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cementacion de pozos petroleros

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by

Arturo Villegas Marquez

on 14 November 2013

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Transcript of cementacion de pozos petroleros

Cementación de pozos
La cementación es un proceso que consiste en mezclar cemento seco y ciertos aditivos con agua, para formar una lechada que es bombeada al pozo a través de la sarta de revestimiento y colocar en el espacio anular el hoyo y diámetro extremo del revestidor. La cementación tiene una gran importancia en la vida del pozo, ya que los trabajos de una buena completación dependen directamente de una buena cementación.
LECHADAS DE CEMENTO
En las cementaciones primarias las lechadas deben poseer una viscosidad que ofrezcan un desplazamiento eficiente del lodo, y permitan una buena adherencia del cemento con la formación y del revestimiento.
Para lograr esto, las lechadas son mezcladas con una cantidad especifica de agua que impida una separación de agua libre. El tamaño de la partícula, el área superficial y los aditivos. Todo influye en la cantidad de agua requerida en el mezclado para lograr una viscosidad particular de
lechada

clasificación de los cementos según su grado API:
Los cementos tienen ciertas caracteristicas fisicas y quimicas y en base al uso que se les puede dar en cuanto a rango de profundidad, presiones y temperaturas a soportar, etc.
la API define 9 diferentes clases de cemento dependiendo de la porporción de los 4 componentes quimicos dfundamentales (C3, C2S, C3A,C4AF, siendo: C= calcio, S= silicato, A=aluminio y F=floruro)
CEMENTO
INTRODUCCIÓN
es el proceso de cementación es de vital importancia para el pozo, dado que una deficiente operación de cementación traera drásticas consecuencias, este trabajo esta diseñado para cumplir estos objetivos proporcionando los conceptos basicos y conocer todo lo concertante a lo que es la cementación.
Cementación De Pozos Petroleros
Se denomina cemento a un conglomerante hidráulico que mezclado con agregados petreos (grava, arena, etc.) y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plastica que fragua y se endurece al reaccionar con el agua, adquiriendo consistencia pétrea, formando el llamado hormigón o concreto.
tipos de cemento
existen diversos tipos de cemento, diferentes por su composición, por sus propiedades de resistencia y durabilidad, y por lo tanto sus distintos usos. pero se pueden establecer dos tipos básicos de cementos:
De origen arcilloso: obtenidos a partir de la arcilla y piedra caliza en proporción 1 a 4 aproximadamente.
De origen puzolánico: la puzolana del cemento puede ser de origenico o volcánico
Clase A:
Usado generalmente para pozos desde superficie hasta 6000. cuando no se requieren propiedades especiales. la relacion agua/cemento recomendada es 5.2 gal/sxs
Clase B:
Para pozos desde superficies hasta 6000, cuando hay condiciones moderadas a alta resistencia al sulfato.
La relación agua/cemento recomendada es 5.2 gal/sxs
Clase C:
Para pozos desde superficies hasta 6000, cuando se requieren condiciones de alto esfuerzo.
La relación agua/cemento recomendada es 6.3 gal/sxs
Clase D:
Para pozos desde 6000' hasta 10,000' para condiciones moderadas de presión y temperatura.
Está disponible para esfuerzos moderados a altos. La relación agua/cemento recomendada es 4.3 gal/sxs.
Clase E:
Para pozos desde 10,000' hasta 14,000', para conducciones altas de presión y temperatura.
la relación agua/cemento recomendada es 4.3 gal/sxs.
Clase F:
Para pozos desde10,000' hasta 16,000', para condiciones extremas de presión y temperatura.
esta disponible para esfuerzos moderados a altos.
La relación agua/cemento recomendado es 4.3 gal/sxs.
Clase G y H.
para pozos desde superficie hasta 8000' o puedan ser usados con aceleradores o retardadores para cubrir una amplia variedad de rangos de presión y temperatura.
La relación agua/cemento recomendada es 5 gal/sxs.

El cemento mas común usado es el G
Objetivos de la cementación
Proteger y asegurar la tubería de revestimiento en el hoyo.

Aislar zonas de diferentes fluidos.


