Cementación de pozos petroleros

Índice
1.0 Introducción 7
1.1 Objetivos del entrenamiento 7
1.2 Advertencias de seguridad 7
2.0 Cementación Primaria 9
2.1 Procedimientos básicos de cementación 9
2.1.1 Corriendo tubería de revestimiento 10
2.1.2 Circulación de lodo mediante la bomba del equipo de perforación 10
2.1.3 Prueba de presión 11
2.1.4 Bombeo de lavador y espaciador 11
2.1.5 Lanzamiento del tapón inferior 12
2.1.6 Mezcla de la lechada 13
2.1.7 Bombeo de la lechada inicial 13
2.1.8 Bombeo de la lechada de cola 13
2.1.9 Lanzamiento del tapón superior 14
2.1.10 Desplazamiento de lechadas y tapones con fluidos 14
2.1.11 Revisión de los flujos de retorno 14
2.2 Equipos 14
2.2.1 Equipo de material a granel 15
2.2.2 Unidad de bombeo de cemento 15
2.2.3 Línea de tratamiento 15
2.2.4 Sistema de mezcla 16
2.2.5 Mezclador por baches 16
2.2.6 Tanques de fluido 16
2.2.7 Sistema de aditivos líquidos 17
2.2.8 Cabezas de cementación 18
2.2.9 Equipos auxiliares para cementación 18
2.3 Cementación primaria: Procedimiento en una etapa 18
2.3.1 Cementación del tubo conductor 19
2.3.2 Cementación de tuberías de revestimiento de superficie 20
2.3.3 Cementación de tubería de revestimiento intermedia 21
2.3.4 Cementación de tubería de revestimiento de producción 21
2.3.5 Cementación de liner 22
2.3.6 Cementación de conexiones de liner a superficie 23
2.4 Cementación primaria: Procedimientos de múltiples etapas 24
JET 14 - Introducción a la Cementación | iii

3.0 Propiedades de Cementación 27
3.1 Densidad 28
3.2 Rendimiento 28
3.3 Tiempo de espesamiento 28
3.4 Agua de mezcla 28
3.5 Fluido de mezcla 28
3.6 Reología 28
3.7 Resistencia a la compresión 29
3.8 Control de pérdida de fluido 29
3.9 Agua libre 29
4.0 Requerimientos Claves de Calidad de Servicio 31
5.0 Cementaciones de Reparación 33
5.1 Objetivos de una cementación forzada 33
5.1.1 Reparación de un aislamiento zonal defectuoso 33
5.1.2 Eliminación de las intrusiones de agua 34
5.1.3 Reparación de fugas en la tubería de revestimiento 34
5.2 Técnicas de cementación forzada de reparación 35
5.2.1 Colocación 35
5.2.2 Bombeo 36
5.2.3 Aplicación 37
5.2.4 Cálculos de cementación forzada 43
5.3 Herramientas y equipos de superficie en la cementación forzada 43
6.0 Tapones de Cementación 45
6.1 Volumen de cemento 45
6.2 Taponamiento de una zona agotada 45
6.3 Pérdida de circulación 46
6.4 Abandono 46
6.5 Anclaje para prueba 47
6.6 Técnicas de colocación de tapones 47
6.6.1 Método del tapón equilibrado 47
6.6.2 Método de la cuchara vertedora 48
6.7 Consideraciones de diseño 49
6.7.1 Volumen de cemento 49
6.7.2 Propiedades del cemento 49
6.7.3 Tapón de cementación 50
6.7.4 Circulación inversa 50
6.7.5 Herramienta de colocación de tapones 51
6.7.6 Bolas y dardos para tubería de perforación 51
iv | Índice

6.7.7 Módulo de CemCADE para colocación de tapones 52
6.8 Procedimiento de colocación de tapones de cementación 52
6.9 Cálculo del volumen de lechada 53
6.9.1 Ejercicio de cálculo del volumen de lechada 53
6.9.2 Cálculos del volumen de lechada 53
7.0 Procedimientos Previos al Trabajo, Preparación
y Ejecución del Trabajo 55
7.1 Procedimientos previos al trabajo 55
7.1.1 Asignación del trabajo 55
7.1.2 Equipos y suministros estándar 55
7.1.3 Mezcla de material a granel 55
7.1.4 Carga de vehículos 56
7.1.5 Reunión previa al viaje 56
7.1.6 Desplazamiento hasta la locación 57
7.1.7 Ejecución del trabajo 57
7.1.8 Llegada a la locación 57
7.1.9 Armado 58
7.1.10 Mezcla de fluidos 58
7.1.11 Cemento a granel 59
7.2 Preparación del equipo 60
7.2.1 Aditamentos para tubería de revestimiento 60
7.2.2 Cabeza de cementación 60
8.0 Compruebe Sus Conocimientos 73
8.1 Respuestas 77
JET 14 - Introducción a la Cementación | v

vi | Índice
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JET 14 - Introducción a la Cementación | 7
La cementación de pozos es el proceso por
el cual se inyecta en un pozo una lechada
de cementación con el fin de lograr ciertos
objetivos Los principales tipos de cementación
incluyen: la cementación de los liners y las
tuberías de revestimiento, la colocación de
tapones de cementación y la realización de
trabajos de reparación de cemento.
El proceso de cementación incluye la preparación
de la lechada, que se compone de cemento en
polvo, agua, y aditivos químicos para controlar
las propiedades del cemento. Para conseguir una
densidad determinada de la lechada se utilizan
equipos especiales; la densidad se mide como
la cantidad de masa por unidad de volumen
(por ejemplo, lbm/galUS, kg/m3, etc.). Luego
de mezclada, la lechada se bombea al pozo
mediante bombas de alta presión.
1.1 Objetivos del entrenamiento
Tras el estudio del presente módulo, usted podrá:
enumerar los tipos de trabajos de
cementación primaria;
explicar los distintos tipos de trabajos de
cementación primaria;
definir los siguientes términos: collar de
zapata, zapato, collar de flotación, tiempo de
espesamiento, resistencia a la compresión;
explicar el proceso de cementación por
encima del anular (top-out) y cuándo se
realiza;
enumerar los pasos del proceso de
cementación en dos etapas;
explicar cuándo debe llevarse a cabo una
cementación en dos etapas;
•
•
•
•
•
•
detallar y explicar los tipos de trabajos de
cementación forzada.
1.2 Advertencias de seguridad
El entrenamiento práctico requiere una
supervisión apropiada. Solicite ayuda a su
supervisor si no está seguro de algún proceso
o del funcionamiento de algún equipo.
Antes de llevar a cabo ninguna de las
actividades que se describen en este
documento, asegúrese de que todos los
equipos de seguridad estén instalados y en
perfecto estado de funcionamiento.
Deje siempre el tiempo suficiente para poder
realizar de forma correcta las comprobaciones
previas y posteriores a los trabajos.
La omisión de cualquiera de los pasos de
un proceso puede afectar a los equipos o al
trabajo.
Antes de realizar el STEM 1 de la unidad,
asegúrese de llevar el siguiente equipo de
protección:
overoles NOMEX
botas con puntera de acero
casco de seguridad
anteojos de seguridad.
Puede que también sea necesario llevar los
siguientes elementos:
guantes
antiparras
máscara antipolvo
protección auditiva.
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1.0 Introducción

Cuando lleve a cabo el mantenimiento
rutinario de los equipos, esté alerta ante las
posibles situaciones de riesgo. La seguridad
tiene que ver principalmente con el sentido
común y el entrenamiento; además, hay que
tener en cuenta que cada situación tiene sus
propias peculiaridades, que no siempre están
previstas en las normas. El entrenamiento
y la experiencia le ayudarán a garantizar
la seguridad en el entorno de trabajo.
Vigile cualquier peligro y tome las medidas
necesarias para evitar riesgos de forma
inmediata.
Respete las siguientes indicaciones para
garantizar la seguridad en los trabajos:
No lleve ropa suelta o joyas, ya que
podrían engancharse en los controles.
Cuando monte y desmonte la unidad,
utilice los escalones y barandas
disponibles.
Conozca el significado de las señales
manuales, así como al responsable de
realizarlas
Antes de arrancar los equipos, retire a
todas las personas del área de máquinas.
Antes de arrancar el motor, asegúrese de
haber retirado todas las herramientas y
cables eléctricos.
Arranque el motor sólo en áreas bien
ventiladas.
Compruebe el funcionamiento de los
equipos de seguridad: luces, bocinas y
frenos.
Revise con frecuencia los indicadores del
motor. Esté atento a ruidos inusuales.
Aplique los procedimientos LOTO (lockout/
tagout, sellado) cuando se realicen trabajos
de mantenimiento en cualquier equipo.
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8 | Introducción

2.0 Cementación Primaria
La cementación primaria consiste en la colocación
de cemento en el anular (espacio existente entre
la tubería de revestimiento y el agujero abierto o
la tubería de revestimiento anterior).El objetivo de
la cementación primaria es asegurar la integridad
del agujero, lo cual implica los siguientes aspectos:
aislamiento zonal, sustentación, protección de la
tubería de revestimiento, y sustentación del agujero.
Aislamiento zonal
El aislamiento zonal consiste en sellar unas
zonas con respecto a otras. Esto evita el
desplazamiento de líquidos y gases entre las
zonas de la formación a través del anular. En
la Figura 2-1 vemos un ejemplo de e cemento
para evitar que el gas y el petróleo se mezclen
con el agua de la zona superior.
Cementación Primaria
Lodo de Perforación
Figura 2-1. Aislamiento Zonal
Sistemas de Mezcla y
Bombeo de Cemento
Tubería de Revestimiento
Capa de Cemento
en el Anular
Collar de Flotación
Zapata de Revestimiento
Capa de Cemento
en el Anular
Agua
Sustentación de la tubería de revestimiento
La capa de cemento proporciona soporte axial
a la tubería de revestimiento de la superficie, así
como a cualquier otra tubería de revestimiento
que se instale luego (por ejemplo, los liners).
Protección de la tubería de revestimiento
El cemento sirve como soporte y protección
contra las formaciones plásticas (por ejemplo,
sales) y fluidos corrosivos de la formación (por
ejemplo, H2S y CO2).
Sustentación del agujero
El cemento actúa como soporte para el agujero
en formaciones plásticas, sensibles al agua o
no consolidadas.
2.1 Procedimientos básicos de
cementación
En las siguientes secciones, se describe el
procedimiento básico de una cementación
primaria. El proceso incluye los siguientes
pasos:
corrida de tubería de revestimiento
circulación de lodo mediante la bomba del
equipo de perforación
prueba de presión
bombeo de lavador y espaciador
mezcla de lechada
bombeo de la lechada inicial o de llenado
bombeo de la lechada de cola
lanzamiento del tapón superior
desplazamiento de las lechadas y tapones
con fluido
comprobación de retorno de fluidos
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2.1.1 Corriendo tubería de revestimiento
La tubería de revestimiento se corre en el pozo
tramo por tramo; las conexiones (roscadas)
se realizan mediante llaves de potencia.
Normalmente, la corrida de la tubería se realiza a
cabo por cuadrillas de trabajadores especializadas
de empresas como Weatherford y Franks, aunque
a veces también los pueden llevar a cabo las
propias cuadrillas de perforación. Schlumberger no
ofrece este tipo de servicios, pero sus trabajadores
deben conocer el proceso y los pasos a seguir.
Durante el proceso de introducción de la tubería de
revestimiento, podría ocurrir algo que afectara de
forma negativa al trabajo de cementación.
Una vez corrida, la tubería de revestimiento se
asienta sobre el fondo o justo encima del fondo.
El primer tramo de la tubería de revestimiento
tiene una zapata de flotación o zapata guía en
el extremo. Esta zapata sirve para proteger el
extremo de la tubería de revestimiento y ayuda
a guiarla en su paso hacia el fondo del pozo.
Después del primer o segundo tramo, se instala un
collar de flotación. El espacio situado entre el collar
de flotación y la zapata se denomina recorrido
de zapata y suele tener unos 80 pies de largo.
Normalmente, el recorrido de zapata se deja lleno
de cemento al final del trabajo de cementación.
Nota:
Es importante que la cuadrilla de
cementación revise la zapata guía
y la zapata de flotación. A veces,
estos elementos son suministrados
por Schlumberger; otras veces, es
el propio cliente quien se encarga
de su suministro.
Cuando el revestimiento alcanza la profundidad
deseada, hay que realizar unas conexiones
especiales en el cabezal de pozo: este proceso
es lo que se llama conexión niplear.
10 | Cementación Primaria
Según la locación y el cliente, la cuadrilla
de cementación puede estar presente en el
lugar antes de la introducción de la tubería de
revestimiento o durante el proceso, o bien puede
acudir una vez que se haya completado la
inserción de la tubería, cuando se está circulando
el lodo de perforación antes de la cementación.
2.1.2 Circulación de lodo mediante la
bomba del equipo de perforación
Antes de bombear la lechada en el pozo,
se lleva a cabo otro proceso: utilizando la
bomba del equipo de perforación se hace
circular lodo de perforación (también conocido
como fluido de perforación) en el pozo,
con el fin de acondicionar el lodo y lavar
el pozo (Figura 2-2). Este proceso recibe
el nombre de acondicionamiento de lodo.
Acondicionar el lodo significa conseguir que
fluya sin problemas. Si no se lleva a cabo el
acondicionamiento del lodo, el paso de fluido
por el anular puede verse dificultado por la
presencia de sectores con lodo gelificado.
Figura 2-2. Circulación de Lodo
Bombeo de Cemento
Paso: Circulación de Lodo
Antes de bombear la lechada
en el pozo, se lleva a cabo otro
proceso: mediante la bomba del
equipo de perforación se hace
circular lodo de perforación
(también conocido como fluido
de perforación) en el pozo, con
el fin de acondicionar el lodo y
limpiar el pozo.
Anular

