Este documento trata sobre cementación de pozos. Explica que la cementación consiste en mezclar cemento, agua y aditivos para formar una lechada que se bombea al pozo para sellar el espacio entre el revestimiento y la formación. Luego describe los diferentes tipos de cementos API, las propiedades de la lechada de cemento como densidad y resistencia, y los diversos aditivos que se pueden agregar al cemento como aceleradores, retardantes y dispersantes.

1. Instituto Universitario “Santiago Mariño”
Escuela de Ingeniería en Petróleo
ElectivaV: Cementación
Sección: SAIA
Cementación de Pozos
Alumnos:
Fernández, Ayerin
García,Yaledis
Zubia, Daniel

2. Cementación de pozos
Cementación
• Es un proceso que consiste en mezclar cemento seco y ciertos aditivos con
agua, para formar una lechada que es bombeada al pozo a través de la sarta
de revestimiento y colocado en el espacio anular entre el hoyo y el diámetro
externo del revestidor. El volumen a bombear es predeterminado para
alcanzar las zonas críticas (alrededor del fondo de la zapata, espacio anular,
formación permeable, hoyo desnudo, entre otros). Luego se deja fraguar y
endurecer, proceso durante el cual el cemento aumenta su resistencia a la
compresión y forma una barrera permanente e impermeable al movimiento
de fluido detrás del revestidor.

3. Cementación de pozos
Sostener y adherirse a la
tubería
Restringir movimiento de
fluidos
Proteger la tubería contra la
corrosión
Proteger la tubería contra
impactos originados por
perforaciones de mayor
profundidad subsecuentes
Sellar zonas de pérdidas de
circulación o zonas ladronas
de fluido (zonas con
tendencia susceptible a
invasión de fluidos a la
formación).
Soportar el revestidor, así
como también garantizar el
aislamiento zonal durante el
transcurso de la vida
productiva del pozo.
Objetivos de la cementación
Si bien existen dos tipos de trabajos de cementación, los objetivos generales de
cementación se podrían sumarizar con respecto a aquellos que deberían ser
acometidos por la cementación primaria, los cuales son:

4. Cementación de pozos
Cementos Portland
• El cemento Portland, ha sido el principal constituyente para cementar la
mayoría de los pozos petroleros, obtuvo su nombre de su similitud con una
piedra de construcción que se encontró en la isla de Portland, cerca de las
costas de Inglaterra.
• El cemento Portland es un producto de calcinación y sus principales
constituyentes son: caliza, barro, esquistos, escoria, bauxita y diversos
materiales que contienen hierro.

5. Cementación de pozos
Clase A y B (Cemento
Portland)
Clase C (Cemento rápido
de alta resistencia)
Clases D, E, y F (Cemento
retardado)
Clases G y H (Cemento
básico)
Clase J (A pedido
especial)
Cementos API
Los nueve tipos de cementos clasificados por el Instituto Americano de Petróleos
(API) son:
Las clases G y H son las de
uso más común en una
extensa área geográfica.
Las clases A, B y C se usan
en zonas geográficas
especificas donde las
condiciones de pozo
requieren propiedades
especiales del cemento
Las clases D, E y F se usan
esporádicamente y en
situaciones especiales.

6. Cementación de pozos
Tabla general cementos mas comunes
Clase
Rango
de uso (pies)
Temp.
Estatica (ºF)
Relación
agua (gal/sk)
Densidad de la
lechada (Lb/gal)
Volumen
(pc/sk)
A 0 - 6000 60 - 170 5,2 15,6 1,18
B 0 - 6000 60 - 170 5,2 15,6 1,18
C 0 - 6000 60 - 170 6,3 14,8 1,32
G 0 - 8000 200 5 15,8 1,15
H 0 - 8000 200 4,3 16,4 1,06

7. Cementación de pozos
Observaciones en cuanto a cementos API
• En el caso de Cementos clase A, puede usarse cuando no se necesitan
propiedades especiales y las condiciones del pozo lo permiten. No
presentan incompatibilidad a sulfatos
• En Cementos clase B, presentan una moderada resistencia a sulfatos
• Los Cementos clase C, muestran resistencia normal y alta a los sulfatos
• Los cementos clase G, son cementos básicos compatibles con
aceleradores o retardadores para utilizar en el rango completo de clases
A hasta E
• Respecto a cementos clase H, es un cemento básico, de alta densidad,
con un volumen de agua variable.

8. Cementación de pozos
Propiedades del Cemento
Distribución del tamaño de partícula
• Distribución de fases de silicato y aluminio
• Reactividad de fases hidratantes
• Radio de yeso/hemihidrato, y contenido total de sulfato
• Otros parámetros importantes incluyen temperatura, presión, concentración de aditivos, energía de mezcla, orden de
mezcla, y radio de agua-cemento.
• Naturaleza química, cantidad, y área específica del producto inicial hidratante
Los parámetros más importantes del cemento incluyen los siguientes:

9. Cementación de pozos
Condiciones de fondo
de pozo (temperatura,
profundidad, entre
otros)
Tipo de cementación
Tipo de agua que se
utiliza para la mezcla
Ubicación geográfica
Factores que influyen en propiedades del cemento

10. Cementación de pozos
Propiedades de la lechada de cemento
• Densidad de la lechada
• Esta debe ser lo suficientemente alta como para
mantener el control del pozo. En el cambo se
chequea mediante el uso de una balanza de
lodo o con un densitómetro.

