determinacion de propiedades reologicas para lechadas de cemento elasticas

I

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA

FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE QUIMICA

DETERMINACION DE LAS PROPIEDADES REOLÓGICAS REQUERIDAS PARA LECHADAS DE CEMENTO ELASTICAS VALIDANDO EL MODELO HERSCHEL

BULKLEY.

Trabajo Especial de Grado presentado por:

Br. Edecio Chacón

Maracaibo, Diciembre de 2008

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II

DETERMINACION DE LAS PROPIEDADES REOLÓGICAS REQUERIDAS PARA LECHADAS DE CEMENTO ELASTICAS VALIDANDO EL MODELO HERSCHEL

BULKLEY.

Tutor Académico Tutor Industrial Ing. José F. Bohórquez Ing. Gaudis Molína

Trabajo Especial de Grado para optar al Título de Ingeniero Químico:

Edecio Chacón C.I. __________________________

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III

INDICE GENERAL

INDICE GENERAL ................................................................................................. III

INDICE DE FIGURAS ........................................................................................... VI

INDICE DE GRAFICOS ........................................................................................ VII

INDICE DE TABLAS .............................................................................................. VIII

RESUMEN ............................................................................................................. IX

ABSTRACT ............................................................................................................ X

INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 1

CAPITULO I EL PROBLEMA 1.1. Planteamiento del Problema........................................................................ 4

1.2. Formulación de Problema............................................................................ 5

1.3. Objetivo General........................................................................................... 5

1.4. Objetivos Específicos .................................................................................. 5

1.5. Justificación del Problema ........................................................................... 5

1.6. Delimitación .................................................................................................. 6

Delimitación Espacial........................................................................................... 6

Delimitación Temporal ......................................................................................... 6

CAPITULO II MARCO TEORICO 2.1 Descripción de la empresa ............................................................................ 8

2.1.1. Reseña Histórica de la Empresa ......................................................... 8

2.1.2. Misión, Visión y Política de Calidad:.................................................... 10

2.2. Antecedentes de la investigación ................................................................ 12

2.3. Bases Teóricas ....................................................................................... 17

2.3.1 Cementación de Pozos Petroleros ....................................................... 17

2.3.2. Tipos de Cementación ......................................................................... 18

2.3.3. Cemento para pozos ............................................................................ 21

2.3.4. Lechada convencional y elástica.......................................................... 30

2.3.5. Propiedades de la lechada de cemento ............................................... 31

2.3.6. Diseño y aplicaciones de la Lechada ................................................... 35

2.3.7. Aditivos de Cementación...................................................................... 36

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IV

2.3.8. Tipos de fluido ..................................................................................... 41

2.3.9. Modelos Reológicos ............................................................................. 41

2.3.10. Regímenes de flujo ............................................................................ 49

2.4. Cuadro de Variables ..................................................................................... 51

2.5. Definición de términos básicos..................................................................... 52

CAPITULO II MARCO METODOLOGICO 3.1 Tipo de Investigación..................................................................................... 59

3.2 Diseño de Investigación................................................................................. 59

3.3 Población....................................................................................................... 59

3.4 Muestra.......................................................................................................... 60

3.5 Técnicas de recolección de la información .................................................... 60

3.6 Fases de la Investigación .............................................................................. 61

3.7 Tabla de fases de la Investigación................................................................. 66

CAPITULO IV RESULTADOS 4.1. Resultados.................................................................................................... 68

4.1.1. Resultados reológicos obtenidos para lecturas en

viscosímetro a 80F empleando BOD y SLEEVE estándar. .................................... 68


viscosímetro a 120F empleando BOD y SLEEVE estándar. .................................. 69


viscosímetro a 80F empleando el equipo FYSA..................................................... 70


viscosímetro a 120F empleando el equipo FYSA................................................... 71

4.1.5. Determinación de los esfuerzos de corte aplicando

el modelo de Herschel-Bulkley para una temperatura de 80F. .............................. 72

4.1.6. Determinación de los esfuerzos de corte aplicando

el modelo de Herschel-Bulkley para una temperatura de 120F.............................. 75

4.2. Discusión de Resultados. ............................................................................. 78

4.2.1. Resultados obtenidos al emplear el BOD y SLEEVE

estándar en ambas temperaturas........................................................................... 78

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V

4.2.2. Resultados obtenidos al emplear el equipo FYSA

en ambas temperaturas.. ....................................................................................... 79

Conclusiones.......................................................................................................... 81

Recomendaciones.................................................................................................. 83

Referencias Bibliográficas...................................................................................... 84

Anexos ................................................................................................................... 86

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VI

INDICE DE FIGURAS FIGURAS 1. Proceso de Manufactura del cemento ............................................................. 24

2. Modelo de Bingham ......................................................................................... 43

3. Modelo de Power Law...................................................................................... 45

4. Modelo de Herschel-Bulkley............................................................................. 47

5. Bod y Sleeve Estándar .................................................................................... 48

6. Cemlab............................................................................................................. 61

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VII

INDICE DE GRAFICOS

GRAFICOS 1. Esfuerzo de corte vs Velocidad de corte para el sistema Látex Cement a 14.5 lpg

y 80ºF .................................................................................................................. 73

2. Esfuerzo de corte vs Velocidad de corte para el sistema Látex Cement a 15.6 lpg

y 80ºF .................................................................................................................. 74

3. Esfuerzo de corte vs Velocidad de corte para el sistema Fiber Cement a 14.5 lpg

y 80ºF. ................................................................................................................. 74


y 80ºF ................................................................................................................... 75


y 120ºF ................................................................................................................ 76


y 120ºF ............................................................................................................... 76


y 120ºF. ................................................................................................................ 77


y 120ºF ................................................................................................................ 77

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VIII

INDICE DE TABLAS

TABLAS 1. Componentes del cemento............................................................................... 25

2. Clasificación y Requerimientos de Calidad para Cemento API ........................ 30

3. Especificaciones del cemento petrolero. .......................................................... 30

4. Aditivos para Lechadas Elásticas (Well Life).................................................... 40

5. Tabla de Variable ............................................................................................. 51

6. Fase de la Investigación................................................................................... 66

7. Lecturas a 80ºF empleados DOD y SLEEVE estándar ................................... 68

8. Valores reológicos a 80ºF empleando BOD y SLEEVE estándar .................. 68

9. Lecturas a 120ºF empleando BOD y SLEEVE estándar .................................. 69

10. Valores reológicos a 120ºF empleando BOD y SLEEVE estándar ............... 69

11. Lecturas a 80F empleando el equipo FYSA................................................... 70

12. Valores reológicos a 80ºF empleando el equipo FYSA.................................. 71

13. Lecturas a 120ºF empleando el equipo FYSA ............................................... 71

14. Valores reológicos a 120ºF empleando el equipo FYSA................................ 72 15. Esfuerzos de corte a 80ºF ............................................................................. 73

16. Esfuerzos de corte a 120ºF ........................................................................... 75

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IX

UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA VICERRECTORADO ACADEMICO


RESUMEN

DETERMINACION DE LAS PROPIEDADES REOLÓGICAS REQUERIDAS PARA LECHADAS DE CEMENTO ELASTICAS VALIDANDO EL MODELO HERSCHEL-

BULKLEY.

Autor: Edecio Chacón Tutor: José F. Bohórquez

Fecha: Diciembre, 2008 El estudio estuvo dirigido a la determinación de las propiedades reológicas requeridas para lechadas de cemento elásticas validando el Modelo Herschel-Bulkley¨. Este trabajo presenta un estudio que esta desarrollándose para implementar un nuevo modelo reológico en la operación de cementación de pozos petroleros. Los objetivos específicos de esta investigación fueron: Identificar los diferentes tipos de lechada de cemento elástica, Estudiar el Modelo Herschel-Bulkley para los tipos de lechadas elásticas, Elaborar pruebas sobre lechadas de cemento en el laboratorio utilizando el equipo FYSA, Especificar las Propiedades Reológicas del cemento obtenidas en el laboratorio. El tipo de investigación fue de tipo experimental, así como también, el diseño de la misma. La investigación tuvo como muestra lechadas de cemento elásticas con una población de cuatro diseños de las mismas, a las cuales se le fueron aplicadas ciertas pruebas para determinar sus propiedades reológicas. Para la determinación de estas propiedades se siguieron las fases de la investigación las cuales consistieron en preparación de las lechadas, corrida de pruebas sobre estas lechadas, así como tambien la aplicación de ecuaciones correspondiente al modelo Herschel-Bulkley. La puesta a cabo de estos procedimientos permitió la determinación de la propiedades reológicas para las lechadas trabajadas en esta investigación las cuales fueron las mas optimas y acordes la lo que teóricamente se plantea. Palabras clave: Propiedades reológicas, Modelo Herschel-Bulkley, FYSA, BOD y SLEEVE.

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X

UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA VICERRECTORADO ACADEMICO


ABSTRACT

DETERMINACION DE LAS PROPIEDADES REOLÓGICAS REQUERIDAS PARA LECHADAS DE CEMENTO ELASTICAS VALIDANDO EL MODELO HERSCHEL-

BULKLEY.

Autor: Edecio Chacón Tutor: José F. Bohórquez

Fecha: Diciembre, 2008 An investigation has been carried out to determine the Rheological properties required by elastic cement slurries validating the “Herschel bulkley model. This study is being developed to implement a new theologic model for cementing oil wells. The specific objectives of this investigation were: Indentify the different types of elastic cement slurries, study the Herschel-Bulkley model for elastic cement slurries, elaborate test on cement slurries in laboratory using FYSA equipment ,specify the Rheologic properties of cement obtained in laboratory. This kind of investigation was an experimental type, as well as the designing. This elastic cement slurry investigation were carried out to prepare the slurry, testing as well as applying cartain equation corresponding to the Herschel Bulkley model. Finally these procedures determin the rheological properties for the investigation of slurries which were the most, optimist and agreed upon theory.

Keys Words: Rheological property, Herschel Bulkley model, FYSA, BOD and SLEEVE.

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XI

INTRODUCCIÓN

La cementación de pozos petroleros es una operación compleja la cual se debe

tratar con sumo cuidado. Una cimentación requiere el diseño de una o varias lechadas

de cemento para ser bombeadas al espacio existente entre el revestidor y la formación.

Estas lechadas deben pasar a través de un sistema de evaluación que verifique el

cumplimiento de las propiedades o características exigidas por el pozo al cual

pertenecen. Este sistema de evaluación se debe llevar a cabo en un laboratorio que

cuente con una buena gama de equipos en perfectas condiciones operacionales como

lo es el laboratorio de cementación de la empresa Servicios Halliburton de Venezuela

en el área de Punta Camacho.

En este laboratorio se llevan a cabo pruebas como tiempo de espesamiento o

bombeabilidad, perdida de fluido por filtrado, resistencia a la compresión destructiva y

no destructiva, así como también pruebas de reología. Esta última a la cual se le hace

referencia es de gran importancia pera el sistema de lechadas, ya que este tipo de

prueba nos determina que tan fluida están las mismas y así evaluar la adición o no de

aditivos.

Por lo antes expuesto se puede decir que de la reología de la lechada depende el

sistema que se aplicara para el bombeo de la misma durante la operación en si, ya que

a través de la misma se pueden calcular los valores de punto cedente, viscosidad

platica, índices de flujo, índices de consistencia entre otros; cuyos valores de las

mismas son calculados mediante la aplicación de modelos reológicos.

En la presente investigación se determinaran estas propiedades aplicando

tecnologías y confiabilidad de modelos como lo es el Modelo de Herschel-Bulkley, siendo este el recomendado por API (American Petroleum Institute) debido a que simula con más exactitud el comportamiento verdadero de la lechada.

1

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XII

Este trabajo esta estructurado de la siguiente forma: CAPITULO I: Planteamiento del Problema CAPITULO II: Marco Teórico CAPITULO III: Marco Metodológico

CAPITULO IV: Resultados

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3

CAPÍTULO I EL PROBLEMA

CCCAAAPPPÍÍÍTTTUUULLLOOO III

EEELLL PPPRRROOOBBBLLLEEEMMMAAA

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4


1.1 Planteamiento del Problema

El mejoramiento de la integridad de los pozos a un largo plazo constituye una

prioridad. Un excelente aislamiento zonal requiere un óptimo sistema de evaluación y

diseño adecuado del proceso de cementación.

En la industria petrolera el proceso de cementación de pozos productores es

fundamental para generar un sello entre las formaciones de interés.

La cementación de pozos es una operación que consiste en preparar y bombear

una lechada de cemento al espacio anular existente entre el revestidor y las formaciones geológicas atravesadas por el pozo, de la cementación depende en gran parte la productividad de el, ya que esta constituye generalmente el soporte del pozo.

El cemento utilizado debe ser evaluado, y debe cumplir con las características o

propiedades requeridas para la aplicación de la lechada. Una lechada de cemento se

diseña de acuerdo a las condiciones de cada pozo (profundidad, diámetro, temperatura,

formaciones de interés, etc.), por lo que igualmente debe pasar por un proceso de

evaluación para determinar esas propiedades y así realizar la cementación con el

diseño propuesto.

Dada la importancia del proceso de cementación dentro de la explotación de un

pozo petrolero y el tipo de sistema de lechada usada en el mismo, un estudio de los

esfuerzos al que esta sometido este material se hace indispensable para lograr un

trabajo exitoso al explotar una zona petrolífera.

Para la empresa Servicios Halliburton de Venezuela es muy importante

mantenerse a la vanguardia de tecnologías, por esta razón en el laboratorio de

cementación se encuentran equipos muy sofisticados los cuales permiten mejorar los

procesos debido a la diversidad de análisis que estos permiten llevar acabo.

Recientemente este laboratorio adquirió un nuevo equipo “FYSA” el cual consta de

un BOD y un SLEEVE que permitirá realizar pruebas reológicas a lechadas elásticas

4

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5


empleando una nueva tecnología como lo es el Modelo Herschel-Bulkley y que a su vez

sustituirá a los modelos reológicos antes utilizados, siendo estos el modelo Bingham

Plastic y el modelo Power Law.

Por lo antes expuesto la empresa Servicios Halliburton de Venezuela plantea la

necesidad de optimización de procesos esta vez aplicando el anteriormente

mencionado Modelo Herschel-Bulkley sobre lechadas de cemento elásticas.

1.2 Formulación de Problema

¿Como determinar las propiedades reológicas requeridas para lechadas de

cemento elásticas validando el modelo Herschel-Bulkley?

1.3 Objetivo General

Determinar las Propiedades Reológicas requeridas para lechadas de cemento

elásticas validando el modelo Herschel-Bulkley

1.4 Objetivos Específicos

1- Identificar los diferentes tipos de lechada de cemento elástica.

2- Estudiar el Modelo Herschel-Bulkley para los tipos de lechadas elásticas.

3- Elaborar pruebas sobre lechadas de cemento en el laboratorio, utilizando el

equipo FYSA.

4- Especificar las Propiedades Reológicas del cemento obtenidas en el laboratorio.

1.5 Justificación del Problema

El motivo por el cual este proyecto se lleva acabo es presentar avances en cuanto

a modelos (Anteriormente Modelo Bingham y Ley de Potencia) generando así mayores

beneficios al aplicarlo, así como tambien favorecer ó aumentar la durabilidad del pozo,

es decir, aumentar su tiempo de vida útil.

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6


Dicho pozo al aumentar su tiempo de vida útil generará mayor productividad ó

ganancias al Estado, trayendo como consecuencia bajar los recursos necesarios para

cumplir con las necesidades de los pueblos. Tambien se Generaran o aumentaran los

tiempos de contrato del personal que labora en los pozos, debido a que este aumentará

su tiempo de productividad.

La elaboración de este proyecto dejará un campo abierto para posteriores estudios

que seguidores de esta área puedan llevar acabo.