Nota:
Mucho antes de que se inicie el
proceso de circulación, la cuadrilla
de cementación debe asegurarse
de que la conexión de la reducción
de circulación o de la cabeza de
cementación sea compatible.
El acondicionamiento consiste en circular el
lodo, que baja por la tubería de revestimiento, y
retorna por el anular. En el tramo superior de la
tubería de revestimiento puede instalarse una
reducción de circulación; a veces, también se
usa una cabeza de cementación.
Precaución:
El acondicionamiento de lodo debe
diseñarse con el mismo cuidado
que el proceso de eliminación de
lodo; un diseño defectuoso puede
provocar una canalización, la cual
dificultaría e incluso podría llegar a
imposibilitar la eliminación del lodo.
2.1.3 Prueba de presión
Antes de iniciar la cementación, se debe
hacer una prueba de presión a las líneas de
tratamiento de alta presión que van desde
la unidad de cementación hasta el pozo. Se
debe reparar cualquier fuga que se detecte y
repetir la prueba de presión hasta conseguir
el resultado adecuado. Los resultados de
la prueba de presión deben registrarse y
documentarse en un gráfico.
Las pruebas de presión se realizan tal y como
se indica a continuación:
PASO 01 Arme las líneas desde la unidad de
cementación a la conexión del pozo.
PASO 02 Cebe la unidad de cementación
y las líneas de cemento con agua para llenar
todas las líneas.
PASO 03 Cierre la válvula del cabezal de
pozo y asegúrese de que no haya nadie cerca
de las líneas.
PASO 04 Aumente la presión hasta el
nivel predeterminado haciendo que la unidad
bombee agua.
PASO 05 Mantenga la presión durante 5
minutos y compruebe si hay fugas.
PASO 06 Libere la presión y ajuste las válvulas
para llevar a cabo la mezcla y bombeo del cemento.
PASO 07 Inicie el trabajo.
2.1.4 Bombeo de lavador y espaciador
Antes de bombear la lechada de cementación,
por lo general, se bombea un lavador químico o
un espaciador densificado, o ambos, para que
actúen como buffer entre el fluido de perforación
y el cemento. Los lavadores químicos son fluidos
base agua que pueden utilizarse en espacios
anulares pequeños con geometría del agujero
regular. Estos fluidos pueden utilizarse cuando se
puede lograr turbulencia en todas las secciones
del espacio anular. Los espaciadores son fluidos
densificados que se bombean en flujos turbulentos
o laminares. Estos productos sirven para eliminar
completamente los fluidos de perforación del anular
antes de inyectar la lechada de cementación.
Nota:
Es muy importante mantener la
densidad y la jerarquía de la reología
del lodo, el espaciador, la lechada
inicial y la lechada de cola. La única
excepción es cuando se utiliza un
lavador químico en un flujo turbulento.

Los lavadores y espaciadores se preparan antes
del trabajo de cementación y se bombean antes
de empezar la mezcla del cemento (Figura 2-3).
Figura 2-3. Bombeo de Lavador y Espaciador
Bombeo de Cemento
Paso: Bombeo de Lavador y
Espaciador
A continuación, se bombea un
lavador químico y un espaciador.
El lavador químico es un fluido
que ayuda a diluir y dispersar el
lodo de perforación en el agujero
y el anular.
Un espaciador también es un
fluido. Su misión es mantener
separados el lodo de perforación
y la lechada durante el proceso de
desplazamiento.
El lavador y el espaciador también
pueden estar diseñados para
inducir flujo turbulento que ayude
a la lechada a desplazar de forma
eficaz el lodo de perforación en
el anular.
Anular
2.1.5 Lanzamiento del tapón inferior
En los trabajos de cementación primaria, antes
y después de la inyección de la lechada de
cementación, se lanzan tapones limpiadores.
Estos elementos sirven para separar la lechada
de los fluidos de perforación, limpiar las paredes
interiores de la tubería de revestimiento y
obtener una indicación positiva (presión) de
que el cemento ya está en posición fuera de la
tubería de revestimiento.
Hay dos tapones. El primero, el tapón inferior,
es hueco y tiene una membrana de caucho en
la parte superior. Esta membrana estalla cuando
el tapón llega a la parte superior del collar de
flotación, en la zona inferior de la sarta de
revestimiento, y se aplica presión diferencial.
El tapón inferior se lanza desde la cabeza de
cementación antes de bombear la lechada de
cementación por la tubería de revestimiento, y su
misión es mantener separada la lechada del lodo
y limpiar el interior de la tubería de revestimiento
(Figura 2-4). El tapón inferior se carga en la
cabeza de cementación, que está instalada en la
parte superior de la tubería de revestimiento. En
algunos casos, el tapón superior se carga en la
cabeza de cementación también en esta fase.
Bombeo de Cemento
Paso: Lanzamiento del Tapón
Inferior
El tapón inferior es un tapón
limpiador de caucho. Se lanza
antes de bombear la lechada de
cementación.
El tapón sirve para mantener la
lechada separada del lodo de
perforación y ayuda a limpiar
el interior de la tubería de
revestimiento.
Tubería de
Revestimiento
Anular
Figura 2-4. Lanzamiento del Tapón Inferior
Nota:
Los tapones limpiadores deben
cargarse en la cabeza de
cementación en presencia de
un representante del cliente, ya
que cualquier error puede tener
consecuencias catastróficas.
Antes de bombear el cemento, se llevan a cabo
los siguientes procesos: las válvulas de la cabeza
de cementación se colocan en la posición
correcta, el mecanismo de lanzamiento del tapón
(situado en la cabeza de cementación) se activa
y, por último, se bombea algo de fluido para
empujar el tapón limpiador desde la cabeza hacia
la tubería de revestimiento. Un testigo (tattletale)
colocado en la cabeza de cementación indica el
lanzamiento. Las válvulas de la cabeza de

cementación se vuelven a colocar en su posición
para la cementación, y puede iniciarse la mezcla
y el bombeo de la lechada de cementación.
2.1.6 Mezcla de la lechada
La lechada de cementación se forma combinando
cemento seco, agua y los aditivos necesarios en
un mezclador. Este proceso puede realizarse en
continuo o por baches. El fluido de mezcla (agua
más los aditivos del cemento) puede prepararse
antes o al vuelo mediante un sistema de aditivos
líquidos. En algunas locaciones, los aditivos se
mezclan en seco con el cemento.
Precaución:
Los equipos de mezclado y
bombeo, los fluidos y los equipos
de cemento a granel deben estar
correctamente preparados y
revisarse antes de iniciar el trabajo.
Nota:
Los equipos de mezclado y
bombeo, todos los fluidos y equipos
de cemento a granel deben estar
correctamente preparados y
revisarse antes de iniciar el trabajo.
2.1.7 Bombeo de la lechada inicial
La lechada inicial es un tipo de lechada de baja
densidad y alto rendimiento diseñada para llenar
y cubrir la sección superior del anular. Este
material se bombea después del lavador y el
espaciador y antes de la lechada de cola (Figura
2-5). Su densidad es superior a la del fluido de
perforación y menor que la de la lechada de cola.
PULSE EL BOTÓN DE REPRODUCCIÓN
PARA INICIAR LA ANIMACIÓN
Figura 2-5. Bombeo de la Lechada Inicial
Bombeo de Cemento
Paso: Bombeo de la Lechada
Inicial
Una vez que la lechada se ha mezclado
(con la densidad correcta), se bombea
desde la unidad de cementación hasta
la tubería de revestimiento a través de
la cabeza de cementación y luego se
desplaza al anular. Cuando la mezcla se
realiza en continuo, el mezclado puede
continuar al mismo tiempo que el bombeo,
según los requisitos del trabajo. La
cabeza de cementación es un contenedor
montado en la tubería de revestimiento.
Está unida a la unidad de cementación y
sirve para inyectar los fluidos y tapones
según una secuencia predeterminada.
La lechada empuja el lavador, el
espaciador y el tapón inferior hacia el
interior de la tubería de revestimiento.
Cuando el tapón inferior llega al collar
de flotación, el diafragma del tapón
estalla y el lavador, el espaciador y la
lechada continúan hacia la zapata de
revestimiento.
Hay dos tipos de lechada: la lechada inicial
y la lechada de cola. La lechada inicial
tiene una densidad baja y sirve para cubrir
la sección superior del anular.
Tubería de
Revestimiento
Anular
Collar de
Flotación
Zapata de
Revestimiento
2.1.8 Bombeo de la lechada de cola
La lechada de cola es una lechada de mayor
densidad, diseñada para cubrir la sección inferior del
anular desde el fondo del agujero. Normalmente, la
lechada de cola presenta unas propiedades superiores
a las de la lechada inicial. Es esencial que la lechada
de cementación tenga la densidad correcta para que
sus propiedades sean las deseadas (Figura 2-6).
Bombeo de Cemento
Paso: Bombeo de la Lechada de
Cola
Hay dos tipos de lechada: la lechada
inicial y la lechada de cola. La lechada
de cola tiene mayor densidad y cubre
la zapata.
Tubería de
Revestimiento
Anular
Collar de
Flotación
Zapata de
Revestimiento
Figura 2-6. Bombeo de la Lechada de Cola
JET 14 - Introduction to Cementing | 13