11. Cementación de pozos
Propiedades de la lechada de cemento
• Relación de agua de las
lechadas
• Es importante para determinar
el tiempo de bombeabilidad y la
resistencia a la compresión del
cemento. Es el número de pies
cúbicos por saco de cemento,
mezclados con determinada
cantidad de agua
Regla de campos
• Demasiada agua en la copa de la
muestra hará que aparezca agua en la
parte superior de la lechada
• Poca agua dará como resultada una
lechada espesa y difícil de bombear

12. Cementación de pozos
Propiedades de la lechada de cemento
Tiempo de bombeabilidad
Tiempo requerido para que un cemento comience a
endurecerse o a formar resistencia de gel, es decir, que sea
bombeable bajo condiciones de fondo del pozo. Se obtiene a
través de pruebas de laboratorio y con condiciones reales del
pozo.
Tiempo de espesamiento
Es el tiempo transcurrido desde que se aplica una presión y una
temperatura inicial al consistometro presurizado hasta el
tiempo en que se alcanza una consistencia de 100 BC
(Consistencia Bearden).

13. Viscosidad y
contenido de agua
En las cementaciones primarias, las lechadas de
cemento deben poseer una viscosidad o
consistencia que ofrezcan un desplazamiento
eficiente del lodo y permitan una buena
adherencia del cemento con la formación y el
revestidor o liner.
Cementación de pozos
Propiedades de la lechada de cemento

14. Calidad del agua de mezcla
• Siempre es recomendable el uso de agua potable si está
disponible. Sin embargo, en un taladro el agua se obtiene
de una fosa abierta, un pozo perforado o una laguna.
Resistencia a la compresión
• Es la fuerza de compresión requerida para triturar el
cemento, dividida entre el área seccional recta de la
muestra. La resistencia compresiva del cemento es
generalmente alrededor de 12 veces mayor que la
resistencia a la tensión.
Cementación de pozos
Propiedades de la lechada de cemento

15. Propiedades de la lechada de cemento
• Calor de Hidratación:
• Al mezclarse el cemento con el agua, ocurre una reacción exotérmica con una
considerable liberación de calor. Mientras mayor sea la cantidad de cemento,
mayor es la liberación de calor.
• Control de filtrado
• Es un factor muy importante en la cementación de pozos profundos, Liners de
producción, tapones de cemento y cementaciones forzadas. Alta perdida de
filtrado a través de un medio permeable puede causar un incremento en la
viscosidad de la lechada y rápida disposición del revoque, lo que puede
producir fraguado prematuro de la lechada
Cementación de pozos

16. Cementación de pozos
Propiedades de la lechada de cemento
Porcentaje de expansión o
contracción lineal observada
después del curado en una
Autoclave bajo vapor saturado a
una presión de 295 Lbs /pulg2 por
tres horas.
Medida del tamaño de las
partículas de cemento obtenida
durante la molienda
Firmeza Fineza

17. Cementación de pozos
Aditivos de cemento
• Aceleradores
• Son químicos que reducen el tiempo de fraguado, e incrementan la tasa de
desarrollo de fuerza compresiva. Son generalmente agregados al cemento
en temperaturas entre 32 °F – 110 °F. Son fabricados a partir de cementos A,
G y H. Entre los más usados están: Cloruro de Calcio, Cloruro de sodio (1-5%),
Tetraborato de sodio decahidratadado (bórax), silicato de sodio.

18. Cementación de pozos
Aditivos de cemento
Retardantes
• Químicos que extienden el tiempo de fraguado de un sistema de cemento y
prolongan el tiempo de bombeabilidad. Entre ellos se pueden encontrar:
Lignosulfato de sodio y calcio, lignosulfato de calcio, agua saturada con sal,
Carboximetil-Hidroxietil Celulosa, sal (cloruro de sodio)
Extendedores
• Materiales que reducen la densidad de un cemento, y/o reducen la cantidad
de cemento por unidad de volumen de dicho producto. Entre sus funciones
se tiene que reduce la densidad de la lechada, aumentan el rendimiento,
disminuyen la perdida de filtrado y reducen los costos. Los materiales más
utilizados son: Bentonita, atapulguita, gilsonita, carbón, silicato de sodio

19. Cementación de pozos
Agentes espesantes
• Materiales que incrementan la densidad de un sistema de cemento.
Usualmente utilizados, arena, barita, hematita
Dispersantes
• químicos que reducen la viscosidad de una lechada de cemento, bajan el
punto cedente y la resistencia de gel. Entre ellos se tienen: Polímeros de
cadena larga, lignosulfato de calcio, cloruro de sodio, hidroxalatos
polisacáridos.
Aditivos de cemento

20. Cementación de pozos
Aditivos de cemento
Agentes de control de filtrado
• Materiales que controlan la perdida de la fase liquida de un sistema de
cemento a la formación. Hidroxietilcelulosa(HEC), stireno-butadieno,
polivinil acetato
Agentes de control de pérdida de circulación
• Materiales que controlan la pérdida de lechadas de cemento a formaciones
débiles o vugulares. Puede utilizarse materiales granulares como, gilsonita,
y carbón granular; granos de maíz

21. Cementación de pozos
Aditivos de cemento
Aditivos especiales
• Aditivos misceláneos, por ejemplo: agentes antiespumantes, fibras,
entre otros. Poliglicol éter y siliconas para antiespumantes.