1.6 Delimitación

Delimitación Espacial

La determinación de las propiedades reológicas para la validación de este modelo

se llevaran acabo en el área del laboratorio de Cementación de la empresa

HALLIBURTON, la cual se encuentra localizada en el Municipio Santa Rita, Estado

Zulia, específicamente detrás de la Planta de Pralca.

Delimitación Temporal

Este trabajo se lleva acabo en un lapso de ocho (8) meses, comprendidos entre

los meses de Abril 2008 y Diciembre 2008.

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CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO

CCCAAAPPPÍÍÍTTTUUULLLOOO III III

MMMAAARRRCCCOOO TTTEEEÓÓÓRRRIIICCCOOO

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2.1 Descripción de la empresa Empresa: Servicios Halliburton de Venezuela S.A Representante: Sr. Rémulo Romero, Gerente de Desarrollo de Negocios Occidente y

Área Líder. Dirección: Avenida Principal de Santa Rita, Sector Punta Camacho, detrás de la planta

de Pralca, Santa Rita. Actividad: El Grupo de Servicios Energéticos de Halliburton consiste de cuatro

segmentos de negocio:

• Perforación y evaluación de formaciones

• Sistemas de fluidos

• Optimización de la producción

• Soluciones vía consultoría y digitales

Estos segmentos ofrecen un amplio arsenal de productos y servicios a los clientes

de petróleo y gas aguas arriba a nivel mundial, extendiéndose desde la fabricación de

las mechas de perforación y otras herramientas downhole y de completación hasta los

servicios de bombeo a presión.

2.1.1. Reseña Histórica de la Empresa

Halliburton Energy Services (HES) es el resultado de muchos años de experiencia

en la industria de la energía. Halliburton toma su nombre de su fundador, Erle Palmer

Halliburton. El Sr. Halliburton comenzó el Nuevo Método de Cementación de Pozos de

Petróleo en Oklahoma, USA. En 1921, el movilizó a Halliburton Oil Well Cementing

Company (HOWCO) a Duncan. Erle Palmer Halliburton

En 1949, HOWCO desempeñó la primera operación de Fractura Hidráulica

Comercial. En 1960, el nombre se cambió a Halliburton Company para reflejar más

exactamente la diversidad de los servicios ofrecidos.

8

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9


En 1961, la sede corporativa se trasladó a Dallas y Halliburton continuó

expandiendo operaciones alrededor del mundo. En 1967, en los servicios en el área

petrolera se estableció como Halliburton Services en Duncan. En 1993, reunió varios de

sus servicios en un solo grupo empresarial denominado HES con sede en Houston,

Texas.

Hace exactamente 70 años, a principios de Octubre de 1938, dos técnicos de la

Halliburton: Jack Benge, del Distrito de la Costa del Golfo, y Mike Cunninghan de los

Distritos del Oeste de Texas, atracaron en el puerto fluvial de Ciudad Bolívar y allí

nacionalizan los equipos que traían especialmente contratados por la Mene Grande Oíl

Company, que constaba de una bomba VP-8, una pickup de una tonelada y las

herramientas para la cementación y las pruebas de pozos.

Ese era un año de gran expansión de la industria petrolera en el Oriente de

Venezuela, y la Mene Grande, subsidiaria de la Gulf Oíl Corporation, había decidido

iniciar la perforación profunda en boca de nuevos y más atractivos horizontes

petroleros, encontrándose con serias dificultades para cementar y probar estos pozos; y

para solucionar estos problemas contrató a HOWCO para que operara desde su

campamento de Campo Oficina, localizado en El Tigre, corazón de la rica Mesa de

Guanipa.

El 15 de Octubre de 1938 realizan su primera cementación y su primera prueba, el

Oficina - 5 fue taponado desde 5.932' hasta 5.855' con 35 sacos de cemento; y el

Oficina-9 fue probado con una empacadura de cono a 5.576'. Esta fue la primera

operación internacional de Halliburton.

En Octubre de 1939 deciden organizar una compañía en Venezuela y para ello

contrataron al abogado Dr. Enrique González Rincones. Bufford Creed establece la

primera oficina en Caracas y ayuda al Dr. González Rincones en la formación de la

compañía, la cual se registra en Caracas el 11 de Junio de 1940 con el nombre de

Compañía Halliburton de Cementación y Fomento.

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La primera expansión de los servicios de la Halliburton la realizó Charlie Ward

instalándose con una unidad de cementación y herramientas de prueba en San Joaquín

en Enero de 1941, para atender los requerimientos de la Standard Oil y de la Socony –

Vacuum. A mediados de ese año la Sinclair realizó un descubrimiento importante en

Santa Bárbara del Zulia y otras compañías entran a perforar en el área, por lo que

Halliburton instala una base en Jusepín, al frente de la cual coloca a A.D. Duncan.

En esa época, ésa era un área inhóspita, sin servicios médicos ni vías rápidas de

comunicación. La tercera gran expansión de la Halliburton en Venezuela ocurre con el

traslado de Joe Morgan Pruitt a Maracaibo con sus respectivos equipos de cementación

y de pruebas. Ese mismo año de 1942, la contabilidad se muda para Caracas con Jack

Benge al frente, asistido por Manuel Hernández

Para ese momento ya la Halliburton es una organización sólida y muy bien

estructurada, que emplea a más de 150 personas y realiza un promedio de 550 trabajos

por mes operando desde los campamentos de Oficina, Las Mercedes, Temblador,

Jusepín, Santa Bárbara, Quiriquire, Maracaibo, Lagunillas y Bachaquero. El primero de

Noviembre de 1955, la Compañía Halliburton de Cementación y Fomento establece su

sede legal de Venezuela en el eje de la actividad petrolera de América: Maracaibo.

Actualmente Servicios Halliburton de Venezuela cuenta con más de 1800

empleados, convertida en una empresa de servicios integrados, con soluciones

dirigidas a aumentar el valor añadido a los yacimientos, incorporando los mas modernos

productos, servicios y tecnologías, contando con las operaciones de las compañías

Halliburton Energy Services, Brown & Root Energy Services, Landmark, Kellog Brown &

Root Brown & Root Services y Dresser Equipment Group.

2.1.2. Misión, Visión y Política de Calidad:

Misión: Servicios Halliburton tiene como misión crear valor sostenible entregando

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excelentes productos, servicios y soluciones digitales para activos, que contribuyan al

éxito de nuestros clientes al:

- Maximizar la producción y la recuperación

- Incorporar reservas ubicadas en lugares de difícil acceso.

- Mejorar la eficiencia operacional.

Visión:

Servicios Halliburton tiene como visión ser la compañía de servicios uptream

preferida para el desarrollo de los activos de petróleo y gas a nivel mundial.

Política de Calidad Propósito

Esta política define el compromiso que asume la Compañía para entregar

productos y servicios de una calidad que satisfagan a nuestros Clientes, y los

requerimientos para transformar este compromiso en resultados mediables.

Política

Halliburton está comprometido con la entrega de productos y servicios que

satisfagan las necesidades de negocio de los Clientes, alcancen o excedan sus

expectativas, cumplan con sus estándares de calidad y su entrega se realice de manera

segura, a tiempo y al precio acordado.

Se implementará un Sistema de Gerenciamiento de Calidad para asegurar y

mejorar continuamente la calidad de los productos y servicios de la Compañía, de los

procesos de adquisición, ejecución, soporte y entrega. Este sistema, como una parte

integral del Sistema de Gerenciamiento de Halliburton (HMS), definirá los objetivos,

planes, responsabilidades, autoridades, procesos, y procedimientos para asegurar que

los requerimientos del Cliente sean entendidos y cumplidos. La aplicación de este

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sistema en cada unidad de negocios deberá cumplir con los estándares de calidad ISO

(“International Standarization for Organization”).

Se espera que cada empleado de Halliburton organice, defina, planee, ejecute,

controle y verifique la calidad de su trabajo de acuerdo con los requerimientos del

Cliente y del Sistema de Gerenciamiento del la Calidad. Se tomará acciones para

identificar, corregir y prevenir no conformidades. Se contará con profesionales de

calidad con experiencia para dar soporte al desarrollo, comunicación, implementación,

evaluación y continuo mejoramiento de este sistema.

La efectividad del Sistema de Gerenciamiento de la Calidad con respecto a la

satisfacción de los Clientes y al logro de los objetivos de calidad de la Compañía,

deberá ser medida, analizada y revisada para asegurar que los Clientes se encuentren

satisfechos y que la Compañía ha alcanzado los objetivos de la Calidad.

2.2. Antecedentes de la investigación

- Armando Díaz García, Isolina Ávila Martínez, Doralis Hernández Meriño y

Eduardo James Hastie (2003) llevaron acabo un trabajo de investigación titulado “Comportamiento Reológico de las Pastas de Cemento de la Fábrica José Mercerón Allen ” de Santiago de Cuba.

Los objetivos de la investigación fueron los siguientes: 1. Estudiar las

características reológicas de las pastas de cemento. 2. Analizar la influencia de la

humedad y el contenido de CaCO3. 3. Obtener modelos matemáticos generalizados

que permitan la determinación de la viscosidad en función de la humedad y el contenido

de carbonato de calcio.

Para la realización de esta investigación los autores principales se fundamentaron

en los siguientes autores: “Duncam R., Alicia, Comportamiento reológico de las pastas

de cemento, Trabajo de Diploma, Facultad de Tecnología Química, Universidad de

Oriente, Santiago de Cuba, 1982.”

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Se utilizó para estudiar la influencia del contenido de sólidos en las características

reológicas de las pastas de cemento y para resolver el problema de las inestabilidades

encontradas a bajo gradiente, utilizando un cilindro ranurado y obteniendo que las

pastas de cemento son fluidos altamente seudoplásticos, con índices de flujo n entre

0,075 y 0,1, e índices de consistencia del orden de 1200 Pa.s. “González O., J.,

Estudio de las propiedades reológicas de las pastas de cemento, Trabajo de Diploma,

Facultad de Tecnología Química, Universidad de Oriente, Santiago de Cuba, 1988” .

Fue empleado para el estudio de propiedades o características de la materia prima

diciendo que las calizas presentan un alto contenido de carbonato de calcio y las

margas un bajo contenido del mismo.

En este trabajo se presentó un estudio inicial de las características reológicas de

las pastas de cemento de la fábrica “José Mercerón Allen“de Santiago de Cuba, y se

llevó a cabo empleando un viscosímetro Rheotest 2, así como también una técnica

experimental que consistió en tomar una cantidad de cinco (5) muestras de cemento

pero cada una de ellas con porcentajes diferentes de carbonato de calcio (CaCO3),

estos porcentajes fueron los siguientes: 86,1; 81,34; 71,25; 44,9; 38,38. Posteriormente

se llevaron a cabo corridas experimentales usando estas muestras pero cada una de

ellas con cuatro (4) porcentajes distintos de humedad.

Esta investigación arrojó resultados de los cuales se pudo deducir que las pastas

de cemento de la fábrica “José Mercerón Allen” son materiales altamente viscosos que

se ajustan convenientemente al modelo reológico de Ostwald de Waele. Así como

también que estas pastas son productos altamente seudoplásticos con índices de flujo

cercanos a 0,12 y que su índice de consistencia disminuye con el incremento de la

humedad, mientras que el índice de flujo permanece aproximadamente constante con

su variación.

Esto aporta a la presente investigación una idea ó método de cómo calcular las

propiedades reologicas en pastas de cemento, evaluando así los tipos de instrumentos

necesarios para llevar acabo los ensayos experimentales como principalmente lo es el

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viscosímetro. Así como tambien se tiene una idea de cómo se comportan las pastas a

medida que aumenta su contenido de humedad, ya que estos experimentos realizados

dan a conocer el comportamiento del índice de flujo en las pastas, el cual

prácticamente no varia al modificarse el contenido de humedad.

- M. M. Alonso, M. Palacios, F. Puertas, A. G. de la Torre y M. A. G. Aranda

(2007) llevaron acabo un trabajo de investigación titulado “Influencia de la estructura de aditivos basados en policarboxilato sobre el comportamiento reológico de pastas de cemento”.

El objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto de las diferencias estructurales de

cuatro aditivos basados en policarboxilatos y poliéteres sobre las propiedades

reológicas de pastas de cemento.

Para la realización de esta investigación los autores principales se basaron en los

siguientes autores: “Ohta, A., Sugiyama, T. y Tanaka, Y.: “Fluidizing mechanism and

application of polycarboxylate -based superplasticizers”, 5th CANMET/ACI (1997), pp.

359-378”. Para hacer mención a que estos aditivos basados en policarboxilato se

caracterizan por presentar una estructura tipo “peine” con una cadena hidrocarbonada

lineal principal y cadenas laterales constituidas por grupos carboxilato y grupos éteres. “

1)Uchikawa, H., Hanehara, S. y Sawaki, D.: “The role of steric repulsive force in the

dispersion of cement particles in fresh paste prepared with organic admixuture”, Cem.

Concr. Res., nº 27 (1997), pp. 37-50”. Para hacer mención a que estos aditivos se

adsorben a través de los grupos carboxilato sobre las partículas de cemento y originan

su dispersión como consecuencia de la repulsión electrostática y fundamentalmente

repulsión estérica, asociada a las largas cadenas de grupos éteres. La investigación se llevó a cabo empleando ocho (8) cementos Pórtland

normalizados: CEM I 42,5 R, CEM I 52,5 R, CEM I 52,5 N/SR, CEM II/AV 42,5R, CEM

II/B-L 32,5 R, CEM III/B 32,5R, BL I 52,5R y CAC (Norma EN 197-1:2000) con

diferentes composiciones químicas. Estos cementos fueron llevados a ensayos tales

como la determinación del comportamiento reológico (donde se prepararon las pastas

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15


con una relación agua/cemento fijada en 0,4), ensayo de “Minislumr” (donde diferentes

aditivos basados en policarboxilatos y poliéteres se incorporaron junto con el agua de

amasado en una dosificación entre el 0,1 y 0,3%) y ensayos reológicos mediante un

viscosímetro rotacional(se determinaron los parámetros reológicos de las pastas de

cemento empleando un viscosímetro Haake Rheowin Pro RV1 con un rotor cilíndrico

con acanaladuras).

Esta investigación arrojó como resultados que al fijar la relación agua/cemento en

0,4 se nota que los cementos CEM I 52,5R y BL I 52,5R, debido a su mayor finura,

requerían más agua. Por su parte el CAC requirió una menor relación a/c. Con respecto

al ensayo de Minislump los resultados obtenidos fueron que algunos de los aditivos

inducen una mayor fluidez que otros, así como también se comprobó que los ocho

cementos presentan el mismo comportamiento reológico al realizar ensayos con el

viscosímetro rotacional.

Esto aporta a la presente investigación que el usar aditivos afecta las propiedades

reológicas de las pastas de cemento, ya que algunos de ellos se pueden utilizar cuando

se requiera mejorar la fluidización del cemento, debido a que aumentan la fluidez de

estas pastas.

- F. Amahjoura, J. Payáb, P. Pardoc, M.V. Borracherob (2002), llevaron acabo

un trabajo de investigación titulado “Propiedades de Lechadas de Cemento Fabricadas con Cementos de Tipo I y Mezclas con Cenizas Volantes (CV) y Humo de Sílice (HS)”.

La investigación tuvo como objetivo estudiar la influencia de la incorporación de

adiciones como la ceniza volante y humo de sílice sobre las características de las

lechadas de cemento.