2.1.9 Lanzamiento del tapón superior
El segundo tapón limpiador de cementación se
denomina tapón superior y es sólido. Se bombea
al final de los trabajos de cementación con el fin
de separar la lechada del fluido de desplazamiento
que se bombea en la siguiente etapa del proceso,
y evitar así que sea contaminada por dicho fluido.
Una vez que la lechada ya se ha bombeado en la
tubería de revestimiento, el tapón superior se lanza
desde la cabeza de cementación (Figura 2-7).
Figura 2-7. Lanzamiento del Tapón Superior
Bombeo de Cemento
Paso: Lanzamiento del
Tapón Superior
El tapón superior se lanza después
de bombear la lechada en la
tubería de revestimiento.
El tapón superior separa
la lechada del fluido de
desplazamiento que se inyecta
en el siguiente paso del proceso
y evita así que éste contamine la
lechada.
Tubería de
Revestimiento
Anular
Cuando se ha inyectado la lechada de cola, se
para el bombeo y, a continuación, las válvulas
de la cabeza de cementación se cambian
de posición para permitir bombear un fluido
(normalmente agua o espaciador) que empuje el
tapón superior desde la cabeza de cementación.
2.1.10 Desplazamiento de lechadas y
tapones con fluidos
A continuación, las lechadas de cementación
y los tapones limpiadores se bombean (son
desplazados) hacia el fondo del pozo mediante
el fluido de perforación u otro fluido. Este fluido
de desplazamiento empuja el tapón superior
y la lechada hacia abajo por la tubería de
revestimiento. Cuando el tapón limpiador inferior
llega al collar de flotación, la membrana situada
en su parte superior se rompe y la lechada es
bombeada, saliendo de la parte inferior de la
tubería de revestimiento y subiendo por el anular.
Cuando el tapón superior llega al tapón inferior,
hay un aumento de presión. Las lechadas
de cementación se encuentran en el espacio
anular y en el recorrido de zapata. El proceso
habrá finalizado cuando se indique un aumento
de presión en la superficie y el proceso de
desplazamiento haya terminado. Luego,
retornarán de dos a cinco barriles y parará el
flujo. Si este flujo de retorno continúa, significa
que hay fugas en el collar de flotación.
2.1.11 Revisión de los flujos de retorno
El collar de flotación está equipado con una válvula
de retención que evita que los fluidos regresen
por la tubería de revestimiento. Si la válvula está
defectuosa, la lechada puede empujar los tapones
y el fluido por la tubería de revestimiento, debido al
efecto de retorno de los tubos en U. Al final de un
trabajo de cementación, es necesario comprobar
que el collar de flotación o la zapata de flotación no
presenten fugas. Para realizar esta comprobación
se espera a que el fluido retorne a los tanques
de desplazamiento de la unidad de cementación.
Si el collar de flotación o la zapata de flotación
funcionan correctamente, dejarán que vuelvan de
dos a cinco barriles y luego se interrumpirá el flujo.
Si este flujo de retorno continúa, significa que el
collar de flotación tiene algún defecto.
2.2 Equipos
Los trabajos de cementación suelen realizarse
con los siguientes equipos:
equipo de material a granel para el
almacenamiento y la mezcla
unidad de bombeo de cemento
•
•

Skid de Bombeo de
Cemento(CPS-361)
•
•
•
•
•
•
Camión de Bombeo
de Cemento
líneas de tratamiento
sistema de mezclado
mezclador por baches
tanques de fluido
sistema de aditivos líquidos
cabezas de cementación.
2.2.1 Equipo de material a granel
En los trabajos de cementación primaria, se
necesitan los siguientes equipos de material a granel
para almacenar el cemento seco y transferirlo al
sistema de mezclado de cemento (Figura 2-8):
Silos de cemento a presión o silos de
cemento de gravedad: los distintos cementos
y mezclas deben almacenarse en silos de
cemento separados. Los silos deben tener
la capacidad suficiente para almacenar el
cemento necesario. Además, estos silos
también sirven para mezclar y manipular
aditivos y material a granel en seco.
Figura 2-8. Equipo de Material a Granel
Transporte de cemento a granel: se utilizan
para transportar el cemento seco hasta el
pozo. También pueden utilizarse durante la
cementación para transferir directamente el
cemento al sistema de mezclado.
Compresor de aire: suministra el aire
para presurizar los silos y llevar a cabo la
transferencia de cemento.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Mangueras de caucho de 4 pulgadas: sirven
para transferir el material desde el silo hasta
el equipo de mezclado de cemento; también
se utilizan para las líneas de ventilación.
Tanque de descarga: ayuda a controlar el
flujo de cemento seco desde la planta de
material a granel al sistema de mezclado.
Es esencial mantener en buen estado el equipo
de material a granel, ya que para realizar
adecuadamente los trabajos de cementación es
crucial que este equipo funcione de forma efectiva.
2.2.2 Unidad de bombeo de cemento
La unidad de bombeo de cemento (Figura 2-9)
desempeña las siguientes funciones:
suministra alta potencia y presión de bombeo
mide los fluidos de mezcla
proporciona y controla el sistema de
mezclado de cemento
controla el caudal y la presión de bombeo.
Figura 2-9. Unidades de Bombeo de Cemento
2.2.3 Línea de tratamiento
La línea de tratamiento es un conjunto de
tuberías, Tes, válvulas y uniones giratorias que
se utiliza para llevar la lechada de cementación
y otros fluidos bombeados desde la unidad de
cementación al pozo (Figura 2-10).

Figura 2-10. Línea de Tratamiento
En los trabajos de cementación, se utiliza una
línea de tratamiento de dos pulgadas 1502. La
línea de tratamiento debe armarse conforme a
las instrucciones de la Norma de Seguridad 5 de
Well Services: Bombeo a Presión y Seguridad en
la Locación (sección ID# 3313681 de InTouch)..
Las líneas de tratamiento disponen de unas
estrictas instrucciones de uso, inspección y
prueba. Encontrará estas indicaciones en la
Norma de Seguridad 23 de WS: Pruebas e
Inspección de Equipos de Tratamiento (sección
ID #3313701 de InTouch).
2.2.4 Sistema de mezcla
El objetivo del sistema de mezcla es garantizar
la proporción exacta de cemento seco y fluido
de mezcla de manera que se obtenga una
lechada con características predecibles, que
pueda bombearse al fondo del pozo al caudal
deseado.
Se utilizan diversos tipos de sistemas de
mezcla; además, estos sistemas están en
continua evolución. En el Módulo JET 7
encontrará la descripción e instrucciones de
uso de los sistemas de mezcla que se utilizan
actualmente: Equipos de Mezclado de Cemento
(sección ID# 4127834 de InTouch).
2.2.5 Mezclador por baches
La mezcla por baches es un sistema simple
para la mezcla de lechadas de cementación.
Existen varios tipos de mezcladores por
baches, con una capacidad que oscila entre
15 y 150 bbl. Normalmente, estos mezcladores
están equipados con paletas, bombas
centrífugas de circulación, y líneas para que la
lechada circule y se mezcle en los tanques por
baches durante el proceso de mezcla.
El procedimiento más común de mezcla por
baches consiste en llenar el tanque con una
lechada mezclada al vuelo con la densidad
deseada y, luego, ajustar la densidad mediante
la adición de fluido de mezcla o cemento. Otra
técnica muy utilizada es la de llenar el mezclador
por baches con fluido de mezcla y luego añadir
el cemento seco desde el sistema de material
a granel directamente al fluido de mezcla hasta
conseguir la densidad deseada. Si utiliza este
último método, añada el cemento poco a poco,
con un caudal manejable; compruebe la densidad
a intervalos regulares y deje que la lechada se
homogenice antes de medir la densidad.
2.2.6 Tanques de fluido
Los fluidos utilizados en el proceso de
cementación (fluido de mezcla para la lechada
inicial y la lechada de cola, lavadores y
espaciadores) deben almacenarse y prepararse
en tanques de fluido.
El uso bombas centrífugas para la recirculación
de la lechada debe limitarse al mínimo, ya que la
energía de corte adicional que se añade al sistema
puede afectar de forma negativa las propiedades
de la lechada. Se recomienda que la lechada no
se recircule con una bomba centrífuga durante
más de 5 minutos por cada 10 bbl de lechada.
Las pruebas de cemento realizadas en el
laboratorio deben tener en cuenta que la mezcla
de la lechada se va a realizar por baches.

Normalmente, para almacenar estos fluidos
se utilizan tanques de lodo del equipo de
perforación; en todo caso, la cuadrilla de
cementación debe asegurarse de que:
los tanques estén limpios y no se contaminen
con otros fluidos durante la preparación de
los fluidos o el proceso de cementación.
haya suficientes tanques y los tanques
tengan la capacidad suficiente para
almacenar los distintos fluidos que se
necesitan. No olvide que también debe tener
en cuenta el volumen muerto del tanque.
el fluido de los tanques pueda mezclarse y
circular de forma adecuada para garantizar
su homogeneidad.
no haya fugas en los tanques.
el caudal de fluido desde los tanques a la
unidad de cementación sea el adecuado
para poder alcanzar los caudales de
bombeo y mezcla de diseño.
En algunos casos, los tanques para los fluidos
utilizados durante el proceso de cementación
son suministrados por Schlumberger.
En locaciones costafuera, se utilizan los
tanques del equipo de perforación y, en algunos
casos, la unidad de cementación se alimenta
directamente con agua salada. En este último
caso, es necesario asegurarse de que el agua
salada se utilice en las pruebas de laboratorio
y de que la toma de suministro de agua salada
no se encuentre cerca del fondo del mar. Para
algunos fluidos es necesario utilizar agua dulce
y diésel o petróleo; antes de realizar ningún
trabajo, compruebe con el representante de la
Empresa si el equipo de perforación dispone de
estos fluidos en cantidad suficiente.
Nota:
Asegúrese de limpiar todos los
tanques al final del trabajo.
•
•
•
•
•
2.2.7 Sistema de aditivos líquidos
Los sistemas de almacenamiento y medición de
aditivos líquidos sirven para almacenar y medir
los aditivos líquidos durante las operaciones de
cementación.
Inicialmente, estos sistemas se diseñaron para
utilizarse en espacios confinados en equipos
de perforación costafuera; sin embargo, por su
eficiencia y economía, ahora son un elemento
imprescindible para cualquier trabajo de
cementación en el que se utilicen aditivos líquidos.
Existen diversos tipos de sistemas de aditivos
líquidos (LAS):
Sistema de control manual: cuatro
tanques cerrados (1.000 galUS, 750
galUS y dos de 300 galUS) almacenan los
distintos aditivos líquidos. Cuatro bombas
de diafragma de accionamiento neumático
envían los aditivos directamente a los
tanques de almacenamiento por encima del
tanque de desplazamiento de la unidad de
cementación. A continuación, los aditivos
líquidos se vierten en la proporción adecuada
y se dispersan en el agua de mezcla.
Sistema de control automático: el
sistema incluye un método para controlar
de forma automática las cantidades de
aditivos. El sistema está equipado con
cuatro bombas de desplazamiento positivo:
unos sensores magnéticos cuentan las
carreras de la bomba. Esto se utiliza para
medir de forma automática el volumen
exacto de los aditivos que se vierte en el
tanque de desplazamiento.
Sistema de aditivos líquidos
computerizado: este sistema está
formado por un módulo de control
de medición, un caudalímetro
electromagnético con válvulas de control,
y un terminal remoto que permite medir los
volúmenes de aditivos programados que se
vierten en el tanque de desplazamiento.
•
•
•

Figura 2-11. Sistema de Aditivos Líquidos Computerizado
En el tanque de desplazamiento se utilizan
mezcladores de aligeramiento (lightening
mixers) para ayudar a mezclar los aditivos y el
agua de mezcla.
Nota:
Asegúrese de limpiar todas las
bombas y tuberías con agua dulce
al final del trabajo.
2.2.8 Cabezas de cementación
En el Módulo JET 8 se describen con detalle
las cabezas de cementación: Cabezas de
Cementación y Aditamentos para Tubería de
Revestimiento (sección ID# 4127832 de InTouch).
2.2.9 Equipos auxiliares para cementación
En los trabajos de cementación primaria
se utilizan distintos tipos de aditamentos y
accesorios para tuberías de revestimiento,
entre los que se pueden incluir: zapatas guía,
collares de flotación, collares de múltiples
etapas, centralizadores, canastas de
cementación y colgadores de liner. La utilidad y
el funcionamiento de estos equipos se describen
en el Módulo JET 8: Cabezas de Cementación y
Aditamentos para Tubería de Revestimiento.
2.3 Cementación primaria:
Procedimiento en una etapa
Los trabajos de cementación primaria en una
etapa incluyen la cementación de: tubo conductor,
tubería de revestimiento de superficie, tubería de
revestimiento intermedia, tubería de revestimiento de
producción, liner y conexión de liner a superficie.
2.3.1 Cementación del tubo conductor
El conductor suele ser la tubería de revestimiento,
que también es la más corta (Figura 2-12).
El conductor sirve para evitar que los fluidos
de perforación contaminen las arenas poco
profundas, así como para evitar los derrumbes,
que pueden producirse fácilmente cerca de las
superficies donde hay capas superficiales o
lechos de grava no consolidados o sueltos.
Tubo Conductor
El tubo conductor es la tubería
de revestimiento más ancha que
se corre en un pozo. El diámetro
oscila entre 30 y 16 pulgadas.
La función principal del tubo
conductor es:
• Evitar los derrumbamientos
debajo del equipo de
perforación.
• Proporcionar una elevación para
el niple, para permitir que el
flujo de retorno de lodo vuelva
a los tanques del equipo de
perforación.
Los tubos conductores se
asientan en zonas poco profundas,
con profundidades de entre 30 y
200 pies (normalmente a 100 pies).
Figura 2-12. Tubo Conductor
El tubo conductor suele tener uno de estos tres
tamaños y profundidades:
30 a 20 pulgadas, soldado
20 a 16 pulgadas, roscado
30 a 300 pies (<100 pies es lo más común)
•
•
•
En muchos casos, el tubo conductor no
necesita cementación y, en su lugar, se asienta
con la ayuda de un martinete. Normalmente, es
el primer tramo de la tubería de revestimiento
que se corre y suele estar ya colocado cuando
el equipo de perforación llega a la locación.