Aislar zonas de agua superficial y evitar la contaminación de las mismas por el fluido de perforación o por los fluidos del pozo




Planificación de una cementación
La planificación para un trabajo de cemento consiste en evaluar cierta cantidad de características, incluyendo:
Evaluación de condiciones de hoyo abierto (limpieza del hoyo, tamaño, desgaste en el hoyo, temperatura)
Propiedades del solo.
Diseño de la lechada.
Posicionamiento de la lechada
Diseño de Cementación
El programa de cementación debe diseñarse para obtener una buena cementación primaria. El trabajo debe aislar y prevenir la comunicación entre las formaciones cementadas y entre el hoyo abierto y las formaciones someras detrás del revestidor.
Debe considerarse el no fracturar alrededor de la zapata del conductor o de la sarta de superficie durante las subsiguientes operaciones de perforación o cuando se corren las otras sartas de revestimientos
Problemas comunes de una cementación
Problemas comunes que afectan todos los trabajos de cemento:
Condición pobre del hoyo: patas de perro, estabilidad del hoyo denudo, desgastes.
Condición pobre del lodo: altas resistencias de gel, alta perdida de circulación o filtración revoque grueso.
Centralización pobre: el cemento no se coloca uniformemente alrrededor de la tubería de revestimiento.
Perdida de circulación
Presión anormal
Presión alta

CEMENTACIÓN PRIMARIA


CEMENTACIÓN SECUNDARIA
Se realiza al cementar los revestidores del pozo (conductor superficial, intermedio) durante la perforación
entre los objetivos principales de esta cementación se pueden mencionar los siguientes:
Adherir y fijar la sarta de revestimiento.
Restringir el movimiento de fluidos entre las formaciones productoras.
Proteger la sarta contra la corrosión.
Reforzar la sarta contra el aplastamiento debido a fuerzas extremas.
secundaria
Es el proceso de forzamiento de la lechada de cemento en el pozo, que se realiza principalmente en reparaciones o en tareas de terminación de pozos.
Principales propositos :
Reparar trabajos de cementación primarias deficientes
Reducir altas producciones de agua y/o gas.
Reparar filtraciones causadas por fallas del revestidor
Proteger la migración de fluido hacia zonas productoras
CEMENTACIÓN FORZADA
Es el tipo mas común de cementación secundaria. El proceso comprende la aplicación de presión hidráulica para forzar cemento en un orificio abierto a través de perforaciones en el revestidor, para corregir ciertas anomalias.
La cementación forzada puede hacerse: con empacadura y/o con retenedor.
Cuando se diseña una cementación forzada se debe considerar :
tipo de cemento
Tiempo total de bombeo requerido
Resistencia del cemento
Desplazamientos y calculos basicos en condiciones del pozo
TAPONES DE CEMENTO
Operación que consiste en colocar una columna de cemento en un hoyo abierto o revestido, con cualquiera de los siguientes objetivos:
Aislar una zona productora agotada
Perdida de control de circulación
Perforación direccional
Abandono del pozo seco o agotado

Pruebas de Tapones de Cemento
El método mas común para aprobar la calidad de la resistencia de un tapón de cemento es bajar una mecha, con la tuberia de perforación o con presión.
El tiempo de fraguado después de la colocación de un tapón varia de 8 a 72 horas, dependiendo del uso de aceleradores o el tipo del pozo.
DISEÑO DE LECHADA DE CEMENTO
Algunos de esos parámetros necesarios para el diseño son:
Tiempo de cementación; 1.5 veces mayor a la duración de las maniobras.
Tiempo de espezamiento.
Tiempo de mezclado y bombeado; Dependen del tiempo de bombeabilidad, del tipo de trabajo
Tiempo soltando los tapones.
Tiempo de desplazamiento
ADITIVOS
Los aditivos tienen como función adaptar los diferentes cementos petroleros a las condiciones espesificas de trabajo. Pueden ser requeridos para:
Variar la densidad de la lechada
Cambiar la fuerza de compresión
Acelerar o retardar el tiempo de asentamiento
Controlar la filtración y la perdida de fluido
Reducir la viscodidad de la lechada

