquier direccin. El centro del bloque debe alinearse con el centro de la

superficie de la muestra, para asegurar una carga uniforme a travs de la muestra.

Un bloque de metal endurecido de cojinete debe utilizarse debajo o encima de la

muestra, dependiendo de cmo el cojinete de giro est inclinando, para minimizar


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el desgaste en el rodillo inferior. La placa debe estar inscrita para ayudar en la

colocacin del espcimen en el centro de la superficie de la platina.

Los moldes deben ser de metal duro y la tolerancia del molde debe ser verificada

por lo menos una vez cada dos aos. La placa base del molde debe ser de metal

resistente a la corrosin, la placa de la cubierta debe tener un espesor mnimo de6 mm (0,25 pulgadas) y ser de un material resistente a la corrosin. Las ranuras

pueden estar incorporadas en la superficie de la placa de la cubierta en contacto

con la superficie del cemento. Las placas de vidrio pueden ser utilizadas, pero no

se recomiendan para pruebas superiores a 230 F debido al riesgo de sustitucin

de slice.

Bao o tanque de curado de agua: debe tener dimensiones que permitan la

inmersin completa de los moldes para muestras y debe ser capaz de mantener

las temperaturas de ensayo especificadas dentro de 3 F.

Los dos tipos de baos de curado de agua son:

a) Bao de curado a presin atmosfrica (sin presin), que tiene un agitador o un

sistema de circulacin. Los baos de curado a presin atmosfrica en o por debajo

de 150 F, se pueden utilizar para el curado de muestras en pruebas que no

requieran una presin mayor a la presin atmosfrica.

b) Cmara de curado a presin; adecuada para curar muestras a la temperatura

de ensayo final adecuada y a una presin de al menos 3000 psi. El recipientedebe ser capaz de ser calentado a la velocidad deseada.

Bao de enfriamiento: debe estar diseado de tal manera que la muestra a ser

enfriada desde la temperatura de curado, pueda ser completamente sumergida en

agua mantenida a 80 F 5 F.

Sistema de medicin de temperatura:hay tres sistemas comunes de medicin de

la temperatura.

a) En un bao no presurizado se puede usar un termmetro que tenga un rango

de 0 F a 220 F. Las divisiones de la escala deben ser mnimo de 2 F.

b) En un bao no presurizado se puede usar un termopar que tenga un rango de

0 F a 220 F, con una precisin de 3 F.


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c) En una cmara de curado a presin se puede usar un termopar que tenga un

rango 0 F a casi 400 F, con una precisin de 3 F.

Varilla resistente a la corrosin: por lo general con un dimetro de 0,25 pulgadas.

Grasa molde de sellado: debe presentar propiedades anticipadas de temperatura y

presin, adecuadas para su uso.

a) Consistencia que permita fcil aplicacin.

b) Buenas propiedades de sellado, para evitar fugas.

c) Resistencia al agua.

d) Inerte al cemento.

e) No corrosivo en el intervalo de temperatura de la prueba.

Agente de liberacin de molde (opcional): una fina capa de agente de liberacin de

molde se puede aplicar a las superficies interiores del molde para evitar que la

muestra se dae cuando se retire. El agente de desmoldeo debe cumplir con las

caractersticas de la grasa para molde.

Preparacin de moldes

Las caras interiores de los moldes y las superficies de contacto de las placas se

recubren comnmente con un agente de liberacin, pero pueden estar

sencillamente limpias y secas.

Llenado de moldes

Vierta la lechada de cemento en cada cmara de molde a aproximadamente la

mitad de la profundidad del molde. Mezcle suficientemente cada muestra con una

varilla de mezcla, para eliminar las burbujas de aire. Agite la suspensin restante

con una esptula para garantizar que la suspensin sea uniforme. Luego, llene

cada cmara del molde a rebosar con lechada y mezcle igual que la primera capa.

Despus de mezclar, retire el exceso de lechada de la parte superior del molde

usando un borde recto. Deseche las muestras en moldes que tengan fugas.Coloque la tapa en la parte superior de los moldes. Para cada prueba, prepare al

menos tres especmenes.

Curado a presin atmosfrica


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Despus de que los moldes se han llenado, cubierto y 5 minutos despus de la

mezcla, colquelos en un bao de curado mantenido a la temperatura deseada.

Eleve los moldes de la parte inferior del bao, usando una placa perforada, rejilla

de alambre, o separadores adecuados, para permitir que el agua circule

completamente alrededor de las muestras durante el perodo de curado. A los 45

min ( 5 min) antes de que las muestras se vayan a probar, quite los moldes delbao de agua y retire las muestras del molde. Sumerja inmediatamente las

muestras en un bao de enfriamiento de agua a 80 F 5 F, hasta que las

muestras se pongan a prueba.

Curado a presiones superiores a la atmosfrica

Dentro de los 5 minutos despus de la ltima mezcla de lechada, que los moldes

han sido llenados, cubiertos con la placa superior y colocados inmediatamente en

un recipiente de curado a la temperatura deseada de inicio de prueba

(normalmente 80 F 5 F), se aplica calor y presin de acuerdo con el calendariode pruebas.

Mantenga la presin en el recipiente de curado durante el proceso de

enfriamiento. Libere la presin poco a poco y quite los moldes del recipiente de

curado. Retire inmediatamente las muestras de los moldes y sumrjalas en un

bao de enfriamiento de 80 F 5 F, durante 45 min ( 5 min) hasta que las

muestras se pongan a prueba.

Duracin del ensayo: el perodo de prueba es el tiempo transcurrido desde

someter la muestra a calor en el recipiente de curado, hasta probar la resistenciade la muestra. La prueba debera realizarse en un periodo de 30 minutos.

Pruebas de Resistencia: con los especmenes de prueba inmediatamente

retirados del bao de refrigeracin. Mida la altura del espcimen y calcule el rea

de superficie mnima en contacto con la platina. Coloque la muestra sobre la

platina, con un lado del espcimen en contacto con la platina (es decir, la

superficie superior durante el curado, no debe estar en contacto la platina). El

procedimiento de prueba puede efectuarse de acuerdo con la norma ASTM C

109/C 109M -07.

5.3 Tiempo de espesamiento

Los resultados de la prueba de tiempo de espesamiento de laboratorio

proporcionan una indicacin de la longitud de tiempo que una lechada de cemento

permanecer bombeable en un pozo. Las condiciones de la prueba de laboratorio


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deben representar el tiempo, la temperatura y la presin a la que se expone una

lechada de cemento durante las operaciones de bombeo.

Aparatos y materiales

Consistmetro presurizado: se debe medir la temperatura y la consistencia de lalechada de cemento. Para determinar el tiempo de espesamiento, se mide la

consistencia de una lechada de cemento. La consistencia, expresada en unidades

Bearden de consistencia (Bc), se determina por la fuerza impuesta por la

suspensin en contra de la paleta y es medida como un esfuerzo de torsin. Un

potencimetro, o su equivalente, se utilizan para determinar el par de torsin.

Se deben proporcionar sistemas de medicin de temperatura para determinar y

controlar la temperatura de la lechada de cemento.

