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INTRODUCCION
Durante la construcción de un pozo de petróleo el proceso de cementación es
de vital importancia para el mismo, dado que una deficiente operación de
cementación traería drásticas consecuencias; tales como incremento de los
costos, riesgo de perdida del pozo, riesgos hacia el ambiente y a la seguridad.
Por tal motivo al momento de diseñar y cementar un pozo petrolero se deben
tomar en cuenta ciertas técnicas, así como las mejores prácticas operacionales
dirigidas al proceso de cementación. Por lo tanto este trabajo esta diseñado para
cumplir estos objetivos proporcionando los conceptos básicos y conocer todo lo
concerniente a lo que es la cementación, sus objetivos, su diseño, planificación,
lechadas de cemento, equipos de cementación, entre otras cosas, que nos
permita a los vencedores emprender los conocimientos básicos y necesarios para
diseñar y ejecutar los programas de cementación durante la construcción y/o
reparaciones de pozos.
ESQUEMA
1. Cemento.
2. Tipos de Cemento.
2.1. De origen arcilloso.
2.2. De origen puzolánico.
3. Clasificación de los cementos según su grado API.
4. Cementación de Pozos.
4.1. Objetivos de la cementación.
4.2. Planificación de una Cementación.
4.3. Diseño de una Cementación.
4.4. Problemas comunes de una cementación.
4.5. Tipos de Cementación.
4.5.1. Cementación Primaria.
4.5.2. Cementación Secundaria.
4.5.2.1. Cementación Forzada.
4.5.2.2. Tapones de Cemento.
5. Lechadas de cemento.
5.1. Diseño de lechada de cemento.
5.2. Aditivos.
5.2.1. Aceleradores.
5.2.2. Retardadores.
5.2.3. Entendedores.
5.2.4. Controladores de Filtrado.
6. Equipo de cementación.
6.1. Zapata de revestimiento.
6.2. Cuello flotador.
6.3. Centralizadores.
6.4. Raspadores.
6.5. Cabezales de cementación.
6.6. Tapones de cemento.
6.7. Espaciadores.
7. Prueba de cemento.
7.1. Tiempo de fraguado.
7.2. Densidad de la lechada.
7.3. Pérdida de agua o filtrado.
7.4. Permeabilidad.
8. Problemas más frecuentes y como prevenirlos.
DESARROLLO
1. Cemento.
Se denomina cemento a un conglomerante hidráulico que, mezclado con
agregados pétreos (grava, arena, etc.) y agua, crea una mezcla uniforme,
maleable y plástica que fragua y se endurece al reaccionar con el agua,
adquiriendo consistencia pétrea, formando el llamado hormigón o concreto. Su uso
está muy generalizado en construcción e ingeniería civil, su principal función la de
aglutinante.
El primer tipo de cemento usado en un pozo petrolero fue el llamado cemento
Portland, el cual fue desarrollado por Joseph Aspdin en 1824, esencialmente era
un material producto de una mezcla quemada de calizas y arcillas. El cemento
Portland es un material cementante disponible universalmente. Las condiciones a
las cuales es expuesto en un pozo difieren significativamente de aquellas
encontradas en operaciones convencionales de construcciones civiles.
2. Tipos de Cemento.
Existen diversos tipos de cemento, diferentes por su composición, por sus
propiedades de resistencia y durabilidad, y por lo tanto por sus destinos y usos,
pero se pueden establecer dos tipos básicos de cementos:
2.1. De origen arcilloso: obtenidos a partir de arcilla y piedra caliza en
proporción 1 a 4 aproximadamente.
2.2. De origen puzolánico: la puzolana del cemento puede ser de origen
orgánico o volcánico.
3. Clasificación de los cementos según su grado API.
Los cementos tienen ciertas características físicas y químicas y en base al uso
que se les puede dar en cuanto a rango de profundidad, presiones y temperaturas
a soportar, etc. La API define 9 diferentes clases de cemento (de A a H)
dependiendo de la proporción de los cuatro componentes químicos fundamentales
(C3, C2S, C3A, C4AF; siendo C=calcio, S=silicato, A=aluminato, y F=floruro).
Clase A: usado generalmente para pozos desde superficie hasta 6000’,
cuando no se requieren propiedades especiales. La relación agua/cemento
recomendada es 5.2 gal/sxs.
Clase B: usado generalmente para pozos desde superficie hasta 6000’,
cuando hay condiciones moderadas a altas resistencia al sulfato. La relación
agua/cemento recomendada es 5.2 gal/sxs.
Clase C: usado generalmente para pozos desde superficie hasta 6000’,
cuando se requieren condiciones de alto esfuerzo. La relación agua/cemento
recomendada es 6.3 gal/sxs.
Clase D: usado generalmente para pozos desde 6000’ hasta 10000’, para
condiciones moderadas de presión y temperatura. Está disponible para esfuerzos
moderados a altos. La relación agua/cemento recomendada es 4.3 gal/sxs.
Clase E: usado generalmente para pozos desde 10000’ hasta 14000’, para
condiciones altas de presión y temperatura. La relación agua/cemento
recomendada es 4.3 gal/sxs.
Clase F: usado generalmente para pozos desde 10000’ hasta 16000’, para
condiciones extremas de presión y temperatura. Está disponible para esfuerzos
moderados a altos. La relación agua/cemento recomendada es 4.3 gal/sxs.
Clase G y H: usado generalmente para pozos desde superficie hasta 8000’ o
puedan ser usados con aceleradores o retardadores para cubrir una amplia
variedad de rangos de presión y temperatura. La relación agua/cemento
recomendada es 5,0 gal/sxs. El cemento más comúnmente usado es el G.
4. Cementación de Pozos.
La cementación es un proceso que consiste en mezclar cemento seco y ciertos
aditivos con agua, para formar una lechada que es bombeada al pozo a través de
la sarta de revestimiento y colocarlo 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, etc.). Luego se deja fraguar y endurecer, formando una barrera
permanente e impermeable al movimiento de fluidos detrás del revestidor.
La cementación tiene una gran importancia en la vida del pozo, ya que los
trabajos de una buena completación dependen directamente de una buena
cementación.
4.1. Objetivos de la cementación.
Entre los propósitos principales de la cementación se pueden mencionar
los siguientes:
• Proteger y asegurar la tubería de revestimiento en el hoyo.
• Aislar zonas de diferentes fluidos.
• Aislar zonas de agua superficial y evitar la contaminación de las
mismas por el fluido de perforación o por los fluidos del pozo.
• Evitar o resolver problemas de pérdida de circulación y pega de
tuberías.
• Reparar pozos por problemas de canalización de fluidos.
• Reparar fugas en el revestidor.
• Proteger el hoyo de un colapso.
4.2. Planificación de una Cementación.
La planificación para un trabajo de cemento consiste en evaluar cierta
cantidad de características, incluyendo:
• Evaluación de condiciones de hoyo abierto (limpieza de hoyo,
tamaño, desgastes en el hoyo, temperatura).