Las cantidades de aditivos secos normalmente son expresados en términos de porcentaje por peso de cemento ( %BWOC).
Aditivos liquidos normalmente son expresados en términos de volumen por peso de cemento
(gal/sx)
ACELERADORES
Se usan en pozos donde la profundidad y la temperatura son bajas.
Para obtener tiempos de espesamiento cortos y buena resistencia a la compresión en corto tiempo
RETARDADORES
Utilizados en secciones profundas donde las altas temperaturas promueven un asentamiento más rápido, Hacen que el tiempo de fraguado y el desarrollo de resistencia de compresión del cemento sea más lento
EXTENDEDORES
se añaden para reducir la densidad del cemento o para reducir la cantidad de cemento por unidad de volumen del materal fraguado, con el fin de reducir la presión hidrostática (evitar una fractura) y aumentar el rendimiendo de las lechadas.
Tambien reducen la fuerza de compresión e incrementación
el tiempo de fraguado
CONTROLADORES DE FILTRADO
Aditivos que controlan la pérdida de la fase acuosa del sisema cementante frente a una formación permeable.
Previenen la deshidratación prematura de la lechada
equipo de cementación
ZAPATA DE REVESTIMIENTO
Su principal función es correr el fondo de la tubería de revestimiento.
Tiene un perfil redondeado para asistir la corrida del agujero
CUELLO FLOTADOR
usualmente localizado a 2 o 3 juntas antes de la zapata actúa como un alto para los tapones de cemento. El cuello flotador asegura que habrá cemento sellado las ultimas juntas de la tubería de revestimiendo cuando cese el bombeo.
El cuello flotador también contiene una válvula de bola, la cual previene que el cemento que se encuentra en el espacio anular fluya de regreso a la tubería de revestimiendo
CENTRALIZADORES
Sirven para centralizar la tubería de revestimiento en el hueco. Puede ser de tipo fleje con bisagra de sólidos de tipo espiral o rigido.
Ventajas:
Mejora la eficiencia del desplazamiento.
Reduce el riesgo diferencial de atrapamiento.
Previene problemas clave de asentamiento.
Reduce el arrastre en pozos direccionales

El espaciado y cantidad de centralizadores depende del ángulo del agujero de la tubería de revestimiento y del lodo
RASPADORES
Cepillos de acero que pueden ser amordazados a la tubería de revestimiendo y asegurados con collares de parada. Utilizado para remover físicamente el revoque, el lodo gelificado y escombros.
CABEZALES DE CEMENTACIÓN
El cabezal de cemento conecta a la línea de descargue de la unidad de cemento hacia la parte superior de la tubería de revestimiendo
ESPACIADORES
Propósitos de los espaciadores:
Separar físicamente el lodo del cemento
Remover lodo
Reducir las presiones de bombeo.

Características del espaciador:
Es prefiere un régimen de flujo turbulento
Bajas condiciones de flujo laminar, la densidad y presión de fricción del espaciador debería ser mayor que la del fluido desplazado
TAPONES DE CEMENTO
Son utilizados para separar la lechada de cementación del espaciador o lodo para prevenir la contaminación.
Los tapones son normalmente fabricados de goma.
El tapón de fondo tiene un delgado diafragma en su centro.

prueba de cemento
API. Una muestra mezclada fresca, que incluya cemento, aguade mezcla y químicos del equipo de perforación, será entonces probada en el laboratorio antes de que el trabajo si se realice para asegurar que no existan problemas de contaminación.
Las pruebas tienen na duración de 224 hr.
TIEMPO DE FRAGUADO
Esto es medido utilizando un probador de fraguado de presión a alta temperatura (consistómetro).
DENSIDAD DE LA LECHADA
Esto es medido típicamente utilizando un balance presurizado
PERDIDA DE AGUA O FILTRADO
La prueba de pérdida de fluido mide el generado en un lapso de 30 min, a través de un filtro de prensa revestido con una malla medida de 325. Sin aditivos, todas las lechadas de cementación puras, tienen una pérdida de fluido en exceso de 1000ml
Integrantes
Arturo Villegas
Fernando Casanova
Rubén Gonzalez


GRACIAS
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