Tiempo de espesamiento

Es el tiempo transcurrido desde la aplicacin inicial de presin y temperatura,

hasta el tiempo en el que la lechada alcanza una consistencia considerada

suficiente para hacer que no sea bombeable (por ejemplo, 70 Bc 100 Bc). Se

debe documentar y reportar la consistencia en la que se dio por terminada la

prueba de tiempo de espesamiento.

Determinacin del horario de las pruebas

Los horarios de prueba se utilizan para simular los cambios de temperatura y

presin desde las condiciones de superficie, hasta las condiciones de presin de


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fondo (PBH) y predecir la temperatura de circulacin de fondo (TPBHC). La

temperatura en el pozo puede variar con el tiempo, el volumen de fluidos que

estn siendo circulados, la velocidad de la bomba, el tamao del tubo, etc.

Las condiciones finales de temperatura y presin deben mantenerse hasta que la

prueba de tiempo de espesamiento se complete. Alternativamente, si unasimulacin trmica de temperaturas de pozo est disponible, la temperatura final y

la presin pueden ser cambiadas para simular las condiciones de flujo.

Tiempo TPBHCy PBH

Si no estn disponibles los datos de prediccin para la temperatura de circulacin

del cemento (TTOCC), el TPBHCy PBHdeben mantenerse hasta que se complete la

prueba. Si se dispone de datos fiables de TTOCC, la lechada de cemento se puede

mantener en TPBHC y PBH durante un perodo determinado, tal como 30 minutos,

como un factor de seguridad incorporado. Despus de un periodo demantenimiento en TPBHC y pBH, la temperatura y presin sobre la lechada de

cemento se puede cambiar a la temperatura y presin de circulacin del tope del

cemento, hasta que se finalice la prueba.

5.4 Prdida de fluido esttico

Esta prueba se realiza usando alta presin, alta temperatura, no-agitacin o

clulas de prdida de fluido agitado. Para las pruebas a temperaturas inferiores o

iguales a 190 F, las pruebas pueden ser realizadas usando una clula deprdidas de fluido no agitado (a veces llamada filtro prensa), despus de

acondicionar la lechada en un consistmetro atmosfrico o a presin, o mediante

el uso de un aparato de prdida de fluido agitado. Para las pruebas a

temperaturas superiores a 190 F, los exmenes pueden ser realizados utilizando

una clula de prdida de fluido no agitado, despus del acondicionamiento en un

consistmetro a presin o mediante el uso de un aparato de prdida de fluido

agitado. Independientemente de si la suspensin es acondicionada en un

consistmetro o en un aparato de prdida de fluido agitado, el valor de prdida de

fluido se determina bajo condiciones estticas.

Aparatos

Clulas de prdida de fluido a alta temperatura y alta presin.

Las clulas de prdida de fluido no agitado a alta temperatura y alta presin o

aparatos de prdida de fluido agitado, cuentan con pantallas que se sustituyen

cuando se presente obstruccin visible, desgaste, dao o distorsin.


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En prueba con temperaturas superiores a 190 F, para evitar la ebullicin del

filtrado de cemento en la prueba, un colector de filtrado (un receptor de

contrapresin) est conectado al vstago de salida. Para lechadas que contienen

sales (NaCl, KCl, etc), se utilizar un receptor de contrapresin. El uso de un

condensador puede permitir que las sales se cristalicen al enfriarse y se puedan

unir al tubo condensador, dando una falsa indicacin de baja prdida de fluido.

Clulas de prdida de fluido no agitado a alta temperatura y alta presin.

Estn disponibles clulas individuales o de doble extremo, largo y corto. Por

razones de seguridad, las clulas de dos extremos se prefieren porque no

requieren inversin despus del pre-calentamiento y llenado. Los lodos que

presentan asentamiento, dan resultados de prdida de fluido errneo. Se debe

tener cuidado para asegurar que las lechadas estn diseadas adecuadamente y

tengan tendencia mnima a asentarse.

Aparatos de prdida de fluido agitado, a alta temperatura y alta presin.

Por seguridad, se prefiere un aparato de prdida de fluido agitado para la

realizacin de pruebas de prdida de fluido a temperaturas superiores a 190 F,

porque evita tener que manejar y transferir fluidos calientes.

Sistema de medicin de la temperatura.

Se debe utilizar un termopar o dispositivo de medicin de temperatura con una

precisin de 3 F o mejor. La ubicacin del dispositivo de medicin detemperatura se debe reportar. Se prefiere el dispositivo de medicin de

temperatura insertado en la pared de la celda de prdida de fluido o inmerso en la

suspensin.

Los termmetros de metal no deben utilizarse, debido a su relativamente poca

precisin. Los termmetros de vidrio no se utilizan debido a que sus dimensiones

no permiten que quepan dentro de la camisa de calefaccin o la celda de ensayo.

Los medidores de presin

Se deben utilizar manmetros con una escala en la que la presin se pueda leer a

50 psi.

Cronmetro

Se debe usar un contador de tiempo o cronmetro que sea capaz de medir el

tiempo en segundos y minutos.


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Seguridad

Estos procedimientos requieren el manejo de equipos presurizados y calientes, as

como materiales que pueden causar lesiones. Slo personal cualificado deber

realizar estas pruebas.

Prueba de prdida de fluido esttico usando clulas de prdida de fluido no

agitado

Antes de la prueba, asegrese de que haya un suministro de nitrgeno con una

presin suficiente para presurizar la celda y el receptor de contrapresin (si se

usa) para completar la prueba (es decir, una presin mnima de 1200 psi). Revise

las condiciones del equipo y limpie las piezas y la grasa, si es necesario. Al final

de la prueba, asegrese de que la presin dentro de la celda de ensayo haya sido

completamente purgada antes del desmontaje. Verifique el estado de la pantalla alfinal de la prueba, y repita la prueba si es necesario.

Realizacin de una prueba de prdida de fluido esttico utilizando un aparato de

prdida de fluido agitado

Este aparato permite acondicionamiento del fluido bajo condiciones de alta

temperatura y presin. Para pruebas a temperatura superior a 190 F, se requiere

un receptor a contrapresin o un condensador para recoger el filtrado. La prdida

de fluido se mide bajo condiciones estticas.


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Antes de la prueba, asegrese de que haya un suministro de nitrgeno con una

presin suficiente para presurizar la celda y el receptor de contrapresin (si se

usa) y para completar la prueba (una presin mnima de 1200 psi).

Resultados de prdida de fluido e informes.

Calcule la prdida de fluido API, expresado como mililitros por 30 min. Para las

pruebas que se ejecutan la totalidad de los 30 min, mida el volumen de filtrado

recogido, doble el valor y comunique el valor duplicado como la prdida de fluido

API.

Nota: las lechadas con sedimentacin significativa dan valores errneos para la

prdida de lquidos. Las pruebas de prdida de lquidos que no se ejecutan un

total de 30 minutos, tienen un error potencial que llega a ser mayor que el de la

prueba ms corta. Pruebas de prdida de fluido que tienen una duracin de 30 minmuestran tpicamente 5% de variabilidad. Las pruebas que se ejecutan en menos

de 5 min pueden tener una variabilidad de ms de 30%.

5.5 Propiedades reolgicas y resistencia de gel, utilizando un viscosmetro

rotacional.