Para la realización de esta investigación los autores principales se basaron en los

siguientes autores: “Khyat, K.H., Aitchin, P.C. Silica fume in concrete: An overview

proceedings of 4th Int. Conf. on fly ash, silica fume, slag and natural puzozolans,

DERECHOS RESERVADOS

16


Istambul. V.M. Malhotra (Ed.) ACI SP-132-46, vol.2. Pag 835-872, 1992”, para hacer

mención a que el HS se ha convertido durante las dos últimas décadas en uno de los

subproductos industriales que más ha repercutido en el desarrollo de morteros y

hormigones de altas prestaciones], debido a sus propiedades, que se resumen en los

siguientes puntos: gran finura, esfericidad de sus partículas, elevado carácter vítreo,

alto contenido en SiO2, alta reactividad puzolánica. Así como tambien se basaron en

“V. M. Malhotra, A.A. Ramezanianpour. Fly Ash in Concrete. CANMET, Ontario,

Canadá, 1994”, para hacer mención a que las CV se han empleado desde varias

décadas como adiciones, y sus características más destacadas son: esfericidad de sus

partículas, elevados contenidos en SiO2 y Al2O3 vítreos, actividad puzolánica a

tiempos medios y largos.

En este trabajo se investigó la influencia de la incorporación de adiciones como la ceniza volante y humo de sílice sobre las características de las lechadas de cemento tales como la fluidez, exudación, variación de volumen, y las resistencias mecánicas a compresión.

La parte experimental fue llevada a cabo usando la ceniza volante (CV)

procedente de la central termoeléctrica de carbón de Andorra-Teruel, el humo de sílice (HS) fue suministrado por Sika S.A y los cementos Pórtland utilizados fueron del tipo CEM I/42.5R y CEM I/52.5R.

El amasado de la lechada y la rotura a compresión de las probetas, se llevaron a

cabo en una amasadora, si bien en su caso se alteraron las cantidades de cemento, agua y puzolana de acuerdo con los objetivos de los ensayos. La determinación de la fluidez se realizó por el Método del cono (Cono de Marsh), y la variación de volumen por el Método del cilindro.

Los análisis térmicos se llevaron a cabo en una termobalanza Mettler-Toledo

TGA850. En las experiencias se utilizaron crisoles de aluminio de 100μL con tapa con

un microagujero sellado, para crear una atmósfera autogenerada. Se llevó a cabo en

atmósfera de nitrógeno seco de 75mL/min y con una velocidad de calentamiento de

10°C/min en el intervalo de temperaturas entre 35-600°C.

DERECHOS RESERVADOS

17


En cuanto a las medidas de DRX, se han realizado con un difractómetro sobre muestras en polvo. Tanto para el estudio por ATG como en DRX, las pastas a cada edad de curado, se molieron en acetona usando un mortero de ágata, y se secaron a 60ºC durante una hora, y se pasaron por un tamiz de 50μm.

Esta investigación arrojo como conclusiones lo siguiente: La sustitución de

cemento por CV o por mezcla CV/HS permite fabricar lechadas con mayor fluidez, aunque la exudación y la variación de volumen se incrementan sensiblemente. Por otro lado el efecto reductor de demanda de agua por parte de la CV permite obtener lechadas con menores relaciones agua/conglomerante, y valores de fluidez altos, evitando los fenómenos de exudación y retracción.

El estudio de los resultados también conduce a que las resistencias mecánicas a

compresión alcanzadas por las lechadas con puzolanas son más elevadas de lo que cabría esperar por el contenido en cemento de las mismas y por la elevada relación agua/cemento, demostrando el papel efectivo en el desarrollo de microestructuras resistentes activadas por la presencia de puzolanas.

Por otra parte se ha demostrado a través de los análisis temogravimétricos, que

existe un efecto muy importante en la aceleración de la hidratación del cemento cuando está presente la CV, mientras que el efecto puzolánico del HS queda enmascarado por ese fenómeno de aceleración.

Esto aporta a la presente investigación que la incorporación de aditivos como

Cenizas Volantes (CV) y Humo de Sílice (HS) tienen un efecto sobre las propiedades

reológicas de lechadas de cemento interviniendo principalmente en la fluidización de

esta, es decir, ahora se sabe que se puede aumentar la fluidez si se emplea aditivos

como estos.

2.3. Bases Teóricas 2.3.1 Cementación de Pozos Petroleros

La cementación es una de las operaciones de terminación de pozos que consiste

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en rellenar el espacio anular existente entre el casing y las formaciones geológicas que

éste atraviesa, con una lechada de cemento diseñada de acuerdo a las características

de cada pozo (profundidad, temperatura, etc). Dicha operación tiene como finalidad

generar un sello entre las distintas formaciones y acuíferos unidos durante la

perforación del pozo, consolidar las formaciones mecánicamente inestables, eliminar

residuos de los barros y sedimentos sólidos generados durante la perforación y

proteger al casing de la corrosión externa. Este último aspecto es de fundamental

importancia para asegurar una prolongada vida útil del pozo.

Objetivos de la Cementación

Entre los objetivos que se persiguen con una cementación se tienen:

• Adherencia y soporte del revestidor; de manera que permita continuar con las

subsiguientes operaciones de perforación y completación del pozo.

• Restringir el paso de los fluidos a través de las formaciones; el cemento fraguado

no debe permitir la comunicación entre formaciones o migración de fluidos hacia la

superficie. El sello hidráulico es necesario para garantizar el éxito de futuros

tratamientos de estimulación.

• Proteger el revestidor de la corrosión; debido a que algunas formaciones poseen

fluidos agresivos tales como: Salmueras, ácidos sulfúricos, dióxido de carbono y el

contacto prolongado entre la pared del revestidor y estos fluidos puede llevar a la

corrosión y destrucción completa del revestidor.

• Proteger al revestidor de los esfuerzos y choques, para continuar con las

perforaciones programadas.

2.3.2. Tipos de Cementación

Cementación Primaria

La cementación primaria es la técnica utilizada para colocar lechadas de cemento en el espacio anular entre el revestidor y las paredes del hoyo. El cemento, entonces se endurece y forma un sello hidráulico en el hoyo, evitando la migración de fluidos de la

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formación hacia el espacio anular, hacia yacimientos de menor presión o hacia la superficie. La cementación primaria es por consiguiente, una de las etapas más críticas durante la perforación de un pozo. Este procedimiento debe ser cuidadosamente planificado y ejecutado, debido a que hay una sola oportunidad para realizar el trabajo exitosamente.

Además de proporcionar el aislamiento de zonas, el cemento debe anclar, soportar

la tubería de revestimiento; evitando derrumbes de las paredes o la formación de

cavernas dentro del hoyo y protegerlo contra la corrosión de los fluidos de la formación.

Los revestidores de acero, no cementados pueden corroerse rápidamente, cuando se

exponen a las salmueras de las formaciones, al sulfuro de hidrógeno y al dióxido de

carbono (CO2). El revestidor también puede erosionarse, debido a la alta velocidad de

los fluidos de producción, particularmente, cuando transportan partículas sólidas como

arena o finos de formación. Las cargas laterales sobre las sartas de revestimiento mal

cementadas pueden causar ovalamiento, pandeo o colapso completo sobre ciertos

puntos de la tubería. Por otro lado, los revestidores bien cementados soportan cargas

uniformes, aproximadamente igual a la presión de sobrecarga de los estratos

suprayacentes.

El principio y las técnicas de cementación primaria son las mismas, sin importar el

propósito y el tamaño del revestidor. La lechada de cemento es bombeada hacia el

fondo por dentro de la sarta a ser cementada, ésta sale hacia el anular y desplaza al

lodo de perforación, mientras la misma avanza hacia arriba y termina de posicionarse

en un espacio predeterminado, luego de su desplazamiento.

• Objetivos de la Cementación Primaria Aislamiento:

- Evitar la migración de fluidos.

- Sellar formaciones no deseadas.

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Protección: - Proteger al revestidor de la corrosión.

- Proteger al revestidor del colapso.

- Proteger al revestidor de los esfuerzos.

Soporte:

- El peso del revestidor.

- Evitar el potencial desenrosque.

Cementación Secundaria

Las cementaciones secundarias se definen como un proceso donde se bombea

una lechada de cemento al pozo, bajo presión, forzándola contra una formación porosa,

tanto en las perforaciones del revestidor o directamente al hoyo abierto. Cuando la

lechada es forzada contra una formación permeable, las partículas sólidas pierden

filtrado en la cara de la formación de tal manera que la fase acuosa que entra en la

matriz de la formación, forma una torta que ocupa los espacios porosos, creando un

sello impermeable. El objetivo de una cementación forzada es obtener una zona aislada

o sellada en el espacio anular entre el revestidor y la formación. La cementación

secundaria se puede realizar durante la ejecución de cualquiera de los procesos de

perforación, completación o trabajos de reacondicionamiento.

• Objetivos de la Cementación Secundaria

- Reparar un trabajo de cementación primaria deficiente, debido a la canalización

de la lechada de cemento a través del lodo, o por altura insuficiente del cemento en el

anular o por exceso de volumen desplazado de la lechada.

- Eliminar intrusión de fluidos no deseables de zonas adyacentes.

- Reducir la alta producción Gas/Petróleo (RGP), aislando las zonas de gas

adyacentes a los intervalos productores de hidrocarburos.

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- Reparar una filtración causada por corrosión o partidura del revestidor.

- Abandonar una zona no productora o agotada.

- Taponar uno o más intervalos de una zona de inyección múltiple, de tal forma

que se pueda hacer una inyección directa en los intervalos seleccionados.

- Sellar zonas de pérdidas de circulación o zonas ladronas. - Proteger la migración de fluidos hacia las zonas productoras.

2.3.3. Cemento para pozos

El cemento para pozos petroleros es una variedad especialmente diseñada de cemento hidráulico que se produce con clinker de Pórtland gris. Generalmente fragua lentamente y se puede manejar a altas temperaturas y presiones. Este cemento para pozos petroleros, que se produce en las clases de la A a la H y la J, tiene aplicaciones según cada profundidad, agresión química o presión. Los cementos petrolíferos están reglamentados por la Norma A.P.I. (American Petroleum Institute). Sus diferentes clases y tipos se designan con letras mayúsculas que van desde la A hasta la J y se diferencian por sus posibles usos y por los requerimientos físico-químicos que deben cumplir.

El cemento Clase G, se define como el producto obtenido por la molienda del

clinker, al que no se le puede agregar otra adición más que sulfato de calcio (yeso)

como retardador de fraguado y que debe ser agregado o mezclado con el clinker

durante su fabricación.

Este cemento Clase G está diseñado para cementar desde la boca del pozo

petrolífero hasta 2440 metros de profundidad y debe responder satisfactoriamente al

empleo de aceleradores y/o retardadores de fraguado.

Clinker de Pórtland

El clinker Pórtland es el componente principal del cemento común, y por tanto del

hormigón. Su nombre surge por su color gris característico, igual que el de la piedra que

existe en la región de Pórtland, cercana a Londres.

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Se forma tras calcinar caliza y arcilla a una temperatura que oscila entre 1350°C y

1450°C. Se compone aproximadamente de:

• 40-60% Silicato tricálcico.

• 20-30% Silicato bicálcico.

• 7-14% Aluminato tricálcico.

• 5-12% Ferrito aluminato tetracálcico.

El aluminato tricálcico reacciona inmediatamente con el agua por lo que al hacer

cemento, éste fragua al instante. Para evitarlo se añade yeso, que reacciona con el

aluminato produciendo etringita o Sal de Candlot, sustancia que en exceso es dañina

para el cemento. Generalmente su tiempo de curado se establece en 28 días, aunque

su resistencia sigue aumentando tras ese periodo. Como aglomerante el clinker

Pórtland es un aglomerante hidráulico, por lo tanto:

• Necesita de agua para fraguar.

• El agua de amasado no se evapora sino que pasa a ser parte de él una vez

endurecido.

• Fragua aunque se encuentre inmerso en agua.

Manufactura del Cemento

El cemento esta constituido primariamente de piedra caliza, arcilla, oxido de

aluminio y oxido de hierro. La otra materia prima que se utiliza es el yeso, que se

incorpora en el proceso de la molienda, para regular el tiempo de fraguado. Luego se

calienta a temperaturas de 1427°C a 1649°C. La mezcla es llevada a una temperatura

en la cual se produce una reacción química entre la piedra caliza y la arcilla.

El proceso de elaboración del cemento consiste en tomar las piedras calizas y las

arcillas en proporciones adecuadas y molerlas intensivamente, de manera que el

compuesto de la caliza (CaO – Oxido de Calcio) se vincule íntima y homogéneamente

con los compuestos de la arcilla (SiO2 - Silicato, Al2O3 – Oxido de Aluminio y Fe2O3 –

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Oxido de Hierro). El producto resultante denominado polvo crudo ingresa al horno y

egresa como clínker. El proceso se completa con la molienda conjunta del clínker y

yeso, obteniendo el cemento Pórtland.

Proceso de Elaboración

• Trituración primaria: Los bloques de la piedra caliza y las arcillas provenientes

de las canteras, ingresan a la trituradora primaria quedando reducidas a tamaños

inferiores a los 10 cm.

• Trituración secundaria: Ingresa el material proveniente de la trituradora primaria

y sale con tamaños máximos inferiores a 2,5 cm.

• Molienda: El material resultante de la trituradora secundaria ingresa a un

molino, resultando un producto impalpable, denominado polvo crudo.

• Homogeneización: Con el fin de alcanzar la unión íntima de los compuestos, se

somete al polvo crudo a un mezclado intensivo, por medio de ciclones de aire.

• Calcinación: El polvo crudo ingresa al horno, elevándose la temperatura hasta

alcanzar los 1450 ºC, en donde se produce el denominado clínker.

• Molienda: Finalmente, el clínker conjuntamente con el yeso se muele hasta

obtener el Cemento Pórtland

Se utilizan dos métodos de manufactura, los procesos mojado y seco. En ambos

procesos se prefiere el circuito cerrado pulverizado en preparación de los materiales

crudos que el circuito abierto de pulverizado porque en el primero las partículas

pequeñas o finos son colados y los gruesos del material son regresados; mientras que

en el segundo, el material crudo es molido continuamente lo que significa que en lo más

fino se consigue el valor deseado.

El proceso mojado fue desplazado por un tiempo por el proceso en seco, pero

actualmente empieza o fue adaptado por nuevas plantas debido al control más exacto y

el mezclado de los materiales crudos con sus proporciones. Los materiales sólidos

después de un secado abrumador, es reducido a un estado fino de división en un tubo

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mojado o molino de pelota y pasa por un slurry o lechada a través de un clasificador de

balón o colador. El slurry es bombeado a tanques correctivos donde unas aspas hacen

una mezclan homogénea y permite los ajustes finales en la composición. FIG. 1.

Este slurry es filtrado en un filtro rotatorio continuo y alimentado al horno. El

proceso en seco se aplica especialmente a los cementos de roca natural y para la

mezcla de roca con cal y esquisto o pizarra. En este proceso los materiales son

bruscamente molidos en molinos con mandíbulas seguidas de molinos rotatorios;

después son secados, reducidos de tamaño y aún más molidos en un molino de tubo.

Este material secado, es decir, en polvo, se alimenta directamente a los hornos

rotatorios donde toman lugar las reacciones químicas. El calor es provisto por aceite

quemado, gas natural, carbón pulverizado usando aire precalentado del enfriamiento

del clínker.

Figura No. 01: Proceso de Manufactura del cemento

Fuente: (Halliburton 2007)

Las Operaciones unitarias, preparan los materiales crudos en las proporciones

necesarias y el estado físico propio de la finura y contacto íntimo tal que las reacciones

químicas (procesos unitarios) pueden tomar parte en la temperatura de calcinación en

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el horno para formar, por doble descomposición o neutralización, los siguientes

componentes:

Tabla No. 01: Componentes del cemento

Fuente: (Halliburton 2007)

También toman lugar otras reacciones, tal como deshidratación y descarbonización o calcinación de la piedra de cal, ambos siendo endotérmicos con valores de 380 y 665 BTU/lb respectivamente. La formación del clínker es exotérmica con un valor probable de 200 BTU/lb de clínker. Sin embargo, la consumación del carbón indica 3000 o 4000BTU/lb de clínker.

