Descripción del Ensayo de Tiempo de Fraguado.

El aparato que se usa es el “ Aparato de Vicat” original, provisto un soporte (A), una varilla móvil (B) con un peso de 300 gr, la que lleva en uno de sus extremos la sonda de Tetmajer (C) de 10 mm de diámetro y 50 mm de longitud; y en el otro extremo la aguja de Vicat (D) de 1 mm de diámetro y 50 mm también de longitud.

El molde es de forma troncocónica (G) de metal inatacable por la mezcla, de 40 mm de altura, 85 mm de diámetro interno de la base inferior y 75 mm de diámetro interno de la base superior. La placa de asiento (H) es de vidrio y tiene aproximadamente 100 mm de lado.

Antes de explicar el procedimiento para determinar al tiempo de fraguado es necesario definir la “pasta de consistencia normal”, ya que como se trata de un ensayo de penetración, el resultado está afectado por la consistencia de la pasta ensayada.

La pasta de consistencia normal se ensaya con el “Aparato de Vicat modificado”; similar al original, solo que la varilla es de latón, con un peso de 50 gramos y lleva en su extremo un émbolo hueco de aluminio de 19 mm de diámetro y 44 mm de longitud.

El procedimiento es el siguiente: en un recipiente adecuado se coloca un volumen de agua comprendida entre 110 y 160 ml, que esté a una temperatura entre 19 y 23 ºC, en la que se haya disuelto 2 gr de borax puro para actuar como retardador.

Se vierte en esta agua 200 gr de yeso, se deja reposar la mezcla por un minuto y luego se bate durante un minuto hasta obtener una fluidez uniforme. Colocada la pasta así obtenida en el molde previamente lubricado y asentado sobre la placa, se hace bajar la sonda o embolo de aluminio hasta que haga contacto con la pasta; permitiendo luego que esta penetre por su propio peso. Se considera que la pasta tiene consistencia normal cuando, en estas condiciones, se obtiene una penetración de 30 mm. Este valor debe repetirse en 2 o 3 pruebas.

Para realizar el ensayo de tiempo de fraguado se debe preparar la pasta de consistencia normal usando 200 gr de yeso y mezclando con la cantidad de agua necesaria para preparar una pasta de consistencia normal, pero sin usar retardador. Se llena el molde, previamente lubricado y asentado sobre la placa de asiento; se lo coloca en el aparato de Vicat original y se hace descender la aguja hasta que tome contacto con la pasta, dejándola penetrar por su propio peso. Se repite la operación cada 2 minutos penetrando en distintos lugares de la probeta y cuidando de limpiar bien la aguja después de cada penetración.

Se considera iniciado el fragüe cuando la aguja se detiene a 1 mm del fondo del molde y se registra el tiempo transcurrido desde el momento en que se puso en contacto el yeso y el agua; este será el “tiempo de fraguado inicial” en minutos.

Se considera terminado el fragüe cuando la aguja no logra penetrar mas de 0.5 mm; el tiempo transcurrido desde el contacto entre agua y yeso y este instante es el “tiempo de fraguado final” y se expresa en minutos.

Operación del Registro CBL

Representación esquemática de la herramienta CBL-VDL

Una vez que un pozo ha sido determinado para ser producido, el casing es corrido en el agujero abierto y el cemento se bombea al exterior para sellarlo a la pared del pozo.

Un registro de adherencia del cemento (CBL) se ejecuta para inspeccionar la integridad del cemento de sellado de la envoltura y la formación. Esto garantizará que los fluidos de la formación fluirán en la cubierta cuando la zona productiva esté perforada y no hacia la parte exterior del casing.

La herramienta CBL es similar en funcionamiento a la herramienta Sónica (sonic tool) a hueco abierto. Consta de un transmisor y dos receptores a distancias de 3 y 5 pies del transmisor. Al igual que con la herramienta Sonic las ondas compresionales u ondas P se utilizan para medir el tiempo de viaje desde el transmisor al receptor. La herramienta CBL no es compensada a diferencia de la herramienta Sonic a hueco abierto. La centralización de la CBL es esencial para garantizar su operación. Con este fin, un centralizador Gemoco de diámetro exterior que coincida con el diámetro interior de la carcasa debe estar siempre colocado en la herramienta CBL.

La señal 3-pie (3-foot signal) desde el emisor hacia el primer receptor, principalmente medirá el la adherencia del cemento al casing. Si hay poco o ningún vínculo, la amplitud de la señal será muy grande. Si hay buena adherencia, la amplitud será muy pequeña. Esto se conoce comúnmente como el TT3 (Tiempo de viaje de 3 pies) o señal CBL (Registro CBL de Adherencia del cemento).

Una onda de compresión similar se medirá con la señal de 5-pie desde el emisor hasta el segundo receptor. La señal sin embargo leerá más profundamente en la formación. Predominante medirá la adherencia del cemento a la formación. Al igual que para el TT3, una amplitud grande de la onda indicará una mala adherencia mientras que una amplitud lo contrario. Se conoce comúnmente como el TT5 (Tiempo de viaje de 5 pies) o señal VDL (Registro de Densidad Variable VDL).