• Propiedades del lodo
• Diseño de Lechada
• Posicionamiento de la lechada
• Equipo adicional (equipo de flotación, centralizadores, ECP's)
4.3. Diseño de una Cementación.
El programa de cementación debe diseñarse para obtener una buena
cementación primaria. El trabajo debe aislar y prevenir la comunicación
entre las formaciones cementadas y entre el hoyo abierto y las formaciones
someras detrás del revestidor. Debe considerarse el no fracturar alrededor
de la zapata del conductor o de la sarta de superficie durante las
subsiguientes operaciones de perforación o cuando se corren las otras
sartas de revestimientos.
Al planificar una cementación, independientemente del tipo de revestidor
debe considerarse información sobre:
• Referencia de pozos vecinos.
• Geometría del hoyo (diámetro/forma).
• Tipo de fluido de perforación existente en el sistema.
• Problemas presentados durante la perforación.
• Tipo de cemento, lechada y aditivos a utilizar por la compañía.
• Efectuar pruebas API para cada una de las lechadas de cemento.
• Equipos y herramientas a utilizar por la compañía de cementación.
• Centralización del revestidor.
• Condiciones óptimas de una cementación.
• Tener la densidad apropiada.
• Ser fácilmente mezclable en superficie.
• Tener propiedades reológicas óptimas para remover el lodo.
• Mantener sus propiedades físicas y químicas mientras se está
colocando.
• Debe ser impermeable al gas en el anular, si estuviese presente.
• Desarrollar esfuerzo lo más rápido posible una vez que ha sido
bombeado.
• Desarrollar una buena adherencia entre revestidor y formación.
• Tener una permeabilidad lo más baja posible.
• Mantener todas sus propiedades bajo condiciones severas de
presión y temperatura.
4.4. Problemas comunes de una cementación.
Problemas comunes que afectan todos los trabajos de cemento incluyen:
• Condición pobre del hoyo: patas de perro, estabilidad del hoyo
desnudo, desgastes, llenado del hoyo, cama de recortes, etc.
• Condición pobre del lodo: altas resistencias de gel, alta pérdida de
circulación o filtración, revoque grueso, alto contenido de sólidos,
pérdida de material de circulación, incompatibilidad de
lodo/cemento.
• Centralización pobre: el cemento no se coloca uniformemente
alrededor de la tubería de revestimiento, dejando lodo en el sitio.
• Pérdida de circulación.
• Presión anormal.
• Presión subnormal.
• Presión Alta.
4.5. Tipos de Cementación.
4.5.1. Cementación Primaria.
Se realiza al cementar los revestidores del pozo (conductor, superficial,
intermedio, producción, etc.) durante la perforación. Entre los objetivos
principales de esta cementación se pueden mencionar los siguientes:
 Adherir y fijar la sarta de revestimiento.
 Restringir el movimiento de fluidos entre las formaciones
productoras y el confinamiento de los estratos acuíferos.
 Proteger la sarta contra la corrosión.
 Reforzar la sarta contra el aplastamiento debido a fuerzas
externas y reforzar la resistencia de la sarta a presiones de
estallido.
 Proteger la sarta durante los trabajos de cañoneo
(completación).
 Sellar la pérdida de circulación en zonas ladronas.
4.5.2. Cementación Secundaria.
También llamada “Squeeze”, es el proceso de forzamiento de la
lechada de cemento en el pozo, que se realiza principalmente en
reparaciones/reacondicionamientos o en tareas de terminación de pozos.
Puede ser: cementaciones forzadas y tapones de cemento.
Los propósitos principales de esta cementación son:
• Reparar trabajos de cementación primaria deficientes.
• Reducir altas producciones de agua y/o gas.
• Reparar filtraciones causadas por fallas del revestidor.
• Abandonar zonas no productoras o agotadas.
• Sellar zonas de pérdidas de circulación.
• Proteger la migración de fluido hacia zonas productoras.
Las cementaciones secundarias pueden definirse como procesos de
bombear una lechada de cemento en el pozo, bajo presión, forzándola
contra una formación porosa, tanto en las perforaciones del revestidor o
directamente el hoyo abierto. Por lo que las cementaciones secundarias
pueden ser: forzadas y/o tapones de cemento.
4.5.2.1. Cementación Forzada.
Es el tipo más común de cementación secundaria. El proceso
comprende la aplicación de presión hidráulica para forzar cemento
en un orificio abierto a través de perforaciones en el revestidor,
para corregir ciertas anomalías. La cementación forzada puede
hacerse: con empacadura y/o con retenedor. Cuando se diseña
una cementación forzada se debe considerar:
• Tipo de cemento.
• Tiempo total de bombeo requerido.
• Tiempo para alcanzar las condiciones del pozo.
• Control de filtrado.
• Resistencia del cemento.
• Desplazamientos y cálculos básicos en condiciones del
pozo.
4.5.2.2. Tapones de Cemento.
Operación que consiste en colocar una columna de cemento en
un hoyo abierto o revestido, con cualquiera de los siguientes
objetivos:
• Aislar una zona productora agotada.
• Pérdida de control de circulación.
• Perforación direccional.
• Abandono de pozo seco o agotado.
Pruebas de Tapones de Cemento: el método más común para
probar la calidad de la resistencia de un tapón de cemento es bajar
una mecha, tubería de perforación o con presión. El tiempo de
fraguado después de la colocación de un tapón varía de 8 a 72
horas, dependiendo del uso de aceleradores o el tipo de pozo.
5. Lechadas de cemento.
Una lechada de cemento es simplemente una mezcla de cemento seco y agua.
En la industria petrolera es utilizada para el proceso de cementación de pozos,
con el objetivo de crear rellenar el espacio entre los revestidores y el hoyo,
formando una barrera sólida.
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 revestimiento.
Para lograr esto, las lechadas son mezcladas con una cantidad específica de
agua que impida una separación de agua libre. El tamaño de la partícula, el área
superficial, y los aditivos, todo influye en la cantidad de agua requerida en el
mezclado para lograr una viscosidad particular de lechada.
5.1. Diseño de lechada de cemento.
Para determinar el tiempo durante el cual se bombeará la lechada, es
necesario conocer las condiciones del pozo, así como la potencia hidráulica
requerida, caudal de desplazamiento, volumen de lechada y relación entre
el diámetro del pozo y el revestimiento. Los datos de resistencia del
cemento están basados en las temperaturas y presiones a que esta
expuesta la lechada en el fondo del pozo, e indican el tiempo requerido para
que el cemento resulte suficientemente fuerte para soportar el
revestimiento.