Cementación a través de
Tubería de Perforación
Bombeo de Cemento
Aunque sea necesario cementar el tubo
conductor, no se suelen utilizar tapones
limpiadores de cementación. Por lo general, la
cementación se realiza mediante la inserción
de una tubería o tubería de perforación en el
tubo conductor. Este sistema ayuda a evitar la
contaminación de la lechada de cementación
dentro de la tubería de revestimiento, reduce
de forma significativa los volúmenes de
desplazamiento, y permite detener la mezcla de
cemento cuando se detecta retorno en superficie.
Si las formaciones situadas en la superficie o
cerca de ella están muy poco consolidadas,
pueden producirse grandes derrumbes; por
ello, es normal aplicar excesos de cemento
del 100% al 200%. Para cementar este tipo de
tuberías de revestimiento se utilizan lechadas
de cementación aceleradas. Las tuberías de
revestimiento de gran diámetro están sometidas
a una fuerza de flotación ascendente enorme
debida a la presión que actúa en la superficie
de la cabeza de cementación. Si esta área es
suficientemente grande, puede exceder el peso
sumergido de la tubería de revestimiento y
expulsar la tubería fuera del agujero.
2.3.1.1 Cementación a través de tuberías
de perforación
La cementación de revestimientos grandes
(con diámetros superiores a 13-3/8 pulgadas)
puede realizarse a través de una tubería de
perforación. En la parte superior de la zapata
guía o zapata de flotación (Figura 2-13) se
instala un aditamento de conexión (stab-in).
Esta zapata o collar actúa como receptáculo
del aguijón (stinger) que se conecta a la
parte inferior de la tubería de perforación.
La guía se prepara con sellos o empaques
que actúan como un sello contra el diámetro
interno (ID) de la zapata o collar de conexión.
Hecho esto, el cemento puede bombearse
y desplazarse a través de la tubería de
perforación hasta el anular.
Figura 2-13. Cementación a Través de Tubería de Perforación
El cemento se mezcla y bombea a través de la
tubería de perforación y pasa al anular hasta
llegar a la superficie (si este es el objetivo).
Cuando se observe que el retorno es cemento de
buena calidad (no contaminado), puede detenerse
la mezcla y procederse al desplazamiento del
volumen de la tubería de perforación. Por otra parte,
si antes de que el cemento llegue a la superficie
se observa una pérdida de circulación, la mezcla
puede interrumpirse y desplazarse el cemento,
con lo cual se evita el bombeo de grandes
cantidades de cemento a las zonas de pérdida.
2.3.1.2 Cementación por encima
Si el objetivo es cementar hasta la superficie
y no se consigue, bien sea por pérdidas o
por bombeo de un volumen de cemento
insuficiente, será necesario llevar a cabo una
“cementación por encima”, con el fin de que el
cemento alcance la superficie.
Para esta operación se utiliza un tubo de diámetro
externo pequeño (tubería macarrón) (Figura 2-14).
En el anular se pueden introducir de dos a cuatro
de estas tuberías; de este modo, la lechada de
cementación se puede bombear y llenar el espacio

anular. Los trabajos de cementación por encima se
realizan en profundidades que suelen oscilar entre
los 250 y 300 pies.
Figura 2-14. Tuberías Macarrón
de Superficie
La tubería de revestimiento
de superficie se corre con el
fin de evitar que los fluidos de
perforación contaminen las
formaciones de agua dulce.
Este tipo de revestimiento sirve
para aislar zonas situadas cerca
de la superficie no consolidadas
o donde se producen pérdidas
de circulación, y actúa como
soporte de las siguientes
tuberías de revestimiento.
Además, el revestimiento de
superficie ayuda a controlar la
presión primaria al soportar el
preventor de reventones (BOP).
Tubería de
Revestimiento
Tubería Macarrón
insertada
2.3.2 Cementación de tuberías de
revestimiento de superficie
El segundo revestimiento –que también actúa
como aislamiento para las formaciones no
consolidadas o zonas de agua presentes a
poca profundidad (Figura 2-15) se denomina
revestimiento de superficie. En algunos
países, la legislación impone ciertos requisitos
mínimos sobre las propiedades de la tubería de
revestimiento y del cemento fraguado.
Figura 2-15. Tubería de Revestimiento de Superficie
El diámetro externo de estas tuberías suele
oscilar entre 9-5/8 pulgadas y 20 pulgadas para
profundidades de entre 100 y 5.000 pies.
La tubería de revestimiento de superficie tiene
tres objetivos primordiales:
llevar el cemento hasta la superficie
cementar la zapata y la zona circundante
para desarrollar resistencia a la
compresión rápidamente y minimizar así el
tiempo de perforación
crear un recorrido de zapata eficaz que
permita llevar a cabo la prueba de integridad
de presión/límite sin necesidad de realizar
trabajos de cementación de reparación
(cementaciones forzadas de la zapata)
Para compensar la dificultad que implica
determinar el diámetro exacto del agujero
abierto, se utilizan excesos de lechada de entre
el 50% y el 100%.
La cementación a través de tubería de perforación
es la técnica más utilizada. El tiempo de perforación
se reduce (los trabajos pueden realizarse con
mayor rapidez), se ahorra cemento (el cemento
se mezcla y bombea hasta que aparece en la
superficie) y se consiguen trabajos de mejor calidad
(menos riesgo de canalización y contaminación).
El tipo de lechada que se suele emplear es
la lechada inicial y la lechada de cola. Las
formulaciones de estas lechadas presentan las
siguientes características:
La lechada inicial es una lechada extendida de
baja densidad y con alto rendimiento. Ayuda a
reducir el costo y las posibilidades de pérdida.
La lechada de cola es una lechada con
cemento puro con un acelerador que
contribuye a reducir el tiempo de espera
para el fraguado del cemento (WOC) y
que sirve como soporte de la tubería de
revestimiento en la zapata.
•
•
•
•
•

2.3.3 Cementación de tubería de
revestimiento intermedia
A veces, conforme va a aumentando la
profundidad de perforación, para mantener
la integridad del pozo es necesario utilizar
una tubería de revestimiento intermedia
(Figura 2-16). Las tuberías de revestimiento
intermedias se utilizan para separar el pozo en
secciones explotables, aislar zonas de pérdida
de circulación, secciones salinas, zonas de
sobrepresión, secciones con lutitas y otras
condiciones en el fondo o la superficie del pozo
que puedan dificultar o hacer que sea peligroso
continuar la perforación.
Intermedia
La tubería de revestimiento
intermedia se utiliza para
separar el pozo en las siguientes
secciones explotables:
• Zonas salinas
• Zonas con sobrepresión
• Zonas con pérdidas de
circulación aisladas
• Otras condiciones en el fondo
o la superficie que pueden
dificultar o hacer peligroso
proseguir la perforación
Figura 2-16. Tubería de Revestimiento Intermedia
El tamaño y la longitud de las tuberías de
revestimiento intermedias varían mucho de un
operador a otro y de un campo a otro, e incluso
dentro de un mismo campo. Los tamaños más
utilizados son: 13-3/8 pulgadas, 10-3/4 pulgadas
y 9-5/8 pulgadas. La longitud puede oscilar entre
1.000 pies y 15.000 pies (305 m a 4.570 m).
Las tuberías de revestimiento intermedias
pueden cementarse hasta la superficie o hasta
la zapata de la tubería de revestimiento anterior,
en función de las necesidades del cliente, la
presión de fractura de la formación, etc.
Si el tramo que hay que cementar es muy
largo y hay formaciones con una presión de
fractura baja, la tubería de revestimiento puede
cementarse en dos etapas (que se cubren en la
siguiente sección de este documento).
Los tipos de lechada de cementación utilizados
dependen de las necesidades del cliente y de
las condiciones del agujero en esta sección del
pozo. Las más utilizadas son la lechada inicial
extendida y la lechada de cola con cemento puro.
Las lechadas iniciales llevan un agente
extensor y/o un aditivo ligero y, muchas
veces, también un retardador y un aditivo
para la pérdida de fluido.
Las lechadas de cola pueden estar diseñadas
con un retardador y, muchas veces, también
con un dispersante y un aditivo para la
pérdida de fluido. En alguno casos, cuando
el cemento se va a utilizar para controlar
ciertas zonas problemáticas (por ejemplo,
zonas salinas y zonas de migración de gas) se
utilizan aditivos especiales.
2.3.4 Cementación de tubería de
revestimiento de producción
La colocación y cementación de la tubería
de revestimiento de producción (Figura 2-17)
es uno de los pasos más importantes en la
perforación de un pozo. Además de actuar
como elemento de sustentación del agujero,
esta tubería cumple otras misiones:
aislar la zona productiva de otras formaciones
y de los fluidos presentes en ellas
actuar como cubierta de protección de los
equipos de terminación, tales como:
- equipo de bombeo artificial subterráneo
- equipo de terminación en zonas múltiples
- mallas de control de arena
recubrir tuberías de revestimiento
intermedias dañadas o desgastadas
•
•
•
•
•

Tubería de Revestimiento de
Producción
La tubería de revestimiento de
producción se corre a través de la
tubería intermedia y se cementa
en la zona o zonas de producción.
La razones principales para
correr y cementar una tubería de
revestimiento de producción son
las siguientes:
• Aislar las zonas de producción,
y los fluidos que contienen, de
otras zonas
• Actuar como cubierta de
protección de los equipos
de producción subterráneos
(terminaciones)
• Recubrir las tuberías de
revestimiento intermedias
dañadas o desgastadas
Figura 2-17. Tubería de Revestimiento de Producción
La longitud y tamaño de la tubería de
revestimiento de producción varía mucho,
pero las más usuales son: 4-1/2 pulgadas, 5
pulgadas, 7 pulgadas y 9-5/8 pulgadas.
Las tuberías de revestimiento de producción
pueden introducirse como una sarta completa
desde el fondo del pozo (profundidad total)
hasta la superficie o desde el fondo del pozo
(profundidad total) hasta 100 o 200 pies dentro
de la tubería de revestimiento anterior. Este
último tipo de tubería recibe el nombre de liner.
Los tipos de lechada de cementación utilizados
dependen de las necesidades del cliente y de
las condiciones del agujero en esta sección
del pozo. Se suele utilizar una sola lechada
de cementación o lechada inicial extendida y
lechada de cola pura:
Las lechadas iniciales llevan un agente
extensor y/o un aditivo ligero y, muchas
veces, también un retardador y un aditivo
para la pérdida de fluido.
•
Las lechadas de cola pueden llevar un
retardador y, muchas veces, también un
dispersante y un aditivo para la pérdida de
fluido.
•
Cuando el cemento se va a utilizar para
controlar ciertas zonas problemáticas (por
ejemplo, zonas salinas y zonas de migración de
gas) se utilizan aditivos especiales.
El diseño de los trabajos de cementación es
esencial para que los trabajos sean efectivos.
Se debe prestar una especial atención al
diseño de las lechadas de cementación y a la
colocación del cemento.
2.3.5 Cementación de liner
Los liner son tuberías de cementación que no
llegan hasta la superficie sino que son colgadas
del interior de la tubería anterior (Figura 2-18).
La superposición depende del objetivo del liner y
puede oscilar entre 50 y 500 pies.
Liner
Figura 2-18. Liner
Bombeo de Cemento
El uso de liner (como tuberías de revestimiento
de producción) permite utilizar menos tubería
de revestimiento y, por tanto, reducir el costo
del pozo. Las tolerancias anulares suelen

