cementacion primaria de pozos. moleiro
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Cementacin Primaria de PozosPrep.: Ing. Jairo C. Molero Ing. Orlando Zambrano Mendoza
OBJETIVO
Analizar los diferentes elementos involucrados en la planificacin y ejecucin de la operacin de Cementacin de Pozos de manera segura, eficiente, cumpliendo con los requerimientos precisos que son establecidos por las diferentes empresas de servicios
Cementacin Primaria de Pozos
CONTENIDO Introduccin a la Perforacin del pozo Litologa - Estratigrafas Definicin de las Presiones en un pozo y Diseo de Puntos de Asentamiento de Revestidores Cementacin de pozos Funcin del Proceso de la Cementacin de Pozos Tipos de Cementacin Fases de la Perforacin. Fases de la Cementacin Naturaleza del cemento Proceso de fabricacin Composicin qumica Tipos de Cemento Clasificacin API Propiedades. Pruebas de LaboratorioCementacin Primaria de Pozos
CONTENIDO Aditivos utilizados para el diseo de la lechada Aceleradores Retardadores Entendedores Densificantes Dispersantes Control de prdida de fluido Control de perdida de circulacin Especiales
Equipos de Cementacin Zapatas gua y flotadora Cuello flotador Cabezal de Cementacin Tapones CentralizadoresCementacin Primaria de Pozos
CONTENIDO Raspadores Espaciadores y Lavadores
Tipos y Diseos de las Lechadas de Cemento Pasos a seguir para el diseo de la lechada Mecanismos de desplazamiento Otros factores a considerar Equipos de flotacin y tapones de desplazamiento Consideraciones del tiempo de espera de espesamiento Ecuaciones para clculos generales. Ejercicios
Procedimientos para realizar Cementacin. Anlisis General.
una
Cementacin Primaria de Pozos
CONTENIDO Anlisis de Problemas durante el Proceso de Cementacin Cementacin de Pozos no Convencionales. Anlisis General
Evaluacin de la Cementacin. Anlisis de Resultados Recomendaciones para realizar una buena cementacin.
Cementacin Primaria de Pozos
Introduccin a la Perforacin de Pozos
INTRODUCCIN
Litologa de la formacin Parte de la geologa que estudia las diferentesformaciones que se encuentran en la litosfera o envoltura rocosa que constituye la corteza del globo terrestre:
Lutitas, arcillas y limolitas Areniscas Carbonatos, yeso y dolomitas Domo de sal
Cementacin Primaria de Pozos
INTRODUCCIN Estratigrafas La estratigrafa de un pozo esta relacionada con los diferentes tipos de formaciones que se atraviesan
EDAD
FORMACION MIEMBRO LITOLOGIA
DESCRIPCION Arenas y gravas macizas Lutitas de color verdoso conglomerados macizos Lutitas de color gris claro, areniscas de color variable
FM PLEISTOCENO TIPO A
FM TIPO B MIOCENO FM TIPO C Lutitas de Pauj Arena Basal A-9/A-10
FM. TIPO D EOCENO MEDIO FM. TIPO E
Lutitas Fosilferas grises a negruzcas Areniscas con intercalaciones lutticas Areniscas cuarzosas de color gris claro intercaladas con lutitas negras y limolitas grises
Arenas ( B0-B1-B2 Y B3)
Cementacin Primaria de Pozos
INTRODUCCIN Tipos de presiones. Definicin Presin Hidrosttica (Ph) Presin ejercida por una columna hidrosttica de fluido en cualquier parte del hoyo, depende directamente de la densidad o peso del fluido en uso y de la columna vertical verdadera de dicho fluido
Presin del Yacimiento (Pyac) Presin a la cual se encuentran los fluidos confinados dentro de la formacin, dichos fluidos pueden ser agua, gas o petrleo. Existen tres tipos de Presin de Yacimiento:
TIPOS Sub-Normal Normal AnormalCementacin Primaria de Pozos
RANGO (psi/pie) < 0.433 0.433 Normal 0.465 > 0.465
INTRODUCCIN Presin de Fractura (Pfrac) Presin que resiste la formacin a ser inyectada fracturada, generalmente a nivel de la zapata
Presin de Sobrecarga (Psc) Presin ejercida por la masa de fluidos y slidos existentes en los diferentes estratos atravesados, depende de la gravedad especifica de los fluidos y de los slidos, as como del volumen poroso
Presin de Circulacin (Pcirc) Presin necesaria para vencer las prdidas por friccin existentes en las diferentes reas por donde el fluido circula. Un porcentaje de este valor influye durante la perforacin directamente sobre la presin del yacimiento A continuacin, Grfica de las Presiones en un Pozo, as
como la Relacin ptima entre las Presiones antes definidas:Cementacin Primaria de Pozos
INTRODUCCINPcirc
Ph Pfrac
Psc Pyac
Cementacin Primaria de Pozos
INTRODUCCIN Relacin entre las presiones
Ph > Pyac (200 a 500 psi por encima)
Ph < Psc (evita levantar los estratos) Ph < PF (evita la fractura a nivel de la zapata) Psc > Pyac (para conseguir los fluidos en el yacimiento) % Pcirc + Ph > Pyac (evitar contingencias) % Pcirc + Ph < PF (evitar fracturar)
% Pcirc + Ph < Psc (evitar levantar los estratos)
Cementacin Primaria de Pozos
INTRODUCCINDiseo de Puntos de AsentamientoDensidad equivalente de fluido, ppgDensidad equivalente de fractura
Conductor Superficial
Densidad del fluido mas margen de viaje
Densidad equivalente de fractura menos margen de arremetida
Intermedio
IntermedioDensidad equivalente de Pres. de Yac.
Produccin
Densidad equivalente, ppgCementacin Primaria de Pozos
Cementacin de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS Funcin del Proceso de la Cementacin de Pozos La funcin principal es la fijacin del revestidor a las paredes del hoyo para garantizar la perforacin de la prxima fase, cumpliendo algunas de las siguientes razones: Proteger y asegurar la tubera en el hoyo Aislar zonas de agua superficial y evitar contaminacin de las mismas Aislar zonas indeseables y zonas de diferentes fluidos Evitar o resolver problemas de prdidas de circulacin, pegas de tubera, abandono de zonas no productoras
Tipos de Cementacin Primaria SecundariaCementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS
Tipos de Cementacin Primaria Una vez bajado los diferentes revestidores se realiza una Cementacin convencional, utilizando para ello un procedimiento que involucra: tapones, espaciadores, lechadas (barrido y/o cola), aditivos generales de acuerdo al tipo de pozo, fluido de desplazamiento
Secundaria Este tipo de Cementacin se puede describir como el proceso de forzamiento de lechadas de cemento, debido a un defecto de la Cementacin primaria o por sellar, abandonar o proteger la migracin de fluidos. Este tipo de Cementacin conlleva a unos procedimientos ms especializado para la solucin de problemas existentes.Cementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS Tipos de Cementacin En la perforacin de un pozo se efectan por lo menos dos cementaciones, sin embargo en la historia de un pozo petrolero pueden ser muchas las que pueden efectuarse: Cementacin de todo el espacio anular entre el hoyo y la tubera de revestimiento (Revestimiento superficial) Cementacin del espacio anular, solamente en una seccin inferior (Revestimiento Intermedio o de Produccin) Cementacin de intervalos de espacio anular en pozos relativamente profundos o de caractersticas especiales (Cementacin por etapas) Cementacin en zonas bien definidas para excluir produccin de agua ,gas o para abandonamiento (Cementacin forzada). Cementacin para formar puentes que obstruyan totalmente ciertos intervalos Cementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS
Fases de la Perforacin Son todas aquellas etapas necesarias para poder alcanzar la zona productora de hidrocarburos seleccionada. Dependiendo de ciertas caractersticas del yacimiento algunos pozos se perforan en dos o ms fases
Fases Convencionales Fase I Fase II Fase III Fase IV Fase VCementacin Primaria de Pozos
Hoyo PilotoHoyo Conductor Hoyo Superficial Hoyo Intermedio Hoyo Produccin
3626 17 12 8
CEMENTACIN DE POZOS Fases de hoyos ms comunes 26Hoyo Conductor
17 1/2
Hoyo de Superficie
12 1/4
Hoyo Intermedio
8 1/2
Hoyo de produccin
Cementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS
Objetivo de los Revestidores: Algunos de los objetivos generales de los revestidores que conformaran las Fases antes mencionadas son:
Piloto: Es una tuberia hincada o pilote marino (percusin). Gua
Conductor: Reduce al mnimo la prdida de circulacin a poca profundidad Conducto por donde el lodo regresa a la superficie al comienzo de la perforacin Minimiza la erosin de sedimentos superficiales debajo del taladro Protege de la erosin las tuberas de revestimiento subsiguientes Sirve de soporte para el sistema desviador en caso de afluencia inesperada a poca profundidadCementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS
Objetivo de los Revestidores: Superficial: Soporta el resto de los revestidores Protege de la corrosin cualquier tramo de tubera de revestimiento subsiguiente Previene los derrumbes de los sedimentos no consolidados, ms debilitados, que se hallan prximos a la superficie Protege de la contaminacin las arenas someras que contienen agua dulce Proporciona resistencia a las arremetidas para poder perforar a mayor profundidad
Sirve de apoyo primario para los preventores (BOPs)Cementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS
Objetivo de los Revestidores: Intermedio: Permite utilizar grandes pesos de lodo sin daar las formaciones superficiales Controla las zonas de sal y las lutitas desmoronables de fcil desprendimiento
Produccin / Camisas de Produccin Protege el ambiente en caso de una falla de tubera Permite cambiar o reparar la tubera de produccin Asla la zona productora de las dems formaciones
Crea un conducto de paso de dimensiones conocidasCementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS Arreglos ms comunes
Conductor
Revestidor superficialRevestidor Intermedio Tieback de produccin
Tubera de produccin
Camisa de produccin
Cementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS Sarta de Revestimiento ms comn 20Conductor
13 3/8Superficial
9 5/8
Intermedio
7
Liner
Cementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS
Cementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS
Fases de la CementacinLechada de Barrido: Cemento clase H Volumen: 408 BLS Densidad: 98 lbs/pc (13.1 lbs/gal) Lechada de Anclaje: Cemento clase H Volumen: 154 BLS Densidad: 121 lbs/pc (16.2 lbs/gal)
Lechada de Anclaje: Cemento clase H+Aditivos Volumen: 204 BLS Densidad: 121 lbs/pc (16.2 lbs/gal)
Lechada de Anclaje: Cemento clase H+Aditivos Volumen: 68 BLS Densidad: 121 lbs/pc (16.2 lbs/gal)
Cementacin Primaria de Pozos
Naturaleza del Cemento
CEMENTACIN DE POZOS Cemento. Definicin Los materiales para Cementacin o adherencia, tales como rocas, piedras, arcillas o barros, son conocidos desde las ms remotas civilizaciones Restos de esos materiales an pueden localizarse en todos los continentes del mundo, siendo el buen estado en el cual se encuentran las estructuras con esos materiales construidos, la mejor carta de presentacin de su calidad y durabilidad De esos materiales aglomerantes, el Cemento Portland es el ms importante en trminos de cantidad La tecnologa de Cementacin avanza muy lentamente en la edad media e histricamente se le atribuye el crdito del descubrimiento del Cemento Portland a Joseph Aspdin, quien creo una patente en 1824Cementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS
Cemento. Definicin Se define como Cemento Portland al material compuesto principalmente de Silicato triclcico, Silicato Diclcico, Aluminato triclcico y Ferroaluminato Tetraclcico
Esta composicin, es capaz de endurecer en presencia de agua, de all su nombre, y que una vez endurecido genera resistencia a la compresin, como resultado de la hidratacin que tiene lugar, que involucra reacciones qumicas entre el agua y los compuestos qumicos presentes, y no por un proceso de deshidratacin como generalmente se cree. El desarrollo de su resistencia es predecible, uniforme y rpido, generndose un cuerpo slido con una baja permeabilidad, e insoluble en el agua, propiedades estas que le permiten lograr y mantener el aislamiento zonal, que es el objetivo principal de una Cementacin.Cementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS
PROCESO DE MANUFACTURA DEL CEMENTO
Cementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS PROCESO GLOBAL DE CEMENTACINFabrica de cementoALMACEN DE ADITIVOSTOLVAS DE CEMENTO, SILICA, BENTONITA...RECOLECTOR DE POLVO BALANZA ADITIVOS
LABORATORIOPRUEBA PILOTO
FILTROTANQUE DE MEZCLADO
AIRE
POZO
COMPRESOR PRUEBA DE TANQUE
Cementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS Composicin Qumica del Cemento Los materiales bsicos son: Piedra Caliza (Carbonato de Calcio) Arcilla Aluminatos y Slice
xidos de hierro
Componentes qumicos principales Silicato triclcico (C3S) Ca3OSiO5 3CaO.SiO2 Silicato Diclcico (C2S) Ca2OSiO2 2CaO.SiO2 Aluminato Diclcio (C3A) 3CaO.Al2O3 Ferroaluminato Tetraclcio (C4AF) 4CaOAl2OFe3O4Cementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS Componentes del Cemento (Anlisis de Oxidacin)1. SILICATO TRICALCICO
C3S= 4.07x(%CaO)-7.60x(%SiO2)-6.72x(%Al2SO3)-1.42x(%Fe2O3)-2.85x(%SO3)2. SILICATO DICALCICOC2S = 2.876x(%SiO2)-0.744x(%C3S)
3. ALUMINATOTRICALCICOC3A= 2.65x(%Al2O3)-1.69x(%Fe2O3)
4. FERROALUMINATO TETRACALCICOC4AF=3.04x(%Fe2O3)
Cementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS Mezcla del Cemento Mezcla de piedra Caliza y otros materiales ricos en Carbonato de Calcio con Arcilla y algo de Oxido de Hierro y Aluminio Materiales Iniciales
+
Calor( 2600-3000 F )
Clinker + Yeso(4-8%)
CaO (Caliza)
SiO2 ( Slice ) Al2O3 ( Arcilla ) Fe2O3 ( Oxido Frrico )
Cemento Portland50% Silicato Triclcico (3CaO.SiO2) 25% Silicato Diclcico ( 2CaO.SiO2) 4% Aluminato Triclcico (3CaO.Al2O3) 13% Ferro Aluminato Triclcico o Tetraclcico ( 4CaO.Al2O3.Fe2O3) 3% Sulfato de Calcio ( CaSO4) 3% Otros (MgO, Cal libre, Alcalis, Anhidrido Sulfurico)
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CEMENTACIN DE POZOS
Composicin Qumica del CementoCLASE API A B C DyE GyH COMPONENTES (%)C3S C2S C3A C4AF
53 47 58 26 50
24 32 16 54 30
8 5 8 2 5
8 12 8 12 12
Cementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS Influencia de los Componentes Propiedades de la Mezcla Agua-Cemento REQUERIMIENTOS1. FRAGUADO RAPIDO 2. FRAGUADO LENTO 3. BAJO CALOR DE HIDRATACION 4. RESISTENCIA A LOS SULFATOS
en
las
COMO OBTENERLOSAUMENTANDO EL % DE C3S DECRECIENDO EL % DE C3S LIMITANDO EL C3S Y C3A LIMITANDO EL C3A
Cementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS Caractersticas del Cemento El cemento es un material fino con grandes propiedades deendurecimiento que resulta de pulverizar la escoria que se produce de calcinar materiales calcreos con cierto porcentaje de arcilla. Tiene una Gravedad Especfica de 3,14 ,y en contacto con el agua forma una mezcla espesa que lentamente va endureciendo hasta formar un slido fuerte y compacto. La solidificacin de la mezcla ocurre en tres etapas : - a. Fraguado rpido : de 2 a 3 horas - b. Endurecimiento : de 18 a 24 horas - c. Solidificacin : despus de 24 horas El Instituto Americano del Petrleo (API), ha especificado los tipos de cemento que deben usarse y las caractersticas que debe tener la mezcla agua cemento
Cementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS Clasificacin API del CementoClase de Cemento Requerimiento de Agua (gal/sxs) Densidad de la mezcla (ppg) Profundidad recomendada (pies) Temperatura esttica de fondo F
A B C D E F G H
5,2 5,2 6,3 4,3 4,3 4,3 5,0 4,3
15,6 15,6 14,8 16,4 16,4 16,4 15,8 16,4
6.000 6.000 6.000 12.000 14.000 16.000 8.000 8.000
80 - 170 80 - 170 80 - 170 170 - 230 170 - 230 230 - 320 80 - 200 80 - 200
Cementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS
Caractersticas del CementoClaseA B C
CaractersticasSin condiciones especificas. Resistente a Sulfatos Rpida resistencia.
DE F G H
Alta presin y alta tempAlta presin y alta temp Cond. Ext. presin y temp. Comp. Acelerad.y retard. Comp. Acelerad. Y retard.
Cementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS
Propiedades Fsicas de los Cementos APIPROPIEDADES FISICAS DE LOS CEMENTOS APIPROPIEDADESGRAVEDAD ESPECIFICA (Promedio) AREA SUPERFICIAL (cm2/gr.) PESO POR SACO (libras)
CLASE A-B3.14 1500 1900 94
CLASE C3.14 2000 2800 94
CLASE G-H3.15 1400 1700 94
CLASE D-E3.16 1200 1600 94
VOLUMEN BRUTO (pie cubico)VOLUMEN ABSOLUTO (galones) Cementacin Primaria de Pozos
1
1
1
1
3.6
3.6
3.58
3.57
CEMENTACIN DE POZOS
Pruebas del Cemento Al realizar una mezcla agua cemento se requiere conocer sus propiedades para una eficaz cementacin, por lo que se realizan las pruebas siguientes : Relacin Agua-cemento Filtracin Densidad Tiempo de Espesamiento Resistencia a la Compresin Permeabilidad del Cemento Calor de hidratacin Porcentaje de cal libre (Efecto del sulfato) Reologa Relacin Agua-Cemento: El API, recomienda usar 5,2 galones de agua por saco de cemento. Ver referencia de la Calidad del Agua de MezclaCementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS Calidad del Agua de Mezcla Siempre es recomendable el uso de agua potable si est disponible. Sin embargo, en un taladro el agua se obtiene de una fosa abierta, un pozo perforado o una laguna. Esta agua puede contener contaminantes que pueden producir fallas en la cementacin Entre estos contaminantes estn: Fertilizantes disueltos en el agua de lluvia Desperdicios en los causes Productos de agricultura solubles (caa de azcar, remolachas, etc ) Vegetacin descompuesta que produce cido Hmico, los cuales reducen el tiempo de espesamiento del cemento Todas las pruebas de laboratorio al cemento a usar, deben hacerse con el agua de campo que ser utilizada al momento de la cementacin
Cementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS Filtracin: La filtracin del cemento puro es alta, unos 1000 cc en un filtro prensa a 1000 psi y durante 30 minutos usando una malla N. 323. Para una cementacin primaria debe reducirse a un rango de 150 a 400 cc o menos.
Cementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS Densidad: La relacin entre el peso de la mezcla y su volumen. La densidad de la mezcla agua cemento varia de acuerdo a los aditivos usados. Se mide con la balanza de lodos
Cementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS Tiempo de Espesamiento Se considera la mezcla no fraguada mientras mantenga su condicin de bombeabilidad . El API considera el tiempo de espesamiento, al tiempo que transcurre desde su preparacin hasta que alcance una viscosidad de 100 poises, se mide con un Consistmetro, donde se pueden simular las condiciones de hoyo
Cementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS Resistencia a la Compresin: El API recomienda que la resistencia a la compresin de un cemento despus de 24 horas de fraguado no debe ser menor de 500 psi. El cemento puro ofrece mayor resistencia que lo especificado, pero al usar aditivos se deben realizar pruebas porque estos reducen este parmetro.Analizador Ultrasnico de Cemento ( U.C.A )
Cementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS Permeabilidad: La permeabilidad de un ncleo de cemento fraguado, se determina midiendo la tasa de flujo a travs del ncleo, a un diferencial de presin dado a travs de la longitud del ncleo
Cementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS Calor de hidratacin: Al mezclarse el cemento con el agua, ocurre una reaccin exotrmica con una considerable liberacin de calor. Mientras mayor sea la cantidad de cemento, mayor es la liberacin de calor.