Más detalladamente, algunos de esos parámetros necesarios para el
diseño son:
Tiempo de cementación: es el tiempo mínimo requerido para el
endurecimiento de la lechada por la deshidratación del cemento; este
tiempo es 1.5 veces mayor que el tiempo de duración de las operaciones de
cementación; es decir si las operaciones duran 5 horas, el tiempo de
fraguado del cemento será 7.5 horas.
Tiempo de espesamiento: Es el tiempo que se le da a una lechada para
que permanezca lo suficientemente fluida para poder bombearse en el hoyo
bajo determinadas condiciones de temperatura y presión.
Tiempo mezclando y bombeado: es el tiempo mínimo para mezclar y
bombear la lechada de cemento dentro del pozo hasta el espacio anular.
Las consideraciones técnicas. Dependen del tiempo de bombeabilidad
depende del tipo de trabajo, condiciones de pozo y el volumen de cemento
que se desea bombear.
Tiempo soltando los tapones: es el tiempo requerido para soltar los
tapones antes y después de la lechada de cemento para iniciar el
desplazamiento. El tiempo que dura colocando cada tapón es de
aproximadamente 10 minutos.
Tiempo de desplazamiento: Es el tiempo requerido para que la columna
de cemento se desplace dentro del revestimiento hasta llegar al fondo del
hoyo. Este factor esta en función de la profundidad de la sección a
cementar, el caudal de bombeo y las propiedades del revestidor.
5.2. Aditivos.
Los aditivos tienen como función adaptar los diferentes cementos
petroleros a las condiciones específicas de trabajo. Pueden ser sólidos y/o
líquidos (solución acuosa). Pueden ser requeridos para:
• Variar la densidad de la lechada
• Cambiar la fuerza de compresión
• Acelerar o retardar el tiempo de asentamiento
• Controlar la filtración y la pérdida de fluido
• Reducir la viscosidad de la lechada
Las cantidades de aditivos secos normalmente son expresados en
términos de porcentaje por peso de cemento (% BWOC). Los aditivos
líquidos normalmente son expresados en términos de volumen por peso de
cemento (gal/sx).
Entre ellos tenemos:
5.2.1. Aceleradores: se usan en pozos donde la profundidad y la
temperatura son bajas. Para obtener tiempos de espesamiento cortos y
buena resistencia a la compresión en corto tiempo. Pueden usarse: cloruro
de calcio (CaCl2, el más usado, en una concentración de 1,5 - 2,0%),
silicato de sodio (Na2SiO3), cloruro de sodio (NaCl, al 2.0 - 2.5%), ácido
oxálico (H2C2O4), agua de mar, etc.
5.2.2. Retardadores: utilizados en secciones profundas donde las altas
temperaturas promueven un asentamiento más rápido. Hacen que el tiempo
de fraguado y el desarrollo de resistencia la compresión del cemento sea
más lento. Los más usados son: lignitos, lignosulfonato de calcio (0,1 -
1,5%), ácidos hidroxicarboxílicos, azúcares, derivados celulósicos, etc.
5.2.3. Extendedores: se añaden para reducir la densidad del cemento o
para reducirla cantidad de cemento por unidad de volumen del material
fraguado, con el fin de reducir la presión hidrostática (con el fin de evitar
una fractura) y aumentar el rendimiento (pie3/saco) de las lechadas.
También reducen la fuerza de compresión e incrementan el tiempo de
fraguado. Entre los más usados se tienen: bentonita prehidratada (2 - 20%),
silicato de sodio (Na2SiO3), diatomeas (10 - 40%), mezclas 50:50 Pozolan
con cemento Portland, etc.
5.2.4. Controladores de Filtrado: aditivos que controlan la pérdida de la
fase acuosa del sistema cementante frente a una formación permeable.
Previenen la deshidratación prematura de la lechada. Los más usados son:
celulosa (CMHEC, 0,3 – 1%), polímeros orgánicos, reductores de fricción,
etc.
6. Equipo de cementación.
6.1. Zapata de revestimiento.
Su principal función es correr el fondo de la tubería de revestimiento.
Tiene un perfil redondeado para asistir la corrida del agujero. Se le conoce
como zapata flotadora cuando es corrida con una válvula de bola.
6.2. Cuello flotador.
Usualmente localizado 2 o 3 juntas sobre la zapata y actúa como un alto
para los tapones de cemento. El cuello flotador asegura que habrá cemento
sellando las últimas juntas de la tubería de revestimiento cuando cese el
bombeo, es decir, cuando el tapón sea “golpeado”. Algunos programas de
perforación permiten un desplazamiento adicional hasta un máximo de la
mitad de la pista de la zapata, en un intento por corregir un error de
eficiencia de bombeo y observar un golpe de tapón. Esto también minimiza
el volumen de cemento a ser perforado después.
El cuello flotador también contiene una válvula de bola, la cual previene
que el cemento que se encuentra en el espacio anular fluya de regreso a la
tubería de revestimiento, cuando el desplazamiento haya terminado. Una
prueba de flujo es conducida después de bombear, para confirmar el
soporte correcto. Cuando se corre la tubería de revestimiento y ya que el
flotador prevendrá el flujo de retorno, es usual el tener que llenar
periódicamente la tubería de perforación (cada 5 juntas). En caso de que
esto no se haga se podría llegar a colapsar la tubería de revestimiento
completa.
6.3. Centralizadores.
Estos son ya sea de tipo de fleje con bisagra o sólidos de tipo espiral o
“rígido” y ambas sirven para centralizar la tubería de revestimiento en el
hueco. Ventajas de la tubería centralizada:
• Mejora la eficiencia del desplazamiento.
• Reduce el riesgo diferencial de atrapamiento.
• Previene problemas clave de asentamiento.
• Reduce el arrastre en pozos direccionales.
Existen efectos de empate o desplazamiento del lodo, los
centralizadores están amordazados a la tubería de revestimiento utilizando
un mecanismo de bisagra o de clavado, mientras que un collar de parado
sirve para colocarlos en posición. El espaciado y cantidad de
centralizadores depende del ángulo del agujero, pero de la tubería de
revestimiento y pero del lodo. Los suplidores pueden proveer un programa
óptimo para el uso de lo espaciadores, utilizando el criterio recomendado
por API. Típicamente los centralizadores se concentrarían en la secciones
críticas, de mayor ángulo, la zapata y justo debajo del colgador, mientras
que el resto de la tubería de revestimiento los espaciara muy
esporádicamente.
6.4. Raspadores.
Son cepillos de acero que pueden ser amordazados a la tubería de
revestimiento y aseguradas con collares de parada. Utilizados para remover
físicamente el revoque, lodo gelificado y escombros.
6.5. Cabezales de cementación.
El cabezal de cemento conecta a la línea de descargue de la unidad de
cemento hacia la parte superior de la tubería de revestimiento.
Para una aplicación completa al agujero, la tubería de revestimiento es
corrida de regreso al piso del equipo de perforación y los tapones son
cargados a la superficie del cabezal de cementación.
El lanzamiento incluye remover el reten y bombear el tapón adentro del
hueco.