ser pequeñas; debido a esto, en los trabajos
de cementación puede ser necesario utilizar
fluidos y técnicas de colocación especiales
para reducir el riesgo de sufrir pérdidas.
Las lechadas utilizadas en la cementación
de los liner están diseñadas para presentar
unas propiedades de fluidez y de fraguado
que garanticen una buena sustentación y
aislamiento. Si el volumen lo permite, la
lechada se mezclará por baches.
Los liner pueden ser liner de producción,
liner de perforación o conexiones de liner a
superficie (“tie-back”).
El liner de producción corre desde la última
tubería de revestimiento hasta el fondo del pozo
(profundidad total) y sustituye a la tubería de
revestimiento de producción. Este liner está en
contacto directo con los tramos de producción,
de modo que la cementación en este punto es
crítica.
Los liner de perforación se utilizan en
las operaciones de perforación para poder
aumentar la profundidad del pozo; su función
es aislar las zonas de pérdida de circulación y
otras zonas problemáticas.
Una conexión de liner a superficie asciende
desde el tope de un liner ya existente hasta un
punto superior en el interior de otra tubería de
revestimiento. Se utiliza para reparar tuberías
de revestimiento dañadas, desgastadas o
corroídas situadas sobre otro liner ya existente.
Para correr y colgar el liner dentro de una
tubería de revestimiento es necesario utilizar
equipos especiales. Schlumberger no
suministra este tipo de equipos (entre los que
se incluye la cabeza de cementación del liner).
La cuadrilla de cementación debe coordinar los
trabajos de cementación junto con el cliente y
el proveedor de equipos para liner.
2.3.6 Cementación de conexiones de liner
a superficie
Las conexiones de liner a superficie
(complementos de liner) (Figura 2-19) salen
desde superiores tope de un liner ya existente y
ascienden hasta un punto determinado o hasta
la superficie. Se utilizan para reparar tuberías
de revestimiento dañadas, desgastadas o
corroídas y para reforzar la protección contra la
presión y la corrosión.
Figura 2-19. Cementación de Conexiones de Liner a Superficie
Para instalar una conexión de liner a superficie,
el liner original debe tener instalado un conector.
Normalmente, se trata de un receptáculo de
diámetro interno pulido que va unido a la parte
superior del colgador del liner. En el extremo
de la conexión de liner a superficie se coloca
un aguijón (stinger) con sellos o un niple de
sello. En algunos casos, también se utiliza un
empacador y cuñas de anclaje.
A veces, se puede hacer la cementación a
través de la conexión de liner a superficie,
en el anular entre el tie-back y el tubería de
revestimiento anterior.

2.4 Cementación primaria:
Procedimientos con múltiples etapas
Los trabajos de cementación con múltiples
etapas se utilizan para separar y aislar zonas.
En primer lugar, la lechada de cementación se
asienta alrededor de la sección inferior de una
sarta de revestimiento con el cemento colocado
hasta una profundidad determinada. A
continuación, a través de los puertos del collar
o collares de etapa colocados en la sarta de
revestimiento, se cementan de forma sucesiva
las etapas superiores. Un collar de etapa
es básicamente una junta de revestimiento
con puertos que se abren y cierran o sellan
mediante camisas de accionamiento a presión.
La cementación de etapas múltiples se utiliza
con los siguientes fines:
reducir la presión hidrostática en las
formaciones que no pueden soportar
la presión hidrostática ejercida por una
columna larga de cemento
aislar dos zonas con problemas en una
misma sección del agujero del pozo, por
ejemplo, una zona de alta presión y una
zona con una presión de fractura baja
ahorrar cemento en aquellos pozos en los
que sólo es necesario cementar la parte
inferior y una porción superior de la tubería
de revestimiento
•
•
•
Las tres técnicas de cementación de múltiples
etapas más utilizadas son:
cementación regular en dos etapas; la
cementación de cada una de las etapas es
una operación independiente y distinta
cementación continua en dos etapas;
ambas etapas se cementan en una sola
operación continua
cementación en tres etapas; la
cementación de cada una de las etapas es
una operación independiente y distinta.
•
•
•
Con la introducción y aplicación de la familia
LiteCRETE* de sistemas de cemento, se ha
reducido en los últimos tiempos, el uso de
cementaciones con múltiples etapas. La baja
densidad y las mejores propiedades mecánicas
de estos sistemas permiten cementar las sartas
de revestimiento sin necesidad de utilizar
collares de etapa.
Para realizar una cementación en dos etapas
se siguen estos pasos:
PASO 01 Circulación y acondicionamiento
del lodo.
PASO 02 Pruebas de presión de las líneas.
PASO 03 Bombeo del lavador y/o espaciador.
PASO 04 Bombeo de la lechada de
cementación inicial y/o de cola (cementación de
la primera etapa).
PASO 05 Lanzamiento del tapón de la
primera etapa.
PASO 06 Desplazamiento de la lechada
de cementación de la primera etapa hasta la
zapata (profundidad total).
PASO 07 Bombeo del tapón de la primera
etapa para verific*ar que ha llegado al collar de
flotación.
PASO 08 Purga y comprobación de los
retornos.
PASO 09 Lanzamiento de la bomba de
apertura del collar de etapa (hasta que caiga
en el collar de etapa).
* Marca de Schlumberger

PASO 10 Presurización de la bomba
de apertura instalada en el collar de etapa;
apertura de los puertos en el collar de etapa.
PASO 11 Circulación a través de los
puertos del collar de etapa.
PASO 12 Bombeo del lavador o espaciador
antes de la inyección de la lechada de
cementación de la segunda etapa.
PASO 13 Bombeo de la lechada de
cementación inicial y/o de cola (cementación de
la segunda etapa).
PASO 14 Lanzamiento del tapón de cierre.
PASO 15 Desplazamiento del tapón de
cierre hasta el collar de etapa.
PASO 16 Presurización del tapón de cierre
para cerrar los puertos del collar de etapa.
PASO 17 Liberación y comprobación de los
retornos.

3.0 Propiedades de Cementación
Los cementos Portland están diseñados para
utilizarse en la cementación de pozos, en muy
diversas condiciones: distintas temperaturas y
presiones, y formaciones y fluidos con distintas
propiedades. Para poder utilizar las lechadas
en estas distintas condiciones, se emplean
numerosos aditivos de cemento, diseñados en
condiciones simuladas.
La propiedades de la lechada y del cemento
fraguado se diseñan y evalúan en un
laboratorio, donde se simulan las distintas
condiciones en las que van a emplearse. Los
procedimientos de prueba en laboratorio se
rigen por las normas incluidas en API RP 10B:
Procedimiento Recomendado para la Prueba
de Cementos para Pozos (Recommended
Practice for Testing Well Cements).
Reporte de Prueba de Cemento en Laboratorio – Lechada de Cola 9 5/8" GB
Datos del pozo
Composición
Código Concentración Componente Número de lote
D047 0,020 gals/sk ANTIESPUMANTE
D500 1,000 gals/sk GASBLOK LT
D177 0,010 gals/sk RETARDADOR 1008933
D080 0,020 gals/sk DISPERSANTE
Reología (lecturas promedio)
(rpm) (deg) (deg)
300 93,0 125,0
200 66,0 98,0
100 36,0 70,0
60 24,0 58,0
30 14,0 46,0
6 6,0 32,0
3 5,0 28,0
Temperatura 80 ºF 110 ºF
Tiempo de espesamiento
Fluido libre
Resistencia a compresión UCA – Resultados registrados
Pérdida de fluido
Comentarios
Firmas
Nº fluido : NLA 27805002 Cliente :X Locación / Equipo de perforación : XZ
Fecha : 18-03-2006 Nombre del pozo : 995 #2 Campo : XY
Tipo de trabajo Lechada de cola de 9 5/8" Profundidad 6500,0 pies TVD 6500,0 pies
BHST 145 ºF BHCT 110 ºF BHP 3850 psi
Temperatura inicial 80 ºF Tiempo hasta temp. 00:35 hr:mn Velocidad de calentamiento (ºF/min)
Presión inicial 475 psi Tiempo hasta presión 00:35 hr:mn Programa CemCADE
Densidad 16,40 lpg Rendimiento 1,07 pies cúbicos/sk Fluido de mezcla 4,418 galones/sk
Porosidad 55,3 % Fracción sólida 44,7 % Tipo de lechada Convencional
H Mezcla Muestra campo
Agua dulce 3,368 gals/sk Fluido base
Pv: 88,947 cP Pv: 86,386 cP
Ty: 5,50 lbf/100 pies2 Ty: 39,76 lbf/100 pies2
Consistencia Tiempo
30 Bc 04:51 hr:mn
70 Bc 05:35 hr:mn
100 Bc 05:39 hr:mn
0,0 mL/250 mL En 2 hrs
A 110 ºF y 0º incl.
Sedimentación Ninguna
Tiempo CS
12:00 hr:mn 1502 psi
12:00 hr:mn 2522 psi
Pérdida de fluido API 20 mL
10 mL en 30 min a 110 ºF y 1000 psi
Lechada con 0,02 gals/sk de D177 demoró 6:19 para llegar a 70 Bc.
Figura 3-1. Reporte de Prueba de Cemento en Laboratorio

Antes de llevar a cabo una cementación,
el laboratorio suministrará al supervisor de
campo un reporte como el que se muestra en
la Figura 3-1. A partir de este documento, el
supervisor de cementación sabe qué aditivos
se necesitan, las concentraciones de los
componentes y las propiedades de la lechada
de cementación.
El reporte de laboratorio contiene las
características de la lechada que se va
a bombear al pozo. Estas características
incluyen: densidad, rendimiento, tiempo de
espesamiento, agua de mezcla, fluido de
mezcla, resistencia a la compresión, pérdida de
fluido y agua libre.
3.1 Densidad
La densidad es el peso por unidad de volumen
y suele expresarse en lbm/galUS o kg/m3.
Las lechadas utilizadas en la cementación de
pozos de petróleo y gas tienen una densidad
entre 11,5 lbm/galUS y 19,0 lbm/galUS [1.380
kg/m3 y 2.280 kg/m3].
3.2 Rendimiento
Es el volumen de lechada obtenido al mezclar
un saco de cemento con la cantidad deseada
de agua y otros aditivos. Se suele expresar en
m3/kg o pies cúbicos/saco.
3.3 Tiempo de espesamiento
Las pruebas del tiempo de espesamiento sirven
para calcular el tiempo que una lechada está en
estado líquido en las condiciones de presión y
temperatura simuladas del pozo. Estas condiciones
se simulan mediante un consistómetro presurizado,
que mide la consistencia de la lechada de prueba
contenida en una copa rotativa. Los resultados de
la prueba se expresan en unidades Bearden de
consistencia (Bc).
La prueba del tiempo de espesamiento finaliza
cuando la lechada de cementación alcanza una
consistencia de 100 Bc. No obstante, 70 Bc
se considera el valor máximo de consistencia
bombeable.
3.4 Agua de mezcla
El agua de mezcla es la cantidad de agua,
expresada en galones por saco de mezcla
de cemento seco, antes de la adición de los
aditivos líquidos. Normalmente se expresa en
galones por saco y puede ser tanto agua dulce
como agua salada.
3.5 Fluido de mezcla
El fluido de mezcla es la cantidad total de
aditivos líquidos más el agua de mezcla,
expresada en galones por saco de cemento
seco. Normalmente se expresa en galones
por saco.
3.6 Reología
La reología define las propiedades de flujo de
la lechada. Estas características se controlan
con el fin de facilitar la mezcla y bombeabilidad
y obtener las características deseadas del
caudal del fluido. Las propiedades del fluido
que definen la reología son:
viscosidad plástica (PV) expresada en
cP (centipoise): pendiente de la línea de
esfuerzo de corte/velocidad de corte por
encima del punto de cedencia
punto de cedencia (Ty) expresado en libras
de fuerza/100 pies cuadrados: mide la
resistencia del fluido a fluir.
•
•
Cuantos más sólidos contenga una lechada,
mayor será la viscosidad plástica. Cuanto mejor
sea la dispersión entre las partículas hidratadas
de cemento, menor será el punto de cedencia.
28 | Propiedades de Cementación