Porcentaje de cal libre: El agua sulfatada es muy
destructiva para los Cementos Portland, el deterioro se caracteriza por la expansin, perdida de resistencia, agrietamiento y falla del cemento
Cementacin Primaria de Pozos
CEMENTACIN DE POZOS Reologa: La reologa de cementacin es determinada utilizando un remetro de seis velocidades equipado con la manga de rotor apropiada y el muelle de torsin y bob. Despus de grabar las lecturas de dial correspondientes a las seis velocidades rotarias preseleccionadas (600, 300, 200, 100, 6 y 3 rpm), los diferentes parmetros reolgicos pueden ser calculados valores Vp, Pc, n y K
Cementacin Primaria de Pozos
Aditivos utilizados para el Diseo de la Lechada
ADITIVOS UTILIZADOS Aditivos del Cemento
Todas las mezclas agua - cemento usadas en la industria petrolera, contienen algn aditivo para variar alguna propiedad de la mezcla original. Estos son utilizados para: Variar la Densidad de la mezcla Variar la Resistencia a la Compresin
Variar el Tiempo de Fraguado Controlar la Filtracin Reducir la ViscosidadCementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOS Aditivos del Cemento Generalmente, se reconocen ocho (8) categoras
de aditivos: Aceleradores: Reducen el tiempo de espesamientode la lechada, y ayudan a aumentar la tasa de desarrollo de la resistencia de compresin.
Retardadores:
Incrementan espesamiento de la lechada.
el
tiempo
de
Extendedores: Bajan la densidad de la lechada, y/oreducen la cantidad de cemento por unidad de volumen de la lechada.Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOS Densificantes: Aumentan la densidad de la lechada. Dispersantes: Reducen la viscosidad operante de lalechada.
Agentes de control de prdida de fluido:Controlan la prdida de la fase acuosa de la lechada hacia la formacin.
Agentes de control de prdida de circulacin:Controlan la prdida de la lechada hacia formaciones dbiles.
Aditivos especiales: Son controladores de gas, antiespumantes, fibras, etc.
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOSMuestra de Aditivos del Cemento
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOS Definiciones Generales Gravedad Especifica: Se define como la relacin entre la densidad de un fluido cualquiera y la densidad de un fluido patrn, siendo para el caso de los lquidos el agua. Tambin puede obtenerse a partir de la relacin de los gradientes de presin.
Requerimiento de Agua: Es el volumen expresado en galones por cada saco de cemento necesario para preparar una mezcla aguacemento con una determinada relacin agua-cemento.
Relacin agua-cemento RAC: Es el porcentaje de agua necesario para preparar una mezcla ntida de acuerdo con el tipo de cemento.
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOS Definiciones Generales Rendimiento: El rendimiento del cemento en pies cbicos por saco, es el volumen que ser ocupado por el cemento, el agua de mezcla y los aditivos una vez que la lechada este mezclada. Esto variar dependiendo de la clase de cemento.
Mezcla Ntida: Es la mezcla agua-cemento sin aditivos.
Densidad de la lechada: Una mezcla estndar que comprenda 5 galones de agua y 94 libras (1 saco) de cemento, crear una lechada con una densidad de 15.8 lpg. La densidad de la lechada es ajustada variando, ya sea la proporcin del agua de mezcla o el uso de aditivos. La mayora de las densidades de lechada se encuentran en un rango 11-18.5 lpg
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOS Definiciones Generales Rendimiento: El rendimiento del cemento en pies cbicos por saco, es el volumen que ser ocupado por el cemento, el agua de mezcla y los aditivos una vez que la lechada este mezclada. Esto variar dependiendo de la clase de cemento.
Mezcla Ntida: Es la mezcla agua-cemento sin aditivos.
Densidad de la lechada: Una mezcla estndar que comprenda 5 galones de agua y 94 libras (1 saco) de cemento, crear una lechada con una densidad de 15.8 lpg. La densidad de la lechada es ajustada variando, ya sea la proporcin del agua de mezcla o el uso de aditivos. La mayora de las densidades de lechada se encuentran en un rango 11-18.5 lpg
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOS Definiciones Generales Volumen bulk: Es el volumen ocupado por un cierto peso de material
seco incluyendo espacios vacos entre las partculas slidas.
Volumen absoluto: Es el volumen ocupado por el mismo peso de material
menos los espacios vacos entre las partculas.
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOS
Propiedades de la mezcla agua-cementoClase de cemento Agua Mezclada API % Gal/Saco A 5.2 46 Densidad de la Lechada Lbs/Gal 15.6 Rendimiento de la lechada Pie3/Saco 1.18
BC G
5.26.3 5.0
4656 44
15.614.8 15.8
1.181.32 1.15
HD,E,F
4.34.3
3838
16.416.4
1.061.06
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOS Aditivos para reducir DensidadCLASIFICACION: CEMENTO CLASE A RELACION AGUA- CEMENTO: 46%
B E N T O N I T A(Montmorillonita Sodica)GRAVEDAD ESPECIFICA RANGO DE USO (Porcentaje en peso) CEMENTO NORMAL 0 8% CEMENTO MODIFICADO 9 16% 2.65
REQUERIMIENTO DE AGUA: (1.3 gal / 2% de Bentonita)
DENSIDAD (lbs/gal).G = (137.316 + 6.3545 x (%B)) / (8.8 + 0.6934 x (%B)) PORCENTAJE DE BENTONITA (Para una densidad conocida) %B = (8.8 x G 137.316) / (6.3545 0.6934 x G) REQUERIMIENTO DE AGUA (Galones por saco de cemento) Vw = 5.2 + 0.65 x %B RENDIMIENTO DE LA MEZCLA (Pie3 de mezcla por saco de cemento) R = 1.18 + 0.0927 x %B
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOS Efecto de la Bentonita en la Mezcla Agua-CementoCEMENTO CLASE ABENTONITA % 0 1 2 3 4 5 6 7 8 REQUERIMIENTO DE AGUA (gal / sc) 5.2 5.85 6.50 7.15 7.80 8.45 9.10 9.75 10.40
RELACION AGUACEMENTO: 46%DENSIDAD (lbs / gal) 15.6 15.1 14.7 14.4 14.1 13.8 13.5 13.3 13.1 RENDIMIENTO (pie3 / sc) 1.18 1.27 1.36 1.46 1.55 1.64 1.73 1.83 1.92
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOS Ecuaciones para determinar los efectos de la Gilsonita en la Mezcla Agua-CementoCLASIFICACION: CEMENTO CLASE A RELACION AGUA- CEMENTO: 46%DENSIDAD (lbs/gal).G = (137.316 + 1.3332 x (PG)) / (8.8 + 0.1522 x (PG))
PESO DE GILSONITA (Para una densidad conocida)PG = (8.8 x G 137.316) / (1.33332 0.1522 x G)
REQUERIMIENTO DE AGUA (Galones por saco de cemento)Vw = 5.2 + 0.04 x PG
RENDIMIENTO DE LA MEZCLA (Pie3 de mezcla por saco de cemento)R = 1.18 + 0.0203 x PG Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOS GILSONITA(Asfalto Slido Natural Completamente Inerte)
EFECTO DE LA GILSONITA EN LA MEZCLA AGUA- CEMENTOCEMENTO CLASE A GILSONITA (lbs / sc)0 10 20 25 50
RELACION AGUA- CEMENTO: 46% DENSIDAD (lbs / gal)15.6 14.7 14.0 13.6 12.5
REQUERIMIENTO DE AGUA (gal / sc)5.2 5.4 5.7 6.0 7.2
RENDIMIENTO (pie3 / sc)1.18 1.36 1.55 1.66 2.17
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOS Ecuaciones para determinar los efectos de la Diatomea en la Mezcla Agua-CementoCLASIFICACION: CEMENTO CLASE A RELACION AGUA- CEMENTO: 46% DENSIDAD (lbs/gal).G = (137.316 + 4.3553 x (%D)) / (8.8 + 0.46374 x (%D))
PORCENTAJE DE DIATOMACEA (Para una densidad conocida)PD = (8.8 x G 137.316) / (4.3553 0.46374x G)
REQUERIMIENTO DE AGUA (Galones por saco de cemento)Vw = 5.2 + 0.41 x (%D)
RENDIMIENTO DE LA MEZCLA (Pie3 de mezcla por saco de cemento)R = 1.18 + 0.062 x %D Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOS
Tierra DiatomaceaGRAVEDAD ESPECIFICARANGO DE USO REQUERIMIENTO DE AGUA: VOLUMEN ABSOLUTO
2.100 40% EN PESO 4.1 gal / 10% 0.05716 gal / lbs
EFECTO DE LA TIERRA DIATOMACEA EN LA MEZCLA AGUA- CEMENTOCEMENTO CLASE A DIATOMACEA (%) 0 10 20 REQUERIMIENTO DE AGUA (gal / sc) 5.2 9.3 13.4 RELACION AGUA- CEMENTO: 46% DENSIDAD (lbs / gal) 15.6 13.4 12.4 RENDIMIENTO (pie3 / sc) 1.18 1.80 2.41
3040
17.521.6
11.811.3
3.043.66
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOS
Barita (Sulfato de Bario Pulverizado)GRAVEDAD ESPECIFICA RANGO DE USO 4.23 0 135 lbs/sc
REQUERIMIENTO DE AGUA:DENSIDAD MAXIMA RECOMENDABLE
2.4 gal / 100 lbs19.0 lbs / gal.