Este procedimiento se puede utilizar para caracterizar el comportamiento reolgico

de fluidos utilizados en la cementacin de pozos, bajo condiciones de presin

atmosfrica y a temperaturas no superiores a 190 F. La determinacin de laspropiedades reolgicas de los fluidos de prueba, puede ser sensible al

procedimiento que se utiliza. No se recomienda una comparacin de propiedades

reolgicas obtenidas utilizando otros mtodos. Los resultados pueden no ser

precisos en la medicin de las propiedades reolgicas de fluidos altamente

dispersos.

Las siguientes condiciones son necesarias para caracterizar correctamente los

parmetros reolgicos de un fluido:

- La lechada es homognea y la tensin de corte es uniforme a travs del

intervalo.

- El rgimen de flujo en el espacio anular es laminar.

- El deslizamiento por la pared es despreciable.

- La muestra presenta un comportamiento independiente del tiempo.

Aparatos


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Viscosmetro rotacional

Un viscosmetro no presurizado de rotacin tpica, tambin conocido como un

viscosmetro de Couette, se debe utilizar para medir las propiedades reolgicas de

los fluidos utilizados en la cementacin de pozos .

El esfuerzo cortante

El esfuerzo cortante se expresa en pascales (libras fuerza por cada cien metros

cuadrados).

Determinacin de la resistencia de gel

La resistencia de gel de un fluido puede ser medida inmediatamente despus de la

determinacin de las propiedades reolgicas de la muestra o en un fluido

separado, recin preparado. Se deben registrar las resistencias de gel a lastemperaturas utilizadas.

Para mejorar la fiabilidad de las mediciones, todo el procedimiento se puede

repetir dos o tres veces, usando un fluido recin preparado cada vez. Reporte los

valores de resistencia de gel como la media de las mediciones.

Caracterizacin del comportamiento reolgico

El modelo reolgico que mejor describe la relacin entre la tensin de corte y la

velocidad de cizalla, se puede seleccionar mediante la preparacin de un grficode esfuerzo de corte vs velocidad de cizallamiento.

5.6 Estabilidad de la lechada

El propsito de esta prueba es determinar la estabilidad esttica de una lechada

de cemento. La lechada de cemento es condicionada para simular la colocacin

dinmica en un pozo. La suspensin se deja esttica para determinar si se separa

lquido libre de la suspensin o para determinar si la lechada de cemento

experimenta sedimentacin de partculas. El lquido libre puede ser formado con

sedimentacin mnima y la sedimentacin puede ocurrir sin que haya formacin de

lquido libre. Por lo tanto, el resultado de lquido libre y de sedimentacin se

requiere para entender la estabilidad esttica de la suspensin en condiciones de

fondo de pozo. El exceso de lquido libre y sedimentacin se considera perjudicial

para la calidad de la cementacin. La cantidad de lquido libre y sedimentacin

que es aceptable vara con la aplicacin.


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5.7 Compatibilidad de fluidos del pozo

Esto es utilizado para determinar el grado de compatibilidad entre los fluidos del

pozo en operaciones de cementacin e incluye el examen de las propiedades

reolgicas, resistencia de gel, tiempo de espesamiento, resistencia a la

compresin, suspensin de slidos y fluido espaciador. Por el uso de esteprocedimiento, se puede determinar la tendencia de incompatibilidad y se puede

realizar la seleccin de un espaciador adecuado.

Los siguientes procedimientos de prueba se utilizan para fluidos espaciadores. El

usuario debe tener en cuenta los impactos potenciales al momento de decidir

probar mezclar el lodo con el cemento. La mayora de las veces, se presume que

el lodo y el cemento son incompatibles y que un espaciador proporciona una

separacin adecuada entre los dos. Los efectos de la centralizacin del casing, la

geometra del pozo, reologas y regmenes de flujo de los fluidos, deben ser

cuidadosamente considerados en el diseo del proceso de desplazamiento fsico,para minimizar la posibilidad de contacto entre el cemento y el lodo.

Preparacin de fluidos de ensayo

Observe todos los requisitos y procedimientos de seguridad de laboratorio

adecuados para trabajar con fluidos bajo temperatura y la presin. Tenga en

cuenta los puntos de inflamacin de los lquidos antes de la prueba y garantice

una ventilacin adecuada en el rea de trabajo antes de iniciar cualquier prueba.

Se debe tener especial cuidado cuando se trabaja con lquidos inflamables. La

temperatura mxima para la prueba a presin atmosfrica es 190 F, o por debajodel punto de inflamacin ms bajo. Cuando el acondicionamiento se realiza a una

temperatura ms elevada bajo presin, el lquido debe ser enfriado a la

temperatura de la prueba o por debajo del punto de inflamacin, lo que sea menor,

antes de liberar la presin.

Preparacin del espaciador

El espaciador debe estar recin preparado en conformidad con las instrucciones

del proveedor. Un volumen de 500 ml normalmente es suficiente para realizar una

prueba. Son recomendados los dispositivos que no exponen los fluidos a aceite.

(Por ejemplo, clula de prdida de fluido agitado, hornos de rodillos, etc.)

Preparacin de fluido de perforacin u otro fluido de campo

Deben utilizarse muestras representativas de lodo u otro fluido de campo. El

trmino "lodo" ser usado para referirse a cualquier fluido de pozo; incluyendo

fluido de perforacin, fluido de terminacin, etc.


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Mezcle bien las muestras de lodo antes de la prueba. Si el lodo de campo no est

disponible, las muestras pueden ser preparadas en laboratorio. Tal lodo preparado

en el laboratorio no es representativo del lodo del campo, ya que no contienen

slidos de perforacin y fluidos de la formacin. Las muestras de lquido

preparadas en el laboratorio requieren una preparacin adicional, para simular

ms estrechamente las propiedades del fluido de campo. Se debe tener cuidado alinterpretar los resultados cuando se utilizan muestras preparadas en el laboratorio

y es recomendable confirmar con una muestra del lodo del campo una vez est

disponible.

Nota: existe peligro de contaminacin con aceite cuando el fluido es

acondicionado en un consistmetro presurizado.

Preparacin de mezclas de fluidos

Debido a que la compatibilidad puede variar con la temperatura de la prueba, se

debe considerar la temperatura a la que la mezcla se producir en el pozo. En

relacin a consideraciones de seguridad, la mxima temperatura de ensayo debe

ser limitada a 190 F o por debajo del punto de inflamacin ms bajo de cualquiera

de los fluidos a ser probados cuando se usan procedimientos a presin

atmosfrica.

El componente menor debe ser aadido al componente principal. Observe la

mezcla para detectar cualquier signo de incompatibilidad (por ejemplo;

viscosificacin, floculacin, sedimentacin de slidos, flotacin de slidos oseparacin de lquidos) durante o despus de la mezcla. Los signos de

incompatibilidad pueden ser vistos durante la adicin y no observarse despus de

que la mezcla haya sido terminada. Contine revolviendo hasta que la mezcla sea

homognea. Si se observan signos de incompatibilidad, tenga en cuenta la

fraccin aproximada de volumen.

Propiedades reolgicas

Las propiedades reolgicas se deben determinar en diferentes mezclas. A

discrecin del usuario, las mezclas de varias relaciones se pueden preparar de

acuerdo con la Tabla 12.