Se debe notar que más de las reacciones en el horno proceden en las fases

sólidas y en el final ocurre la fusión incipiente. Todas estas reacciones son aprovechadas en la "quema de cemento".

Para obtener una gran economía de calor, las operaciones unitarias se usan para

remover parte del agua del slurry. Algunos procesos usan filtros de slurry y espesadores Dorr. Algunos otros adjuntos comunes para los hornos rotatorios son los separadores ciclónicos de polvos y precipitadores Cottrel. Los calentadores de calor de desecho algunas veces se utilizan para conservar el calor y son, particularmente, salvadores o guardadores en el proceso de seco, donde los gases de desecho del horno son mas calientes que los que provienen del horno en el proceso mojado que puede ser de 800oC.

Debido a que el revestimiento del horno tenía que resistir abrasiones severas y

ataque químico a altas temperaturas en la zona del clínker y que el cambio del

Formula Nombre Abreviatura 2CaOSiO2 Silicato Dicálcico C2S 3CaOSiO2 Silicato Tricálcico C3S 3CaOAl2O2 Aluminato Tricálcico C3A

4CaOAl2O3Fe2O3 Alumino Ferrita Tetracálcico

C4AF

MgO en estado Libre & K2O y Na2O formando pequeños montículos de varios componentes con CaO, Al2O3, SiO2 y SO3

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revestimiento refractario es difícil; comúnmente se usa ladrillo de superalúmina y ladrillo

de súper magnesio; sin embargo si solo se utiliza cemento Pórtland, es satisfactorio.

Propiedades Químicas del Cemento

La propiedad de liga de las pastas de cemento Pórtland se debe a la reacción

química entre el cemento y el agua llamada hidratación. El cemento Pórtland no es un

compuesto químico simple, sino que es una mezcla de muchos compuestos. Cuatro de

ellos conforman el 90% o más de el peso del cemento Pórtland y son: el silicato

tricálcico, el silicato dicálcico, el aluminato tricálcico y el aluminio ferrito tetracálcico.

Además de estos componentes principales, algunos otros desempeñan papeles

importantes en el proceso de hidratación.

Los tipos de cemento Pórtland contienen los mismos cuatro compuestos

principales, pero en proporciones diferentes. Cuando el clínker (el producto del horno

que se muele para fabricar el cemento Pórtland) se examina al microscopio, la mayoría

de los compuestos individuales del cemento se pueden identificar y se puede

determinar sus cantidades. Sin embargo, los granos más pequeños evaden la detección

visual. El diámetro promedio de una partícula de cemento típica es de

aproximadamente 10 micras, o una centésima de milímetro. Si todas las partículas de

cemento fueran las promedio, el cemento Pórtland contendría aproximadamente

298,000 millones de granos por kilogramo, pero de hecho existen unos 15 billones de

partículas debido al alto rango de tamaños de partícula. Las partículas en un kilogramo

de cemento Pórtland tienen un área superficial aproximada de 400 metros cuadrados.

Los dos silicatos de calcio, los cuales constituyen cerca del 75% del peso del

cemento Pórtland, reaccionan con el agua para formar dos nuevos compuestos: el

hidróxido de calcio y el hidrato de silicato de calcio. Este último es el componente

cementante más importante en el concreto. Las propiedades ingenieriles del concreto,

fraguado y endurecimiento, resistencia y estabilidad dimensional principalmente

dependen del gel del hidrato de silicato de calcio.

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La composición química del silicato de calcio hidratado es en cierto modo variable,

pero contiene cal (CaO) y sílice (Si02), en una proporción sobre el orden de 3 a 2. El

área superficial del hidrato de silicato de calcio es de unos 3000 metros cuadrados por

gramo. Las partículas son tan diminutas que solamente pueden ser vistas en

microscopio electrónico. En la pasta de cemento ya endurecida, estas partículas forman

uniones enlazadas entre las otras fases cristalinas y los granos sobrantes de cemento

sin hidratar; también se adhieren a los granos de arena y a piezas de agregado grueso,

cementando todo el conjunto. La formación de esta estructura es la acción cementante

de la pasta y es responsable del fraguado, del endurecimiento y del desarrollo de

resistencia.

Cuando el concreto fragua, su volumen bruto permanece casi inalterado, pero el

concreto endurecido contiene poros llenos de agua y aire, mismos que no tienen

resistencia alguna. La resistencia esta en la parte sólida de la pasta, en su mayoría en

el hidrato de silicato de calcio y en las fases cristalinas. Entre menos porosa sea la

pasta de cemento, mucho mas resistente es el concreto. Por lo tanto, cuando se mezcle

el concreto no se debe usar una cantidad mayor de agua que la absolutamente

necesaria para fabricar un concreto plástico y trabajable. A un entonces, el agua

empleada es usualmente mayor que la que se requiere para la completa hidratación del

cemento. La relación mínima Agua – Cemento (en peso) para la hidratación total es

aproximadamente de 0.22 a 0.25.

El conocimiento de la cantidad de calor liberado a medida de que el cemento se

hidrato puede ser útil para planear la construcción. En invierno, el calor de hidratación

ayudara a proteger el concreto contra el daño provocado por temperaturas de

congelación. Sin embargo, el calor puede ser no tan bueno en estructuras masivas,

tales como presas, porque puede producir esfuerzos indeseables al enfriarse luego de

endurecer.

Es importante conocer la velocidad de reacción entre el cemento y el agua porque

la velocidad de terminada el tiempo de fraguado y de endurecimiento. La reacción inicial

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debe ser suficientemente lenta para que conceda tiempo al transporte y colocación del

concreto. Sin embargo, una vez que el concreto ha sido colocado y terminado, es

deseable tener un endurecimiento rápido. El yeso, que es adicionado en el molino de

cemento durante la molienda del clínker, actúa como regulador de la velocidad inicial de

hidratación del cemento Pórtland. Otros factores que influyen en la velocidad de

hidratación incluyen la finura de molienda, los aditivos, la cantidad de agua adicionada y

la temperatura de los materiales en el momento del mezclado. (Halliburton 2007).

Clases de cementos

El Instituto Americano del Petróleo (API) ha identificado 9 tipos de cemento de

acuerdo a la composición química y propiedades físicas. Estos tipos de cemento van desde los comunes usados en la construcción hasta los diseñados para ser utilizados a miles de pies bajo tierra. • Cemento clase A (Pórtland)

El rango de uso es de hasta 6000 pies de profundidad, a temperaturas entre 16 y 77°C. El requerimiento de agua es de 5,2 Gal/sk. La densidad de la lechada debe ser 15,6 Lb/Gal. El volumen de cemento es de 1,18 pies cúbicos/sk. Se puede usar cuando no se necesitan propiedades específicas y las condiciones del pozo lo permiten. No presentan resistencia a sulfatos.

• Cemento clase B (Pórtland)

El rango de trabajo es de 6000 pies de profundidad, a temperaturas entre16 y 77°C. El requerimiento de agua es de 5,2 Gal/sk. La densidad de la lechada es de 15,6 Lb/Gal. El volumen del cemento es de 1,18 pies cúbicos/sk. Estos cementos tienen moderada resistencia a sulfatos.

• Cemento clase C (Cemento Rápido)

El rango de trabajo es de 6000 pies de profundidad, a temperaturas entre16 y 77°C. El requerimiento de agua es de 6,3 gal/sk. La densidad de la lechada es 14,8

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Lb/gal. El volumen de cemento es 1,32 pies cúbicos/sk. Este cemento tiene una resistencia normal y alta a sulfatos.

• Cemento Clase D (Cemento Retardado):

El rango de trabajo es de 6000 a 10000 pies de profundidad, bajo condiciones de

temperatura y presiones moderadamente altas. Tiene una alta y moderada resistencia a

sulfatos.

• Cemento Clase E (Cemento Retardado):

El rango de trabajo es de 10000 a 14000 pies de profundidad, bajo condiciones de

presiones y temperaturas moderadamente altas. Tiene alta resistencia a sulfatos.

• Cemento Clase F (Cemento Retardado):

El rango de trabajo es de 10000 a 16000 pies bajo condiciones de presiones y

temperaturas extremadamente altas. Resistente a sulfatos.

• Cemento Clase G:

El rango de trabajo es de 8000 pies de profundidad a temperaturas de 93°C.

Requerimiento de agua de 5 gal/sk. La densidad de la lechada es 15,8 Lb/gal. El

volumen es de 1,15 pies cúbicos/sk. Cemento básico compatible seco aceleradores y

retardadores para utilizarlos en el rango completo de clases A a E. Se puede utilizar a

presiones extremadamente altas. Tiene moderada y alta resistencia a sulfatos.

• Cemento Clase H:

Tiene un rango de trabajo de 8000 pies de profundidad con temperaturas de 93°C y presiones extremadamente altas. El requerimiento de agua es de 4,3 y 5,2 gal/sk. La densidad de la lechada son de 16,4 y 15,6 Lb/gal y el volumen de cemento son de 1,06 y 1,18 pies cúbicos/sk. Cemento básico, mayor densidad, más alto y más bajo volumen de agua. Compatible de con aceleradores y retardadores.

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Tabla No. 02 Clasificación y Requerimientos de Calidad para Cemento API

Fuente: (Manual de Laboratorio de cementación, Halliburton 2008)

Tabla No. 03 Especificaciones del cemento petrolero.

Tipo Rango de Uso

Temp. Estática

Req. Agua

Peso de Lechada Aplicación

A 6000 ft 16– 77°C 5.2 gal/sk

15.6 lb/gal

Cuando propiedades especiales no son requeridas. Sin resistencia a sulfatos

B 6000 ft 16– 77°C 5.2 gal/sk

15.6 lb/gal

Cuando se requiere una resistencia moderada o alta a los sulfatos

G 8000 ft 93°C 5.0 gal/sk

15.8 lb/gal

Cemento petrolero básico, disponible en resistencia moderada y alta a los sulfatos

H 8000 ft 93°C

4.3 gal/sk

5.2 gal/sk

16.4 lb/gal 15.6 lb/gal

Cemento petrolero básico, disponible en resistencia moderada y alta a los sulfatos

Fuente: (Manual de Laboratorio de cementación, Halliburton 2008) 2.3.4. Lechada convencional y elástica

• Lechada de cemento convencional

Es el fluido resultante de la adición del agua de mezcla al Cemento seco. Existen lechadas de cemento mas complejas como lo son las diseñadas en la empresa

Clasificación y Requerimientos de Calidad para Cemento API

Lechada Ensayo Destructivo Tiempo Espesamiento Clase Agua

(gr.) Cemento

(gr.) Temp Tiempo P. Min P. Máx.

Consist. Máx. Tiempo

A 355 ± 0.5 772 ± 0.5 38°C 8~24 hrs. 250 psi 1800

psi 30 Bc 15~30 min

B 355 ± 0.5 772 ± 0.5 38°C 8~24 hrs. 200 psi 1500

psi 10 Bc 15~30 min

G 349 ± 0.5 792 ± 0.5 38°C

60°C 8 hrs. 300 psi 1500 psi 75 Bc 90 ~ 120

min

H 327 ± 0.5 860 ± 0.5 38°C

60°C 8~24 hrs. 300 psi 1500 psi 75 Bc 90 ~ 120

min

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Servicios Halliburton de Venezuela S.A, a las cuales se les son agregados diferentes aditivos bien sea al seco (cemento y aditivo) o tambien pueden ser agregados al agua de mezcla. El propósito de estos aditivos es el de modificar las propiedades del cemento dependiendo las situaciones que se presenten.

• Lechada de cemento elástica

Son lechadas que proporcionan beneficios con respecto a la vida del pozo, estos

pozos pueden ser de alta taza de producción, pozos profundos, de almacenaje, pozos

de inyeccion de vapor o pozos de alta presion y temperatura.

Se dice que estas lechadas son beneficiosas para estos pozos debido a que las

mismas son diseñadas empleando aditivos Well Life los cuales le otorgan resistencia a los distintos esfuerzos a los cuales son sometidas, generando lechadas dúctiles y evitando el desquebrajamiento de estas al momento de ser expuestas a altas temperaturas y situaciones de dilatación del casing. 2.3.5. Propiedades de la lechada de cemento

Las propiedades del cemento varían de acuerdo a la Ubicación Geográfica,

condiciones de fondo de pozo (temperatura, profundidad, etc), tipo de cementación, tipo

de agua que se utiliza, etc.

Relación Agua-Cemento:

El requerimiento de galones de agua por saco de cemento es importante para

determinar el tiempo de bombeabilidad y la resistencia a la compresión del cemento. La mayoría de las lechadas están formadas por una cantidad de agua que dará un volumen fraguado igual al volumen de lechada sin separación de agua libre.

Si se tiene demasiada agua en la copa de muestras va a aparecer agua en la parte

superior de la lechada. Si es poca agua entonces la lechada estará muy espesa y difícil

de bombear.

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Densidad

La densidad (peso) de la lechada; debería ser suficientemente alta como para

mantener el control de pozo (excepto para las cementaciones a presión). Las

propiedades de la lechada que se ven afectadas por variaciones a la densidad son:

- Tiempo de bombeabilidad.

- Características del flujo.

- Capacidad de desplazamiento de lodo de perforación.

- Agua libre

- Resistencia a la compresión.

- Pérdida de fluido.

Para mantener una relación correcta agua/sólido es necesario vigilar y registrar

cuidadosamente la densidad de la lechada. El rendimiento de la lechada es el número de pies cúbicos por saco, que dará un cemento según normas API, mezclado con cantidad determinada de agua. Al determinar el volumen de cemento necesario para una cementación en particular, deberá usarse un perfil de calibración de pozo o el volumen que dan los datos del Libro Rojo. Es siempre preferible que sobre cemento y no que falte, especialmente cuando hay posibilidades de contaminación de lodo, dilución o canalización.

Tiempo de Bombeabilidad

El tiempo de bombeabilidad tomado en los ensayos de laboratorio es el tiempo

requerido para que un cemento comience a endurecerse o a formar resistencia de gel.

Los tiempos de Bombeabilidad se establecen de acuerdo:

- Resultados de laboratorio.

- Condiciones reales del pozo.

Los ensayos de bombeabilidad en laboratorio se lleva cabo utilizando una muestra

de cemento (con aditivos si se esta usando) y agua de mezcla. La lechada de cemento

DERECHOS RESERVADOS

33


se ensaya parar determinar el tiempo requerido para lograr un espesamiento definido.

Durante estos ensayos se controlan la temperatura estática de fondo de pozo ( BHST),

la profundidad del pozo y la presión del pozo.

La temperatura influye más que la profundidad sobre los tiempos de

bombeabilidad. El tiempo de bombealidad también es afectado por condiciones que no

siempre pueden controlarse durante un ensayo, tales como:

- Invasión de agua: produce inconvenientes en el fraguado.

- Pérdida de agua hacia la formación: se acelera el frague.

- Contaminación: produce dificultades para fraguar.

El agua que se usa para mezclar el cemento debe estar libre de contaminantes.

Los aditivos presentes en el fluido de perforación pueden contaminar la lechada

cementadora y afectar sus propiedades de fraguado. Al considerar el tiempo de

bombeabilidad se debe recordar que el cemento en movimiento es menos propenso a

fraguar al detener el movimiento de la lechada cementadora comienza el tiempo de

frague y el cemento comenzara a aumentar su resistencia de gel. Se debe seguir

siempre una regla básica: nunca detengan el movimiento del cemento hasta que este

esté en su lugar.