3.7 Resistencia a la compresión
La resistencia a la compresión del cemento
fraguado indica la capacidad del cemento para
no fallar en compresión. El cemento debe ser
lo suficientemente resistente para sostener la
tubería de revestimiento en el agujero, soportar
los choques generados por las operaciones
de perforación y disparo, y resistir una presión
hidráulica alta sin fracturarse. La prueba
de resistencia a la compresión sirve para
determinar la resistencia del cemento fraguado
en las condiciones del pozo. Esta propiedad se
expresa en libras por pulgada cuadrada (psi).
3.8 Control de pérdida de fluido
Las pruebas de pérdida de fluido sirven
para medir la deshidratación que sufre la
lechada durante los trabajos de cementación
e inmediatamente después de terminarlos.
La prueba consiste en someter la lechada
a las condiciones simuladas del pozo en un
consistómetro. Luego, la lechada se coloca
en una prensa-filtro caliente. Si la lechada
se deshidrata por completo en menos de 30
minutos, se anota el tiempo de deshidratación
y, mediante un factor de conversión, se
determina el valor de la pérdida de fluido. Los
resultados se expresan en mL de fluido para
30 minutos.
3.9 Agua libre
Las pruebas de agua libre sirven para medir la
tendencia del agua a separase de la lechada
de cementación. Esta tendencia se mide en
mL/250 mL. En primer lugar, se prepara una
lechada de cementación, se la somete a las
condiciones del pozo y se la deja reposar en
una probeta (vertical o con una inclinación de
45°) durante dos horas: pasado este tiempo, se
mide en el cilindro la cantidad de agua libre que
hay en la superficie de la lechada.

30 | Propiedades de Cementación

4.0 Requerimientos Claves
El documento de Requerimientos Claves de
Calidad de Servicio (KSQR por sus siglas
en inglés) incluye una serie de requisitos y
comprobaciones que deben realizarse antes de
llevar a cabo cualquier trabajo de cementación.
En caso de no cumplirse alguno de estos
requisitos, el trabajo puede fallar.
de Calidad de Servicio
El KSQR tiene tres secciones:
Requisitos de diseño y preparación:
Esta sección contiene los procedimientos de
diseño de los trabajos, incluido el diseño de
la lechada de cementación y las pruebas de
laboratorio, la comprobación de los materiales,
Requerimientos Cementación
Claves de Calidad de Servicio
Responsable
1. Requerimientos de Diseño y Preparación
1.1 Seguir diseño de trabajo y procedimiento aprobado por el cliente, incluir un CemCADE en cualquiera de las siguientes
aplicaciones: profundidades mayores a 2,286 mts (7,500 ft); temperatura de fondo estática (BHST) mayor a 79°C (175°F);
lechadas de nueva tecnología; tuberías de producción; liner; aguas profundas; alta desviación (mayor a 45°). El diseño
de trabajo y procedimiento debe ser revisado por la gerencia antes de la entrega - la documentación de esta revisión es
requerida.
LM, S
1.2 Cumplir con los requerimientos de tiempo de fraguado de Schlumberger Well Services LM
1.3 Realizar pruebas de tiempo de fraguado, agua libre y reología usando los aditivos y cemento que serán usados en el
trabajo y muestras representativas del agua en las siguientes aplicaciones:
LM
a) trabajos de tuberías de producción, liners, forzamientos, tapones, aguas profundas y alta desviación (inclinación
mayor a 45°); o
b) trabajos a profundidades mayores a 2,286 mts (7,500 ft) o temperatura de fondo estática (BHST) mayor a 79°C (175°F)
Nota: Trabajos de forzadas y tapones están exentas de pruebas de agua libre.
1.4 Seguir procedimientos preestablecidos de laboratorio. LM
1.5 Verificar volúmenes de cemento y cálculos de aditivos antes de cargar para el trabajo. LM, JS
1.6 Seguir procedimientos de carga y muestreo para los sistemas de cemento utilizados. LM
1.7 Cuadrilla al día en Estándares relevantes QHSE de OFS y Well Services. LM, JS
1.8 Supervisor del Servicio (JS) y operadores de bombas han realizado trabajos iguales o similares previamente; y/o JS y
operador (es) bomba (s) han completado entrenamiento y ha sido declarados competentes por Gerente (LM).
LM
1.9 Equipo se encuentra al día en Stem I y II; cabezas de cementación han sido mantenidas de acuerdo a procedimientos
estándar.
LM, JS, EO
1.10 Equipo de tratamiento ha sido inspeccionado y probado de acuerdo al Estándar 23 de Well Services. LM, JS
1.11 Equipo necesario se encuentra disponible para realizar el trabajo de acuerdo a diseño y cumple con los Estándares
QHSE relevantes.
LM
1.12 Promover una imagen profesional (equipo se encuentra limpio y pintado según Estándar SLB; uniformes limpios y en
buenas condiciones).
LM, JS
1.13 Antes de salir al trabajo o antes de transferir cemento en seco y aditivos líquidos al almacenamiento en el sitio de
trabajo verificar que los volúmenes de cemento y cálculos de aditivos sean correctos.
LM, JS
Gerencia ejecuta con el supervisor del trabajo una revisión/discusión que abarque:
a) Análisis de Riesgo de Calidad de Servicio (SQ).
b) Diseño de trabajo y procedimiento.
c) Hoja del trabajo con información relevante del pozo.
1.12 LM
Responsable
2. Requerimientos de Ejecución en Sitio
2.1 Cuadrilla tiene y usa equipo de protección personal (EPP) apropiado y funcional. JS
2.2 Conducir junta pre-operacional con representante del cliente, cuadrilla y terceros involucrados para llegar a acuerdos
en procedimientos de trabajo, diseño, cálculos y planes de contingencia de Calidad de Servicio.
JS
2.3 Instalación de equipo en cumplimiento con Estándares QHSE. JS
2.4 Seguir procedimientos apropiados de operación de cabeza de cementación. JS
2.5 Grabar parámetros críticos del trabajo (densidad, gasto, presión). JS
2.6 Tomar muestras: JS
a) 5 lb (2.3 kg) de muestras de cemento por cada silo/botella
b) 2 gal (8 Lts) de muestras de agua/fluido de mezcla
Nota: No dejar muestras de productos de marca registrada en locación.
2.7 Realizar el trabajo de acuerdo a diseño. Cualquier desviación del procedimiento original del trabajo requiere aprobación
del representantes del cliente, JS y LM.
JS
Responsable
3. Requerimientos de Evaluación
Cumplir con los requerimientos de reporte y captura de datos:
a) Transferir archivos del trabajo y del tratamiento de los programas CemCADE y CemCAT a i-FIND después de cada
trabajo.
b) Reportar los eventos de Calidad de Servicio apropiadamente en Quest.
3.1 LM, JS
3.2 Solicitar y documentar la opinión del cliente concerniente al desempeño del trabajo y si la expectativas del trabajo
fueron cumplidas. Investigar y dar seguimiento a cualquier incidente de no conformidad.
LM, JS, S
Traducido del documento WS 0601 v1.0 Clave: LM = Gerente de línea (OM, FSM, etc.); JS = Supervisor de Trabajo; EO = Operador de Equipo; S = Ventas .
Well Services
Figura 4-1. Requerimientos Claves de Calidad de Servicio

el mantenimiento de los equipos, la preparación
del personal, y la evaluación de riesgos.
Requisitos de ejecución en el pozo: Esta
sección trata sobre la correcta aplicación de las
normas y procedimientos de Schlumberger y
Well Services, los procedimientos de trabajo y
la recogida de muestras.
Requisitos de evaluación: Esta sección trata
sobre los reportes de trabajo y la recogida de
datos, y la opinión del cliente sobre la calidad
del servicio ofrecido.
Además, establece las principales
responsabilidades del personal de la cuadrilla
de cementación. Cada uno de los miembros de
la cuadrilla de cementación debe conocer sus
responsabilidades durante el trabajo.
Para obtener más información, consulte el
documento de Requerimientos Claves de
Calidad de Servicio de Cementación, sección
ID# 3200513 de InTouch.
32 | Requerimientos Claves de Calidad de Servicio

5.0 Cementaciones de Reparación
Reparación de un
Aislamiento Zonal
Defectuoso
A veces, los trabajos de
cementación primaria
presentan defectos que deben
repararse; por ejemplo, pueden
haber quedado bolsas o canales
de lodo detrás de la tubería
de revestimiento a través de
los cuales pueden producirse
migraciones. Asimismo, a lo
largo de la vida de un pozo
pueden surgir problemas
graves, como la aparición de
defectos en un aislamiento
zonal, que deben repararse.
Zona de Petróleo
Zona de Agua
Cuando con la cementación primaria no se
consiguen los objetivos deseados o cuando el
cemento o la tubería de revestimiento presentan
fallas debido al paso del tiempo, es necesario
corregir el problema. Estos procesos de reparación
reciben el nombre de cementaciones de reparación.
La técnica de reparación más común es la
cementación forzada, un procedimiento en el
que se fuerza a la lechada a pasar a través
de agujeros o rajaduras de la tubería de
revestimiento, con el fin de reparar un trabajo de
cementación primaria o un problema en un pozo.
5.1 Objetivos de una cementación forzada
La cementación forzada se hace para reparar
un aislamiento zonal defectuoso (Figura 5-1),
eliminar la entrada de agua y reparar fugas en
la tubería de revestimiento.
5.1.1 Reparación de un aislamiento zonal
defectuoso
El objetivo principal de un trabajo de
cementación primaria es cementar eficazmente
el anular, sobre todo en las zonas de
producción o zonas problemáticas. No
obstante, este objetivo puede no lograrse, por
ejemplo, si el cemento no ha desplazado bien
el lodo en el anular y han quedado burbujas y
canales de lodo o de cemento contaminado.
Otras razones que explican la posible falla de
los trabajos son: las propias condiciones del
pozo; por ejemplo, la pérdida de circulación y
la migración de gas, o incluso los problemas de
calidad del servicio, bien sea en la ejecución
y/o en el diseño.
y Gas
Figura 5-1. Reparación de un Aislamiento Zonal Defectuoso
En estos casos, el área de la tubería de
revestimiento que debe repararse se perfora y
se inyecta (se fuerza) lechada de cementación
a presión a través de los orificios.
La parte superior del cemento también
puede estar más baja de lo deseado debido
a pérdidas ocurridas durante la cementación
primaria, cálculos erróneos del volumen del
agujero o un desplazamiento incompleto. La
solución es forzar la lechada de cementación a
través de las perforaciones justo por encima de
la parte superior del cemento para extender la
longitud de la columna en el anular (Figura 5-2).