19/37

Tiempo de espesamiento: estas pruebas se le deben realizar a mezclas de

espaciador/lechada de cemento, para determinar si el espaciador causa

gelificacin u otro efecto adverso sobre el tiempo de espesamiento. La proporcin

recomendada es 10/90 espaciador/lechada de cemento. A discrecin del usuario,las pruebas pueden realizarse a mezclas de espaciador /lechadas de cemento,

lodo/espaciador/lechada de cemento y lechada de cemento/lodo, en cualquier

proporcin.

Resistencia a la compresin: esta prueba se debe realizar a mezclas de

espaciador/lechada de cemento. La proporcin recomendada es de 10/90

espaciador/lechada de cemento. A discrecin del usuario, esta prueba podr

realizarse con cualquier mezcla de lodo /lechada de cemento, espaciador/lechada

de cemento o lodo/espaciador/lechada de cemento.

Slidos en suspensin y resistencia de gel: este procedimiento est diseado para

investigar el comportamiento de mezclas de fluidos durante y despus de la

colocacin de la lechada. La seleccin de las mezclas y proporciones de fluidos

deben hacerse con base a los resultados obtenidos en la prueba de reologa o la

prueba de tiempo de espesamiento.

Si hubo signos de sedimentacin o gelificacin en la prueba de propiedades

reolgicas, pruebe la relacin para la cual la sedimentacin o la gelificacin fue

ms evidente. Si no hay signos de sedimentacin o gelificacin, pruebe la mezcla

con la viscosidad ms baja.

6. Deteccin del espaciador surfactante (SSST)

El procedimiento SSST es especfico para evaluar la capacidad de un espaciador

para promover una fase de emulsin de agua-externa, cuando se mezcla con NAF

(fluido de perforacin no acuoso o fluido de circulacin en el pozo. Son


20/37

comnmente sistemas de disel, aceite mineral, o lquidos basados en emulsiones

invertidas sintticas, u otros fluidos que no son base agua). Este procedimiento

facilita la evaluacin y seleccin del espaciador apropiado y/o surfactantes en el

espaciador. Este procedimiento le ayudar a:

a) Evaluar la efectividad de los sistemas surfactante/espaciador.b) Evaluar la compatibilidad de NAF y mezclas de espaciadores acuosos.c) Evaluar la compatibilidad de NAF/espaciador/mezclas de lechada de cemento.

Este procedimiento mide la capacidad del espaciador y surfactante para convertir

la mezcla a una fase externa de agua, lo que es crtico para la humectacin por

agua. Las pruebas adicionales pueden ser necesarias para evaluar la capacidad

espaciador/surfactante para remover la pelcula de lodo de la tubera y de la

superficie de la formacin. El procedimiento es aplicable solamente a los sistemas

de espaciadores acuosos.

Mtodo y aparato

El aparato SSST proporciona una medicin continua de la conductividad elctrica

entre las superficies de los electrodos. Cualquier aparato que tenga la capacidad

de medir la conductividad de un fluido mientras se mezcla, se puede utilizar para

este procedimiento. De las mediciones de conductividad, el estado de emulsin

del fluido se puede deducir si el fluido espaciador que est siendo valorado es

conductor y la NAF que est siendo valorado no lo es. Normalmente, fluidos de

aceite externo no son elctricamente conductores. Espaciadores base agua o

emulsiones agua-externa son elctricamente conductores, con la conductividad

dependiendo de la solucin qumica.

Mezcla

Observe la naturaleza del fluido y de las mezclas que estn siendo preparadas.

Viscosificacin, floculacin, sedimentacin de slidos, o separacin de fluidos, son

una indicacin de incompatibilidad de fluidos. Cualquier fluido que muestre este

tipo de comportamiento se debe probar y modificar, cuando sea necesario, para

eliminar tal comportamiento.

Reologa

Evalu los datos reolgicos para las mezclas de espaciador/lodo,

espaciador/lechada de cemento y la suspensin de lodo/espaciador/lechada de

cemento. Cuando la lectura de la mezcla est entre las lecturas de los dos fluidos

no contaminados en cada velocidad de rotacin, los fluidos se consideran

reolgicamente compatibles. De lo contrario, evale los efectos del


21/37

comportamiento reolgico en el rango de velocidades de cizalla que se esperan en

el pozo y as determine si se requiere una optimizacin del espaciador.

Compare el punto de fluencia y la resistencia del gel de las mezclas, con la de los

fluidos base. Si hay un aumento significativo en cualquiera de los dos, la remocin

del lodo puede ser ms difcil y se puede considerar redisear el espaciador.

Si alguna mezcla tiene sedimentacin significativa o muestra la separacin de

fluido o fases, se deben evaluar los efectos de este comportamiento en el

desempeo del trabajo y considerar el rediseo de los fluidos.

Si se redisean los fluidos, todo el protocolo de pruebas de compatibilidad debe

ser repetido con los fluidos rediseados.

Al evaluar el comportamiento reolgico de las mezclas de lodo/lechada de

cemento, el grado de incompatibilidad enfatiza la importancia de un volumenadecuado de espaciador en el diseo del trabajo y de un espaciador/surfactante

correctamente optimizado.

Tiempo de espesamiento: examine la consistencia y la temperatura para cualquier

comportamiento que pueda indicar incompatibilidad. La incompatibilidad puede

estar indicada por la oscilacin de temperatura, aumento o disminucin de la

consistencia, o el cambio en el tiempo de espesamiento. Se debe evaluar los

efectos de estos comportamientos en el desempeo del trabajo y considerar el

rediseo de los fluidos.

Resistencia a la compresin: cualquier cambio en el desarrollo de la resistencia a

la compresin de las mezclas que sea incompatible con la dilucin, debe ser

considerado cuidadosamente. Evale estos efectos en el rendimiento del pozo y

considere el rediseo de los fluidos.

Slidos en suspensin y resistencia de gel: la sedimentacin, separacin de fases,

o cualquier cambio significativo en la resistencia de gel de las mezclas debe ser

evaluado cuidadosamente. Se debe considerar el rediseo de los fluidos para

reducir o eliminar tal comportamiento.

6.1 Evaluacin de mezclas espaciador/NAF del SSST

Una comparacin de las curvas de titulacin tpicas del aparato de SSST se

muestra en la figura. Cuatro formulaciones de separadores (" 1 ", "2 ", "3" y "4") se

representan. Cero unidades de conductividad representan un estado

completamente mojado por aceite.


22/37

En este ejemplo, la lnea de base para la conductividad del espaciador es de 135

unidades de conductividad (tenga en cuenta que algunos aparatos pueden

expresar la conductividad como resistencia en ohmios). Observe que el punto final

de la conductividad puede exceder la lnea base del espaciador. Esto es normal y

se debe al hecho de que la fase agua de la NAF tpicamente tiene una alta

salinidad y por lo tanto resulta en una conductividad mayor que el espaciadorbase, una vez que la emulsin se ha invertido a un agua de fase externa. Esto no

indica que las superficies estn actualmente mojadas por agua. La parte transitoria

de cualquiera de las curvas que es mayor de cero unidades de conductividad y

menor que el punto final, representa una emulsin inestable que no es totalmente

de agua externa, ni totalmente de aceite externo. En general, cuanto menor es el

volumen de espaciador requerido para alcanzar el punto final, mejor ser el

rendimiento en el pozo.