6.6. Tapones de cemento.
Los tapones de cemento son utilizados para separar la lechada de
cementación del espaciador o lodo para prevenir la contaminación. En
corridas de tuberías de revestimiento largas, tapones adicionales son
bombeados antes y entre el tren de espaciadores para minimizar la
contaminación causada por varios regímenes dentro de diferentes
espaciadores y para maximizar su efectividad cuando salgan hacia el
espacio anular.
Los tapones son normalmente fabricados de goma. Varios aparatos
propios son utilizados para “enganchar” los tapones unos a los otros para
permitir una perforación mas fácil (muchas veces denominado perforable
PDC)
El tapón de fondo tiene un delgado diafragma en su centro. Después de
que aterriza el collar flotador. El diafragma se ruptura cuando una presión
diferencial predeterminada es alcanzada. Normalmente se lanza antes del
espaciador o del cemento.
6.7. Espaciadores.
No se podrían calificar como equipos, ni tampoco como aditivos. Antes
de bombear cualquier lechada, usualmente se bombearan una serie de
limpiadores espaciadores, incluyendo silbase aceite, limpiadores
detergentes, lodo desperdicio, y una pastilla de viscosidad. El propósito de
los espaciadores es el de:
• Separar físicamente el lodo del cemento.
• Remover lodo, revoque de la pared del espacio anular.
• Dejar mojada la tubería de revestimiento y la formación agua
sulfactantes.
• Proveer menos hidrostática de cabeza, es decir, recudir las
presiones de bombeo.
Características del espaciador:
• Se prefiere un régimen de flujo turbulento para generar un
desplazamiento y erosión de revoque de pared, eficiente.
• Un mínimo de tiempo de contacto de 10 minutos, es considerado
suficiente y determinara el volumen bombeado.
• Bajo condiciones de flujo laminar, la densidad y presión de fricción
del espaciador debería ser mayor que la del fluido desplazado.
7. Prueba de cemento.
Las recetas de cemento deben ser probadas en concordancia con las 10
especificaciones API. Una muestra mezclada fresca, que incluya cemento, agua
de mezcla y químicos del equipo de perforación, será entonces probada en el
laboratorio antes de que el trabajo si se realice para asegurar que no existan
problemas de contaminación. Puesto que el trabajo de prueba requiere un mínimo
de 24 horas para completarse, es importante que las muestras frescas sean
despachadas al laboratorio desde el equipo de perforación, lo antes posible.
7.1. Tiempo de fraguado.
Esto es medido utilizando un probador de fraguado de alta presión alta
temperatura (consistómetro).
Comprende un contenedor cilíndrico rotativo de lechada con un remo
estacionario siendo todo el lote encerrado en una cámara de presión. Es
capaz de simular condiciones de pozo con BHST´s de hasta 500°
F y un
exceso de 25,000 psi. El contenedor de la lechada rota a una velocidad
estándar hasta que se incremente la temperatura y la presión, a una
velocidad determinada. El torque creado en el mango del remo, y debido al
cemento que se asienta, es medido en un grabador de banda. El limite de
bombeo o tiempo de fraguado es alcanzado cuando la consistencia de la
lechada alcanza 70 – 100 Bc’s.
7.2. Densidad de la lechada.
Esto es típicamente medido utilizando un balance presurizado. Una
muestra de cemento es decantada dentro de la cámara de muestreo y una
tapa es atornillada a la misma. Más adelante se puede inyectar mas
lechada a través de la válvula sin retorno que se encuentra en la tapa, con
una bomba de mano. Esto somete a la lechada a suficiente presión para
eliminar las burbujas de aire atrapadas.
7.3. Pérdida de agua o filtrado.
La prueba de perdida de fluido mide el generado en un lapso de 30
minutos a través de un filtro de prensa revestido con una malla medida de
325. La prueba puede ser conducida a 100 o 1000 psi y a temperaturas de
hasta 400 F y con ya sea mezcla de lechada fresca o una que haya estado
en el probador de fraguado por un rato.
Sin aditivos, todas las lechadas de cementación puras, tienen una
perdida de fluido en exceso de 1000 mls. Con largas cadenetas de
polímeros aditivos en concentraciones de 0.6 a 1% por pero de cemento, la
perdida de fluido puede ser reducida a 50 – 150 mls.
7.4. Permeabilidad.
Puede ser medida utilizando un equipo de permeabilidad, pero por lo
general no es parámetro principal en el diseño de la lechada de
cementación.
8. Problemas más frecuentes y como prevenirlos.
1. Falta de agua: De antemano deberá de almacenarse agua suficiente para la
operación.
2. Falla de la unidad cementadora: probar la misma antes de iniciar la
operación, y si falla, no iniciar a cementar hasta que llegue otra en condiciones.
3. Pérdida parcial y pérdida total de circulación: Si es pérdida parcial, es
recomendable bajar el gasto de bombeo para reducir la presión; ahora, si la
pérdida es total, hay que continuar con la operación.
4. Fuga en la cabeza de cementación: reemplazarla por otra de inmediato.
5. Falla en la unidad almacenadora de cemento (trompo): tratar de corregir
la falla y tener otra línea alterna de aire del equipo.
6. Al desplazar la lechada, que el exceso de cemento caiga en la presa de
asentamiento, dejar en la descarga de la línea de flote, a un elemento de la
cuadrilla para estar pendiente, y cuando salga el cemento, que se descargue en el
contenedor de recortes.
7. Al desplazar la lechada, fallen las bombas del equipo: terminar de
desplazar con la unidad de alta.
8. Fuga en las uniones del stand pipe: cambiar los empaques de las uniones.
9. Descontrol del pozo: efectuar procedimiento de cierre de preventores.
CONCLUSION
La cementación es un proceso petrolero que tiene por objeto endurecer las
paredes del pozo para conservar las mejores cualidades de la formación
,contando con técnicas y practicas operaciones que provienen de una planificación
para un plan de trabajo supervisado por especialistas con el fin de orientar al
desarrollo y aplicación para explotar , transportar , procesar , y tratar los
hidrocarburos .
La cementación tiene una gran importancia en la vida del pozo, ya que los
trabajos de una buena completación dependen directamente de una buena
cementación.
Los propósitos principales de la cementación son Proteger y asegurar la tubería
de revestimiento en el hoyo, aislar zonas de diferentes fluidos, aislar zonas de
agua superficial y evitar la contaminación de las mismas por el fluido de
perforación o por los fluidos del pozo, evitar o resolver problemas de pérdida de
circulación y pega de tuberías, Reparar pozos por problemas de canalización de
fluidos y Reparar fugas en el revestidor entre otras, e allí la gran importancia de la
cementación.