Subida de la Parte Superior Perforaciones
del Cemento
La altura de la columna de
cemento primaria en el anular
puede ser insuficiente. Esto
puede deberse a varias causas:
• Pérdida de circulación
• Cálculos erróneos del volumen
del agujero
• Desplazamiento incompleto de
la lechada
La parte superior de la columna
de cemento puede subirse
mediante el bombeo de lechada
a través de las perforaciones
situadas justo encima de la parte
superior de la columna.
Cemento
Insuficiente en
el Anular
Perforaciones
Cemento
Insuficiente en
el Anular
Figura 5-2. Subida de la Parte Superior del Cemento
5.1.2 Eliminación de entrada de agua
La entrada no deseada de agua o gas
procedentes de áreas situadas por encima o
por debajo de la zona de producción también
se puede eliminar mediante la cementación
forzada: se hacen perforaciones en estas áreas
y se inyecta lechada de cementación a través
de los orificios (Figura 5-3).
34 | Cementaciones de Reparación
Taponamiento de
Perforaciones
Durante la vida de un pozo,
debido a la conificación, pueden
producirse intrusiones de agua.
Para evitar que el agua entre
en el pozo, se fuerza lechada
de cementación a través de las
perforaciones.
Zona de Petróleo
y Gas
Cemento
Forzado en las
Perforaciones
Zona de Agua
Figura 5-3. Taponamiento de Perforaciones
5.1.3 Reparación de fugas en la tubería de
revestimiento
Las tuberías de revestimiento pueden presentar
fallas por corrosión o la presencia de grietas
o fallas en las uniones. Para repararlas, se
corre un empacador, que se coloca encima
de la tubería de revestimiento dañada. A
continuación, se hace circular lechada de
cementación hasta el área dañada, se fija
el empacador, y se fuerza la lechada a baja
presión hacia el interior y en torno a los orificios
de la tubería (Figura 5-4).

Reparación de Tuberías de
Revestimiento Corroídas
Las zonas corroídas de las
tuberías de revestimiento,
causadas por las presiones
de tratamiento o los esfuerzos
generados por los empacadores,
pueden repararse mediante
cementación forzada. Un
empacador es una herramienta
que se coloca en el agujero para
sellar ciertas áreas de éste.
Corrosión
Figura 5-4. Reparación de Tuberías de Revestimiento Corroídas
5.2 Técnicas de cementación forzada de
reparación
La cementación forzada puede clasificarse
según la técnica de colocación (presión de
inyección baja o alta), el método de bombeo
(continuo o por forzamiento intermitente) y el
método de aplicación (mediante herramientas
de cementación forzada o métodos de
colocación convencionales).
Colocación
Presión baja Presión alta
Bombeo
Bombeo
continuo
Bombeo
intermitente
Aplicación
Cabeza del
revestimiento
Herramientas de
cementación forzada
Técnicas de Cementación Forzada
Figura 5-5. Técnicas de Cementación Forzada
5.2.1 Colocación
La lechada de cementación puede colocarse
detrás de la tubería de revestimiento con
presión de inyección alta o baja.
5.2.1.1 Colocación con baja presión
La cementación forzada a presión baja consiste
básicamente en la inyección de lechada de
cementación con una presión inferior a la de
fractura de la formación. Esta técnica se utiliza
sobre todo para rellenar cavidades de las
perforaciones o canales interconectados. Es la
técnica más utilizada.
Se suelen utilizar volúmenes pequeños de lechada,
ya que ésta no se inyecta en la formación.
Es necesario tomar precauciones especiales
para evitar que la formación se fracture. La
columna máxima de lechada que puede admitir la
formación se calcula mediante la siguiente fórmula:
C = [FG x H – 500] – [0,052 x H x rc]
0,052 x [rs – rc]
y
Vmáx = Vt x C
donde
C = altura máxima de la columna de
cemento
H = profundidad de la perforación (pies)
rc = densidad del fluido de terminación
(lpg)
rs = densidad de la lechada de
cementación (lpg)
Vmáx = volumen máximo de lechada (pies
cúbicos)
Vt = volumen de la tubería por unidad
de longitud (pies cúbicos/pie)
5.2.1.2 Colocación con alta presión
La técnica de cementación forzada de alta
presión se utiliza cuando no es posible inyectar
la lechada a una presión inferior a la de fractura.
Esto ocurre principalmente en canales aislados
detrás de las tuberías de revestimiento, en
microanulares y en perforaciones obstruidas.

El cemento se coloca fracturando la formación e
inyectando la lechada de cementación en la zona.
Se suele utilizar un volumen relativamente alto
de lechada, ya que las fracturas creadas y las
perforaciones tienen que rellenarse con ella.
Como medida de precaución especial, antes
de inyectar la lechada, debe bombearse un
lavador o un ácido débil, con el fin de minimizar
el caudal de bombeo necesario para iniciar las
fracturas. Un caudal de bombeo alto puede
generar fracturas grandes, con orientaciones
impredecibles que no puedan controlarse.
5.2.2 Bombeo
Existen dos métodos para bombear y forzar la
lechada detrás de la tubería de revestimiento:
bombeo continuo o bombeo secuencial.
5.2.2.1 Bombeo continuo
El bombeo continuo (Figura 5-6) consiste en
bombear de forma ininterrumpida un volumen
determinado de lechada hasta alcanzar la
presión de inyección final. Cuando la presión de
inyección final se mantiene constante, el trabajo
ha terminado; en caso contrario, se debe
repetir hasta alcanzar una presión uniforme.
Esta técnica puede utilizarse tanto con
presiones altas como bajas, aunque hay que
tener en cuenta que el volumen de lechada
bombeado suele ser alto en esta situación.
Figura 5-6. Bombeo Continuo
5.2.2.2 Bombeo intermitente
La técnica de bombeo intermitente consiste en
aplicar de forma intermitente presión a un caudal
entre 0,25 bbl/min y 0,50 bbl/min durante un
intervalo de entre 10 y 20 minutos hasta alcanzar
la presión final de la cementación forzada.
La pérdida de filtrado inicial suele ser muy alta, pero
disminuye a medida que se forma el revoque de lodo.
En comparación con la técnica de bombeo
continuo, en el bombeo secuencial se utilizan
volúmenes de lechada relativamente bajos.
La duración de cada secuencia depende del
tipo de formación y puede oscilar entre 5
minutos, en formaciones duras, y 30 minutos,
en formaciones blandas. Esta duración debe
tenerse en cuenta a la hora de determinar el
tiempo de espesamiento de la lechada.
En la Figura 5-7 se muestra la variación de la
presión con respecto al tiempo en un proceso de
cementación forzada mediante bombeo intermitente.
A. El agua de mezcla de la lechada se filtra
durante el bombeo secuencial.
B. No hay más filtrado; la lechada se ha deshidratado.
C. La presión se libera.
D. La presión de inyección final se vuelve a
aplicar escalonadamente.
Presión (psi)
Tiempo
Figura 5-7. Variación de la Presión con Respecto al Tiempo Durante
una Cementación Forzada Mediante Bombeo Intermitente

CEMENTO
5.2.3 Aplicación
Para colocar la lechada de cementación y
aplicar la presión necesaria, se utilizan dos
técnicas diferentes. La diferencia entre ambas
estriba en el uso (o no) de unas herramientas
de aislamiento llamadas empacadores de
5.2.3.1 Cementación forzada a través
de la cabeza del revestimiento
(“Bradenhead squeeze”)
En la técnica de cementación forzada a través
de la cabeza del revestimiento, también conocida
como “cementación forzada pobre”, no se utiliza
una herramienta de aislamiento del fondo de pozo.
Esto significa que toda la tubería de revestimiento
y el cabezal de pozo están expuestos a la presión
de inyección final. No se recomienda el uso de
esta técnica en tuberías de revestimiento viejas.
Cuando hay perforaciones abiertas por debajo
de la zona, a veces es necesario introducir un
tapón mecánico (Figura 5-8) para aislarlas de
la zona de tratamiento. La técnica de la cabeza
del revestimiento se aplica a profundidades
pequeñas y con aberturas largas en la tubería
de revestimiento.
Un procedimiento normal de trabajo incluye los
siguientes pasos:
PASO 01 Corra en el agujero, hasta el
fondo de la zona, la tubería o tubería de
perforación sin nada en el extremo inferior.
PASO 02 Cierre las compuertas del
preventor de reventones (BOP).
PASO 03 Lleve a cabo la prueba de inyección.
PASO 04 Abra las compuertas del BOP.
PASO 05 Bombee agua en primer lugar y
luego la lechada de cementación y agua.
PASO 06 Levante la tubería por encima de
la lechada para equilibrar el tapón.
PASO 07 Cierre las compuertas del BOP.
PASO 08 Inyecte la lechada en la zona.
PASO 09 Aplique la presión de cementación
forzada.
PASO 10 Abra las compuertas del BOP.
PASO 11 Reverse el exceso de lechada.
PASO 12 Espere a que el cemente fragüe.
Figura 5-8. Tapón Mecánico
BOP
50°
10 pies de arena
TAPÓN MECÁNICO
5.2.3.2 Herramientas de cementación forzada
Esta técnica implica el uso de herramientas
de fondo de pozo recuperables o perforables.
Estas herramientas se utilizan para aislar la parte
superior del revestimiento y el cabezal de pozo del
cemento y de la presión de cementación, así como
para mejorar el control y la inyección de fluidos
durante los trabajos de cementación forzada.
Los empacadores recuperables (Figura 5-9)
pueden asentarse y luego recuperarse para su
reutilización. Se pueden utilizar para muchas
operaciones, como las pruebas selectivas y la
cementación de múltiples zonas.

Cuñas Superiores
(asentamiento
hidráulico)
Sello de Bypass
(cerrado)
Elementos de
Caucho
Mandril de
Asentamiento
Cuñas Inferiores
(asentamiento
mecánico)
Empacador Recuperable
de Compresión
Empacador Recuperable
Figura 5-9. Empacadores Recuperables
de Tensión
Cuñas
Opuestas de
Tipo Balancín
Elemento de
Empaque
Entre las herramientas recuperables se pueden
citar como ejemplo el empacador DLT, el empaca-dor
PosiTrieve*, el empacador Hurricane*, la her-ramienta
de cementación forzada corta, y el tapón
mecánico recuperable. Estas herramientas pueden
recuperarse una vez terminado el proceso, repa-rarse
y volverse a utilizar en otros trabajos.
Para obtener información más detallada sobre
los empacadores, tapones mecánicos y retene-dores
de cementación forzada, consulte el JET
32, Herramientas para Tuberías Flexibles, sec-ción
ID# 4221770 de InTouch.
Empacadores recuperables (DLT y PosiTrieve)
Se trata de un tipo de empacadores que se
corren y recuperan con una sarta de tubería o
de producción, a diferencia de los empacadores
permanentes, que se fijan en la tubería de
revestimiento o liner antes de insertar la sarta de
producción. Los e*mpacadores se asientan por
rotación en la superficie y luego se aplica
peso para expandir los elementos de sello. Es
posible hacer circulación del fluido sin liberar el
empacador mediante la apertura y cierre de un
bypass que lleva incorporado o corriendo una
herramienta de bypass justo encima de él.
Normalmente, por debajo del empacador se
introduce un tubo de fondo con el fin de facilitar
una mejor colocación de la lechada en la zona.
El diseño de una cementación forzada se debe
hacer evitando que el cemento quede alrededor
del empacador, ya que esto podría hacer que
fallara el trabajo; la utilización del tubo de fondo
hace que el empacador esté bien separado de
la lechada evitando que esto ocurra.
Empacadores perforables
El retenedor de cemento Baker modelo K-1
(Figura 5-10) y el tapón mecánico son ejemplos
de herramientas de fondo perforables. Estas
herramientas sólo se pueden correr una vez y
luego molerlos después que el cemento fragüe.
Normalmente, se corren mediante una tubería,
una tubería de perforación o un cable.
Por lo general, están fabricados de hierro fundido
y presentan un tamaño compacto para minimizar
el tiempo de perforación. Llevan incorporada una
válvula de camisa deslizante o una válvula de
resorte para controlar la inyección de la lechada
y garantizar las condiciones de cementación
finales. Las válvulas de camisa deslizante se
accionan subiendo y bajando la tubería y evitan el
flujo en cualquier dirección.
Para conectar el retenedor de cemento a la
herramienta de asentamiento de cable se
utiliza un adaptador. El retenedor de cemento
se baja hasta la posición correcta y se asienta
mediante el encendido eléctrico de una carga
de combustión lenta en la herramienta de
asentamiento. Cuando el retenedor de cemento
está completamente empacado, la herramienta
de asentamiento es liberada y se recupera con
el cable. Por último, el aguijón se corre con
tubería y se inserta en el agujero del retenedor
para llevar a cabo la cementación forzada.