EFECTO DE LA BARITA EN LA MEZCLA AGUA- CEMENTOCEMENTO CLASE A RELACION AGUA- CEMENTO: 46%
BARITA (lbs / sc)0 10 20 30 40 50 100 139
REQUERIMIENTO DE AGUA (gal / sc)5.2 5.4 5.7 5.9 6.2 6.4 7.6 8.5
DENSIDAD (lbs / gal)15.6 16.0 16.3 16.7 17.0 17.3 18.3 18.9
RENDIMIENTO (pie3 / sc)1.18 1.25 1.32 1.39 1.46 1.53 1.88 2.15
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOS
Barita (Sulfato de Bario Pulverizado)CEMENTO CLASES D-EBARITA (lbs / sc) 0 10 REQUERIMIENTO DE AGUA (gal / sc) 4.3 4.5
RELACION AGUA- CEMENTO: 38%DENSIDAD (lbs / gal) 16.5 16.9 RENDIMIENTO (pie3 / sc) 1.05 1.12
20 3040 50 100
4.8 5.05.3 5.5 6.7
17.3 17.617.9 18.1 19.0
1.19 1.261.33 1.40 1.75
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOS Ecuaciones para determinar los efectos de la Barita en la Mezcla Agua-CementoCLASIFICACION: CEMENTO CLASE A RELACION AGUA- CEMENTO: 46%3 DENSIDAD (lbs/gal).G = (137.316 +1.2 x (PB)) / (8.8 + 0.0524 x (PB))
PESO DE BARITA (Para una densidad conocida)PB = (8.8 x G 137.316) / (1.2 0.0524 x G)
REQUERIMIENTO DE AGUA (Galones por saco de cemento)Vw = 5.2 + 0.024 x (PB)
RENDIMIENTO DE LA MEZCLA (Pie3 de mezcla por saco de cemento)R = 1.18 + 0.007 x PB
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOS Ecuaciones para determinar los efectos de la Barira en la Mezcla Agua-CementoCLASIFICACION: CEMENTO CLASE D-E RELACION AGUA- CEMENTO: 38 % DENSIDAD (lbs/gal).G = (129.736 + 1.2 x (PB)) / (7.86 + 0.0524 x (PB))
PESO DE BARITA (Para una densidad conocida)PB = (7.86 x G 129.736) / (1.2 0.0524 x G)
REQUERIMIENTO DE AGUA (Galones por saco de cemento)Vw = 4.29 + 0.024 x (PB)
RENDIMIENTO DE LA MEZCLA (Pie3 de mezcla por saco de cemento)R = 1.05 + 0.007 x PB
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOSHematita (Oxido de Hierro Natural)GRAVEDAD ESPECIFICA RANGO DE USO REQUERIMIENTO DE AGUA: 5.02 0 100 lbs/sc 3% EN PESO DE HEMATITA
EFECTO DE LA HEMATITA EN LA MEZCLA AGUA- CEMENTOCEMENTO CLASE AHEMATITA (lbs / sc) 0 10 20 30 40 50 100 REQUERIMIENTO DE AGUA (gal / sc) 5.20 5.24 5.27 5.31 5.34 5.38 5.56 RELACION AGUA- CEMENTO: 46% DENSIDAD (lbs / gal) 15.6 16.3 16.9 17.5 18.0 18.6 21.0 RENDIMIENTO (pie3 / sc) 1.18 1.22 1.25 1.29 1.32 1.36 1.54
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOSHematita (Oxido de Hierro Natural)EFECTO DE LA HEMATITA EN LA MEZCLA AGUA- CEMENTOCEMENTO CLASE D E HEMATITA (lbs / sc) 0 10 20 30 40 REQUERIMIENTO DE AGUA (gal / sc) 4.29 4.33 4.36 4.40 4.43 RELACION AGUA- CEMENTO: 38% DENSIDAD (lbs / gal) 16.5 17.2 17.9 18.6 19.1 RENDIMIENTO (pie3 / sc) 1.05 1.09 1.12 1.16 1.19
5060 70 80 90 100
4.474.51 4.54 4.58 4.61 4.65
19.720.2 20.8 21.2 21.7 22.1
1.231.26 1.30 1.33 1.37 1.41
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOS Ecuaciones para determinar los efectos de la Hematita en la Mezcla Agua-CementoCLASIFICACION: CEMENTO CLASE A RELACION AGUA- CEMENTO: 46%DENSIDAD (lbs/gal)G = (137.316 +1.03 x (PH)) / (8.8 + 0.0266 x (PH))
PESO DE HEMATITA (Para una densidad conocida)PH = (8.8 x G 137.316) / (1.03 0.0266 x G)
REQUERIMIENTO DE AGUA (Galones por saco de cemento)Vw = 5.2 + 0.0036 x (PH)
RENDIMIENTO DE LA MEZCLA (Pie3 de mezcla por saco de cemento)R = 1.18 + 0.00356 x PH Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOSArena de Otawa (Dixido de Silice)GRAVEDAD ESPECIFICA RANGO DE USO REQUERIMIENTO DE AGUA: 2.65 0 80 lbs/sc NO REQUIERE AGUA ADICIONAL
EFECTO DE LA ARENA DE OTAWA EN LA MEZCLA AGUA- CEMENTOCEMENTO CLASE A HEMATITA (lbs / sc) 0 10 20 30 REQUERIMIENTO DE AGUA (gal / sc) 5.2 5.2 5.2 5.2 RELACION AGUA- CEMENTO: 46% DENSIDAD (lbs / gal) 15.6 15.9 16.2 16.5 RENDIMIENTO (pie3 / sc) 1.18 1.24 1.30 1.36
4050 60 70 80
5.25.2 5.2 5.2 17.5
16.716.9 17.1 17.3 17.5
1.421.48 1.54 1.60 1.66
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOS
Aceleradores de Tiempo de FraguadoCLORURO DE CALCIORANGO DE USO REQUERIMIENTO DE AGUA TIPO DE CEMENTO0 4% EN PESO NO REQUIERE AGUA ADICIONAL TODAS LAS CLASES API
Efectos del Cloruro de Calcio en el Tiempo de EspesamientoCLORURO DE CALCIO (%)0 2
TIEMPO DE ESPESAMIENTO (Hrs: Min) PROFUNDIDADES (pies)1000 4:40 1:55 2000 4:00 1:43 4000 3:36 1:26 6000 2:25 1:10
4
0:58
0:52
0:50
0:50
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOSCloruro de SodioCLORURO DE SODIORANGO DE USO REQUERIMIENTO DE AGUA TIPO DE CEMENTO 0 5% EN PESO
NO REQUIERE AGUA ADICIONALTODAS LAS CLASES API
Efectos del Cloruro de Sodio en el Tiempo de EspesamientoCLORURO DE SODIO (%)0 2
TIEMPO DE ESPESAMIENTO (Hrs: Min) PROFUNDIDADES (pies)1000 4:40 3:05 2000 4:00 2:27 4000 3:36 1:52 6000 2:25 1:13
4
3:05
2:35
1:35
1:20
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOSCloruro de Sodio
Efectos del Cloruro de Sodio en la Resistencia a la CompresinTIEMPO DE CURADO (Hrs) 12 24 12 24 12 24 CLORURO DE SODIO (%) 0 0 2 2 4 4 RESISTENCIA A LA COMPRESION TEMPERATURA (F) / PRESIN (lppc) 80 / 0 405 1930 960 2260 1145 2330 95 / 800 1065 2710 1590 3200 1530 3550 110 / 1600 1525 3680 2600 3420 2375 3400
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOSRetardadores del Tiempo de EspesamientoLIGNOSULFONATOSRANGO DE USO REQUERIMIENTO DE AGUA 0.0 1.5% NO REQUIERE AGUA ADICIONAL
Efectos del Lignosulfonato en el Tiempo de EspesamientoRETARDADOR
TIEMPO DE ESPESAMIENTO (Hrs: Min), CEMENTO CLASE APROFUNDIDAD (pies) 8000 10000 1:14 1:48 2:48 3:35 4:00 12000 1:28 2:09 2:56 3:40 14000 1:00 1:19 2:00 2:42 16000 0:48 0:58 1:15 1:36 18000 0.37 0.37 1:00 1:12
(%)0 0.2 0.3 0.4 0.5 1:15 2:12 3:32 4:00 4:00
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOS
Porcentajes de Lignosulfonato recomendados para el Cemento Clase APROFUNDIDAD (PIES) TEMPERATURA (F)ESTATICA CIRCULANTE
LIGNOSULFONATO (%)
TIEMPO DE ESPESAMIENTO (Hrs)
0-60006000-10000 10000-14000 14000-18000
80-170170-230 230-290 290-350
80-113113-144 144-206 206-300
00.1-0.5 0.5-0.7 0.7-1.5
2-42-4 3-4 #
#: Para estas condiciones se requieren pruebas especiales de laboratorio
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOS
Porcentajes de Lignosulfonato recomendados para el Cemento Clase G-HTEMPERATURA (F)ESTATICA CIRCULANTE
PROFUNDIDAD (PIES) 0-6000 6000-10000 10000-14000
LIGNOSULFONATO (%) 0 0.1-0.3 0.3-0.6
TIEMPO DE ESPESAMIENTO (Hrs) 3-4 3-4 2-4
140-170 170-230 230-290
103-113 113-144 144-206
14000-18000
290-340
206-300
0.6-1.0
#
#: Para estas condiciones se requieren pruebas especiales de laboratorio
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOS Efectos de algunos Materiales Inorgnicos y del CMHEC en el Tiempo de EspesamientoCEMENTO CLASE A, PRODUCTOS ORGANICOSRETARDADOR (%) 10000 0.1 0.2 0.4 1:40 2:40 -
PROFUNDIDAD( PIE)12000 1:15 2:10 14000 0:50 1:35 2:30 16000 1:00 1:38 18000 0:45 1:00
CEMENTO CLASE A, CMHECRETARDADOR (%) 6000 0.1 0.2 0.4 0.6 2:40 3:00 -
PROFUNDIDAD (PIES)8000 2:05 2:50 10000 1:35 2:20 2:56 2:30 12000 1:50 2:50 2:20 14000 1:42 2:00 1:50
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOS
Controladores de Prdida de CirculacinMateriales para obstruir el Flujo de Fluido hacia la formacinMATERIALGILSONITA PERLITA CASCARA DE NUEZ PAPEL CELOFAN NYLON
FORMAGRANULAR GRANULAR GRANULAR HOJUELAS FIBRAS
RANGO DE USO50 lbs/Sc 0.5 - 1.0 pie3/Sc 1 - 5 lbs/Sc 0.1- 1.0 lbs/Sc 0.1 - 0.3 lbs/Sc
REQUERIMIENTO DE AGUA2 gal/50 lbs 4 gal/pie3 0.85 gal/50 lbs NO NO
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOS
Controladores de Filtracin
MATERIALESPOLIMEROS ORGNICOS (CELULOSA) POLIMEROS ORGNICOS (DISPERSANTES) CARBOXIMETIL HIDROXIMETIL CELULOSA CEMENTO CON BENTONITA DISPERSANTE BENTONITA DISPERSANTE
RANGO DE USO0.1 0.5% 0.1 1.25% 0.3 1.0%
12 16% 0.7 1.0%
Cementacin Primaria de Pozos
ADITIVOS UTILIZADOS
Reductores de FriccinMateriales dispersantesMATERIALESPOLIMEROS ORGNICOS (DISPERSANTES) CLORURO DE SODIO LIGNOSULFONATO DE CALCIO CIDOS ORGNICOS
RANGO DE USO0.1 1.25% 1.0 16 lbs/Sc 0.1 1.0 lbs/Sc 0.1 1.0 lbs/Sc
Cementacin Primaria de Pozos
Equipos de Cementacin
EQUIPOS DE CEMENTACIN Equipos de Cementacin Se utilizan herramientas sencillas y con una funcin especfica, estas son : Zapata Gua: Es un niple colocado en la parte inferior del primer tubo, para permitir una libre introduccin de la tubera en el hoyo. Su forma esfrica en la parte inferior hace que el contacto con la pared del hoyo sea lo mas suave posible y permita la bajada del revestidor