En pruebas de laboratorio se considera que la lechada tiene un tiempo de

fraguado o se hace imbombeable cuando la misma alcanza una consistencia de 100Bc

(unidades Bearden), cuando se trata de controles de calidad (cemento puro), mientras

que cuando la lechada presenta aditivos su consistencia para determinar el tiempo de

fraguado es de 75Bc.

Perdida de Filtrado

La perdida de filtrado determina la efectividad de una lechada de cemento

mientras previene las perdida de agua desde la lechada a la formación en el pozo. La

perdida de filtrado a través de un medio permeable puede causar un aumento en la

DERECHOS RESERVADOS

34


viscosidad de la lechada y una rápida depositación de revoque, la cual restringiría el

flujo. Los factores que influyen a la perdida de filtrado de una lechada son el tiempo,

presión, temperatura y permeabilidad.

Resistencia a la Compresión

La resistencia a la compresión determina la resistencia de la composición de

cemento bajo condiciones de temperatura simuladas a las condiciones del pozo. La

presión máxima utilizada para el curado es normalmente 3000 psi (API), o de otro modo

la requerida por el cliente. La resistencia a la compresión de una lechada de cemento

se determina mediante dos tipos de ensayo: destructivo y no-destructivo.

Propiedades Reológicas:

La prueba reológica determina las propiedades aparentes de flujo de una lechada

de cemento. Las lechadas de cemento son del tipo de fluido no-Newtoniano y sus características son descritas por uno o dos modelos reológicos matemáticos: el Bingham plastic o ley de potencia. Actualmente estos dos modelos combinados entre si dan origen a lo que hoy se conoce como Modelo Herschel-Bulkley.

El Viscosímetro Fann 35 determina los valores de Tasa de corte / Esfuerzo de

corte la cual son medidos por cualquiera de los métodos reológicos. Con el método

Bingham plastic la viscosidad plástica es definida como la diferencia entre las lecturas a

300 rpm y 100 rpm multiplicado por una constante igual a 1.50. El punto cedente esta

definido como la diferencia entre la lectura a 300 rpm y la viscosidad plástica.

Fluido Libre

La prueba de agua libre nos ayuda determinar si un cemento API puede producir

separación de fluido de la lechada en condiciones estáticas. Por lo general el valor de

agua libre en una lechada de cemento debe ser cero.

Una cantidad de agua libre muy grande significa decantación en la lechada y por

lo tanto esta lechada perderá sus propiedades.

DERECHOS RESERVADOS

35


Resistencia del Gel Estático

Esta prueba consiste en determinar el tiempo de transición, el cual es el lapso de

tiempo de ocurrencia de un static gel strenght de 100lb/100ft2 a la ocurrencia de un

static gel strenght de 500 lb/100ft2.

2.3.6. Diseño y aplicaciones de la Lechada

Las lechadas, sean de cemento o de BFS (escorias de alto horno), deben ser

concebidas especialmente para cada aspecto diferente de la operación de perforación.

Algunas de las diferentes clasificaciones de lechadas incluyen:

- Lechada de frente

- Lechada de cola

- Lechada a presión

- Tapones

Lechada de frente

Una lechada de frente tiene por objeto cubrir una porción grande del espacio

anular, ya sea pozo abierto o tubería de revestimiento interior. Estas lechadas son de

peso ligero, y son lechadas extendidas que no contribuyen mucho a la columna

hidrostática de la columna de cemento.

Lechada de cola

Una lechada de cola tiene por objeto proveer la mayor parte de la sustentación

para la tubería de revestimiento o el liner que se está cementando.

Esta lechada se coloca sobre la zona de interés para aislar esa zona de la

contaminación. La zona de interés puede ser una formación productora, una zona de

agua, o alguna otra zona que requiera estar clausurada. Las características ideales de

una lechada de cola incluyen:

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36


- Alta densidad

- Capacidad para desarrollar alta resistencia a la compresión

- Buen control del tiempo de fraguado

- No tener agua libre

Para una lechada de cola pueden ser necesarios aditivos de control de pérdida

de fluido.

Lechada a presión

Las lechadas a presión tienen por objeto ser usadas para cementación correctiva,

o secundaria. Estas lechadas deben tener buen control del tiempo de fraguado, buen

control de pérdida de fluido, y especialmente buen desarrollo de la resistencia a la

compresión.

Tapones

Los tapones deben ser diseñados para llenar las necesidades de la aplicación

específica, ya sea tapón de arranque, tapón de perdida de circulación, tapar y

abandonar, etc. Idealmente, los tapones deben tener:

- Desarrollo de alta resistencia a la compresión para sellar la zona de

taponamiento

- Corto tiempo de fraguado

2.3.7. Aditivos de Cementación

Por medio del uso de los aditivos de cemento podemos adecuar las condiciones

de la lechada para que cumpla con los requerimientos del trabajo exigido. Existen las

siguientes categorías de aditivos para cemento.

- Aceleradores.

- Controladores de filtrado.

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37


- Aditivos Controladores para la pérdida de Circulación - Controladores de gas. - Densificantes. - Dispersantes. - Aditivos para disminuir la Densidad - Retardadores.

Aditivos Aceleradores:

Los aceleradores de cemento acortan el tiempo de espesamiento y reduce el

tiempo de fraguado del cemento en pozos de baja temperatura. También, poseen la propiedad de desarrollar una temprana resistencia a la compresión (500psi en 4 horas). Son ampliamente usados en tuberías de superficie, pozos superficiales y tapones de cemento.

Aditivos Controladores de Filtrado:

El propósito de este tipo de aditivos es ayudar a prevenir la perdida de agua de la

lechada y evitar filtraciones, permitiendo así el desplazamiento de una cantidad máxima de lodo, desarrollo de resistencia y una mejor adherencia del cemento entre la formación y el casing. Los controladores de filtrado nos permiten diseñar lechadas que solo pierdan la cantidad de agua necesaria para lograr una buena cementacion.

Las zonas permeables adsorben el agua contenida en las lechadas creando, como

consecuencia, una torta de filtrado en el cemento que incrementa la presión de fricción y posiblemente generar una gran cantidad de daños en el cemento. El uso de controladores reduce la permeabilidad del cemento. Los aditivos controladores de fluido incluyen los Polímeros orgánicos y los dispersantes.

Aditivos Controladores para la perdida de Circulación:

Perdida de circulación o pérdida de retorno, se refiere a la pérdida de fluido o

pérdida de lechada cementadora contra la formación durante procesos de perforación o

completacion de pozos. La circulación puede perderse debido a:

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38


• Bajo gradiente de fractura.

• Formaciones no consolidadas.

• Formaciones fracturadas.

• Formaciones Cavernosas

De hecho, el control de perdida de circulación durante la cementacion incluye la

administración de material que prevenga la perdida de cemento mientras se esta

realizando la operación. Algunos de los materiales de perdida de circulación mas

usados son:

• Granular (Gilsonite, coal, perlita, walnut hulls, mica)

• Fibrosas (nylon, polipropileno)

• Laminado (cellophane)

• Aceleradores de Cemento.

• Cemento Tixotrópico.

• Aditivos reductores de densidad.

Aditivos controladores de Intrusión de Gas

La intrusión de gas natural (metano) a través del cemento es una de las mayores

preocupaciones en una cementacion. La causa mas común de la migración de gas a

través de un cemento no fraguado es la inhabilidad de mantener el balance sobre la

presión mientras la lechada se encuentra en la fase de gelificacion, permitiendo el

ingreso de gas hasta formar un canal a través del cemento. El uso de estos aditivos

debe ser considerado cuando el GFP del pozo con el diseño de lechada requerida es tal

que el tiempo de transición y el tiempo de gel cero no pueden ser controlados por medio

del cambio de densidad o dispersantes. Dependiendo del factor de potencial de flujo de

gas (GFP), existen tres tipos de categorías de aditivos disponibles para controlar y

reducir la intrusión de gas:

• Controladores de filtrado.

• Aditivos tixotrópicos.

DERECHOS RESERVADOS

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• Aditivos Expansivos, divididos en grupo de estados plásticos y expansivos post-

fraguado.

Aditivos Densificantes

En orden de trabajar con altas temperaturas y presiones encontradas en pozos

profundos, es usualmente necesaria la aplicación de un material densificante de la

lechada para aumentar la densidad de la misma, controlar las altas presiones de la

formación y mejorar el desplazamiento del lodo.

Aditivos Dispersantes

Los reductores de fricción actúan como dispersantes en las lechadas de cemento

para reducir la viscosidad aparente de la misma. La viscosidad aparente de una

lechada de cemento afecta la reología y por ende las propiedades de fluidez de la

mezcla. Son usados básicamente para bajar la presión de fricción existente en una

lechada durante su bombeo al pozo y reducir la tasa de bombeo necesaria para obtener

un fluido turbulento con menor requerimiento de potencia

Aditivos para disminuir la Densidad

Cuando las lechadas se preparan con las cantidades de agua recomendadas, los

cementos API tendrán densidades de lechadas superiores a loa 15 lb/gal. Puesto que

muchas formaciones no van a soportar columnas largas de cemento con esta densidad

se deberá agregar aditivos que disminuya el peso de la lechada. Aparte de funcionar como agentes reductores de peso, los aditivos de disminución

de densidad tambien aumentan el rendimiento de la lechada y a veces disminuye la

perdida de filtrado. El peso de la lechada de cemento se reduce: - Agregando materiales que aumenten el requerimiento de agua. - Agregando sólidos de baja gravedad específica.

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Aditivos Retardadores

Son aditivos que dominan o impiden que el cemento frague demasiado rápido.

Puesto que al aumentar la temperatura disminuye el tiempo de bombeabilidad, más que

por el aumento de presión o de profundidad, el aumento de temperatura de circulación

deberá con un aumento en al concentración del retardador.

Tabla No.04: Aditivos para Lechadas Elásticas (Well Life)

Nombre

Función Principal

Otras funciones

Rango de

Concentración

Rango de

Temperatura Cemento API Clase B

Material cementante Resistencia moderada a sulfatos

100%

16-77°C

Cemento API Clase H

Material cementante Alta resistencia a sulfatos

100%

93°C

SSA-1-Microsilica (400 MESH)

Ayuda al cemento a retener la resistencia y lo vuelve más

impermeable.

Evita la retrogresión del cemento.

Incrementa la viscosidad de la lechada sin

requerimiento de agua.

35%-100%

110-371°C

Silicalite

Disminuir el peso de la lechada

Aumentar el volumy minimizar el agu

libre

1%-30%

16-256°C

Microsand Nacional

Otorgar resistencia

Otorgar resistencia

30%-80%

27-204°C

Copolímero Sintético

Controla la perdida de filtrado a temperaturas bajas o

moderadas

Retardador suave

0,3%-1%

16-121°C.

Antiespumante Evitar formacion de espumas Evitar formacion de espumas

0.02-0.2 gal/sk

16-260°C

Dispersante Reducir la fricción Reducir la fricción 0.5-1.5% 16-260°C Látex 2000 Controlar la perdida de fluido. Resistencia a acidos 0.5-3gal/sk 27 -380°C Estabilizador Estabilizar el Látex 2000 Estabilizar el Látex 2000 10%-20% por

volumen de látex 2000

90-193°C

Lignosulfunato Retardar el fraguado Dispersante ligero 0,1%-2% 43 -99°C

Lignosulfunato

Retardador Dispersante ligero 2-20 gal/100 sk de cemento

43-99°C

Fibra de vidrio

Aumenta el esfuerzo tensor, sin disminuir el esfuerzo de

compresión

Se utiliza para perdidas

de circulación

0.5%-2%

Puede usarse por encima de 316°C

Carbon Microfino 684 Incremento en esfuerzos de tensión

Incremento en esfuerzos de tensión

---------

>240°C

Elastómero de alta temperatura

Modificar el Modulo de Young’s y el coeficiente de Poisson’s de un Sistema de

cemento

Aumenta la resistencia a cargas cíclicas

5%-12%, puede usarse a mayor concentración si

se necesita.


Elastómero

Modificar el Modulo de Young’s y el coeficiente de Poisson’s de un Sistema de

cemento

Aumenta la resistencia a

cargas cíclicas

1%-6% ,puede usarse a mayor concentración si

se necesita


Fuente: (Chacón 2008)

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41


2.3.8. Tipos de fluido

Hay dos tipos básicos de fluidos, Newtoniano y no Newtoniano. Se han

desarrollado modelos reológicos e hidráulicos para caracterizar el comportamiento del

flujo de estos dos tipos de fluidos.

Los fluidos newtonianos tienen una viscosidad constante a determinadas

condiciones de temperatura y presión. Los fluidos newtonianos comunes incluyen:

- Diésel

- Agua

- Glicerina

- Salmueras claras

Los fluidos no newtonianos tienen viscosidades que dependen de velocidades de

corte medidas para determinadas condiciones de temperatura y presión.

Ejemplos de fluidos no newtonianos incluyen:

- La mayoría de los fluidos de perforación

- El cemento

Estos fluidos de viscosidad variante son definidos por diferentes modelos

reologicos. Comúnmente los modelos más utilizados son el Modelo de Bingham, el

Modelo Power Law y recientemente el Modelo de Herschel-Bulkley, siendo este ultimo

un resultante de la combinación de los dos anteriores, resultando más factible debido a

que presenta mayor exactitud al momento de estudiar las propiedades de una lechada

de cemento.

2.3.9. Modelos Reológicos

Los modelos reológicos ayudan a predecir el comportamiento de los fluidos sobre

una amplia escala de velocidades de corte. Las lechadas de cemento son fluidos que

se rigen en estos modelos.

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Los más importantes modelos reológicos aplicables a ellos son:

- Modelo de Bingham

- Modelo de la ley de la potencia

- Modelo de Herschel-Bulkley (punto cedente-ley de la potencia [MHB])

Modelo de Bingham

El modelo de Bingham describe el flujo laminar por medio de la ecuación siguiente:

)*( YVPPC +=τ

Donde:

τ : es el esfuerzo de corte medido en lb/100 pies2

PC : es el punto cedente en lb/100 pies2

VP : es la viscosidad plástica en CP o lb/100 pies2 seg-1

Y : es la velocidad de corte en seg-1

Las normas corrientes de API requieren que el cálculo de PC y VP se haga usando

las ecuaciones siguientes:

VP = 1.50 (ө300- ө100) PC = ө300 – VP

ө : Es la denominación de toma de lecturas. Ej. ө300, lectura a la velocidad de 300

RPM.

Debido a que el modelo asume comportamiento verdaderamente plástico, el

índice de flujo de un fluido que concuerde con este modelo debe tener n=1. Lamentablemente, no es frecuente que esto ocurra y el modelo por lo común predice en exceso los esfuerzos de punto cedente (esfuerzo de corte a una velocidad de corte cero) en un 40 a 90 por ciento. Un método rápido y fácil para calcular esfuerzos de

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punto cedente más realistas consiste en suponer que el fluido muestra comportamiento verdaderamente plástico únicamente en la escala de bajo índice de cizallamiento. Se puede calcular un punto cedente de baja velocidad de corte (LSR PC) usando la siguiente ecuación:

LSR PC = (2 × ө3) - ө6

Este cálculo produce un valor del esfuerzo de punto cedente próximo al que

producen otros modelos más complicados y se puede usar cuando el requerido

algoritmo de computadora no esté disponible.

Figura No.02: Modelo de Bingham Fuente: (Steve Devereux, Ceng. Drilling Technology)

Modelo de la ley de la potencia

El modelo de la ley de potencia describe el comportamiento reológico del fluido

usando la siguiente ecuación: nYK *=τ

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Este modelo es utilizado para fluidos pseudo plásticos que son fluidos que

disminuyen su viscosidad cuando la velocidad de corte aumenta. Este modelo describe

el comportamiento reológico de fluidos base polímero que no presentan esfuerzo de

punto cedente (ej: salmueras claras viscosificadas). Algunos fluidos viscosificados con

biopolímeros se pueden describir también por comportamiento de la ley de la potencia.