Figure 17Typical conductivity titration vs. fresh water spacer volume percent in SSST apparatus


23/37

La formulacin del espaciador "1" muestra un aumento muy lento en la

conductividad a medida que el espaciador es titulado en el NAF. La conductividad

final se va acercando a la lnea base del espaciador original y todava no ha

alcanzado un valor estable, lo que indica que el rendimiento satisfactorio del

espaciador no se ha logrado. La transicin entre un estado completamente mojado

por aceite (es decir, unidades de conductividad cero) y un estado que se acerca ala conductividad del espaciador original, es un indicativo de un rendimiento pobre

espaciador/surfactante. Esta composicin espaciador/surfactante se considera

inadecuada.

La formulacin del espaciador "2" presenta una pendiente mucho ms

pronunciada que el espaciador "1", pero el punto final (la meseta en la curva) se

obtiene antes de alcanzar la lnea base del espaciador. El rendimiento de un

separador de agua fresca con este tipo de comportamiento se considera pobre.

Nota: se debe tener cuidado al interpretar los resultados obtenidos con los

separadores que contienen sales como KCl. En algunos casos, la conductividad

elctrica del espaciador puede ser mayor que la de la fase de agua del NAF. En tal

caso, la conductividad elctrica medida puede nunca llegar a la conductividad de

la lnea base, incluso cuando se utiliza un espaciador muy eficiente.

Ambos espaciadores, "3" y "4", proporcionan un punto final estable por encima de

la lnea base y se consideran eficaces. Aunque el espaciador "3" presenta buen

rendimiento, el rendimiento del espaciador "4" es superior, ya que el volumen final

de espaciador requerido para alcanzar el punto final es menor.

Observe las mezclas durante el SSST. Note sedimentacin, separacin de fluidos,

rompimiento de emulsin o apariencia no homognea. Estos son indicadores de

incompatibilidad o inestabilidad de la mezcla. Est pendiente tambin de cualquier

engrosamiento o disminucin inusual de la mezcla cuando el espaciador se aada

al lodo. Observe el comportamiento de la mezcla cuando la lechada de cemento

se aade al lodo/espaciador. Se debe considerar la modificacin del espaciador

para reducir o eliminar la incompatibilidad de la mezcla de tres componentes que

presentan sedimentacin, separacin de fluidos, rompimiento de emulsin o

apariencia no homognea. Observe el lquido separado luego de la prueba SSST

despus de 30 min a 1 h. Si hay signos de separacin de fases o sedimentacin,

redisee el espaciador.

7. Puzolanas

Son materiales silceos y aluminosos que, en s mismos, poseen poco o ningn

valor cementoso, pero que en forma finamente dividida, a temperaturas ordinarias


24/37

y en presencia de humedad, reaccionar qumicamente con hidrxido de calcio

para formar compuestos que poseen propiedades cementosas.

Las puzolanas clase N son materiales tales como cenizas volcnicas, tobas,

pmez, etc. Las cenizas volcnicas se definen como el residuo finamente dividido

que resulta de la combustin de tierra o carbn en polvo. Las cenizas volcnicasse llaman puzolana artificial y es la puzolana ms comn utilizada en

formulaciones de cemento.

Las cenizas volcnicas clase F se obtienen del residuo de la combustin de

carbones de antracita o bituminosos. Las cenizas volcnicas clase F tienen

propiedades puzolnicas.

Las cenizas clase C se obtienen por la combustin de lignito o carbn

subbituminoso. Tiene propiedades puzolnicas y tambin tiene algunas

propiedades cementantes. Pueden tener un contenido de cal mayor al 10%.

7.1 Propiedades fsicas y qumicas

La densidad promedio de la puzolana se utiliza para seleccionar la capacidad del

recipiente de almacenamiento. La densidad aparente promedio puede variar entre

54 lbm/pie3 a 90 lbm/pie3. La densidad relativa de una puzolana se debe medir

utilizando un matraz de Le Chatelier o un picnmetro de gas. Ciertas puzolanas

pueden contener partculas con una densidad relativa menor que el queroseno o la

nafta. Fluidos adecuados con una densidad relativa que impida la flotacin de

estas partculas pueden usarse. Se prefiere el uso de un picnmetro de gas parala medicin de la densidad relativa de puzolanas que contengan inusuales

partculas de luz.

7.2 Clculos de lechada

Los trminos densidad aparente, densidad absoluta y volumen absoluto deben

entenderse para evitar confusiones.

La densidad aparente y absoluta tienen unidades de densidad, es decir, (lbm/pie3,

lbm/gal). Los valores de densidad aparente y absoluta para el cemento Portland y

otros materiales en polvo son muy diferentes. La densidad aparente incluye el

espacio de aire alrededor de las partculas, por lo que es un nmero menor que la

densidad absoluta (densidad del material en s mismo). La densidad aparente se

usa para calcular los requisitos de almacenamiento para el cemento en polvo seco

u otros materiales en polvo seco. La densidad aparente del cemento Portland

puede variar, pero por lo general es de aproximadamente 12.6 lbm/gal 94

lbm/pie3.


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La densidad absoluta es la densidad del material (no incluye el aire alrededor de

las partculas) y es por lo tanto un nmero mucho ms grande que la densidad

aparente. Es similar a la densidad relativa y se puede obtener multiplicando la

densidad relativa de un material por la densidad del agua a 4 0C (8,345 lbm/gal).

El volumen absoluto es el recproco de la densidad absoluta y es el volumen

ocupado por un material en una suspensin lquida (lechada). En los manuales decementacin, un "factor" de volumen absoluto se da para hacer clculos de

lechadas. Las unidades de volumen absoluto son el volumen por unidad de masa

(m3/kg, l/kg o gal/lbm).

La densidad absoluta (o volumen absoluto) se utiliza para calcular propiedades de

la lechada; tales como densidad, requerimiento de agua y rendimiento. La

densidad absoluta del cemento Portland puede variar, pero est por lo general

alrededor de 26.5 lbm/gal 198,6 lbm/pie3.

Se requieren las densidades absolutas de la puzolana y del cemento Portland pararealizar ciertos clculos. El fabricante de la puzolana o cemento debe suministrar

la densidad absoluta del material (o la densidad relativa). El usuario debe verificar

las densidades absolutas reportados por el fabricante.

Cuando se utiliza cemento Portland en la cementacin de pozos, la cantidad de

puzolana se basa en el reemplazo del volumen de una porcin del cemento

Portland por un volumen absoluto equivalente de puzolana. En un saco base, la

mezcla resultante se conoce como un saco equivalente. Estos volmenes se

designan en una proporcin de porcentajes tales como (35:65). El primer nmero

se refiere a la puzolana y el segundo nmero se refiere al cemento Portland. Unamezcla (35:65) representa 35 % de volumen absoluto de puzolana, mezclada con

65 % de volumen absoluto de cemento. Esta designacin a menudo no es lo

suficientemente especfica y se debe especificar ms.

Como punto de partida para la realizacin de los clculos de lechadas para

mezclas de cemento puzolnico/portland, un saco de cemento se define como 94

lbm de cemento Portland.

El volumen absoluto de un saco de cemento Portland (94 lbm) puede variar

dependiendo de la densidad absoluta del cemento. La densidad absoluta del

cemento Portland puede variar entre 25.87 lbm/gal y 27.12 lbm/gal. Se debe

utilizar el valor de la densidad absoluta correcta para el cemento seleccionado.