BIBLIOGRAFIA
1. http://industria-petrolera.blogspot.com/2009_01_01_archive.html
2. www.tesisymonografias.net/tesis...cementación-de-pozos/1/
3. http://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/8020/1/Dise%C3%B1
o%20de%20Revestimiento%20y%20Cementaci%C3%B3n%20de%20pozo
s%20en%20el%20Oriente%20Ecuatoriano.pdf
4. http://industria-petrolera.blogspot.com/2009/01/cementacion-de-
revestidores.html
5. http://www.scribd.com/doc/18686951/Cementacion-de-Pozos

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  • 1.
  • 2. INTRODUCCION Durante la construcción de un pozo de petróleo el proceso de cementación es de vital importancia para el mismo, dado que una deficiente operación de cementación traería drásticas consecuencias; tales como incremento de los costos, riesgo de perdida del pozo, riesgos hacia el ambiente y a la seguridad. Por tal motivo al momento de diseñar y cementar un pozo petrolero se deben tomar en cuenta ciertas técnicas, así como las mejores prácticas operacionales dirigidas al proceso de cementación. Por lo tanto este trabajo esta diseñado para cumplir estos objetivos proporcionando los conceptos básicos y conocer todo lo concerniente a lo que es la cementación, sus objetivos, su diseño, planificación, lechadas de cemento, equipos de cementación, entre otras cosas, que nos permita a los vencedores emprender los conocimientos básicos y necesarios para diseñar y ejecutar los programas de cementación durante la construcción y/o reparaciones de pozos.
  • 3. ESQUEMA 1. Cemento. 2. Tipos de Cemento. 2.1. De origen arcilloso. 2.2. De origen puzolánico. 3. Clasificación de los cementos según su grado API. 4. Cementación de Pozos. 4.1. Objetivos de la cementación. 4.2. Planificación de una Cementación. 4.3. Diseño de una Cementación. 4.4. Problemas comunes de una cementación. 4.5. Tipos de Cementación. 4.5.1. Cementación Primaria. 4.5.2. Cementación Secundaria. 4.5.2.1. Cementación Forzada. 4.5.2.2. Tapones de Cemento. 5. Lechadas de cemento. 5.1. Diseño de lechada de cemento. 5.2. Aditivos. 5.2.1. Aceleradores. 5.2.2. Retardadores. 5.2.3. Entendedores. 5.2.4. Controladores de Filtrado. 6. Equipo de cementación. 6.1. Zapata de revestimiento. 6.2. Cuello flotador. 6.3. Centralizadores. 6.4. Raspadores. 6.5. Cabezales de cementación. 6.6. Tapones de cemento. 6.7. Espaciadores. 7. Prueba de cemento. 7.1. Tiempo de fraguado. 7.2. Densidad de la lechada. 7.3. Pérdida de agua o filtrado. 7.4. Permeabilidad. 8. Problemas más frecuentes y como prevenirlos.
  • 4. DESARROLLO 1. Cemento. Se denomina cemento a un conglomerante hidráulico que, mezclado con agregados pétreos (grava, arena, etc.) y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece al reaccionar con el agua, adquiriendo consistencia pétrea, formando el llamado hormigón o concreto. Su uso está muy generalizado en construcción e ingeniería civil, su principal función la de aglutinante. El primer tipo de cemento usado en un pozo petrolero fue el llamado cemento Portland, el cual fue desarrollado por Joseph Aspdin en 1824, esencialmente era un material producto de una mezcla quemada de calizas y arcillas. El cemento Portland es un material cementante disponible universalmente. Las condiciones a las cuales es expuesto en un pozo difieren significativamente de aquellas encontradas en operaciones convencionales de construcciones civiles. 2. Tipos de Cemento. Existen diversos tipos de cemento, diferentes por su composición, por sus propiedades de resistencia y durabilidad, y por lo tanto por sus destinos y usos, pero se pueden establecer dos tipos básicos de cementos: 2.1. De origen arcilloso: obtenidos a partir de arcilla y piedra caliza en proporción 1 a 4 aproximadamente. 2.2. De origen puzolánico: la puzolana del cemento puede ser de origen orgánico o volcánico. 3. Clasificación de los cementos según su grado API. Los cementos tienen ciertas características físicas y químicas y en base al uso que se les puede dar en cuanto a rango de profundidad, presiones y temperaturas a soportar, etc. La API define 9 diferentes clases de cemento (de A a H) dependiendo de la proporción de los cuatro componentes químicos fundamentales (C3, C2S, C3A, C4AF; siendo C=calcio, S=silicato, A=aluminato, y F=floruro). Clase A: usado generalmente para pozos desde superficie hasta 6000’, cuando no se requieren propiedades especiales. La relación agua/cemento recomendada es 5.2 gal/sxs. Clase B: usado generalmente para pozos desde superficie hasta 6000’, cuando hay condiciones moderadas a altas resistencia al sulfato. La relación agua/cemento recomendada es 5.2 gal/sxs. Clase C: usado generalmente para pozos desde superficie hasta 6000’, cuando se requieren condiciones de alto esfuerzo. La relación agua/cemento recomendada es 6.3 gal/sxs.
  • 5. Clase D: usado generalmente para pozos desde 6000’ hasta 10000’, para condiciones moderadas de presión y temperatura. Está disponible para esfuerzos moderados a altos. La relación agua/cemento recomendada es 4.3 gal/sxs. Clase E: usado generalmente para pozos desde 10000’ hasta 14000’, para condiciones altas de presión y temperatura. La relación agua/cemento recomendada es 4.3 gal/sxs. Clase F: usado generalmente para pozos desde 10000’ hasta 16000’, para condiciones extremas de presión y temperatura. Está disponible para esfuerzos moderados a altos. La relación agua/cemento recomendada es 4.3 gal/sxs. Clase G y H: usado generalmente para pozos desde superficie hasta 8000’ o puedan ser usados con aceleradores o retardadores para cubrir una amplia variedad de rangos de presión y temperatura. La relación agua/cemento recomendada es 5,0 gal/sxs. El cemento más comúnmente usado es el G. 4. Cementación de Pozos. La cementación es un proceso que consiste en mezclar cemento seco y ciertos aditivos con agua, para formar una lechada que es bombeada al pozo a través de la sarta de revestimiento y colocarlo 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, etc.). Luego se deja fraguar y endurecer, formando una barrera permanente e impermeable al movimiento de fluidos detrás del revestidor. La cementación tiene una gran importancia en la vida del pozo, ya que los trabajos de una buena completación dependen directamente de una buena cementación. 4.1. Objetivos de la cementación. Entre los propósitos principales de la cementación se pueden mencionar los siguientes: • Proteger y asegurar la tubería de revestimiento en el hoyo. • Aislar zonas de diferentes fluidos. • Aislar zonas de agua superficial y evitar la contaminación de las mismas por el fluido de perforación o por los fluidos del pozo. • Evitar o resolver problemas de pérdida de circulación y pega de tuberías. • Reparar pozos por problemas de canalización de fluidos. • Reparar fugas en el revestidor. • Proteger el hoyo de un colapso.
