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Presentación laboratorio de cementación

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Carlos David Obando

on 10 June 2013

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Transcript of Presentación laboratorio de cementación

El laboratorio de cementación y sus equipos principales, donde se evalúan lechadas de cemento. Introducción Objetivos Analizar de manera objetiva los diferentes elementos que podemos encontrar en un laboratorio de cementación para poder determinar la lechada que utilizaremos en la cementación de un pozo petrolero. Laboratorio de cementación Es el lugar donde diseñan y evalúan las lechadas de cemento y mediante diferentes pruebas
Nos permite verificar los requerimientos de un pozo en particular, simulando las condiciones que tendrá el pozo, tales como: presión y temperatura,
Esta simulación se la hace con el fin de tener resultados mas cercanos a los reales y así tener la seguridad de utilizar o no una determinada lechada en el pozo,
Para realizar dichas pruebas se debe recopilar la información necesaria para diseñar la lechada de cemento idónea para el pozo a cementar. Marco Teórico La norma API-10B es la encargada de desarrollar las pruebas certificadas que se realizan a las lechadas de cemento para determinar sus propiedades.
Esta norma consiste en especificaciones de pruebas para lechadas, procedimientos de ensayos operacionales, así como procedimientos para simular condiciones de yacimiento o en el fondo del pozo.
Algunas de estas pruebas son:
Tiempo de bombeo.
Contenido de agua.
Reologia.
Fuerzas compresivas.
Perdidas de fluidos. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL Facilidades de Superficie Procesos de laboratorio para análisis de lechadas previa a la cementación de pozos. Objetivo general Objetivos específicos Describir de manera clara y detallada los procedimientos que se realizan en un laboratorio de cementación previo a la cementación de un pozo de petróleo.
Analizar las curvas obtenidas a través de software que los equipos nos permiten simular.
Realizar conclusiones sobre equipos y ventajas y desventajas y problemas que se pueden dar en el funcionamiento. Tiempo de bombeo Tal vez sea ésta la prueba de laboratorio más usada en el campo; determina durante cuanto tiempo la lechada permanece en estado fluido, (y por consiguiente bombeable) bajo una serie de condiciones dadas en el laboratorio. (Presión y temperatura). El aparato que se usa para determinar el tiempo de bombeabilidad es el consistómetro, que puede ser atmosférico o presurizable. Consistómetro Es un equipo que determina la consistencia que va adquiriendo la lechada a medida que esta se somete a las condiciones del pozo. Para conseguir esto el equipo tiene un software que simula condiciones de presión y temperatura con el fin de que los resultados sean los más reales posibles, este equipo posee las siguientes características:
•Velocidad de giro de la paleta o del vaso 150 RP
•Unidad de medida BC
•Medios de calentamiento: agua o aceite de más o menos 3 BC
•Frecuencia de calibración una vez al mes El recipiente con la lechada gira a velocidad constante, (movido por un motor eléctrico) dentro de un baño de aceite, a través del cual, se le aplica la temperatura y la presión deseada. Dentro del recipiente aislado, hay una pateta conectada a un resorte; a medida que la lechada gira, trata de arrastrar la paleta en el sentido de la corriente.
Una lechada más viscosa ejercerá una fuerza mayor en la paleta, la cual a su vez, trasmitirá mayor torque al resorte y éste se mide por medio de un potenciómetro, del que esta dotado el aparato. Determinación del contenido de agua en la lechada. Agua libre: Una vez que se ha preparado la lechada en el mezclador, se le agita en un consistómetro a presión atmosférica; se vuelve a pasar por el mezclador, y luego se le deja en un cilindro de vidrio graduado de 250 ml, perfectamente tapado para evitar la evaporación. Al cabo de dos horas de reposo, se habrá acumulado agua en la parte del recipiente, ese volumen de agua expresado en mililitros, es el contenido de agua libre de la lechada. Determinación de la densidad: Se utiliza para ello un equipo llamado balanza de lodos. En el laboratorio se pondrá especial cuidado en eliminar todo el aire contenido en la muestra de cemento. Pruebas de resistencia a la compresión: Se vierte la lechada en estudio en una serie de moldes, cubos de 1 pulgada por lado y se les coloca en un baño de agua comúnmente a la temperatura requerida por la prueba. Los tiempos recomendados para sacar las muestras son: 8, 12. 