Las ecuaciones generales para calcular el índice de flujo y el índice de consistencia de

un fluido son:

)/log()/log(

12

12

YYn ττ=

nYK

2

2τ=

Donde:

τ : es el esfuerzo de corte calculado en lb/100 pies2

2τ : es el esfuerzo de corte a la velocidad de corte más alta

1τ : es el esfuerzo de corte a la velocidad de corte más baja

n : es el índice de flujo


2Y : es la velocidad de corte más alta

1Y : es la velocidad de corte más baja.

K : es el índice de consistencia del fluido en cP ó lb/100 pies2 seg-1

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Figura No.03: Modelo de Power Law

Fuente: (Steve Devereux, Ceng. Drilling Technology)

Modelo de Herschel-Bulkley (Punto cedente – Ley de potencia modificada)

Debido a que la mayoría de los fluidos de perforación presentan esfuerzo cortante, el modelo de Herschel- Bulkley (punto cedente - ley de la potencia modificada [MHB]) describe el comportamiento reológico de las lechadas de cemento con mayor exactitud que ningún otro modelo.

Según API (American Petroleum Institute) este es el modelo recomendado para

utilizar debido a que los valores arrojados son los más cercanos a la realidad, el mismo será introducido en la normativa de determinación de los parámetros reológicos en la norma API-13.

El modelo MHB usa la siguiente ecuación para describir el comportamiento de un

fluido:

)*(0nYK+= ττ

Donde:

τ : es el esfuerzo de corte medido en lb/100 pies2

0τ : es el esfuerzo de punto cedente del fluido (esfuerzo de corte a velocidad

de corte cero) en lb/100 pies2.

DERECHOS RESERVADOS

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K : es el índice de consistencia del fluido en cP ó lb/100 pies2 seg-1

n : es el índice de flujo del fluido


Los valores de K y n en el MHB son calculados de manera similar que sus

contrapartes en el modelo de la ley de la potencia. El modelo MHB se reduce al modelo

de Bingham cuando n = 1 y se reduce al modelo de la ley de la potencia cuando 0τ = 0.

Una semejanza evidente que tiene el modelo MHB sobre el modelo de la ley de la

potencia es que, de un conjunto de datos metidos, se calcula un solo valor para n y un

solo valor para K.

Nota: El modelo MHB requiere:

Un mínimo de tres mediciones de esfuerzo cortante e índice de cizallamiento para

la solución. La precisión del modelo es mayor cuando se introducen más datos

adicionales.

A diferencia de otros modelos reologicos este usa un dispositivo que costa de un

adaptador para el FANN 35 que se basa en un nuevo BOD y SLEEVE el cual le permite

hacer mediciones con lechadas altamente viscosas sin permitir atascaduras y

resbalamientos dentro del viscosímetro, a este equipo se le denomina FYSA, y el

mismo consta de ciertas características:

- Práctico y simple de utilizar

- Económico

- Ofrece confiabilidad en el campo

- Capaz de detectar cambios significativos en: propiedades de fluidos, cargamento y transporte de partículas, fluido de cementaciones completas.

- Mide el yield point (YP) usando el resorte F1 en el FANN 35.

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Figura No.04: Modelo de Herschel-Bulkley

Fuente: (Steve Devereux, Ceng. Drilling Technology) Descripción del Viscosímetro Fann 35:

Fann produce una gama de viscómetros rotatorios del cilindro coaxial verdadero

de Couette. El líquido de la prueba se contiene en el boquete del espacio anular entre

los cilindros. La rotación del cilindro externo a velocidades conocidas es realizada a

través del engranaje de la precisión.

La fricción viscosa ejercida por el líquido crea un esfuerzo de torsión en el cilindro.

Este esfuerzo de torsión se transmite a un resorte de precisión donde su desviación se

mide y después se relaciona con las condiciones de prueba y las constantes del

instrumento. Este sistema permite la simulación verdadera de la mayoría de las

condiciones de proceso significativas de flujo encontradas en el proceso industrial.

Estos instrumentos se equipan de una manga (sleeve) que se instala en el rotor,

de un Bob, un resorte de torsión F1 y una taza de la muestra de acero inoxidable para

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probar según la especificación americana RP 13B del instituto del petróleo. Actualmente

se conocen dos tipos diferentes de Bob y Sleeve:

- Bob y Sleeve Estandar

- Bod y Sleeve FYSA (Fann Yield Stress Adapter)

Siendo este ultimo al que se hace referencia en la presente investigación

Figura No.05: Bod y Sleeve Estándar, y equipo FYSA

Bob y Sleeve Estandar

Nivel de fluido

Bod Sleeve

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Bod y Sleeve FYSA

2.3.10.-Regímenes de flujo

Hay cuatro tipos básicos de regímenes de flujo, que son:

Flujo Tapón o Laminar bajo

El Flujo Tapón tiene su perfil de forma horizontal (Chato) debido a que las capas

de fluido se desplazan a la misma velocidad en forma lineal. Este perfil presenta cierta reducción de velocidad en los extremos. En general se define que un fluido se desplaza en flujo tapón cuando se numero de “Reynolds” es menor a 300. Debido a que su perfil de velocidad es casi constante en toda el área de flujo, puede ser un buen régimen de flujo para ciertos cementos desplacen al lodo eficientemente fuera del anular.

Bod

Sleeve

Nivel de fluido

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Flujo Laminar

El flujo laminar se caracteriza por tener un perfil de velocidad parabólico, con máxima velocidad en las capas intermedias del fluido y casi cero en los extremos. Debido a la pobre velocidad en los extremos no es aconsejable este régimen para tratar de desplazar al lodo ya que no es efectivo para remover el revoque o lodo gelificado depositado en las paredes de la formacion. En la tecnología de fluidos de perforación es importante ese perfil de velocidad para perforar, ya que permite la creación del revoque en las paredes de la formacion, necesario para controlar y estabilizar al pozo.

Flujo Turbulento

El flujo turbulento se produce a altos índices de cizallamiento, cuando el fluido se

mueve en forma caótica. En flujo turbulento las partículas son arrastradas por giros al

azar y remolinos de corriente. La fricción entre el fluido y las paredes del canal es mayor

para este tipo de flujo. Este tipo de flujo es el indicado para remover el revoque del lodo

y desplazarlo a la superficie.

Transición

El Flujo en transición tiene lugar flujo transicional cuando el flujo cambia de flujo

laminar a flujo turbulento o viceversa. La velocidad crítica de un fluido es la velocidad

particular a la cual el flujo cambia de laminar a turbulento o viceversa.

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2.4. Cuadro de Variables Objetivo General

Determinar las propiedades reológicas requeridas para lechadas de cemento

elásticas validando el modelo Herschel-Bulkley.

Variable Propiedades Reológicas

Definición Conceptual Propiedades aparentes de flujo de una lechada de cemento.

Definición Operacional Son las propiedades que estudian la fluidización de lechadas de cemento.

Tabla No.05: Cuadro de Variables

Objetivo Variable Sub Variable o Dimensión Indicador

Identificar los diferentes tipos de

lechada de cemento elástica

Diferentes tipos de

lechada elástica

Evaluación de las

densidades y componentes de la

lechadas Estudiar el Modelo Herschel Bulkley para los tipos de lechada elástica.

Modelo Herschel- Bulkley para los tipos de lechada

elástica

Características del

Modelo

Elaborar pruebas con las diferentes

lechadas de cemento en el

laboratorio utilizando el equipo

FYSA.

Pruebas con cemento en laboratorio

utilizando el equipo FYSA

Prueba en el laboratorio

Especificar las propiedades

reológicas del cemento obtenidas

en el laboratorio

Propiedades Reológicas

Propiedades reológicas del

cemento obtenidas en el laboratorio

- Viscosidad - Punto Cedente - Índice de flujo - Índice de consistencia -Esfuerzos de corte


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2.5. Definición de términos básicos

Aditivo: Agregado que modifica las propiedades del cemento. (http://es.wikipedia.org).

Aglomerante: Material capaz de unir fragmentos de una o varias sustancias.

(Encarta 2007).

Casing: Es la cañería del pozo. (Cirimelio, P.a; Morris, W.b; Perez Ipiña, J.E.

¨Evaluación del comportamiento a la Fractura de Cementos Petroléros¨ 2003).

Cemento: Sustancia de polvo fino capaz de formar una pasta al mezclarse con agua

y que se endurece espontáneamente en contacto con el aire. (Encarta 2007)

Cizalla: Es el movimiento de una capa relativo relativo al de capaz adyacentes

paralelas. (Glosario de terminología reologíca 2002).

Concreto: Es el resultante de la mezcla de uno o mas conglomerantes con grava y

arena. (http://es.wikipedia.org).

Consistómetro Atmosférico: Equipo utilizado para acondicionar la lechada de

cemento a la temperatura circulante del pozo. (Cementación de Pozos Petroleros,

Halliburton, Nehomar C. 2007)

Corrosión: Deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímico

por su entorno. (http://es.wikipedia.org).

Densidad: Es la cantidad en masa contenida en un determinado volumen.

(http://es.wikipedia.org).

Elasticidad: En física e ingeniería, el término elasticidad designa la propiedad de

ciertos materiales a sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan. (http://es.wikipedia.org).

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Erosionar: Generar desgaste. (http://es.wikipedia.org).

Espacio Anular: espacio entre dos círculos. En el caso de un pozo, es el espacio

entre dos tuberías o entre una tubería y la pared del hoyo. (Sito Web PDVSA).

Esfuerzo de Corte: Es la fuerza requerida para mover un área dada de un fluido.

(Reología aplicada a fluidos de perforación, Sarkis kakadjian, PDVSA 2004).

Estimulación: Consiste en mejorar la productividad de un pozo mediante la

aplicación de procesos químicos. (Halliburton 2004).

Exudación: Salida de una sustancia o un líquido a través de los poros o gritas del

recipiente que lo contiene. (WordReference.com).

Fluido: Un fluido es una sustancia o medio continuo que se deforma continuamente

en el tiempo ante la aplicación de una solicitación o tensión tangencial sin importar la magnitud de ésta. También se puede definir un fluido como aquella sustancia que, debido a su poca cohesión intermolecular, carece de forma propia y adopta la forma del recipiente que lo contiene. (http://es.wikipedia.org).

Fluido Newtoniano: Es aquel fluido en el cual .la viscosidad es constante

independientemente del esfuerzo de corte al cual se somete el fluido.


Fluido No Newtoniano: Es aquel fluido en el cual la viscosidad depende del

esfuerzo de corte aplicado. (http://es.wikipedia.org).

Fraguado: se denomina al proceso químico que genera el endurecimiento

consistente de un aglomerante. (http://es.wikipedia.org).

Fricción: Es la fuerza de rozamiento entre dos superficies en contacto.


FYSA: Fann Yield Stress Adapter, que es un adaptador para medición de punto

cedente en el equipo fann 35. (Halliburton-México. 2007).

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Gas natural: mezcla de gases entre los que se encuentra en mayor proporción el metano. Se utiliza como combustible para usos domésticos e industriales y como materia prima en la fabricación de plásticos, fármacos y tintes. (Encarta 2007).

Gelificación: Formación de gel en la lechada de cemento al estar en un estado

estático. (Cementación de Pozos Petroleros, Halliburton, Nehomar C. 2007).

Índice de consistencia: Es la Fuerza que el fluido genera al estar en movimiento.

(Halliburton-Mexico. 2007).

Índice de flujo: Es un valor calculado para determinar la tendencia del estado físico

que tendrá un fluido al ser sometido a distintas velocidades de corte. (Halliburton-México. 2007).

Lechada: Es la unión de cemento seco con el agua. (Manual de Procedimientos para materiales y pruebas de Cementación, Halliburton 2006).

Libro Rojo: Es un manual usado para realizar cálculos de una operación de

cementación. (Halliburton 2008).

Líquido: Aquella fase de la materia que fluye aún bajo esfuerzos de cizalla casi nulos de manera que en último término toma la forma del recipiente que lo contiene hasta un cierto nivel, definido y horizontal que se conoce por superficie del líquido. (Encarta 2007).

Lodo de Perforación: Los lodos de perforación son fluidos que circulan en los pozos de petróleo y gas para limpiar y acondicionar el hoyo, para lubricar la broca de perforación y para equilibrar la presión de formación. (www.quiminet.com).

Lpg: Unidades de densidad en Libras por Galón.

Mezcla: Unión de dos o mas sustancias en la cual no ocurre transformación de tipo

químico. (http://es.wikipedia.org).

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55


Modelo: Una representación idealizada de la conducta de cualquier sistema cuantificada en términos matemáticos. (Glosario de terminología reológica 2002).

Modelo de Bingham: El que cuantifica la conducta de un sólido elástico hasta el esfuerzo de fluencia (yield stress); por encima del es fuerzo de fluencia la velocidad de cizalla es directamente proporcional al esfuerzo de cizalla menos el esfuerzo de fluencia. (Glosario de terminología reológica 2002).

Modelo de Fluido Según la Ley de la Potencia: El que cuantifica el flujo de cizalla simple por una relación lineal entre el logaritmo del esfuerzo de cizalla y el logaritmo de la velocidad de cizalla. (Glosario de terminología reológica 2002).

Numero de Reynolds: Es la relación adimensional de la fuerza de inercia con respecto a la fuerza viscosa. (Dinámica de Sistemas, Katsuhiko Ogata 1987).

Permeabilidad: Es la capacidad que tiene un fluido de permitir que otro lo atraviese

sin alterar su estructura interna. (http://es.wikipedia.org).

Petróleo: Petróleo, líquido oleoso bituminoso de origen natural compuesto por

diferentes sustancias orgánicas. También recibe los nombres de petróleo crudo, crudo petrolífero o simplemente “crudo”. Se encuentra en grandes cantidades bajo la superficie terrestre y se emplea como combustible y materia prima para la industria química. (Encarta 2007).

Plasticidad: es la propiedad mecánica de un material, biológico o de otro tipo, de deformarse permanentemente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su rango elástico. (http://es.wikipedia.org).

Pozo: Es un orificio o túnel vertical perforado en la tierra hasta una profundidad

suficiente para alcanzar lo que se busca, normalmente una reserva de agua o petróleo.


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56


Presión: Es una magnitud física que mide la fuerza por unidad de superficie, y sirve

para caracterizar como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una

superficie. (http://es.wikipedia.org).

Punto Cedente: Se define como aquella parte de resistencia al flujo, debido al

grado de dispersión o atracción entre las partículas de sólido del fluido. (Reología aplicada a fluidos de perforación, Sarkis kakadjian, PDVSA 2004).

Reología: La ciencia del flujo y la deformación de la materia. (Glosario de

terminología reológica 2002).

Reómetro: Es un instrumento para medir propiedades reológicas. (Glosario de

terminología reológica 2002).

Requerimiento de agua: Es la cantidad de agua necesaria para elaborar la lechada

de cemento. (Cementación de Pozos Petroleros, Halliburton, Nehomar C. 2007).

Revoque: concha depositada por el lodo de perforación en las paredes dentro del

pozo. (Halliburton-Baroid Fluid System 2006).

Salmuera: Agua con alta concentración de sal disuelta. (Halliburton-Baroid Fluid

System 2006).

Slurry: Traducción de la palabra lechada al ingles.

Temperatura Circulante: Es la temperatura que la lechada toma al estar en

movimiento dentro del pozo. La misma es calculada utilizando la profundidad y la

temperatura estática del pozo. (Manual de Procedimientos para materiales y pruebas de

Cementación, Halliburton 2006).