  • 6. 4.2. Planificación de una Cementación. La planificación para un trabajo de cemento consiste en evaluar cierta cantidad de características, incluyendo: • Evaluación de condiciones de hoyo abierto (limpieza de hoyo, tamaño, desgastes en el hoyo, temperatura). • Propiedades del lodo • Diseño de Lechada • Posicionamiento de la lechada • Equipo adicional (equipo de flotación, centralizadores, ECP's) 4.3. Diseño de una Cementación. El programa de cementación debe diseñarse para obtener una buena cementación primaria. El trabajo debe aislar y prevenir la comunicación entre las formaciones cementadas y entre el hoyo abierto y las formaciones someras detrás del revestidor. Debe considerarse el no fracturar alrededor de la zapata del conductor o de la sarta de superficie durante las subsiguientes operaciones de perforación o cuando se corren las otras sartas de revestimientos. Al planificar una cementación, independientemente del tipo de revestidor debe considerarse información sobre: • Referencia de pozos vecinos. • Geometría del hoyo (diámetro/forma). • Tipo de fluido de perforación existente en el sistema. • Problemas presentados durante la perforación. • Tipo de cemento, lechada y aditivos a utilizar por la compañía. • Efectuar pruebas API para cada una de las lechadas de cemento. • Equipos y herramientas a utilizar por la compañía de cementación. • Centralización del revestidor. • Condiciones óptimas de una cementación. • Tener la densidad apropiada. • Ser fácilmente mezclable en superficie. • Tener propiedades reológicas óptimas para remover el lodo. • Mantener sus propiedades físicas y químicas mientras se está colocando. • Debe ser impermeable al gas en el anular, si estuviese presente. • Desarrollar esfuerzo lo más rápido posible una vez que ha sido bombeado. • Desarrollar una buena adherencia entre revestidor y formación. • Tener una permeabilidad lo más baja posible. • Mantener todas sus propiedades bajo condiciones severas de presión y temperatura.
  • 7. 4.4. Problemas comunes de una cementación. Problemas comunes que afectan todos los trabajos de cemento incluyen: • Condición pobre del hoyo: patas de perro, estabilidad del hoyo desnudo, desgastes, llenado del hoyo, cama de recortes, etc. • Condición pobre del lodo: altas resistencias de gel, alta pérdida de circulación o filtración, revoque grueso, alto contenido de sólidos, pérdida de material de circulación, incompatibilidad de lodo/cemento. • Centralización pobre: el cemento no se coloca uniformemente alrededor de la tubería de revestimiento, dejando lodo en el sitio. • Pérdida de circulación. • Presión anormal. • Presión subnormal. • Presión Alta. 4.5. Tipos de Cementación. 4.5.1. Cementación Primaria. Se realiza al cementar los revestidores del pozo (conductor, superficial, intermedio, producción, etc.) durante la perforación. Entre los objetivos principales de esta cementación se pueden mencionar los siguientes: Adherir y fijar la sarta de revestimiento. Restringir el movimiento de fluidos entre las formaciones productoras y el confinamiento de los estratos acuíferos. Proteger la sarta contra la corrosión. Reforzar la sarta contra el aplastamiento debido a fuerzas externas y reforzar la resistencia de la sarta a presiones de estallido. Proteger la sarta durante los trabajos de cañoneo (completación). Sellar la pérdida de circulación en zonas ladronas. 4.5.2. Cementación Secundaria. También llamada “Squeeze”, es el proceso de forzamiento de la lechada de cemento en el pozo, que se realiza principalmente en reparaciones/reacondicionamientos o en tareas de terminación de pozos. Puede ser: cementaciones forzadas y tapones de cemento. Los propósitos principales de esta cementación son: • Reparar trabajos de cementación primaria deficientes. • Reducir altas producciones de agua y/o gas. • Reparar filtraciones causadas por fallas del revestidor. • Abandonar zonas no productoras o agotadas. • Sellar zonas de pérdidas de circulación. • Proteger la migración de fluido hacia zonas productoras.
  • 8. Las cementaciones secundarias pueden definirse como procesos de bombear una lechada de cemento en el pozo, bajo presión, forzándola contra una formación porosa, tanto en las perforaciones del revestidor o directamente el hoyo abierto. Por lo que las cementaciones secundarias pueden ser: forzadas y/o tapones de cemento. 4.5.2.1. Cementación Forzada. Es el tipo más común de cementación secundaria. El proceso comprende la aplicación de presión hidráulica para forzar cemento en un orificio abierto a través de perforaciones en el revestidor, para corregir ciertas anomalías. La cementación forzada puede hacerse: con empacadura y/o con retenedor. Cuando se diseña una cementación forzada se debe considerar: • Tipo de cemento. • Tiempo total de bombeo requerido. • Tiempo para alcanzar las condiciones del pozo. • Control de filtrado. • Resistencia del cemento. • Desplazamientos y cálculos básicos en condiciones del pozo. 4.5.2.2. Tapones de Cemento. Operación que consiste en colocar una columna de cemento en un hoyo abierto o revestido, con cualquiera de los siguientes objetivos: • Aislar una zona productora agotada. • Pérdida de control de circulación. • Perforación direccional. • Abandono de pozo seco o agotado. Pruebas de Tapones de Cemento: el método más común para probar la calidad de la resistencia de un tapón de cemento es bajar una mecha, tubería de perforación o con presión. El tiempo de fraguado después de la colocación de un tapón varía de 8 a 72 horas, dependiendo del uso de aceleradores o el tipo de pozo. 5. Lechadas de cemento. Una lechada de cemento es simplemente una mezcla de cemento seco y agua. En la industria petrolera es utilizada para el proceso de cementación de pozos, con el objetivo de crear rellenar el espacio entre los revestidores y el hoyo, formando una barrera sólida.