18, 24, 36, 48, y 72 horas. Por lo general, las pruebas a las 8, 24 y 72 horas son suficientes; aunque a veces se necesita más información. Una vez que se retiran los cubos del baño se les coloca, inmediatamente en una prensa hidráulica que incrementa la carga entre 1 000 y 4 000 psi por minuto. Cuando se rompe el cubo, se lee la máxima presión obtenida en la escala y esa será el valor de la resistencia a la compresión. Se deberá repetir la operación con varias muestras y luego se sacará el promedio. Determinación de la pérdida de filtrado Filtrado de baja presión: Se aplican 100 psi y se va leyendo la cantidad de liquido que cae en el cilindro graduado a los 1/4, 1⁄2, 1, 2, y 5 minutos de iniciada la prueba, y luego a intervalos de 5 minutos cada uno. Si la muestra se deshidrata totalmente antes de media hora, se registra el tiempo que tardó en hacerlo. El filtrado se reporta en cc/30 minutos a 100 psi. El filtro prensa de alta presión, incorpora un baño a una temperatura controlable a fin de simular las condiciones reales; la temperatura a la cual se hizo la prueba, deberá estar registrada en el reporte. Es debido a ésta ventaja que el filtro de alta presión se utiliza más que el de baja, y los resultados obtenidos son expresados como cc de filtrado cada 30 minutos a 1000 psi. Determinación de las propiedades reológicas: El viscosímetro de Fann, es un aparato de tipo rotacional, movido por un motor sincronizado a dos velocidades diferentes que permite obtener velocidades rotacionales de 600, 300, 200, 100, 6 y 3 RPM.
Un cilindro exterior o rotor, gira a una velocidad constante para cada ajuste de RPM, que es trasmitido a la lechada de cemento que lo rodea y ésta, a su vez, produce un cierto torque en un cilindro interior o bob sobre el que actúa un resorte.
La torsión que adquiere el resorte puede relacionársela con la viscosidad de la lechada y medirla de esta manera. Determinación de la Resistencia Ultrasónica Evalúa la resistencia a la compresión pero a partir del método sónico.
Puede utilizarse para probar la resistencia de una lechada durante un tiempo prolongado.
Utiliza correlaciones para las mediciones de la resistencia del rompimiento de las muestras basado en el principio de atenuación de la velocidad sónica.
Esta prueba se la realiza con una sola muestra, permite una medición continua, con una temperatura y presión apropiadas, y permitiendo la interpretación de la velocidad sónica (tiempo de transito). Otras pruebas Las pruebas que hemos visto están determinadas por la norma API RP 10B pero a veces, se necesita información específica para un cemento en especial, o para una lechada en particular. Procedimiento para realizar una lechada de cemento 1. Se pesa la cantidad de agua, cemento y aditivos en una balanza electrónica. 2. Se mezcla el agua, cemento y aditivo en una mezcladora API. La mezcla se realiza de la siguiente manera:•Por 15 segundos a 4000 rpm se mezclan los aditivos.•Y luego por 35 segundos a 12000 rpm toda la lechada. 3. Se mide la densidad de la lechada en una balanza presurizada. 4. Después de mezclar la lechada en la mezcladora API se pasa al consistómetro atmosférico para simular las condiciones de mezclado que soportará la lechada antes de ser bombeada al pozo. 5. Se mide la reología de la mezcla en el viscosímetro FANN donde se le determina el punto decedente y la viscosidad plástica de la lechada.
Estas características nos permiten conocer que tipo de flujo nos va a permitir esa lechada (flujo turbulento o flujo tapón). Por medio del computador, nos dice si va a entrar en flujo turbulento con tantos barriles/min. 6. Se mide la cantidad de perdida de filtrado de la lechada en el filtro prensa bajo condiciones dinámicas de presión y temperatura. 7. Se toma una muestra de la lechada y se coloca dentro del consistómetro presurizado, que es el equipo el cual nos permite simular las condiciones del fondo del pozo (presión y temperatura) y determinar el tiempo de espesamiento de la lechada. 8. Se mide la resistencia a la compresión de la lechada:•Analizador ultrasónico de cemento (UCA): Equipo diseñado para evaluar la resistencia a la compresión pero a partir del método sónico. Puede utilizarse para probar la resistencia de una lechada durante un tiempo prolongado. Conclusiones: •Los procedimientos descritos de este proyecto son reales y certificados por la norma API-10B, los materiales y equipos que se utilizaron son los que el laboratorio de SLB Base coca utiliza para sus análisis de lecha diariamente, muy pocos laboratorios en el país están tan bien equipados y esto se debe a que la tecnología utilizada es muy costosa.

•Las curvas que se obtiene del consistómetro y del UCA son datos que mas se podrían acercar al comportamiento real de la lechada en el campo, estas nos dan una idea de cómo se realizo la cementación y permiten hacer modificaciones si este fuera el caso.

•Las ventajas de tener tecnología de punta en laboratorios nos permite predecir que materiales serian los idóneos para realizar el trabajo de cementación así como evitar trabajos de arreglos o malas cementaciones que podrían provocarse en cualquier pozo.•La desventaja de estos equipos son los conocimientos avanzados de operación por lo cual las personas capacitadas se especializan en EEUU para su manipulación, y los repuestos de cada equipo no son fáciles de conseguir ya que solo la Empresa de Chandler en Houston EEUU los fabrica. BIBLIOGRAFIA: •http://share.pdfonline.com/4246e88f022e4ffbae858dd2e06b9f8f/recuperativo%20parcial.htm
•ERIK B. Nelson, Well cementing, Schlumberger,Sugar land-Texas.
•Introducción al laboratorio de cementacion, Schlumberger.•Norma Fondonorma 3866:2005 Cementos y Materiales para cementación de pozos petroleros requisitos. GRACIAS...
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