Volumen aparente de una mezcla: el volumen aparente de una mezcla de

cemento portland y puzolana variar dependiendo de la cantidad de partculas

pequeas entre las partculas ms grandes durante la operacin de mezcla y de


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otros factores tales como la humedad, la vibracin, el tiempo, el contenido de aire

y la fuerza de compactacin en los materiales.

8. Anexo A: procedimiento para la preparacin de grandes volmenes de

lechada.

Este procedimiento slo se debe utilizar cuando para una prueba individual o una

serie de pruebas se requiera un volumen de lechada mayor a 600 ml. Tenga en

cuenta que la energa de mezclado de este procedimiento es diferente, lo que

puede influir en los resultados.

Aparato

Todos los aparatos deben ser los mismos que para preparar pequeos volmenes

de lechada, a excepcin del dispositivo de mezcla. El dispositivo de mezcla tendruna capacidad de 4 a 5 L y debe tener un fondo duro, de tipo cuchilla de licuadora.

El recipiente y la hoja de mezcla deben ser de un material resistente a la

corrosin. El conjunto de mezclado debe estar construido de modo que la hoja se

puede separar del mecanismo de accionamiento. La paleta de mezcla debe ser

separada del conjunto de mezclado y sustituida por una nueva hoja antes de que

la prdida de masa superior al 10% se haya producido. En caso de que se

presenten fugas en el dispositivo durante el proceso de mezcla, el contenido debe

ser desechado, la fuga reparada y el procedimiento reiniciado.

Mezcla de cemento y agua

Coloque el recipiente de mezcla con la masa requerida de agua de mezcla y los

aditivos lquidos sobre la base de la licuadora. Coloque la tapa del recipiente.

Encienda el motor y mantenga una velocidad "lenta", 4000 r/min 250 r/min. Si los

aditivos estn presentes en el agua de mezcla, se agita a la velocidad de rotacin

de arriba para dispersarlos completamente en el agua de mezcla, antes de la

adicin del cemento. En algunos casos, los aditivos (secos o lquidos) se pueden

aadir al agua de mezcla en el campo. En tales casos, los aditivos deben aadirse

a la mezcla de agua mientras se mezcla a baja velocidad. En ciertos casos, el

orden de adicin de los aditivos para el agua de mezcla puede ser crtico, en tales

casos los aditivos deben mezclarse en el orden en que se mezclan en el campo.

Se deben documentar los procedimientos y los tiempos especiales de mezcla.

Mientras se mezcla a 4000 r/min 250 r/min, se aade el cemento o mezcla de

aditivo de cemento/seco al recipiente de mezclado a una velocidad uniforme en no

ms de 35 s, si es posible. Algunos diseos de lechada pueden requerir un tiempo

ms largo para mojar completamente la mezcla de cemento. Sin embargo, el

tiempo usado para aadir la mezcla debe mantenerse a un mnimo. Si se requiere


27/37

ms tiempo que 35 s para agregar la mezcla de cemento al agua, documente este

momento.

Despus de 35 s o cuando todos los materiales secos se han aadido a la mezcla

de agua (si es superior a 35 s), contine mezclando a 10000 r/min 250 r/min,

durante 50 s 1 s. Si es posible, mida y documente la velocidad rotacional bajocarga.

Nota: los datos generados a partir de la utilizacin de un volumen grande (3000

ml) de mezcla, pueden variar de los datos de la mezcla de 600 ml y slo se

recomienda cuando se requieren grandes volmenes.

9. Anexo B: calibracin y verificacin de equipos para pruebas de

cementacin de pozos.

En este anexo se definen los requisitos para la calibracin y verificacin de las

mediciones hechas por instrumentos utilizados en pruebas de cemento para pozos

de petrleo y gas, de acuerdo a los procedimientos establecidos. El trmino

calibracin se utilizar para indicar calibracin o verificacin de instrumentos. Los

procedimientos dependern del instrumento especfico usado para la calibracin.

Las instrucciones del fabricante se deben seguir para la calibracin. Las

calibraciones se realizarn utilizando instrumentos y aparatos trazables a patrones

nacionales.


28/37

Los registros de calibracin debern contener, segn corresponda:

- Nmero/nombre del modelo, nmero de serie y nmero de identificacin local

del instrumento.

- Nombre, nmero de modelo y nmero serial del instrumento utilizado para la

calibracin.

- Nmero de certificacin, fecha de la certificacin y fecha de la prxima de

calibracin.

- Entradas de calibracin del instrumento de calibracin y las iniciales (antes de

la calibracin) y finales (calibrado) indicaciones del instrumento a calibrar.

- Indicacin de si ese instrumento pas o no pas cada punto de calibracin.

- Condicin encontrada. (Por ejemplo, calibrado o no).

- Los ajustes realizados y los resultados despus del ajuste.

- Fecha de calibracin.

- Nombre y firma del tcnico de calibracin.


29/37

- Si la calibracin es hecha por un tcnico de servicio externo; nombre del

servicio, ubicacin y nmero de telefnico.

9.1 Balanza

Las balanzas sern calibradas con una frecuencia no inferior al ao. Estas

debern tener una precisin de 0,1% de la lectura para mediciones hechas en

10 g o pesos mayores. Las balanzas debern tener una precisin de 1% de la

lectura, para las mediciones realizadas con menos de 10 g. Las balanzas debern

tener dos (2) decimales de precisin como mnimo.

9.2 Mezcladora

Velocidad: la pantalla de velocidad de giro deber ser calibrada con una

frecuencia no inferior al ao. Una licuadora de un litro deber operar entre unrango de baja velocidad (3750 r/min a 4250 r/min) y un rango de alta velocidad

(11750 r/min a 12250 r/min). Con un gran volumen (4 litros) la licuadora deber

operar entre un rango de velocidad baja (3750 r/min a 4250 r/min) y un rango de

alta velocidad (9750 r/min a 10250 r/min)

Nota: la velocidad indicada no deber diferir de la velocidad real observada

usando un tacmetro calibrado en ms de 250 r/min de la velocidad baja y en ms

de 250 r/min de la velocidad alta. Tenga en cuenta que la capacidad del

controlador para mantener las velocidades dentro del rango requerido no es una

cuestin de calibracin. Si la licuadora no se puede controlar dentro del rangorequerido, el motor o controlador de la licuadora deber ser reparado o

reemplazado, segn sea apropiado.

Hoja de la licuadora: el peso y las dimensiones iniciales de la cuchilla pueden

variar debido al proceso de fabricacin. La prdida de peso de la cuchilla

mezcladora (solo la cuchilla, no el ensamblaje de la cuchilla) deber ser verificada

para que no sea ms de 10% cuando sea cambiada. Los usuarios podrn

desarrollar procedimientos para asegurar que la hoja no se utiliza con una prdida

de peso > 10% en comparacin con el peso de una no utilizada (fuera del

paquete) y desarrollarn sistemas para confirmar la prdida de peso de la hoja

cuando se cambia. Este sistema incluir un mtodo para identificar el recipiente

mezclador en el que se instala la cuchilla. Un registro de los pesos de las cuchillas

y las fechas de cambio se mantendr junto con los registros de calibracin.