Zapata Diferencial: Sirve de zapata gua y deflotador. Tiene un dispositivo que permite el llenado de la tubera, de esta forma ejerce una flotacin y ayuda con el peso de la tubera, este dispositivo interno puede convertirse en una vlvula de retencionCementacin Primaria de Pozos
EQUIPOS DE CEMENTACIN
Cementacin del PozoLODO p5 p4Pc4
Lodo base aceite Lavador base aceite
Pc5
p = Densidad Pc = Punto Cedentep1 > p2 > p3 > p4 > p5 Pc1 > Pc2 > Pc3 > Pc4> Pc5
Espaciador base aceite
p3Espaciador base agua
Pc3
p2
Pc2
Lechada de cemento
p1
Pc1
Cementacin Primaria de Pozos
EQUIPOS DE CEMENTACIN Equipos de Cementacin
Cuello Flotador: Se coloca en el extremo superior delprimer tubo (en ocasiones del segundo tubo). Sirve de elemento de flotacin y puede transformarse por medios mecnicos en una vlvula de retencin, permitiendo que el fluido circule de la tubera al espacio anular, pero no anular a tubera, as la mezcla agua cemento se queda en el anular y no regresa a la tubera. Tambin sirve de soporte a los tapones de cementacin
Cabezal de Cementacin: Se coloca en la partesuperior del tubo que asoma a la superficie. Se conecta por medio de mangueras de acero a los sistemas de mezclado y bombeo. Posee dos camaras de alojamiento para los tapones de cementacion (blando y duro) y vlvulas que permiten la operacin completaCementacin Primaria de Pozos
EQUIPOS DE CEMENTACINTipos de Vlvulas Flotadoras
Vlvula de Lengeta
Vlvula de Pistn
Vlvula de BolaCementacin Primaria de Pozos
EQUIPOS DE CEMENTACINCabezal de Cementacin
Cementacin Primaria de Pozos
EQUIPOS DE CEMENTACIN Tipos de Cabezales de Cementacin
Cabezal para un solo Tapn
Cabezal para dos tapones
Cementacin Primaria de Pozos
EQUIPOS DE CEMENTACIN Equipos de Cementacin Tapones de Cementacin : Se introducen en la tubera de revestimiento durante la operacin del bombeo y desplazamiento, se utilizan dos tapones durante el proceso:
Tapn Inferior: Separa la mezcla agua cementodel fluido en el pozo y limpia la pared de la tubera del fluido en el pozo, esta diseado de manera que a presiones de 300 a 400 psi se rompe un diafragma y permite la continuacin del flujo de cemento al llegar al cuello flotador.
Tapn Superior: Separa la mezcla agua cementodel fluido desplazante ,y limpia la tubera de la mezcla agua cemento . Es una pieza casi slida y al llegar al cuello flotador obstruye el flujo, lo que indica que la mezcla agua cemento ha sido colocada en su sitio.Cementacin Primaria de Pozos
EQUIPOS DE CEMENTACIN Equipos de Cementacin
Tapn Inferior:
Tapn Superior:
Cementacin Primaria de Pozos
EQUIPOS DE CEMENTACINBombeo de Cemento con Tapones Superior InferiorDesplazamiento
Mtodo preferido.Tapn Inferior barre la pelcula del fluido del ID del revestidor.
Indicacin en superficie de la colocacindel cemento. Mxima separacin cemento / fluido.
Cementacin Primaria de Pozos
EQUIPOS DE CEMENTACIN Equipos de Cementacin
Centralizadores: Se colocan en la tubera derevestimiento para mantenerla centralizada en el hoyo y permitir que el espesor de cemento sea uniforme alrededor de toda la tubera, se colocan as:
- El primero, entre la zapata y el cuello flotador - El segundo, en la unin del segundo tubo con el tercer tubo - De all en adelante, un centralizador cada dos tubos, hasta 40 pies por debajo del tope del cemento o segn diseo
Raspadores: Se colocan en la tubera de revestimientocon el objeto de limpiar el revoque que se ha formado en la pared del pozo.Cementacin Primaria de Pozos
EQUIPOS DE CEMENTACINTipos de Centralizadores
Centralizadores Inductores deTurbulencia: Son equipos que se colocan en el revestimiento, los cuales no solamente centralizan, sino que tambin mejoran enormemente el xito de la cementacin.
Cementacin Primaria de Pozos
EQUIPOS DE CEMENTACINTipos de Centralizadores Centralizadores de Flejes
Centralizador de Fleje c/Turbo-aleta Instalado sobre Anillo Tope
Centralizador de Fleje Instalado sobre Collar del Revestidor
Cementacin Primaria de Pozos
EQUIPOS DE CEMENTACIN Tipos de Centralizadores
Centralizadores Rgidos
Centralizador Rgido
Centralizador para Hoyo Reducido
Cementacin Primaria de Pozos
EQUIPOS DE CEMENTACIN Definicin de Standoff: Separacin mnima permitida entre el hoyo y el revestidor para garantizar una buena cementacin. Segn API el valor recomendado es 67 %Formacin
Lodo
CRevestidor Cemento
B
A
% Standoff = C x 100 (A B )
Cementacin Primaria de Pozos
EQUIPOS DE CEMENTACINTipos de Raspadores Raspadores de Pared Rotatorios
Cementacin Primaria de Pozos
EQUIPOS DE CEMENTACIN Espaciadores y Lavadores La contaminacin de la lechada de cemento por el fluido de perforacin, puede producir una interface incompatible, exhibiendo un incremento en la viscosidad y en la presin de bombeo. En casos extremos pueden resultar en la suspensin del trabajo de cementacin sin terminar el desplazamiento de la lechada o la fractura de la formacin. Por estas razones, se requiere el uso de Espaciadores y/o Preflujos diseados, para separar el fluido de perforacin de la lechada de cemento y/o Lavar o Diluir el fluido de perforacin en el hoyo y acondicionarlo para la lechada de cemento respectivamente. Para la seleccin adecuada de un Espaciador o Preflujo se deben realizar las pruebas de compatibilidad del mismo con el fluido y la lechada de cemento.Cementacin Primaria de Pozos
EQUIPOS DE CEMENTACIN
Espaciadores y Lavadores - Caractersticas: Compatibilidad de Fluidos. Separacin de Fluidos. Mejora la Eficiencia de Desplazamiento de Lodo. Proteccin de Formacin. Suspensin de Slidos.
Cementacin Primaria de Pozos
Tipos y Diseos de las Lechadas de Cemento
TIPOS Y DISEOS
Pasos a seguir para el diseo de lechadas de cemento Determinar la geometra del hoyo perforado, peso del lodo, tipo de lodo, altura de la columna de cemento y los tipos de formaciones expuestas. Determinar la presin de fractura en le fondo (Densidad y Tasa de Bombeo Mxima). Determinar la temperatura esttica y circulante de fondo (BHST, BHCT). Determinar si existen condiciones especiales que requieran del control de perdidas de fluido, prevencin de la migracin de gas, etc.Cementacin Primaria de Pozos
TIPOS Y DISEOS
Pasos a seguir para el diseo de lechadas de cemento Estimar el tiempo de bombeo, el factor de seguridad y el rgimen de flujo. Seleccionar el diseo inicial de la lechada para la prueba. Es importante hacer un breve repaso de los aspectos reolgicos presentes en el Diseo de una Lechada de Cemento, as mismo los distintos Tipos de Regimenes de Flujo
Cementacin Primaria de Pozos
TIPOS Y DISEOS
Reologa del Cemento Tipos de Fluidos Newtoniano:o Proporcionalidad directa y constante entre la velocidad de corte y el esfuerzo de corte. Viscosidad independiente de la velocidad de corte, comienza a fluir inmediatamente de aplicado un esfuerzo
No Newtonianoso No-Newtonianos: No presentan proporcionalidad directa entre fuerza y flujo a presin y temperatura constante, necesitan de un esfuerzo adicional para comenzar a fluir
Cementacin Primaria de Pozos
TIPOS Y DISEOS
Reologa del CementoEsfuerzo de Corte lbs/100 pies2)
No- Newtonianos
Newtonianos
Velocidad de Corte R.P.M. (FANN)
Las Lechadas de Cemento son Fluidos No NewtonianosCementacin Primaria de Pozos
TIPOS Y DISEOS
Regimenes de FlujoFlujo Turbulento95 % remocin del lodo
Flujo Laminar
90 % remocin del lodo
Flujo Tapn
60 % remocin del lodo
Cementacin Primaria de Pozos
TIPOS Y DISEOS Mecanismos de desplazamiento Reglas Operacionales Mover tubera para mejorar desplazamiento del fluido en el espacio anular. De no ser posible usar centralizadores inductores de turbulencia Con el revestidor en el fondo iniciar movimiento de tubera (siempre que este se posible) y acondicionamiento del fluido de perforacin La velocidad de reciprocacin del revestidor debe abarcar unos 15 pie en tres minutos aproximadamente De rotarse la tubera hacerlo entre 3 y 10 RPM. Las propiedades del fluido de perforacin deben ser bajas sin producir sedimentacin.Cementacin Primaria de Pozos
TIPOS Y DISEOS Mecanismos de desplazamiento Reglas Operacionales Acondicione el hoyo con altas tasas de circulacin del fluido de perforacin.