Limitación del registro CBL

El hoyo debe tener líquido en el pozo con el fin de que el acoplamiento acústico que se produzca.

MUESTRA DEL PERFIL CBL (CBL LOG SAMPLE)

Típica representación del perfil de adherencia de cemento CBL

PRESENTACION DEL PERFIL CBL (REGISTRO CBL – CBL LOG)

La presentación CBL no ha cambiado en muchos años. De la figura anterior:

Track 1:

La medida Gamma Ray para la correlación en huecos abiertos. El CCL (Localizador Collar Magnético) que resalta los picos de de cada

casing. El tiempo de viaje TT3 como función del tamaño del casing.

Track 3:

Amplitud del CBL (3 pies) en mV. Para bajas amplitudes (mejor adherencia del cemento); las curvas 0-20mV entra en la pantalla para una medición precisa.

Track 4:

Señal TT5 es mostrada en una presentación de firma. Esto muestra el tren de ondas entero.

Track 5:

Señal TT5 es mostrada en la pseudo-estándar presentación del VDL. Se trata de una “vista de pájaro” de la onda TT5 ‘sobre’ el umbral.

El propósito de interpretar el registro CBL es asegurar el aislamiento de una buena zona sobre una formación productiva. Al ver la presentación de registro CBL un análisis cualitativo de la adherencia del cemento puede ser determinado.

Cementos Especiales

Cementos micro finos

Los cementos micro finos están compuestos por cementos sulfato-resistentes portland altamente molidos, cementos portland preparados escoria del alto horno molida y granulada, escoria del alto horno molida y granulada activada alcalinamente.Tales cementos tienen una alta penetrabilidad y son de endurecimiento ultra rápido. Las aplicaciones para tales cementos son en la consolidación de formaciones defectuosas y en la reparación de fugas en la cañería cuando se hace una cementación a presión, particularmente fugas pequeñas son inaccesibles para lechadas de cemento convencionales debido a su penetrabilidad. La escoria del alto horno molida,granulada y activada alcalinamente es el producto usado en la tecnología “lodo a cemento”, en lacual el lodo base agua es convertido en cemento.Cementos con aluminato monocálcico.

Incorporan aluminato monocálcico en lugar del aluminato tricálcico del portland estándar. Los porcentaje de Al2O3 se encuentran entren los límites del 36 y 55% si bien lo habitual es entre el 40 y 42%. El tiempo de fraguado es similar al del portland pero el endurecimiento es mucho más rápido. Las resistencias a corto plazo son mayores si bien las de largo plazo son inferiores como consecuencia del efecto de conversión (formación de aluminato de calcio hidratado que da lugar a una mayor porosidad). Es más estable ante aguas agresivas y de mar que el portland. Es necesario tener mucho más cuidado en la elección de los áridos y los aditivos que en el portland normal. Los recubrimientos pueden ser inferiores debido a la mayor protección contra la corrosión que proporciona la liberación de álcalis de este cemento. El contenido de cemento mínimo en este caso es de 400 Kg/m3 y A/C debe ser menor de 0.4.

Cementos con Humo de Sílice

En los compuestos de cemento, las obras de humo de sílice en dos niveles, el primero que se describe aquí es una reacción química llamada "puzolánico" reacción. La hidratación (mezclado con agua) de cemento Portland produce muchos compuestos, incluyendo hidratos de silicato de calcio (CSH) y el hidróxido de calcio (CH). El gel CSH se sabe que es la fuente de fuerza en el hormigón. Cuando el humo de sílice se añade al hormigón fresco que reacciona químicamente con el CH para CSH produce adicional. La ventaja de esta reacción es doble; mayor resistencia a la compresión y resistencia química. El vínculo entre la pasta de cemento y el agregado grueso, en la zona interfacial crucial, es mucho mayor, dando lugar a resistencias a la compresión que pueden superar los 15.000 psi. La CSH adicional producida por el humo de sílice es más resistente al ataque de productos químicos agresivos a continuación, el CH más débil.

La segunda función de humos de sílice se presenta en los compuestos físicos del cemento. Debido a que el humo de sílice es de 100 a 150 veces más pequeño que una partícula de cemento puede llenar los vacíos creados por el agua libre en la matriz. Esta función, llamada empaquetamiento de las partículas, refina la microestructura del hormigón, creando una estructura mucho más densa de poros. Aumenta la impermeabilidad dramáticamente, porque el humo de sílice reduce el número y tamaño de los capilares que normalmente permiten que los contaminantes se infiltren en el hormigón. Así, el humo de sílice concreto modificado no sólo es más fuerte, dura más tiempo, porque es más resistente a ambientes agresivos. Como relleno y puzolana, humo de sílice de acciones duales en compuestos cementosos son evidentes a lo largo de todo el proceso de hidratación.