Un mtodo prctico de juzgar cuando una hoja se aproxima al lmite en la prdida

de peso, es mediante la comparacin de la cuchilla en el mezclador y una cuchilla

con prdida de peso conocida (tal como se muestra en la figura B.1). La aparicin


30/37

de desgaste en una cuchilla endurecida puede ser diferente para una cuchilla no

endurecida.

9.3 Temporizadores

Los temporizadores de todos los instrumentos se calibrarn con una frecuencia no

inferior al ao. Esto incluye temporizadores en consistmetros, controladores de

mezcladoras, cronmetros de mano y cualquier otro contador de tiempo; ya sea

como parte de un instrumento o por separado. La precisin debe estar dentro de 1

y 2 mn.

9.4 Dispositivos de temperatura

Los dispositivos de control y medida de temperatura se calibrarn con una

frecuencia mnima trimestral. Esto incluye termmetros, termopares y

controladores de temperatura en consistmetros, cmaras de curado, dispositivos

de ultrasonidos y los que se utilizan por separado o no son una parte integral del

instrumento. Las mediciones se efectuarn en por lo mnimo tres temperaturas

que abarquen el rango de operacin definido por el fabricante o usuario en el que

se piensa trabajar el dispositivo o equipo. La temperatura ms baja calibrada no

deber ser mayor a 10 F por encima de la mnima y la mxima temperatura

calibrada no deber ser superior a 10 F por debajo del mximo del rango de

funcionamiento definido por el usuario del instrumento.

La exactitud de los termmetros o termopares se comprobar mediante el uso de

una fuente de temperatura conocida (como un bloque de calor) con un termmetro

o termopar que est certificado por un organismo nacional de normalizacin. La

precisin debe estar dentro de 2 F. Si el error del termmetro o termopar es

mayor que eso, este deber ser reemplazado por los requerimientos de precisin


31/37

conocidos. Los termopares montados en la pared del cilindro de un consistmetro

estn exentos de calibracin, pero durante la prueba, se deben hacer ajustes al

controlador de temperatura; de esta manera, la temperatura final de la suspensin

estar dentro de la temperatura de prueba requerida.

Los sistemas de control de temperatura consisten de:

- El dispositivo de deteccin (normalmente un termopar).

- Display (puede estar integrado al controlador o puede estar separado).

- El controlador que recibe la entrada del dispositivo de deteccin y a su vez

proporciona una salida para la calefaccin o medio de refrigeracin.

- Todo el cableado, conectores y dems cosas entre el sensor y el controlador.

El termmetro o termopar que se utiliza para la calibracin deber ser certificado

por un organismo nacional de normalizacin. La precisin del controlador debe

estar dentro de 3 F. Si el sistema no est dentro de la precisin requerida, la

fuente de la inexactitud debe ser determinada y el componente que no est dentro

de la precisin requerida, deber ser ajustado o reemplazado.

9.5 Medio de calentamiento

El medio de calentamiento deber permitir la inmersin adecuada tanto del

termopar de prueba (el que est siendo calibrado) y el termopar o termmetro de

referencia. El medio puede ser un bao de slidos fluidizados, un bloquecalentado o un horno. El equipo deber ser capaz de mantener una temperatura

estable, que ser uniforme en toda la seccin de prueba. Si la fuente de calor

(calentador e instrumento) es porttil, se debe permitir la estabilizacin a

temperatura ambiente antes de ser utilizada. Esto es especialmente adecuado

cuando el instrumento se retira de un coche o un cuarto de almacenamiento.

Procedimiento

Aqu se presentan recomendaciones para el uso indicado del equipo.

El termopar de prueba y el termopar o termmetro de referencia debern ser

puestos tan juntos como sea posible en el medio de calentamiento.

Despus de cada cambio o ajuste de temperatura, se le debe permitir a la

temperatura del medio de calentamiento estabilizarse, antes de realizar la lectura

del termopar de referencia y la temperatura del termopar de ensayo. Si varios


32/37

termopares se comprueban en secuencia, a cada uno se le permitir alcanzar una

temperatura estable, antes de realizar la calibracin.

Si el termopar de prueba no detecta con precisin la temperatura, se elaborar

una curva de calibracin que ser utilizada para corregir las temperaturas

indicadas por el termopar de prueba. De vez en cuando, pequeas inexactitudes

en la respuesta del termopar pueden ser compensadas durante la calibracin del

sistema de medicin de temperatura que se utiliza en conjunto con el termopar.

9.6 sistemas de medicin de temperatura y controladores.

La calibracin de los sistemas de medicin de temperatura y controladores

requiere una fuente de milivoltios, la correcta conexin al tipo de termopar que se

utiliza, y posiblemente, un termmetro y una tabla de voltajes de referencia.

La precisin de todos los equipos de calibracin deber ser conforme con las

normas nacionales de certificacin. Algunos instrumentos viejos requerirn una

seal ms fuerte para la operacin, que los sistemas ms modernos. Por lo tanto,

se requiere un calibrador con una seal suficiente para dar una calibracin exacta.

Un mtodo alternativo consiste en colocar el termopar que est conectado a la

controladora o indicando

instrumento en una fuente de calor y comparndolo con un termopar o un

termmetro calibrado. la

temperatura de la fuente de calor se cambi a continuacin, como en B.3.5.5.2

para certificar el control o indicando

FALTA

9.7 Sistema de medicin por el viscosmetro de tensin.

Este viscosmetro se calibrar utilizando un mtodo de peso muerto o un fluido

newtoniano con un perfil certificado de viscosidad vs temperatura. Se prefiere el

mtodo de peso muerto, ya que los fluidos de calibracin estn sujetas a lacontaminacin y son sensibles a la temperatura, sin embargo, una ventaja de la

utilizacin de fluidos de calibracin es que permite la comprobacin de todo el

sistema de medicin. Cuando se utiliza fluido de calibracin, la viscosidad y la

temperatura debern ser medidas y registradas a la vez. La calibracin deber

tener una frecuencia no menor a la trimestralmente o cada vez que un resorte o


33/37

rodamiento sea instalado, cambiado o ajustado en el instrumento. La precisin se

indica en la Tabla B.3.

Instrumento de rotacin

- La rotacin de las copas del consistmetro (o palas) y de los rotores del

remetro, se calibrar con una frecuencia no menor a la trimestralmente.

- Las velocidades del consistmetro debern ser de 150 r/min 15 r/min. Adems,

para consistmetros con control de velocidad variable, la tolerancia ser de 5

r/min a 25 r/min.

- Cada velocidad del remetro deber estar dentro de 1% del ajuste de velocidad

para velocidades de 100 r/min y mayor o 1 r/min para velocidades inferiores a 100

r/min.

9.8 Dispositivo de medicin de la consistencia o potencimetro

El potencimetro u otro dispositivo de medicin de la consistencia, no podr ser

calibrados con una frecuencia menor a la mensual. Se requiere una nueva

calibracin cada vez que se hagan reparaciones o ajustes al dispositivo. La

precisin deber ser mantenida dentro de los 5 Bc (si la salida est en Bc) o 0.5

voltios (si la salida es en voltios) a lo largo del rango de calibracin. Cuando la

calibracin es de un sistema (potencimetro, cableado, voltmetro, entre otros),

para que la calibracin sea vlida, el potencimetro debe mantenerse junto al

consistmetro con el que ha sido calibrado. Para estos sistemas, los laboratorios

deben idear un mtodo para identificar el potencimetro con el que el

consistmetro ha sido calibrado y asegurarse de que slo sea usado en ese

consistmetro.