Utilice pldora indicadora para verificar rea de flujo, el 95% del hoyo debe estar en circulacin. Controle los parmetros de Cementacin en tiempo real. Observe retorno de pre-flujo del Cemento a la superficie. Mantener control sobre la viscosidad embudo y la densidad. No sobre desplace. Luego de asentar tapn de tope, libere la presin y mida el volumen de reflujo para verificar equipo de flotacinCementacin Primaria de Pozos
TIPOS Y DISEOS Mecanismos de desplazamiento Reglas Operacionales Realice el reporte de trabajo de Cementacin, incluyendo: Volumen Densidad Tasa de flujo Presin en el cabezal de cada uno de los fluidos bombeados Colocacin de los accesorios del revestidor como: centralizadores, raspadores, anillo y zapata Herramienta de doble etapa, etc Registro de presiones de la secuencia operacional Mezcladores Movimiento de tubera (tipo, tasa y tiempo real)
Cementacin Primaria de Pozos
TIPOS Y DISEOS Otros factores a considerar Antes de correr el revestidor Acondicionamiento del hoyo con viajes cortos Registro de calibracin (caliper) para calcular el volumen de llenado.
Durante la corrida del revestidor Correr el revestidor a 1000 pie/hr en formaciones no consolidadas y 2000 pie/hr en rocas duras (calizas/dolomitas) Romper circulacin cada 1000 a 3000 pies (remover revoque) Centrar revestidor en la mesa rotaria Inspeccionar daos de cuas y llaves Asentar el revestidor cuando el tapn de desplazamiento llegue al fondo
Circular el hoyo antes de la CementacinCementacin Primaria de Pozos
TIPOS Y DISEOS Equipos de Flotacin y Tapones de Desplazamiento Equipos de Flotacin Van en la seccin inferior del revestidor para reducir la carga. La zapata gua dirige el revestidor a lo largo del hoyo Se combinan zapata gua y cuello flotador y se establece circulacin cuando el revestidor llegue al fondo. La vlvula de contra presin previene que el cemento se regrese hacia el revestidor
Tapones de desplazamiento Para minimizar la contaminacin de la interfase entre el lodo y el cemento se usa un tapn inferior. El tapn de desplazamiento superior evita que el fluido de desplazamiento se canalice a travs del cemento y contamine la lechada.
Cementacin Primaria de Pozos
TIPOS Y DISEOS Consideraciones del tiempo de espera de espesamiento Obtener una resistencia a la compresin sin que el cemento frage el lodo.
El calor de hidratacin del cemento es un factor influyente. Una resistencia a la compresin de 500 lpc es generalmente aceptada en la mayora de las operaciones.
Cementacin Primaria de Pozos
FORMULACIONES
Formulario General.- Capacidad interna (Cap. int.) en bls / pie Cap. int. = ID / 1029.4 .- Capacidad anular (Cap. anu.) en bls / pie Cap. anu. = [ID - OD ] / 1029.4 .- Volumen interno (Vol. int.) en barriles (bls) Vol. int. = Cap. int. x Long. interna seleccionada .- Volumen anular (Vol. anu.) en barriles (bls) Vol. anu. = Cap. anu. x Long. anular seleccionada .- Volumen de la lechada (VL) en galones / sks VL = (Peso: Cemento + Aditivos + Agua) (lbs/sks) x Vol.absoluto (gal/lbs) Nota: Calcular en forma individual y luego sumar. Volumen absoluto = 1 / (SG cemento o aditivos x 8,33) = gal / lbsCementacin Primaria de Pozos
FORMULACIONES.- Densidad de la mezcla (Dm) en lbs / gal Dm = Peso (lbs/Sk): (Cemento + Aditivos + Agua) VL
.- Volumen Total de Cemento (Vtc) en pie Vtc = Vol. interno + Vol. anular = bls.- Rendimiento de la mezcla (Rm) en pie / sks Rm = VL (gal / sks) / 7.48 (gal / pie )
1 bls = 5.615 pie
Nota: Cada cemento mezclado API tendr un % de Agua por Peso de Cemento(BWOC) a menos que se especifique otro tipo de mezcla (mezcla no API)
.- Requerimiento de Agua (Ragua) en gal / sks Ragua = Peso del agua requerida (lbs/sks) x Vol. absoluto del agua (gal / lbs) Nota: Peso del agua requerida incluye Cemento y Aditivos. Volumen absoluto del agua(1 / 8.33 = 0.12)Cementacin Primaria de Pozos
FORMULACIONES.- Nmero de Sacos de Cemento (No. sks)
No. sks. = Vtc (pie ) / Rm (pie / sks) = sks .- Requerimiento Total de Agua (Rt agua) en bls Rt agua = Ragua (gal / sks) x No. sks = bls 42 gal / bls
.- Velocidad anular (Vel. anu.) en pie / min Vel. anu. = (24.5 x Q) / (DM - dm ) = pie / mindonde: DM = Dimetro mayor en uso, pulgadas, Dm = Dimetro menor en uso, pulgadas. Q = Gasto o Caudal, gal / min
.- Desplazamiento de la Bomba Triplex (Db) en gal / emboladas Db = 0,0102 x Dc x Lc x % EVdonde: Dc = Dimetro de la camisa de la bomba, pulgs, Lc = Largo de la carrera o vstago, pulgs, % EV = % de Eficiencia Volumtrica, fraccinCementacin Primaria de Pozos
FORMULACIONES.- Fuerzas hacia arriba (F) en libras (lbs) F = (Long. TR x Cap. Ext. TR x Dm ) x 42donde: Cap. Ext. TR = OD del TR/ 1029.4 = bls / pie
.- Fuerzas hacia abajo (F) en libras (lbs)F = (Long. Sup CF x Df x Cap. int.) x 42 + (Peso TR x Long. TR)
donde: Df = Densidad del fluido en lbs / gal
.- Presion interna (Pr. int) en psi Pr. int. = (0,052 x Dm x h zap-cf) + (0,052 x Df x h sup-cf).- Presion anular (Pr. anu.) en psi Pr. anu. = (0,052 x Dm x h cemento) + (0,052 x Df x h fluido) .- P = Panular Pinterna en psiCementacin Primaria de Pozos
FORMULACIONES.- Factor de seguridad al colapso (Fsc)
Fsc = Resistencia al Colapso (psi) P (psi).- Factor de seguridad a estallido (Fse) Fse = Resistencia al estallido (psi) P (psi) .- Tiempo de colocacion de la lechada (Tc) en minutos Tc = Td + Tm = minutos
donde: Td = Tiempo de Desplazamiento del Tapon Superior a la tasa de desplazamiento seleccionada, en min Tm = Tiempo de mezclado de la lechada de cemento a la tasa de mezclado seleccionada, en min.Cementacin Primaria de Pozos
EJERCICIOS
Ejercicios de Diseo: Datos: Prof. TR intermedio: 9800 pies Prof. TR Superficial: 4500 pies Dhoyo = 12 (agregar 15 % de exceso por derrumbe) Tope del cemento: 4000 pies TR de 9 5/8 P-110 53,5 lbs/pie, Rosca Buttress ID de TR de 9 5/8 : 8,535 pulgs TR de 13 3/8 J-55 68 lbs/pie ID de TR de 13 3/8: 12,415 pulgs Longitud Zapata Cuello Flotador: 80 pies Dfluido: 13,1 ppg (para desplazar y en el hoyo) Tasa de mezclado: 9 bls/min Velocidad crtica deseable: 200 pie / min 2 Bombas Triplex: 6 x 12, EV= 95%, 120 spm c/u Cemento Tipo H, 38% de BWOW 2% de Bentonita (5,3% por cada 1% de Bentonita) Presin de Colapso: 7950 psi y Presin de Estallido: 9160 psi Profundidad del Hoyo de 12 : 9810 pies Tiempo de fraguado: 3 hrs, 45 min Tasa de desplazamiento: 8 bls / min Cementacin Primaria de Pozos
EJERCICIOS
Ejercicios de Diseo: Calcule: Volumen Total de cemento Densidad de la mezcla (ppg) Rendimiento de la mezcla (pie cubico/sxs) Requerimiento de agua (gal/sxs) Nmero de sxs de cemento (sxs) Caudal requerido para producir la Velocidad crtica (gal/min) Nmero de strokes para producir el caudal Presin interna y anular. Diferencial de presin (psi) Factores de Seguridad de Colapso y Estallido Fuerzas hacia abajo y hacia arriba Tiempo de desplazamiento de la lechada de cemento Tiempo de mezclado Tiempo total de la operacin. Comparacin
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Procedimientos para realizar una Cementacin. Anlisis general
PROCEDIMIENTOS Procedimientos para realizar una cementacin Para garantizar un trabajo de Cementacin exitoso, es importante tomar en consideracin una cadena de pasos que antes, durante y despus, el personal involucrado debe asegurar su ejecucin, tales pasos se mencionan a continuacin: Asegurarse de que se ha realizado una Simulacin del Trabajo de Cementacin, a fin de establecer las velocidades mnimas y mximas, as como la Densidad Equivalente de Circulacin (ECD) Acondicionar el fluido para reducir antes de la corrida final la Reologa (punto cedente, geles) Asegurarse que lo tapones de cemento (inferior y superior) estn correctamente colocados en el Cabezal de CementacinCementacin Primaria de Pozos
PROCEDIMIENTOS
Procedimientos para realizar una cementacin Bajar la Sarta de Revestimiento hasta unos cuantos pies por encima del fondo. En caso de ser requerido, romper circulacin durante la bajada
Se recomienda circular un volumen de la Sarta de Revestimiento, esto con el fin de asegurarse antes del Proceso de Cementacin que nada obstruya la zapata gua y para remover cualquier presencia de Gas que se haya acumulado durante el viaje Bombear Espaciadores Soltar Tapn de Fondo y posteriormente bombear la Lechada de Cementacin tanto de barrido o llenado, como la de Cola o Anclaje Soltar el Tapn Superior, desplazar la lnea de Cementacin e iniciar el Desplazamiento segn programa de Tasas planificadas
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PROCEDIMIENTOS
Procedimientos para realizar una cementacin Dependiendo lo que se encuentre el espacio anular (fluido, espaciador o cemento), es necesario variar la Velocidad de Desplazamiento. Es importante conocer que a fin de maximizar la remocin del fluido y reducir la contaminacin es necesario mantener un flujo torrente Una vez que segn clculos el tapn de fondo llegue al Cuello Flotador, el diafragma se debera romper permitiendo as un bombeo continuo Conocido el Volumen de Desplazamiento, la velocidad debera ser reducida cuando se este alcanzando el Cuello Flotador, esto a fin de prevenir presiones excesivas y cualquier impacto al momento de colocar el Tapn En caso de que el golpe no suceda, se recomienda desplazar hasta la mitad de la longitud de separacin entre cuello y zapataCementacin Primaria de Pozos
PROCEDIMIENTOS Procedimientos para realizar una cementacin Se debe monitorear todos los retornos de Fluido, esto podra ser un indicativo de posible fractura de la formacin En caso de prdida, la velocidad de desplazamiento debe ser ajustada a fin de disminuir las prdidas de presin por friccin en el espacio anular y por ende el ECD Asegurar asentar el tapn con aproximadamente 1000 lpc, previa confirmacin de no exceder el margen de ruptura de la tubera de revestimiento
Esta presin deber ser entonces liberada, a fin de confirmar que la vlvula flotadora esta funcionado y por ende soportando la presin diferencial de fondo debido al peso del cemento en el espacio anular
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PROCEDIMIENTOS
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PROCEDIMIENTOS Tcnicas de Colocacin del Cemento Existe diferentes tcnicas para realizar un trabajo de Cementacin, a continuacin se presentan algunos de estas: Cementacion a travs de tubera de perforacin Stab-in Revestidores con grandes dimetros Zapata flotadora tipo Stab-in Cemento mezclado y bombeado a travs de la tubera de perforacin. Rellenado Top-Job Recementar por encima del anular. Sarta de dimetro pequeo entre el revestidor y el hoyo.