Extremo para
pesca
Conducto para
Circulación
Cuñas Opuestas
de Tipo Balancín
Copa
Resortes de
Tracción
Cuando el retenedor se corre utilizando una
tubería, el retenedor se conecta a una herramienta
para asentamiento con tubería. A medida que baja
el retenedor de cemento, la válvula se abre para
permitir que la tubería se llene. Al girar la tubería
hacia la derecha, las cuñas superiores se liberan
y se inicia el empaque (en algunos modelos).
A continuación, la tubería se tira para arriba
para terminar el empaquetamiento. Cuando se
alcanza la tensión de asentamiento adecuada, la
herramienta de asentamiento se libera.
Cuña Superior
Anillo de Respaldo
Elementos
Cuña Inferior
Puertos
Válvula
Figura 5-10. Empacador Perforable de Cementación Forzada:
Retenedor de Cemento
Tapones mecánicos
Los tapones mecánicos se utilizan
fundamentalmente para aislar la tubería de
revestimiento situada por dejado de la zona que
se va a tratar. Una vez asentados, los tapones
mecánicos actúan como una barrera sólida que
protege contra el flujo y la presión procedentes
tanto de la parte inferior como superior. Los
tapones pueden ser recuperables o perforables,
con asentamiento mediante tubería o cable.
Tapones mecánicos recuperables
Los tapones mecánicos recuperables se utilizan
en aplicaciones para múltiples zonas y pueden ser
de tipo copa o empacador. Los tapones mecánicos
de tipo copa (Figura 5-11) por lo general se utilizan
en aplicaciones en zonas con poca profundidad y
una presión moderada. Son más simples y más
económicos que los modelos de tipo empacador.
No obstante, las copas están en contacto continuo
con la tubería de revestimiento cuando se insertan,
lo que provoca un desgaste y aumenta los efectos
de suabeo y pistoneo.
Figura 5-11. Tapón Mecánico (Tipo Copa)
Cabeza de
Recuperación
Los tapones con copa se pueden correr en una
tubería o en una línea de arena y se liberan y

Extremo
para pesca
Válvula de
Igualación
Puertos de
Bypass
Elementos
Cuñas
Conjunto de
Tracción
y superior. Una vez asentado el tapón, los
elementos se expanden y contraen la tubería
de revestimiento: así, se permite que el fluido
pase por la herramienta y se logra un flujo suave
tanto hacia dentro como hacia fuera del pozo. La
herramienta se asienta y libera mediante rotación
derecha.Puede utilizarse independientemente o
con otros empacadores recuperables.
5.2.3.3 Cementación forzada con
empacador con tubo de fondo
La cementación forzada con empacador con
tubo de fondo (Figura 5-13) implica el uso de
un empacador recuperable (DLT o PosiTrieve)
para aislar la parte superior de la tubería
de revestimiento y el cabezal de pozo de la
presión de cementación forzada.
Empacador
Tubo de fondo
Figura 5-13. Cementación Forzada con Empacador con Tubo de Fondo
Este método se utiliza cuando existen
dudas sobre la integridad de la tubería de
revestimiento (en pozos viejos) y cuando es
necesario colocar la lechada en un intervalo
largo, en una tubería de revestimiento partida
o en un liner con perforaciones abiertas por
debajo de la zona de tratamiento.
El tubo de fondo se utiliza para garantizar una
buena colocación de la lechada en la zona;
además, permite asentar un tapón mecánico en
un liner para cementar (cementación forzada) el
recuperan mediante una camisa de recuperación.
En el caso de las líneas de arena, es necesario
utilizar una camisa de recuperación y
procedimientos especiales. Una vez liberados, se
asientan automáticamente mediante la aplicación
de presión desde arriba o desde abajo.
El tapón mecánico tipo empacador (Figura 5-12)
presenta el diseño de un empacador, lo que hace
que sea más duradero e ideal para aplicaciones
profundas y a alta presión. Estos tapones tienen
un diámetro externo más pequeño, lo que facilita
una inserción más rápida y reduce los efectos de
suabeo y pistoneo.
Camisa de
Recuperación
Figura 5-12. Tapón Mecánico (Tipo Empacador)
El tapón mecánico recuperable de Schlumberger
utiliza un juego de cuñas de compresión para
anclar el tapón y protegerlo de la presión inferior

colgador del liner o perforaciones o fugas en la
tubería de revestimiento anterior.
A continuación se indica el procedimiento típico
a seguir en una operación de cementación
forzada con empacador con tubo de fondo:
PASO 01 Aísle cualquier perforación abierta
por debajo de la zona de tratamiento.
PASO 02 Corra el empacador recuperable
en el pozo. El extremo del tubo debe llegar
hasta la parte inferior de la zona.
PASO 03 Asiente el empacador y lleve a
cabo la prueba de inyección.
PASO 04 Libere el empacador.
PASO 05 Coloque un tapón de cemento
balanceado a través de la zona.
PASO 06 Levante el empacador hasta que
el extremo del tubo de fondo quede situado
encima del tope del tapón de cemento.
PASO 07 Asiente el empacador.
PASO 08 Inyecte la lechada en la zona
hasta alcanzar la presión de cementación
forzada final; deje 1 bbl de lechada en la
tubería de revestimiento por encima de la parte
superior de la zona.
PASO 09 Libere el empacador.
PASO 10 Reverse el exceso de lechada.
PASO 11 Vuelva a asentar el empacador
y vuelva a aplicar la presión de cementación
forzada.
empacador sin tubo de fondo
En la cementación forzada sin tubo de fondo,
también llamada cementación forzada suicida,
la lechada se bombea e inyecta de forma
continua en la zona.
En este proceso, se utiliza un empacador
recuperable (sin tubo de fondo) para aislar la
tubería de revestimiento y el cabezal de pozo.
Esta técnica presenta las mismas ventajas que
la utilización de un empacador con un tubo de
fondo; no obstante, la principal desventaja es
que se puede llegar a cementar el empacador
debido al efecto de retorno de los tubos en U y
a un posible fraguado rápido de la lechada.
Este método se utiliza principalmente para llevar
a cabo la cementación forzada de tramos cortos
y fugas en la tubería de revestimiento debido a
la posible comunicación entre las zonas y los
canales, no se recomienda su uso para cementar
canales detrás de la tubería de revestimiento. En
la cementación con un empacador sin tubo de
fondo, se recomienda utilizar el bombeo continuo.
forzada con empacador sin tubo de fondo:
PASO 02 Corra el empacador en el pozo
hasta la profundidad de asentamiento.
PASO 03 Asiente el empacador.
PASO 04 Lleve a cabo la prueba de inyección.
PASO 05 Abra el bypass del empacador.

PASO 07 Desplace la lechada hasta que
quede a 1 bbl del extremo del final de la tubería.
PASO 08 Cierre el bypass del empacador.
PASO 09 Inyecte la lechada en la zona, si
es necesario intermitentemente (si la presión
no aumenta), hasta alcanzar la presión final de
PASO 10 Abra el bypass del empacador.
PASO 11 Haga circulación inversa para
limpiar la tubería y el empacador (=1,5 veces el
volumen de la tubería).
PASO 12 Vuelva a aplicar la presión
de cementación forzada y espere a que el
cemento fragüe.
retenedor de cemento
La cementación forzada con retenedor de
cemento es similar al método de cementación
forzada sin tubo de fondo. La diferencia estriba
en que, en lugar de utilizar un empacador
recuperable, se emplea una herramienta de
aislamiento perforable (el retenedor de cemento).
Esta técnica se utiliza principalmente cuando
es difícil o poco seguro mantener la presión
final de cementación forzada y, en especial,
en los casos en los que se registran pérdidas
de circulación y cuando una presión diferencial
alta puede alterar la costra de lodo.También se
usa cuando se comunican distintas zonas.
El retenedor de cemento puede asentarse muy
cerca de la zona con cable o mecánicamente,
con lo cual se minimiza el riesgo de
contaminación del cemento.
La presión de cementación queda atrapada
bajo la herramienta gracias a una válvula de
control situada en el retenedor de cemento.
De esta manera, la tubería, el revestimiento y
el cabezal de pozo quedan protegidos de la
presión de la cementación forzada.
forzada con retenedor de cemento:
PASO 02 Corra el retenedor de cemento en
el pozo hasta la profundidad de asentamiento.
PASO 03 Asiente el retenedor de cemento.
PASO 04 Introduzca el aguijón en el
retenedor y lleve a cabo la prueba de inyección.
PASO 05 Extraiga el aguijón del retenedor.
PASO 07 Desplace la lechada hasta que
quede a un 1 bbl del extremo del aguijón.
PASO 08 Introduzca el aguijón en el retenedor.
PASO 09 Inyecte la lechada en la zona, si
es necesario intermitentemente (si la presión
no aumenta), hasta alcanzar la presión final de
PASO 10 Extraiga el aguijón del retenedor.
PASO 11 Haga circulación inversa para
limpiar la tubería y el aguijón (=1,5 veces el
volumen de la tubería).

5.2.3.6 Cementación forzada con tubería
flexible
La técnica de cementación forzada con
tubería flexible se utiliza para cementar
zonas agotadas o zonas de agua/gas en un
pozo productivo sin emplear un equipo de
perforación o herramientas recuperables.
Este sistema consiste en inyectar la lechada de
cementación en la zona mediante una tubería
flexible; luego, ésta se levanta hasta quedar por
encima de la parte superior del cemento y se aplica
la presión de cementación forzada. La lechada
que ha quedado en el agujero se contamina y se
reversa antes de esperar a que el cemento fragüe.
El diseño de la lechada es esencial para que
este trabajo sea efectivo, ya que el proceso
puede requerir mucho tiempo (esto genera una
velocidad de corte alta y, por consiguiente, una
reducción del tiempo de espesamiento).
A continuación se indica el procedimiento
típico a seguir en una operación normal de
cementación forzada con tubería flexible:
PASO 01 Corra la tubería flexible en el pozo
PASO 02 Coloque una píldora viscosa de
gelatina o lodo pesado debajo de la zona.
PASO 03 Coloque la lechada de cementación
mientras se levanta despacio la tubería flexible.
PASO 04 Cierre las compuertas y aplique la
presión de cementación forzada.
PASO 05 Libere la presión y abra las
compuertas.
PASO 06 Para diluir la lechada, haga
circular un contaminante (bórax o un espaciador
MUDPUSH**) hasta el fondo de la zona.
PASO 07 Con circulación inversa extraiga
toda la lechada contaminada y la píldora.
PASO 08 Efectúe circulación de la tubería y
el agujero hasta que estén limpios.
5.2.4 Cálculos de cementación forzada
Independientemente del tipo de sistema de
cementación forzada que se utilice, siempre se
siguen los mismos pasos básicos para realizar
los cálculos.
En los trabajos de cementación forzada de
baja presión, es importante controlar la presión
superficial máxima, que debe calcularse de forma
individual para las distintas etapas del trabajo.
Además de esto, debe calcularse el volumen
de desplazamiento y el volumen de lechada,
con el fin de evitar el sobredesplazamiento de
la lechada en las perforaciones.
Asimismo, debe calcularse la presión de
explosión y de colapso para evitar dañar la
tubería de revestimiento o la tubería.
5.3 Herramientas y equipos de superficie
en la cementación forzada
Los equipos utilizados en superficie para la
cementación forzada varían en función del
método aplicado.
En general, se utilizan equipos de mezcla y
bombeo de c**emento estándar (unidad de
bombeo de cemento, equipo de material a granel,
un compresor de aire y líneas de tratamiento).
Ya que las cantidades que se usan de lechada
son normalmente pequeñas, en la mayoría de
los casos se emplea un mezclador por baches.

Es preferible aplicar un mezclado por baches,
para conseguir una lechada homogénea
con propiedades consistentes. En algunas
aplicaciones, también se utilizan herramientas
de aislamiento del fondo del pozo.
En la superficie se utiliza un manifold de
cementación forzada (Figura 5-14) para
controlar la dirección del flujo durante el trabajo.
Figura 5-14. Manifold de Cementación Forzada

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