Temperatura Estática: Es la temperatura que la lechada toma luego de ser

colocada, es decir, al estar en su estado estático. (Manual de Procedimientos para

materiales y pruebas de Cementación, Halliburton 2006).

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57


Tixotropía: Tendencia de la lechada de cemento a generar geles rápidamente

cuando se encuentra en estado estático. (Manual de Procedimientos para materiales y

pruebas de Cementación, Halliburton 2006).

Velocidad de Corte: Se define como la tasa de movimiento del fluido entre los dos

platos. (Reología aplicada a fluidos de perforación, Sarkis kakadjian, PDVSA 2004).

Viscosidad: La viscosidad es la oposición de un fluido a las deformaciones

tangenciales. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal, en realidad todos

los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad, siendo el modelo de viscosidad nula

una aproximación bastante buena para ciertas aplicaciones. (Glosario de terminología

reológica 2002).

Viscosímetro: Equipo utilizado para lleva a cabo pruebas de reología. (Manual de

Procedimientos para materiales y pruebas Cementación, Halliburton 2006).

Yacimiento: Es una acumulación significativa de materiales geológicos, que en

algunos casos puede ser objeto de explotación humana. (http://es.wikipedia.org).

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58

CAPÌTULO III: MARCO METODOLÓGICO

CCCAAAPPPÍÍÍTTTUUULLLOOO IIIIII III

MMMAAARRRCCCOOO MMMEEETTTOOODDDOOOLLLOOOGGGIIICCCOOO

DERECHOS RESERVADOS

59


3.1 Tipo de Investigación

Hernández William (2005), establece que una investigación es de tipo

experimental cuando esta “obtiene su información de la actividad intencional realizada

por el investigador y que se encuentra dirigida a modificar la realidad con el propósito

de crear el fenómeno mismo que se indaga, y así poder observarlo”.

Por lo anteriormente expuesto, la presente investigación se consideró de tipo

experimental debido a que se obtuvo información referente al tema en estudio y a su

vez, se pudo modificar el uso de tecnologías (Modelos Reológicos), lo cual se logró

llevando a cabo un cierto numero de experimentos o pruebas en un laboratorio que

generaron resultados observables que validaran o no el uso de nuevas tecnologías.

3.2 Diseño de Investigación

Fidias G. Arias (1999), define un diseño experimental como el proceso que

consiste en someter a un objeto o grupo de individuos a determinadas condiciones o

estímulos (variable independiente), para observar los efectos que se producen (variable

dependiente).

Por lo anteriormente expuesto, se dice que la presente investigación presenta un

diseño experimental debido a que en la misma se evaluó el comportamiento de

lechadas de cemento elásticas, utilizando un viscosímetro a distintas velocidades de

corte y de esta forma observar el comportamiento reológico de dichas lechadas, con el

fin de obtener resultados que puedan ser llevados a validar el modelo de Herschel-

Bulkley.

3.3 Población

Fidias G. Arias (1999), define la población como el conjunto para el cual serán

validas las conclusiones que se obtengan en la investigación. Por lo antes expuesto se

puede decir que la presente investigación tiene como población los diferentes tipos o

59

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60


diseños de lechadas de cemento elásticas utilizadas por la empresa Servicios

Halliburton para llevar a cabo sus operaciones de completación de pozos.

3.4 Muestra

Fidias G. Arias (1999), define la muestra como un “subconjunto representativo de

un universo o población”. Por lo antes expuesto se puede decir que la presente

investigación presento un muestreo no probabilístico opinático, el cual consta de cuatro

(4) diseños de lechadas de cemento elásticas entre los cuales se tiene un sistema Fiber

cement y un sistema Látex cement (cada uno de ellos con sus correspondientes cola y

barrido), diseñadas con anterioridad a esta investigación. Las mismas serán utilizadas

en un proyecto de asignación directa a la empresa Servicios Halliburton, la cual estará

llevando a cabo la realización de estos trabajos en los próximos meses.

3.5 Técnicas de recolección de la información

Fidias G. Arias (2004), establece que “se entenderá por técnica, el procedimiento o

forma particular de obtener datos o información”. Por lo anteriormente expuesto se dice

que la presente investigación presenta una observación de tipo directa y documental. - Observación Directa: es aquella en la que el investigador se pone en contacto

personalmente con el hecho o fenómeno que trata de investigar. Wilson Puente (2003).

Por lo anteriormente mencionado, la presente investigación presentó una

observación de tipo directa debido a que se tuvo un contacto directo con el fenómeno

en estudio y se llevaron a cabo pruebas en un laboratorio para obtener valores

reológicos arrojados por el Fann 35.

- Observación Documental : es aquella en la cual se acude a fuentes principales

tales como lo son, el Internet, las bibliotecas, organismos estatales y de empresas,

librerias etc; de forma tal que se pueda obtener información referente al tema en

estudio. Vergel Cabrales, Gustavo (1997).

DERECHOS RESERVADOS

61


Por lo anteriormente mencionado, la presente investigación presentó una

observación o revision de tipo documental debido a que se acudió a fuentes de

información tales como el Internet, revistas, paper, libros, entre otros, y de este modo

obtener la información referente al tema que se trata en la presente investigación.

3.6 Fases de la Investigación

Este procedimiento fue similar para los cuatro (4) diseños de lechadas.

I. Procedimiento para la preparación de la lechada

-Se tomo el diseño de la lechada y se elaboro el balance de masa

correspondiente, con el propósito de tener las cantidades necesarias para realizar la

prueba piloto. A continuación se muestra la imagen que muestra el software utilizado

(CEMLAB).

Figura No.06: CEMLAB

Fuente: Laboratorio

- Se pesó cada aditivo por separado del diseño de lechada utilizando una balanza

digital.

- Se realizó el mezclado de los aditivos en el correspondiente orden, tal como lo

indica el boletín de información de cada aditivo (se utilizó mezcladora API). Se debe

consultar este boletín, debido a que no todos los aditivos pueden ser agregados juntos

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62


ni mezclados como lo establece la normativa API (4000 RPM durante el agregado de

aditivos al agua y 12000 RPM durante 35 segundos después del agregado de aditivos).

- Se verificó el mezclado de la lechada, la cual debe ser permisible (buena

capacidad de mezclado). De no ser permisible se debe agregar o disminuir el contenido

de aditivo presente en la mezcla. Esto depende de la circunstancia que se presente, es

decir, si el mezclado se observa muy viscoso es requerido adicionar o aumentar el

contenido de dispersante por ejemplo, con la finalidad de mejorar la mezclabilidad de la

lechada.

II. Procedimiento para prueba de reología usando BOD y SLEEVE estándar

- Se tomó la lechada y se vertió en el vaso del consistómetro atmosférico hasta el

volumen requerido indicado en el vaso, con el fin de acondicionar la lechada a una temperatura de 80ºF, durante un tiempo de 20 minutos, según normativa API.

- Se tomo la lechada y se transfirió del vaso del consistómetro atmosférico a la copa del viscosímetro Fann 35 hasta alcanzar en volumen requerido indicado en dicha copa.

- Se tomaron las lecturas del dial en el viscosímetro a las diferentes velocidades de corte.

RPM 80ºF 300 200 100 60 30 6 3

III.- Procedimiento para prueba de reología a temperatura circulante usando BOD y SLEEVE estándar

- Se tomo la lechada utilizada para la prueba a 80ºF y se vertió nuevamente en un vaso del consistómetro atmosférico con la finalidad de acondicionar a 120ºF (temperatura circulante del pozo) durante 20 minutos, según normativa API.

DERECHOS RESERVADOS

63


- Se tomo la lechada y se transfirió del vaso del consistómetro atmosférico a la

copa del viscosímetro Fann 35 (con su respectiva chaqueta de calentamiento para

mantener la temperatura de la lechada) hasta alcanzar el volumen requerido indicado

en dicha copa.

-Se tomaron las lecturas del dial en el viscosímetro a las diferentes velocidades de

corte.

RPM 120F 300 200 100 60 30 6 3

IV.- Procedimiento para prueba de reología usando el equipo FYSA

- Se tomo la lechada y se vertió en el vaso del consistómetro atmosférico hasta el

volumen requerido indicado en el vaso, con el fin de acondicionar la lechada a una

temperatura de 80ºF, durante un tiempo de 20 minutos, según normativa API.


copa del viscosímetro Fann 35 hasta alcanzar en volumen requerido indicado en dicha

copa.

- Se tomaron las lecturas del dial en el viscosímetro a las diferentes velocidades de

corte.

RPM 80ºF 300 200 100 60 30 6 3

DERECHOS RESERVADOS

64


V.- Procedimiento para prueba de reología a temperatura circulante usando el equipo FYSA

- Se tomo la lechada utilizada para la prueba a 80ºF y se vertió nuevamente en un

vaso del consistómetro atmosférico con la finalidad de acondicionar a 120ºF

(temperatura circulante del pozo) durante 20 minutos, según normativa API.


copa del viscosímetro Fann 35 (con su respectiva chaqueta de calentamiento para

mantener la temperatura de la lechada) hasta alcanzar el volumen requerido indicado

en dicha copa.

- Se tomaron las lecturas del dial en el viscosímetro a las diferentes velocidades de

corte.

RPM 120ºF 300 200 100 60 30 6 3

VI.- Procedimiento de elaboración de grafica para el Modelo Herschel-Bulkley

- Utilizando los valores arrojados por el viscosímetro se calculo el valor de

viscosidad plástica, mediante la siguiente ecuación:

VP= 1.50 (ө 300- ө 100)

- Utilizando el valor de viscosidad plástica calculado se procedió a calcular el valor

de punto cedente (PC) tambien llamado Tau0, mediante la siguiente ecuación:

PC = ө 300-VP

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65


- Seguidamente se calculo el valor del índice de flujo “n” mediante la siguiente

ecuación:

)/log()/log(

12

12

YYn ττ=

Donde:


1τ : es el esfuerzo de corte a la velocidad de corte más baja


1Y : es la velocidad de corte más baja.

- Se calculo el valor del índice de consistencia “K” mediante la siguiente ecuación:

nYK

2

2τ=

Donde:


n : es el índice de flujo


- Con los valores de “K y n” ya calculados se procedió a calcular la ecuación

general del modelo Herschel-Bulkley la cual se muestra a continuación:

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66


)*(0nYK+=ττ

RPM τ 300 200 100 60 30 6 3 0

- Con los valores de τ , calculados para todas las velocidades de corte se elaboro

la grafica Esfuerzo de corte Vs Velocidad de corte.

3.7 Tabla de fases de la Investigación

Tabla No.06: Fases de la Investigación

Objetivo Fase Procedimiento Identificar los diferentes

tipos de lechada de cemento elástica

I Se elaboro el balance de masa para cada lechada dependiendo de la cantidad de aditivos que presenta cada diseño.

Estudiar el Modelo Herschel-Bulkley para los tipos de lechada

elástica

IV Se siguieron todas las ecuaciones correspondientes a este modelo, y se realizo la respectiva grafica del comportamiento de cada diseño de lechada.

Elaborar pruebas sobre lechadas de cemento en el laboratorio, utilizando

el equipo FYSA. IV, V

Se llevaron a cabo pruebas reológicas a temperatura ambiente (80ºF), y circulante (120ºF) empleando el nuevo adaptador FYSA para ambos diseños de lechada.

Especificar las

Propiedades Reológicas del cemento obtenidas

en el laboratorio

II, III, IV, V, VI

En las cuatro primeras fases se determino la reología o lecturas del viscosímetro de los diseños de lechada empleando el BOD y SLEEVE estándar, así como tambien el adaptador FYSA. En la fase VI se aplicaron las ecuaciones correspondientes y se

determinaron los valores de VP, PC ó 0τ , n, K,τ


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67 CAPÌTULO IV: RESULTADOS

CCCAAAPPPÍÍÍTTTUUULLLOOO IIIVVV

RRREEESSSUUULLLTTTAAADDDOOOSSS

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4.1 Resultados 4.1.1 Resultados reológicos obtenidos para lecturas en viscosímetro a 80ºF empleando el BOD y SLEEVE estándar:

Tabla No.07: Lecturas a 80ºF empleando BOD y SLEEVE estándar

RPM Látex Cement 14.5 lpg

Látex Cement 15.6 lpg

Fiber Cement 14.5 lpg


300 89 153 70 283 200 69 116 58 210 100 47 72 50 100 60 38 54 30 71 30 28 37 22 48 6 20 19 15 25 3 16 15 11 16

Fuente: (Chacón, 2008). • Calculo para determinar viscosidad plástica (VP) y punto cedente (PC):

- Aplicando la siguiente ecuación se pudo encontrar los valores de viscosidad

plástica:

VP= 1.50 (ө 300- ө 100)

-Aplicando la siguiente ecuación y sustituyendo los valores calculados de VP en

la misma, se encontraron los valores de punto cedente (PC

PC = ө 300-VP

Tabla No.08: Valores reológicos a 80ºF empleando BOD y SLEEVE estándar

Variable Látex Cement 14.5 lpg

Látex Cement 15.6

lpg



VP (lb/100pies2 seg-1)

63

122

30

275

PC (lb/100 pies2)

26 31 40 8

Fuente: (Chacón, 2008).

68

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4.1.2 Resultados reológicos obtenidos para lecturas en viscosímetro a 120ºF empleando el BOD y SLEEVE estándar:

Tabla No.09: Lecturas a 120ºF empleando BOD y SLEEVE estándar


Látex Cement15.6 lpg


Fiber Cement15.6 lpg

300 125 170 62 205 200 105 130 42 155 100 71 85 28 90 60 57 63 27 70 30 45 43 20 50 6 26 21 11 19 3 20 15 7 12

Fuente: (Chacón, 2008). • Calculo para determinar viscosidad plástica (VP) y punto cedente (PC):


plástica:

VP= 1.50 (ө 300- ө 100)

-Aplicando la siguiente ecuación y sustituyendo los valores calculados de VP en

la misma, se encontraron los valores de punto cedente (PC):

PC = ө 300-VP

Tabla No.10: Valores reológicos a 120ºF empleando BOD y SLEEVE estándar

Variable Látex Cement14.5 lpg




VP (lb/100 pies2

seg-1 )

81

128

51

173

PC (lb/100 pies2)

44 42 11 32


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4.1.3 Resultados reológicos obtenidos para lecturas en viscosímetro a 80ºF empleando el equipo FYSA:

Tabla No.11: Lecturas a 80F empleando el equipo FYSA


Látex Cement15.6 lpg



300 22 26 101 145 200 16 20 75 138 100 12 14 58 85 60 11 12 50 61 30 9 10 40 42 6 8 7 25 28 3 7 4 20 24


• Calculo para determinar viscosidad plástica (VP), punto cedente (PC ó 0τ ), n

y K:


plástica:

VP= 1.50 (ө 300- ө 100)

- Aplicando la siguiente ecuación y sustituyendo los valores calculados de VP en la

misma, se encontraron los valores de punto cedente (PC):

PC = ө 300-VP

- Aplicando la siguiente ecuación se pudo determinar los valores de “n”:

)/log()/log(

12

12

YYn ττ=

- Aplicando la siguiente ecuación y sustituyendo los valores de “n” ya calculados,

se obtienen los valores de “K”:

DERECHOS RESERVADOS


nYK

2

2τ=

Tabla No.12: Valores reológicos a 80ºF empleando el equipo FYSA





VP (lb/100pies2

seg-1)

15

18

65

165

PC ó 0τ (lb/100 pies2)

7

8

36

30

n 0.248 0.406 0.351 0.454 K

(lb/100 pies2 seg-1)

5.346

2.566

13.641

14.635


4.1.4 Resultados reológicos obtenidos para lecturas en viscosímetro a 120ºF empleando el equipo FYSA:

Tabla No.13: Lecturas a 120ºF empleando el equipo FYSA





300 30 38 85 125 200 25 26 64 110 100 19 20 45 69 60 18 14 37 53 30 16 13 29 35 6 14 9 24 22 3 12 6 19 18


• Calculo para determinar viscosidad plástica (VP), punto cedente (PC ó 0τ

), n y K:


plástica:

DERECHOS RESERVADOS


VP= 1.50 (ө 300- ө 100)

- Aplicando la siguiente ecuación y sustituyendo los valores calculados de VP en la

misma, se encontraron los valores de punto cedente (PC):

PC = ө 300-VP

- Aplicando la siguiente ecuación se pudo determinar los valores de “n”:

)/log()/log(

12

12

YYn ττ=

- Aplicando la siguiente ecuación y sustituyendo los valores de “n” ya calculados,

se obtienen los valores de “k”:

nYK

2

2τ=

Tabla No.14: Valores reológicos a 120ºF empleando el equipo FYSA





VP (lb/100pies2

seg-1)

17

27

60

84

PC ó 0τ (lb/100 pies2)

13

18

25

41

n 0.198 0.400 0.325 0.420 K

(lb/100 pies2 seg-1)

9.697

3.880

13.315

11.389


4.1.5 Determinación de los esfuerzos de corte aplicando el modelo de Herschel-Bulkley para una temperatura de 80ºF.

- Se aplico la ecuación general correspondiente a este modelo, sustituyendo en la

misma los valores ya calculados de “n y K”.