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Anlisis de Problemas durante el Proceso de Cementacin
ANLISIS DE PROBLEMAS
Problemas comunes durante la Cementacin Existen una serie de problemas que pueden afectar los trabajos de Cementacin y los cuales deben ser considerados y discutidos al momento de realizar las reuniones previas a la ejecucin del Proceso de Cementacin A continuacin, se mencionan algunos de ellos a fin de ser entender de manera general la naturaleza de los mismos y visualizar las distintas soluciones posibles Condicin pobre del Hoyo Este tipo de problemas esta relacionado en forma directa con lo que se conoce como Geometra del Hoyo y el mismo puede tener varias razones tales como:Cementacin Primaria de Pozos
ANLISIS DE PROBLEMAS
Problemas comunes durante la Cementacino Pata de Perro (Dog Leg) o Estabilidad del hoyo descubierto o Cavernas del hoyo (Wash out) o Llenado del hoyo o Formacin de slidos en la parte baja del hoyo, generalmente en hoyos desviados conocido como cama de slidos o recortes Condicin pobre del fluido de perforacin Este tipo de problemas es muy comn si no se tiene condiciones reolgicas del fluido que cumplan las funciones principales dentro del hoyo y que son claves al momento de realizar la Cementacin. Dentro de ellos podemos mencionar:Cementacin Primaria de Pozos
ANLISIS DE PROBLEMAS
Problemas comunes durante la Cementacino Altas fuerzas de Gel y punto de resistencia o Alta prdida de fluido o filtracin o Revoque (cake) grueso o Alto contenido de slidos o Prdida de material de circulacin o Incompatibilidad del fluido con el cemento
Centralizacin pobre Muchos de los especialistas se refieren al concepto de Centralizacin como el segundo elemento en importancia para garantizar una Cementacin exitosa, de all la necesidad de un acertado programa de Centralizadores acorde con el dimetro del hoyo existenteCementacin Primaria de Pozos
ANLISIS DE PROBLEMAS
Problemas comunes durante la Cementacin Esto debido a que el cemento no se coloca detrs de la tubera de revestimiento, dejando fluido en dicho espacio Prdida de Circulacin Referida durante el proceso de colocacin de la lechada de cemento y que pudiese presentarse de acuerdo al manejo de altas densidades de las mismas o valores de presin de bombeo altos Estas prdidas pueden ser consideraras como: o Parcial o Severa o TotalCementacin Primaria de Pozos
ANLISIS DE PROBLEMAS
Problemas comunes durante la Cementacin Presin de Formacin Normal y Subnormal Valores de Gradiente de Presiones igual al Gradiente del Agua Salada con 80 a 100 mil ppm de Salinidad y valor de Gradiente de Presin igual o menor que el Gradiente del Agua Dulce Presin alta de bombeo Referida a la Presin de Bombeo de la lechada de Cemento y/o a la Presin manifiesta de desplazamiento
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Cementacin de Pozos No Convencionales Anlisis General
NO CONVENCIONALES Cementacin de Pozos No Convencionales Existen procesos de Cementacin los cuales abarcan distintos Tipos de Pozos, los cuales generalmente estn asociados a la geometra del Hoyo, anexo algunos de estos y se mencionan ciertas consideraciones: Direccionales, altamente inclinados, horizontales Tipos de completacion Seleccin dimetro del hoyo revestidor Acondicionamiento del hoyo Fluido de perforacin Diseo de la lechada de cemento. Centralizadores. Raspadores. Tapones de limpieza y desplazamiento. Zapata gua y cuello flotador. Tasas de flujo durante la cementacionCementacin Primaria de Pozos
NO CONVENCIONALES Hoyos Delgados (Slim Hole) Similar a la Cementacin Convencional con ajustes principales de volmenes y mecanismos de desplazamiento Cementacion con Coiled Tubing Tapones de abandono.
Migracin de gas Reduccin de volumen y desarrollo de gel esttico Canalizacin del gas
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NO CONVENCIONALES
Trabajos Remediales Cementacin Secundaria El objetivo de una cementacin forzada es obtener una zona aislada o sellada en el espacio anular entre el revestidor y la formacin. La cementacin secundaria se puede realizar durante la ejecucin de cualquiera de los siguientes procesos: Perforacin
Completacin Reacondicionamiento.Cementacin Primaria de Pozos
NO CONVENCIONALES
Cementacin Secundaria Las cementaciones secundarias se definen como un proceso de bombear una lechada de cemento en el pozo, bajo presin, forzndola contra una formacin porosa, tanto en las perforaciones del revestidor o directamente el hoyo abierto. Cuando la lechada es forzada contra una formacin permeable, las partculas slidas pierden filtrado en la cara de la formacin de tal manera que la fase acuosa que entra en la matriz de la formacin, forma una torta que ocupa los espacios porosos creando un sello impermeable.
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NO CONVENCIONALES
Cementacin Secundaria Razones para realizar un Trabajo de C. S Reparar un trabajo de cementacin primaria deficiente, debido a la canalizacin de la lechada de cemento a travs del fluido o por altura insuficiente del cemento en el anular. Eliminar intrusin de agua de las zonas adyacentes o tambin de la misma formacin productora de hidrocarburos. Reducir la alta produccin Gas/Petrleo (GP), aislando las zonas de gas adyacente a los intervalos productores de hidrocarburos.
Reparar una filtracin causada por corrosin o partidura del revestidor. Abandonar una zona no productora o agotada.Cementacin Primaria de Pozos
Evaluacin de la Cementacin. Anlisis de Resultados
EVALUACIN DE LA CEMENTACIN Evaluacin de la Cementacin Una de los procesos posterior al trabajo de Cementacin de un pozo, esta relacionado con la evaluacin ptima de las adherencias que deberaN existir al momento de finalizar el trabajo Un trabajo de cementacin ha fallado y requiere trabajo remedial, cuando existe alguna de las siguientes situaciones: El cemento no llena el espacio anular a la altura requerida El cemento no provee sellado en la zapata El cemento no asla formaciones indeseables.Cementacin Primaria de Pozos
EVALUACIN DE LA CEMENTACIN Evaluacin de la Cementacin La efectividad del trabajo (y por lo tanto la necesidad de trabajo adicional) puede ser medida por varios medios: Evaluacin de temperatura: Correr un termmetro dentro de la tubera de revestimiento para detectar el tope del cemento. El proceso de hidratacin de asentar el cemento es isotrmico (despliega calor) y es detectable desde el interior de la tubera de revestimiento Registro de radiacin Rastreadores trmicos pueden ser adicionados al cemento antes de que el mismo sea bombeado (ej: Carnolite)
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EVALUACIN DE LA CEMENTACIN Evaluacin de la Cementacin Registro de mezcla/unin del cemento (CBL) Este es un registro snico capaz de detector el tope delcemento y determinar la calidad de la capa de cemento. Es corrido con registros elctricos, emite seales snicas y debe ser centralizado para generar resultados crebles
Esto pasa por la tubera de revestimiento y es recogido por un receptor a unos 3 pies de distancia. Ambos, el tiempo de transito y la amplitud de la seal son utilizadas para indicar la calidad de la mezcla del cemento. Debido a que la velocidad del sonido es mayor dentro de la tubera de revestimiento que en la formacin o el lodo, las primeras seales en retornar son las que provienen de la tubera de revestimiento.