  • 9. 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 revestimiento. Para lograr esto, las lechadas son mezcladas con una cantidad específica de agua que impida una separación de agua libre. El tamaño de la partícula, el área superficial, y los aditivos, todo influye en la cantidad de agua requerida en el mezclado para lograr una viscosidad particular de lechada. 5.1. Diseño de lechada de cemento. Para determinar el tiempo durante el cual se bombeará la lechada, es necesario conocer las condiciones del pozo, así como la potencia hidráulica requerida, caudal de desplazamiento, volumen de lechada y relación entre el diámetro del pozo y el revestimiento. Los datos de resistencia del cemento están basados en las temperaturas y presiones a que esta expuesta la lechada en el fondo del pozo, e indican el tiempo requerido para que el cemento resulte suficientemente fuerte para soportar el revestimiento. Más detalladamente, algunos de esos parámetros necesarios para el diseño son: Tiempo de cementación: es el tiempo mínimo requerido para el endurecimiento de la lechada por la deshidratación del cemento; este tiempo es 1.5 veces mayor que el tiempo de duración de las operaciones de cementación; es decir si las operaciones duran 5 horas, el tiempo de fraguado del cemento será 7.5 horas. Tiempo de espesamiento: Es el tiempo que se le da a una lechada para que permanezca lo suficientemente fluida para poder bombearse en el hoyo bajo determinadas condiciones de temperatura y presión. Tiempo mezclando y bombeado: es el tiempo mínimo para mezclar y bombear la lechada de cemento dentro del pozo hasta el espacio anular. Las consideraciones técnicas. Dependen del tiempo de bombeabilidad depende del tipo de trabajo, condiciones de pozo y el volumen de cemento que se desea bombear. Tiempo soltando los tapones: es el tiempo requerido para soltar los tapones antes y después de la lechada de cemento para iniciar el desplazamiento. El tiempo que dura colocando cada tapón es de aproximadamente 10 minutos. Tiempo de desplazamiento: Es el tiempo requerido para que la columna de cemento se desplace dentro del revestimiento hasta llegar al fondo del hoyo. Este factor esta en función de la profundidad de la sección a cementar, el caudal de bombeo y las propiedades del revestidor.
  • 10. 5.2. Aditivos. Los aditivos tienen como función adaptar los diferentes cementos petroleros a las condiciones específicas de trabajo. Pueden ser sólidos y/o líquidos (solución acuosa). Pueden ser requeridos para: • Variar la densidad de la lechada • Cambiar la fuerza de compresión • Acelerar o retardar el tiempo de asentamiento • Controlar la filtración y la pérdida de fluido • Reducir la viscosidad de la lechada Las cantidades de aditivos secos normalmente son expresados en términos de porcentaje por peso de cemento (% BWOC). Los aditivos líquidos normalmente son expresados en términos de volumen por peso de cemento (gal/sx). Entre ellos tenemos: 5.2.1. Aceleradores: se usan en pozos donde la profundidad y la temperatura son bajas. Para obtener tiempos de espesamiento cortos y buena resistencia a la compresión en corto tiempo. Pueden usarse: cloruro de calcio (CaCl2, el más usado, en una concentración de 1,5 - 2,0%), silicato de sodio (Na2SiO3), cloruro de sodio (NaCl, al 2.0 - 2.5%), ácido oxálico (H2C2O4), agua de mar, etc. 5.2.2. Retardadores: utilizados en secciones profundas donde las altas temperaturas promueven un asentamiento más rápido. Hacen que el tiempo de fraguado y el desarrollo de resistencia la compresión del cemento sea más lento. Los más usados son: lignitos, lignosulfonato de calcio (0,1 - 1,5%), ácidos hidroxicarboxílicos, azúcares, derivados celulósicos, etc. 5.2.3. Extendedores: se añaden para reducir la densidad del cemento o para reducirla cantidad de cemento por unidad de volumen del material fraguado, con el fin de reducir la presión hidrostática (con el fin de evitar una fractura) y aumentar el rendimiento (pie3/saco) de las lechadas. También reducen la fuerza de compresión e incrementan el tiempo de fraguado. Entre los más usados se tienen: bentonita prehidratada (2 - 20%), silicato de sodio (Na2SiO3), diatomeas (10 - 40%), mezclas 50:50 Pozolan con cemento Portland, etc. 5.2.4. Controladores de Filtrado: aditivos que controlan la pérdida de la fase acuosa del sistema cementante frente a una formación permeable. Previenen la deshidratación prematura de la lechada. Los más usados son:
  • 11. celulosa (CMHEC, 0,3 – 1%), polímeros orgánicos, reductores de fricción, etc. 6. Equipo de cementación. 6.1. Zapata de revestimiento. Su principal función es correr el fondo de la tubería de revestimiento. Tiene un perfil redondeado para asistir la corrida del agujero. Se le conoce como zapata flotadora cuando es corrida con una válvula de bola. 6.2. Cuello flotador. Usualmente localizado 2 o 3 juntas sobre la zapata y actúa como un alto para los tapones de cemento. El cuello flotador asegura que habrá cemento sellando las últimas juntas de la tubería de revestimiento cuando cese el bombeo, es decir, cuando el tapón sea “golpeado”. Algunos programas de perforación permiten un desplazamiento adicional hasta un máximo de la mitad de la pista de la zapata, en un intento por corregir un error de eficiencia de bombeo y observar un golpe de tapón. Esto también minimiza el volumen de cemento a ser perforado después. El cuello flotador también contiene una válvula de bola, la cual previene que el cemento que se encuentra en el espacio anular fluya de regreso a la tubería de revestimiento, cuando el desplazamiento haya terminado. Una prueba de flujo es conducida después de bombear, para confirmar el soporte correcto. Cuando se corre la tubería de revestimiento y ya que el flotador prevendrá el flujo de retorno, es usual el tener que llenar periódicamente la tubería de perforación (cada 5 juntas). En caso de que esto no se haga se podría llegar a colapsar la tubería de revestimiento completa. 6.3. Centralizadores. Estos son ya sea de tipo de fleje con bisagra o sólidos de tipo espiral o “rígido” y ambas sirven para centralizar la tubería de revestimiento en el hueco. Ventajas de la tubería centralizada: • Mejora la eficiencia del desplazamiento. • Reduce el riesgo diferencial de atrapamiento. • Previene problemas clave de asentamiento. • Reduce el arrastre en pozos direccionales. Existen efectos de empate o desplazamiento del lodo, los centralizadores están amordazados a la tubería de revestimiento utilizando un mecanismo de bisagra o de clavado, mientras que un collar de parado sirve para colocarlos en posición. El espaciado y cantidad de centralizadores depende del ángulo del agujero, pero de la tubería de revestimiento y pero del lodo. Los suplidores pueden proveer un programa óptimo para el uso de lo espaciadores, utilizando el criterio recomendado
  • 12. por API. Típicamente los centralizadores se concentrarían en la secciones críticas, de mayor ángulo, la zapata y justo debajo del colgador, mientras que el resto de la tubería de revestimiento los espaciara muy esporádicamente. 6.4. Raspadores. Son cepillos de acero que pueden ser amordazados a la tubería de revestimiento y aseguradas con collares de parada. Utilizados para remover físicamente el revoque, lodo gelificado y escombros. 6.5. Cabezales de cementación. El cabezal de cemento conecta a la línea de descargue de la unidad de cemento hacia la parte superior de la tubería de revestimiento. Para una aplicación completa al agujero, la tubería de revestimiento es corrida de regreso al piso del equipo de perforación y los tapones son cargados a la superficie del cabezal de cementación. El lanzamiento incluye remover el reten y bombear el tapón adentro del hueco. 6.6. Tapones de cemento. Los tapones de cemento son utilizados para separar la lechada de cementación del espaciador o lodo para prevenir la contaminación. En corridas de tuberías de revestimiento largas, tapones adicionales son bombeados antes y entre el tren de espaciadores para minimizar la contaminación causada por varios regímenes dentro de diferentes espaciadores y para maximizar su efectividad cuando salgan hacia el espacio anular. Los tapones son normalmente fabricados de goma. Varios aparatos propios son utilizados para “enganchar” los tapones unos a los otros para permitir una perforación mas fácil (muchas veces denominado perforable PDC) El tapón de fondo tiene un delgado diafragma en su centro. Después de que aterriza el collar flotador. El diafragma se ruptura cuando una presión diferencial predeterminada es alcanzada. Normalmente se lanza antes del espaciador o del cemento. 6.7. Espaciadores. No se podrían calificar como equipos, ni tampoco como aditivos. Antes de bombear cualquier lechada, usualmente se bombearan una serie de limpiadores espaciadores, incluyendo silbase aceite, limpiadores detergentes, lodo desperdicio, y una pastilla de viscosidad. El propósito de los espaciadores es el de: • Separar físicamente el lodo del cemento.