DERECHOS RESERVADOS


)*(0nYK+= ττ

Tabla No.15: Esfuerzos de corte a 80ºF

Esfuerzo de Corte (lb/100 pies2) RPM Látex Cement

14.5 lpg Látex Cement

15.6 lpg Fiber Cement


15.6 lpg 0 7 8 36 30 3 14.020 12.008 56.059 54.099 6 15.337 13.311 61.584 63.012 30 19.426 18.208 81.010 98.549 60 21.757 21.526 93.408 123.901

100 23.750 24.643 104.682 148.411 200 26.892 30.053 123.600 192.203 300 28.996 33.999 136.998 224.987


RPM τ 0 7 3 14,02 6 15,337

30 19,42660 21,757100 23,75 200 26,892300 28,996

0

5

10

15

20

25

30

35

0 100 200 300 400

Velocidad de corte

Esfu

erzo

de

cort

e

Grafica N.01: Esfuerzo de corte Vs

Velocidad de corte (seg-1) Látex Cement: 14.5 Lpg

Fuente: Chacón 2008

DERECHOS RESERVADOS


RPM τ 0 8 3 12,0086 13,311

30 18,20860 21,526100 24,643200 30,053300 33,999

RPM τ 0 36 3 56,0596 61,584

30 81,01 60 93,408100 104,682200 123,6 300 136,998

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 100 200 300 400

Velocidad de corte

Esfu

erzo

de

cort

e





Velocidad de corte (seg-1) Fiber Cement: 14.5 Lpg

Fuente: Chacón 2008 0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 100 200 300 400

Velocidad de corte

Esfu

erzo

de

cort

e

DERECHOS RESERVADOS


4.1.6 Determinación de los esfuerzos de corte aplicando el modelo de Herschel-Bulkley para una temperatura de 120ºF .

- Se aplico la ecuación general correspondiente a este modelo, sustituyendo en la

misma los valores ya calculados de “n y K”.

)*(0nYK+= ττ

Tabla No.16: Esfuerzos de corte a 120ºF

Esfuerzo de Corte (lb/100 pies2) RPM Látex Cement

14.5 lpg Látex Cement



15.6 lpg 0 13 18 25 41 3 25.053 24.021 44.028 59.066 6 26.826 25.944 48.836 65.171 30 32.015 33.124 65.216 88.520 60 34.812 37.956 75.377 104.578

100 37.134 42.481 84.475 119.792 200 40.684 50.303 99.503 146.418 300 42.999 55.990 109.997 165.990


RPM τ 0 30 3 54,0996 63,012

30 98,54960 123,901100 148,411200 192,203300 224,987

0

50

100

150

200

250

0 100 200 300 400

Velocidad de corte

Esfu

erzo

de

cort

e



Fuente: Chacón 2008 DERECHOS RESERVADOS


RPM τ 0 13 3 25.0536 26.826

30 32.01560 34.812100 37.134200 40.684300 42.999

RPM τ 0 18 3 24.0216 25.944

30 33.12460 37.956100 42.481200 50.303300 55.990

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 100 200 300 400

Velocidad de corte

Esfu

erzo

de

cort

e

0

10

20

30

40

50

60

0 100 200 300 400

Velocidad de corte

Esfu

erzo

de

cort

e







DERECHOS RESERVADOS


RPM τ 0 25 3 44,0286 48,836

30 65,21660 75,377100 84,475200 99,503300 109,997

RPM τ 0 41 3 59.0666 64.171

30 88.52060 104.578100 119.792200 146.418300 165.990

0

20

40

60

80

100

120

0 100 200 300 400

Velocidad de corte

Esfu

erzo

de

cort

e

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 100 200 300 400

Velocidad de corte

Esfu

erzo

de

cort

e







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4.2 Discusión de resultados 4.2.1 Resultados obtenidos al emplear el BOD y SLEEVE estándar en ambas temperaturas (80ºF -120ºF):

Al observar lo valores obtenidos por el viscosímetro se pudo notar que para los diseños Látex Cement el aumento de temperatura generó viscosidad en la lechada, mientras que para el sistema Fiber Cement la lechada presentó un estado físico mas disperso al ser sometido a temperatura.

El sistema Látex Cement se observó más viscoso a temperatura debido a que por

naturaleza el Látex tiende a dar ese efecto, por tal motivo es obligatorio el uso de un dispersante para disminuir en cierto modo un alto grado de viscosidad en la mezcla.

Por otra parte, el sistema Fiber Cement presentó características físicas opuestas a

las del otro sistema, es decir, este sistema al ser sometido a temperatura presentó un estado físico mas disperso comparado con el que presentó a la temperatura de 80ºF. Este fenómeno se debe a que la fribra es hidrofilica por lo que adsorbe el agua presente en la mezcla haciendo esta más viscosa a la temperatura menor.

Si se hace una comparación de los valores de viscosidad plástica (VP), se nota

que los valores para el sistema Látex Cement son valores lógicos con respecto a lo dicho en el párrafo anterior. Para el sistema Fiber Cement los valores se presentaron lógicos para el diseño de 15.6 lpg, mientras que para el diseño de 14.5 lpg se observó lo contrario debido a que la lechada estuvo mas dispersa a temperatura (120ºF) pero los valores de VP calculados dicen lo contrario.

Para los valores de punto cedente (PC) tambien se realizó comparaciones las

cuales están relacionadas con los valores ya calculados de VP, debido a que el punto

cedente aumenta al aumentar la viscosidad, así como tambien que los valores de punto

cedente no exceden los valores de viscosidad plástica. Para el sistema Látex Cement se cumple lo dicho anteriormente, todos los valores

de punto cedente están por debajo de los valores de viscosidad plástica,

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indiferentemente de la temperatura. Mientras que para el sistema Fiber Cement esto no

se cumplió para el diseño de 14.5 lpg (80ºF), donde se observaron valores de VP

iguales a 30 lb/100 pies2 seg-1 y PC igual a 40 lb/100 pies2.

Por todo lo dicho anteriormente, la obtención de valores que parecían ser

correctos se debe al uso del BOD y SLEEVE estándar, ya que como se ha venido

diciendo en el desarrollo de esta investigación, estos dispositivos no son aptos para ser

usados en lechadas de este tipo, debido a que no ofrece los valores reales por los

cuales esta atravesando las lechadas aquí descritas.

4.2.2 Resultados obtenidos al emplear el equipo FYSA en ambas temperaturas (80ºF -120ºF):

Al observar los valores obtenidos del viscosímetro se notó que para el sistema

Látex Cement, el estado físico de las lechadas se presentó mas viscoso al ser sometido

a temperatura (120ºF), debido al efecto que da el Látex al aumentar la temperatura, por

ello el uso de un dispersante para estas lechadas.

Para el sistema Fiber Cement se observó el comportamiento inverso a lo ocurrido

sobre las lechadas del sistema Látex Cement, es decir, las lechadas presentaron un

estado mas disperso al ser sometidas a temperatura (120ºF), debido a que la fibra es

hidrofílica y por este motivo adsorbe el agua presente en la mezcla tornando esta mas

viscosa a una temperatura menor, en este caso 80ºF.

Evaluando los valores de viscosidad plástica (VP) se notó que estos corresponden

con los valores dados por el viscosímetro, es decir, para el sistema Látex Cement los

valores de VP aumentaron al ser sometidas a temperatura, a diferencia del sistema

Fiber Cement los cuales disminuyeron en presencia de una mayor temperatura.

Para los valores calculados de punto cedente ocurrió exactamente lo esperado,

estos valores están por debajo de los valores de viscosidad plástica (VP), cumpliéndose

así que los valores de VP siempre están por encima de los valores de PC.

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Para los valores de índice de flujo calculados (n), se puede decir que ambos

sistemas presentan un comportamiento pseudoplastico o tendencia asintótica en la

grafica de esfuerzo de corte vs velocidad de corte, es decir, hay un momento en el cual

la viscosidad prácticamente no varia con respecto a la velocidad de corte a la cual sea

sometida la lechada.

Para los valores de índice de consistencia (K), que es la fuerza que la lechada

genera al estar en movimiento, se notó que los valores corresponden con las

viscosidades calculadas para ambos sistemas (Látex Cement y Fiber Cement), es decir,

se noto que para el sistemas Látex Cement las lechadas ejercen una mayor fuerza al

ser sometidas a temperatura debido a que las mismas se comportan mas viscosas a la

temperatura de 120ºF.

Para el sistema Fiber Cement se notó lo contrario pero lo correspondiente a sus

determinadas viscosidades plásticas, ya que a temperatura (120ºF) estas lechadas

ejercen una fuerza menor.

Por todo lo dicho anteriormente, se puede decir, que al aplicar el equipo FYSA no

se presentaron problemas en el cálculo de los resultados de las propiedades reológicas

debido a que todos cumplen con lo dicho teóricamente.

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CONCLUSIONES

Estar a la vanguardia de tecnologías siempre constituirá una prioridad para toda

compañía de servicios petroleros. Por tal motivo la empresa Servicios Halliburton de

Venezuela adquirió el nuevo equipo FYSA, para asi poder obtener las propiedades

reologicas presentes en lechadas que presentan problemas durante las pruebas de

laboratorio cuando se le es aplicado un BOD y SLEEVE estándar.

Las lechadas utilizadas pertenecen a los sistemas Fiber Cement y Látex Cement,

cada uno de ellos con su correspondiente cola y barrido, las cuales fueron identificadas

llevando a cabo un balance de masa para cada una de ellas haciendo uso del

CEMLAB, que es el software que esta empresa utiliza.

Durante el desarrollo de las pruebas se observaron taponamientos o atascaduras

en algunos casos, así como tambien lecturas variables a una misma velocidad de corte,

esto ocurrió durante la utilización de un BOD y SLEEVE estándar como dispositivo de

toma de lecturas en un viscosímetro Fann 35. Lo contrario ocurrió al utilizar el equipo

FYSA, ya que las lecturas se mantuvieron controladas, es decir, prácticamente sin

variaciones, ya que el espacio existente dentro del SLEEVE y las paletas del BOD no

permitieron el atasque de la lechada dentro del mismo.

Por lo antes expuesto el uso del equipo FYSA presenta valores más reales, por lo

cual se recomienda para este tipo de lechadas ya que las mismas presentan

condiciones viscosas; sobre todo para el sistema Fiber Cement por el alto contenido de

fibras presentes en las mismas.

Con respecto al modelo utilizado, este presenta los valores de esfuerzos de corte,

punto cedente, viscosidad plástica, índice de consistencia e índice de flujo más reales

con respecto a los otros modelos, por ello su utilizacion en la presente investigación.

Una combinación FYSA y modelo Herschel-Bulkley permitió el calculo de las

propiedades reologicas requeridas para las lechadas aquí trabajadas, las cuales fueron

acordes a lo dicho teóricamente.

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La determinación de las características de estas lechadas permitirá llevar acabo

los trabajos ya licitados por esta compañía en las condiciones de bombeo óptimas,

debido a que partiendo de la reologia y usando el Opticem (Programa utilizado para

simular las condiciones de bombeo de lechadas de cemento) se determinan los valores

de operación para realizar dicho bombeo.

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RECOMENDACIONES

Utilizar el equipo FYSA para la determinación de las propiedades reológicas

presentes en lechadas con alto contenido de sólidos, es decir, lechadas que presenten

un alto grado de viscosidad.

Utilizar la combinación FYSA y Modelo Herschel-Bulkley debido a que la misma nos

ofrece las características más óptimas o reales que presentan las lechadas de este

tipo.

Estudiar los diferentes tipos de modelos reológicos y entender que nos ofrece cada

uno de ellos.

Estar siempre a la vanguardia de tecnologías y de este modo poder simular con

mayor exactitud todo lo relacionado a lechadas de cemento.

Cumplir con las normas de seguridad requeridas para el manejo de sustancias

químicas.

Cumplir con la normativa de seguridad para el manejo de los equipos del laboratorio.

Hacer reuniones de análisis de riesgos presentes en el área de trabajo.

Hacer uso del equipo de protección personal al momento de correr las pruebas en el

laboratorio.

Verificar el estado y calibración de los equipos de laboratorio antes de ser utilizados

para evitar la obtención de resultados erróneos.

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Cementación de Pozos Petroleros (Halliburton-México. 2007). Crespo N, ¨Cementación de Pozos Petroleros¨ (Halliburton, 2007). Cirimelio, P.a; Morris, W.b; Perez Ipiña, J.E. ¨Evaluación del comportamiento a la

Fractura de Cementos Petroléros¨ 2003. Devereux Steve , Ceng. Drilling Technology. Fidias G. Arias, ¨El Proyecto de Investigación¨ (1999 y 2004). Encarta 2007. Glosario de terminología reológica 2002. Halliburton-Baroid Fluid System 2006. Halliburton Management System (HMS). Hernández William ¨La Investigación Científica, (2005). Manual de Procedimientos para materiales y pruebas de Cementación, Halliburton

2006. Normas API (American Petroleum Institute) recomendadas para cementación de pozos

petroleros. Ogata Katsuhico. ¨Dinámica de Sistemas¨ (1987). Puente, Wilson Técnicas de Investigación¨ (2000) Sarkis kakadjian ¨ Reología aplicada a Fluidos de Perforación, (PDVSA 2004). Vergel Cabrales, Gustavo, Técnicas de recolección de Información ¨ (1997).

Paginas Consultadas http://es.wikipedia.org http://materconstrucc.revistas.csic.es/index.php/materconstrucc/article/view/48/61

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a.- Balance de masa para sistema Látex Cement a 15.6 lpg

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b.- Balance de masa para sistema Látex Cement a 14.5 lpg

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c.- Balance de masa para sistema Fiber Cement a 15.6 lpg

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d.- Balance de masa para sistema Fiber Cement a 14.5 lpg

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e.- Representación de aditivos e instrumento de

medición (Balanza)

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f.- Viscosímetro Fann 35 con BOD

y SLEEVE estándar

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g.- Viscosímetro Fann 35 con dispositivo FYSA

DERECHOS RESERVADOS

h.- Representación de BOD y SLEEVE estándar y el dispositivo

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i.- Representación de BOD y SLEEVE estándar y el dispositivo FYSA (continuación)

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j.- Consistómetro Atmosférico

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k.- Vasos del Consistómetro Atmosférico

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determinacion de propiedades reologicas para lechadas de cemento elasticas

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