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EVALUACIN DE LA CEMENTACIN Evaluacin de la Cementacin Registro de mezcla/unin del cemento (CBL) Si la amplitud de esta seal (E1) largues grande, indica que la tubera esta libre (mezcla pobre). Cuando el cemento esta firmemente unido a la tubera de revestimiento y a la formacin la seal es atenuada (debilitada) y es caracterstico de la formacin detrs de la tubera de revestimiento. La seal tambin puede indicar en donde el cemento esta unido a la tubera de revestimiento pero no a la formacin. El efecto de canalizacin tambin puede ser detectado.
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EVALUACIN DE LA CEMENTACIN Evaluacin de la Cementacin Registro de mezcla/unin del cemento (CBL) El CBL usualmente da una curva de amplitud y un Registro de Densidad Variable (VDL), el cual indica la fuerza de las seales por medio de la intensidad de las lneas oscuras y claras. Las seales de la tubera de revestimiento aparecen como lneas paralelas. Una buena mezcla es representada por lneas onduladas.
No hay una escala estndar de API para medir la efectividad del CBL y muchos factores pueden resultar en malas interpretaciones, a continuacin se mencionan algunos de ellos para su discusin y anlisis:Cementacin Primaria de Pozos
EVALUACIN DE LA CEMENTACIN Evaluacin de la Cementacin Registro de mezcla/unin del cemento (CBL) o Durante el proceso de asentamiento, la velocidad y amplitud de las seales vara significantemente. Es recomendable no correr el CBL hasta 24-36 horas despus del trabajo de cementacin, para obtener resultados reales o La composicin del transmisin de la seal cemento afecta la
o El espesor del cemento causara cambios en la atenuacin de la seal.
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EVALUACIN DE LA CEMENTACIN Evaluacin de la Cementacin Registro de mezcla/unin del cemento (CBL) o En conclusin: El CBL reaccionara a la presencia deun micro-espacio anular (un pequeo espacio entre la tubera de revestimiento y el cemento). Esto usualmente se solventa con el tiempo y no es un factor crtico. o Algunos operadores recomiendan correr el CBL bajo presin para eliminar este efecto (la tubera de revestimiento sufrir el efecto de balonamiento y ocupara cualquier microespacio anular.
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EVALUACIN DE LA CEMENTACIN
Principios de los Registros de Cementacin A continuacin, se muestra un anlisis general de la Interpretacin de los Registros de Cementacin
Tipos de ondas de acuerdo con el lugar las caractersticas de procedencia.
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Principios de los Registros de Cementacin Las herramientas de registros de cementacin emiten una
energa acstica omnidireccional que viaja a travs de de los fluidos del revestidor desde un Transmisor y se reflejan de regreso a travs de estos mismos fluidos hasta un receptor de seales colocado en la herramienta a una distancia fijada. La amplitud del receptor es proporcional al porcentaje de la circunferencia de revestidor cubierta por el cemento. La distancia que la seal viaja del transmisor al receptor depende la calidad del acoplamiento acstico del cemento al revestidor y a la formacin Ver grfica anexa:
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EVALUACIN DE LA CEMENTACINHerramienta de Registro de Cementacin con la propagacin de la onda de sonidoREVESTIDOR CEMENTO
FORMACIN
T
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5 ft R
3 ft R
EVALUACIN DE LA CEMENTACIN Principios de los Registros de Cementacin El primer pico positivo se refiere como E1 con sus subsecuentes picos positivos con numeracin impar, y la numeracin par corresponde a los picos negativos. Los receptores detecta la sumatoria de todas las formas de ondas generadas por reflexin de la seal snica desde Revestidor (1), Formacin (2), Lechada de Cemento y el Fluido dentro del Revestidor (3) La composicin es afectada por la calidad de: a. Acoplamiento acstico del cemento al Revestidor y de este a la formacin b. Fuerzas compresivas del cemento c. Espesor de la lechada de cementacin d. Espesor de la pared del Revestidor
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EVALUACIN DE LA CEMENTACIN Composicin de la onda de seal de sonido
E3 E1
E2 E4 Tpica forma de onda sin cemento
Seal del revestidor (1)
Seal de la formacin (2)
Seal del fluido (3)
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EVALUACIN DE LA CEMENTACIN Principios de los Registros de Cementacin La magnitud de la onda es mayor en la tubera libre, creando la seal un efecto de anillo. Si el revestidor no esta acsticamente acoplado a un material slido en el anular, la nica seal detectada por el receptor ser la seal del revestidor. Este efecto podr ser creado por: 1. Cemento inestable en el anular 2. Dbil cementacin (250 lpc) fuerza de compresin en el anular 3. Corte de gas en el anular 4. Existencia de microanillo entre el cemento y el revestidor 5. Inexistencia del cemento en el anular
Tiempo de viaje de la onda a travs del revestidor
Composicin tpica de la seal de onda para revestidor sin cementoCementacin Primaria de Pozos
EVALUACIN DE LA CEMENTACIN Principios de los Registros de Cementacin Es requerido un buen acoplamiento acstico del cemento al revestidor y a la formacin para la transmisin de la seal a travs de todos los conductores. La figura anexa, ilustra la onda tpica cuando el anular esta completamente lleno de cemento, la nica forma de detectarlo es por una onda dbil o completamente ausente de la seal de formacin o seal del revestidor
Tiempo de viaje de la onda a travs del revestidor
Composicin tpica de la seal de onda para revestidor con buena cementacinCementacin Primaria de Pozos
EVALUACIN DE LA CEMENTACIN Principios de los Registros de Cementacin Los factores que pueden prevenir la deteccin de la seal de la formacin como se ilustra en esta figura son:1. Formacin de revoque 2. Secciones en hoyo desnudo no llenas con cemento 3. Corte de gas o espuma del cemento 4.Formaciones no consolidadasTiempo de viaje de la onda a travs del revestidor
Composicin tpica de la seal de onda con buena adherencia a la tubera, pero mala a la formacin. Cementacin Primaria de Pozos
EVALUACIN DE LA CEMENTACIN
Principios de los Registros de Cementacin Un canal entre la lechada del cemento y la formacin normalmente no se identifica por la forma de la onda. Un canal en el anular establece un acoplamiento parcial entre la lechada de cemento al revestidor y a la formacin. El receptor detectar toda la onda compuesta como la seal del revestidor y la seal de la formacin. La seal del fluido del revestidor siempre ser detectada por el receptor, pero sin un valor interpretativo y posteriormente ser ignorada. La seal del revestidor es reflejada a travs del revestidor no cementado mientras que la seal de la formacin es detectada a travs del lado cementado del revestidor. Esta condicin es generalmente creada por: a. Centralizacin pobre del revestidor b. Remocin inadecuada de los ripios de la parte baja del hoyo desnudo c. Excesiva separacin de agua libre del cemento
Tiempo de viaje de la onda a travs del revestidor
La seal de onda donde el cemento ha sido canalizado o donde existe un microanillo entre el cemento y la formacin.
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EVALUACIN DE LA CEMENTACIN Principios de los Registros de Cementacin La
Registrador de intensidad modulada Seal de intensidad modulada Preparacin de la seal acstica Seal acstica
presentacin de la onda en el registro puede ser de la forma de energa de onda en escala de 2001200 s o forma de representacin lineal de los picos positivos (E1, E3, E5 etc.). El tiempo transciente P de la onda comnmente referido al primer arribo de la onda E1, puede varia dependiendo de la fuente de la seal detectada. Las seales de revestidor o seales de formaciones rpidas exhiben generalmente un tiempo transciente de 200-400 s, mientras que en formaciones suaves varia en un rango de 700-900 ms
P Forma de onda usando la tcnica de un registrador VDL
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EVALUACIN DE LA CEMENTACIN Registro Modelo para evaluar la calidad de del Cemento
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EVALUACIN DE LA CEMENTACINControl de Calidad de los Registros de Cementacin Para
realizar la evaluacin cuantitativa de la calidad del cemento, adems de usar la interpretacin de los registros CBL y VDL, se incluye una combinacin de registros de rayos gamma, un localizador de cuellos (CCL) y el tiempo de propagacin (TT) que tarda la primera onda desde el transmisor hasta el receptor de tres pies.
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EVALUACIN DE LA CEMENTACIN
REGISTRO DE POZOS PARA EVALUAR LA CALIDAD DEL CEMENTO
INDICE DE ADHERENCIA Relacin entre la atenuacin en la zona de inters dividido entre atenuacin zona 100% cementada expresada en db/pie.
ECUACINAtenuacin zona inters (db / pie ) I.A. = Atenuacin zona 100% cementada (db/pie)
VALOR OBTENIDO A NIVEL DE PRUEBAS DE LABORATORIO, SIMULANDO LAS CONDICIONES DE CAMPO Cementacin Primaria de Pozos
Recomendaciones para realizar una buena Cementacin
RECOMENDACIONES Recomendaciones para realizar una buena Cementacin A continuacin, se listan algunos pasos para la Planificacinen una Cementacin, esto a fin de alcanzar los objetivos generales: Requerir y analizar los datos y/o parmetros del pozo Definir los objetivos y requerimientos principales del trabajo a realizar Clculos de volmenes en la cementacin: fluidos a bombear y desplazamiento Diseo de lechadas de cemento y preflujos Realizar ensayos de Compatibilidad Simulacin (software) hidrulica de la cementacin Verificacin del Diseo y caractersticas de las lechadas de cemento y preflujos involucrados en la cementacin.Cementacin Primaria de Pozos
RECOMENDACIONES Recomendaciones para realizar una buena Cementacin Verificacin de las condiciones de equipo a utilizar (bombas, tolvas, homogenizadores, centralizadores, zapatas, cuellos, etc.) Preparacin de mezcla seca, agua de mezcla, preflujos lavadores y espaciadores, y verificacin mediante ensayos de tanque en Laboratorio Empresa de Servicios de caractersticas originarias. En el pozo Mezclar, premezclar y bombear al pozo diseo de cementacin concebido, registrando parmetros en tiempo real Evaluar resultados de la cementacin mediante registros especialesCementacin Primaria de Pozos
En tiempos de cambios aquellos que aprenden continuamente heredan el futuro...
Muchas Gracias
Los que consideran que ya todo lo han aprendido se encontrarn equipados para vivir en un mundo que ya no existe Eric Hoffer