  • 13. • Remover lodo, revoque de la pared del espacio anular. • Dejar mojada la tubería de revestimiento y la formación agua sulfactantes. • Proveer menos hidrostática de cabeza, es decir, recudir las presiones de bombeo. Características del espaciador: • Se prefiere un régimen de flujo turbulento para generar un desplazamiento y erosión de revoque de pared, eficiente. • Un mínimo de tiempo de contacto de 10 minutos, es considerado suficiente y determinara el volumen bombeado. • Bajo condiciones de flujo laminar, la densidad y presión de fricción del espaciador debería ser mayor que la del fluido desplazado. 7. Prueba de cemento. Las recetas de cemento deben ser probadas en concordancia con las 10 especificaciones API. Una muestra mezclada fresca, que incluya cemento, agua de mezcla y químicos del equipo de perforación, será entonces probada en el laboratorio antes de que el trabajo si se realice para asegurar que no existan problemas de contaminación. Puesto que el trabajo de prueba requiere un mínimo de 24 horas para completarse, es importante que las muestras frescas sean despachadas al laboratorio desde el equipo de perforación, lo antes posible. 7.1. Tiempo de fraguado. Esto es medido utilizando un probador de fraguado de alta presión alta temperatura (consistómetro). Comprende un contenedor cilíndrico rotativo de lechada con un remo estacionario siendo todo el lote encerrado en una cámara de presión. Es capaz de simular condiciones de pozo con BHST´s de hasta 500° F y un exceso de 25,000 psi. El contenedor de la lechada rota a una velocidad estándar hasta que se incremente la temperatura y la presión, a una velocidad determinada. El torque creado en el mango del remo, y debido al cemento que se asienta, es medido en un grabador de banda. El limite de bombeo o tiempo de fraguado es alcanzado cuando la consistencia de la lechada alcanza 70 – 100 Bc’s. 7.2. Densidad de la lechada. Esto es típicamente medido utilizando un balance presurizado. Una muestra de cemento es decantada dentro de la cámara de muestreo y una tapa es atornillada a la misma. Más adelante se puede inyectar mas lechada a través de la válvula sin retorno que se encuentra en la tapa, con una bomba de mano. Esto somete a la lechada a suficiente presión para eliminar las burbujas de aire atrapadas.
  • 14. 7.3. Pérdida de agua o filtrado. La prueba de perdida de fluido mide el generado en un lapso de 30 minutos a través de un filtro de prensa revestido con una malla medida de 325. La prueba puede ser conducida a 100 o 1000 psi y a temperaturas de hasta 400 F y con ya sea mezcla de lechada fresca o una que haya estado en el probador de fraguado por un rato. Sin aditivos, todas las lechadas de cementación puras, tienen una perdida de fluido en exceso de 1000 mls. Con largas cadenetas de polímeros aditivos en concentraciones de 0.6 a 1% por pero de cemento, la perdida de fluido puede ser reducida a 50 – 150 mls. 7.4. Permeabilidad. Puede ser medida utilizando un equipo de permeabilidad, pero por lo general no es parámetro principal en el diseño de la lechada de cementación. 8. Problemas más frecuentes y como prevenirlos. 1. Falta de agua: De antemano deberá de almacenarse agua suficiente para la operación. 2. Falla de la unidad cementadora: probar la misma antes de iniciar la operación, y si falla, no iniciar a cementar hasta que llegue otra en condiciones. 3. Pérdida parcial y pérdida total de circulación: Si es pérdida parcial, es recomendable bajar el gasto de bombeo para reducir la presión; ahora, si la pérdida es total, hay que continuar con la operación. 4. Fuga en la cabeza de cementación: reemplazarla por otra de inmediato. 5. Falla en la unidad almacenadora de cemento (trompo): tratar de corregir la falla y tener otra línea alterna de aire del equipo. 6. Al desplazar la lechada, que el exceso de cemento caiga en la presa de asentamiento, dejar en la descarga de la línea de flote, a un elemento de la cuadrilla para estar pendiente, y cuando salga el cemento, que se descargue en el contenedor de recortes. 7. Al desplazar la lechada, fallen las bombas del equipo: terminar de desplazar con la unidad de alta. 8. Fuga en las uniones del stand pipe: cambiar los empaques de las uniones. 9. Descontrol del pozo: efectuar procedimiento de cierre de preventores.
  • 15. CONCLUSION La cementación es un proceso petrolero que tiene por objeto endurecer las paredes del pozo para conservar las mejores cualidades de la formación ,contando con técnicas y practicas operaciones que provienen de una planificación para un plan de trabajo supervisado por especialistas con el fin de orientar al desarrollo y aplicación para explotar , transportar , procesar , y tratar los hidrocarburos . La cementación tiene una gran importancia en la vida del pozo, ya que los trabajos de una buena completación dependen directamente de una buena cementación. Los propósitos principales de la cementación son Proteger y asegurar la tubería de revestimiento en el hoyo, aislar zonas de diferentes fluidos, aislar zonas de agua superficial y evitar la contaminación de las mismas por el fluido de perforación o por los fluidos del pozo, evitar o resolver problemas de pérdida de circulación y pega de tuberías, Reparar pozos por problemas de canalización de fluidos y Reparar fugas en el revestidor entre otras, e allí la gran importancia de la cementación.
  • 16. BIBLIOGRAFIA 1. http://industria-petrolera.blogspot.com/2009_01_01_archive.html 2. www.tesisymonografias.net/tesis...cementación-de-pozos/1/ 3. http://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/8020/1/Dise%C3%B1 o%20de%20Revestimiento%20y%20Cementaci%C3%B3n%20de%20pozo s%20en%20el%20Oriente%20Ecuatoriano.pdf 4. http://industria-petrolera.blogspot.com/2009/01/cementacion-de- revestidores.html 5. http://www.scribd.com/doc/18686951/Cementacion-de-Pozos