34/37

Se mantendr una tabla de calibracin o tabla que muestre la consistencia

indicada vs la consistencia de entrada (masa). El rango total de consistencias

deber ser revisado como se indica en la Tabla B-4. Los valores de consistencia

se reportan en base a la curva o tabla de calibracin

Un dispositivo cargado con peso (Figura B.2) se utiliza para producir una serie de

valores de torque equivalente para la consistencia, definidos por:

T = 78.2+20.02*Bc

T es torque, expresado en (gcm).Bc es la consistencia expresada en unidades Bearden.

Los pesos se utilizan para aplicar torque al resorte del potencimetro, utilizando el

radio del marco del potencimetro como un brazo de palanca. Los pesos causanuna desviacin y el voltaje CC resultante es registrado y usado para determinar Bc

(alternativamente, algunos instrumentos muestran el Bc equivalente directamente).

El manual de instrucciones del fabricante se debe seguir para la calibracin

adecuada.

FALTA TABLA


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9.9 Dispositivos ultrasnicos

Los transductores ultrasnicos se calibrarn con una frecuencia no inferior al mes,

de acuerdo a los procedimientos del fabricante.

9.10 Manmetros

Estos se calibrarn con una frecuencia no menor al ao, usando un calibrador de

peso muerto o un medidor maestro. Los medidores diseados para medir

presiones superiores a 2500 psi se calibrarn a un mnimo de 25%, 50% y 75% de

la escala total o de la mxima presin de trabajo definida por el usuario del equipo.

El error mximo permitido es de 1% de la escala total o un mnimo incremento

de la medicin, lo que sea mayor.

Los medidores diseados para medir presiones de hasta 2500 psi se calibrarn

con un margen de error de 50 psi.

9.11 Marco de cargas

El marco de carga que se utiliza para medir la fuerza de ruptura de los

especmenes de cemento, deber ser calibrado con una frecuencia mnima de 1

ao. La fuerza indicada no deber diferir en ms del 2% de la carga aplicada o

una escala mnima de divisin del instrumento.

9.12 Balanza de densidad de fluidos presurizados

Estas deben ser calibradas anualmente en el rango de 15 lbm/gal a 19 lbm/gal y

calibradas con agua dentro de una frecuencia no menor a la mensual. La

tolerancia deber estar dentro de 0.1 lbm/gal. Los certificados de calibracin

debern indicar los nmeros de serie de todos los componentes de la balanza

(vaso, brazo de la balanza, deslizador de peso, etc) e indicar la desviacin del

punto de calibracin.

Los fabricantes proporcionan mtodos para hacer la calibracin con agua en el

extremo superior. El procedimiento siguiente puede ser utilizado para las

calibraciones de agua.

a) Limpiar a fondo el interior de la taza de la muestra y de la tapa, el brazo de la

indicacin y el peso de deslizamiento. No debe haber cemento fraguado en el

sistema y no debe haber signos visibles de desgaste.

b) Llene la taza de la muestra con agua, coloque la tapa en la taza, presione y

verifique la exactitud a 1 gravedad especfica 1(8.33 lbm/gal).

c) Despus de que se verifique que est correcta con agua, anote la indicacin

con agua, elimine el agua de la taza de muestra y seque el vaso a fondo.


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d) Coloque la tapa y el anillo de nuevo en la copa de muestra.

e) Fije el aparato de calibracin sobre la base de la copa de muestra.

f) Ajuste las tuercas hasta que sea balanceada una gravedad especfica de 1 (8.33

lbm/gal) y asegrese de que no se mueva de ah.

g) Quite la tapa y llene el vaso de muestra con agua.

h) Vuelva a colocar la tapa, presione la copa como antes y revise la densidad. Ladensidad debera indicar 2,0 gravedad especfica (16,7 lbm/gal) si se est

calibrando con una densidad ms alta. Anote la indicacin de la balanza.

Procedimiento alternativo

Un procedimiento alternativo para llevar a cabo la calibracin de alta densidad es

por el uso de acero o de perdigones de plomo (el acero se prefiere debido a la

toxicidad del plomo). El siguiente procedimiento se puede utilizar para lacalibracin utilizando perdigones.

a) Llene la taza de la muestra con agua, coloque la tapa en el recipiente, presione

y verifique su exactitud a 1,0 gravedad especfica (8.33 lbm/gal). Anote la

indicacin con agua.

b) Despus de que la exactitud sea verificada correcta con agua, elimine el agua

de la copa de muestra y seque la taza a fondo.

c) Aada cuidadosamente pequeas bolitas a la copa, hasta que la unidad se

equilibre en 1,0 gravedad especfica (8.33 lbm/gal) (inicie con alrededor de 220 g).

Los perdigones deben estar al mismo nivel en la copa y la tapa deber ser

colocada despus de cada adicin o eliminacin de perdigones cuando se est

verificando el balance.

d) Despus de que la unidad se equilibre a 1,0 gravedad especfica (8.33 lbm/gal)

con perdigones, retire y pese los perdigones utilizados. Anote el peso de los

perdigones para calibraciones futuras.

e) Pese el doble de la cantidad de perdigones registrados en el paso d, coloquelos

en la copa y nivlelos. Vuelva a colocar la tapa y compruebe la lectura de la


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densidad. La densidad indicada debe ser de 2.0 gravedad especfica (16.7

lbm/gal). Registre la indicacin y el peso de estos perdigones.

La etapa c) puede ser eliminada de las calibraciones futuros, si los perdigones

utilizados en las etapas d) y e) se guardan en contenedores limpios sellados o si

los perdigones se pesan cada vez de acuerdo con los valores registrados en lasetapas d) y e). En todos los casos, es importante que los grnulos sean nivelados

en la taza antes de cada verificacin.

9.13 Conjunto de pesas

Los juegos de pesas deben ser calibrados con pesos certificados trazables a una

norma nacional. Los juegos de pesas a ser calibrados incluyen a esos que son

usados para calibrar los resortes del remetro, balanzas, potencimetros

consistmetros, entre otros. Los juegos de pesas deben calibrarse con una

frecuencia mnima anual. Los pesos deben ajustarse dentro del 0,1% del pesonominal.

10. Adquisicin de datos

La adquisicin de datos puede ser registrada por medio de un registro en tablas o

un registro electrnico. Para los dispositivos con registradores de tablas, la

indicacin de temperatura y presin debe registrarse durante la calibracin. Una

tabla de calibracin se debe mantener con las correcciones del instrumento y las

correcciones apropiadas hechas en las calibraciones del instrumento. La tabla

debe estar unida al registro de calibracin. El uso de tablas registradores sedesalienta debido a su imprecisin.

El registro electrnico de datos debe ser verificado mediante la adquisicin de

datos durante la calibracin del sistema y verificar la exactitud de los datos

registrados. Si la adquisicin tiene un desvo mayor a los lmites de temperatura y

presin, se deben hacer las correcciones. Para sistemas de adquisicin de datos

dedicados, el sistema de adquisicin de datos debe ajustarse a los lmites

establecidos.

avance norma api 10b

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