Este documento describe los procedimientos básicos de la cementación primaria, incluyendo la corrida de tubería de revestimiento, la circulación de lodo, la prueba de presión, el bombeo de lavador y espaciador, la mezcla y bombeo de la lechada, el lanzamiento del tapón superior y la comprobación de los flujos de retorno. También explica los equipos utilizados como la unidad de bombeo de cemento, la línea de tratamiento, el sistema de mezcla y los tanques de fluido.

1. 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

2. 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

3. 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

4. Esta página se ha dejado a propósito en blanco
vi | Índice

5. 1.0 Introducción
La cementación de pozos es el proceso por • detallar y explicar los tipos de trabajos de
el cual se inyecta en un pozo una lechada cementación forzada.
de cementación con el fin de lograr ciertos
objetivos Los principales tipos de cementación 1.2 Advertencias de seguridad
incluyen: la cementación de los liners y las
tuberías de revestimiento, la colocación de El entrenamiento práctico requiere una
tapones de cementación y la realización de supervisión apropiada. Solicite ayuda a su
trabajos de reparación de cemento. supervisor si no está seguro de algún proceso
o del funcionamiento de algún equipo.
El proceso de cementación incluye la preparación Antes de llevar a cabo ninguna de las
de la lechada, que se compone de cemento en actividades que se describen en este
polvo, agua, y aditivos químicos para controlar documento, asegúrese de que todos los
las propiedades del cemento. Para conseguir una equipos de seguridad estén instalados y en
densidad determinada de la lechada se utilizan perfecto estado de funcionamiento.
equipos especiales; la densidad se mide como
la cantidad de masa por unidad de volumen Deje siempre el tiempo suficiente para poder
(por ejemplo, lbm/galUS, kg/m3, etc.). Luego realizar de forma correcta las comprobaciones
de mezclada, la lechada se bombea al pozo previas y posteriores a los trabajos.
mediante bombas de alta presión.
La omisión de cualquiera de los pasos de
un proceso puede afectar a los equipos o al
1.1 Objetivos del entrenamiento trabajo.
Tras el estudio del presente módulo, usted podrá: Antes de realizar el STEM 1 de la unidad,
asegúrese de llevar el siguiente equipo de
• enumerar los tipos de trabajos de protección:
cementación primaria;
• overoles NOMEX
• explicar los distintos tipos de trabajos de
• botas con puntera de acero
cementación primaria;
• casco de seguridad
• definir los siguientes términos: collar de
zapata, zapato, collar de flotación, tiempo de • anteojos de seguridad.
espesamiento, resistencia a la compresión; Puede que también sea necesario llevar los
• explicar el proceso de cementación por siguientes elementos:
encima del anular (top-out) y cuándo se • guantes
realiza;
• antiparras
• enumerar los pasos del proceso de
cementación en dos etapas; • máscara antipolvo
• explicar cuándo debe llevarse a cabo una • protección auditiva.
cementación en dos etapas;
JET 14 - Introducción a la Cementación | 7

6. 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.
8 | Introducción

7. 2.0 Cementación Primaria
La cementación primaria consiste en la colocación como a cualquier otra tubería de revestimiento
de cemento en el anular (espacio existente entre que se instale luego (por ejemplo, los liners).
la tubería de revestimiento y el agujero abierto o
la tubería de revestimiento anterior).El objetivo de Protección de la tubería de revestimiento
la cementación primaria es asegurar la integridad El cemento sirve como soporte y protección
del agujero, lo cual implica los siguientes aspectos: contra las formaciones plásticas (por ejemplo,
aislamiento zonal, sustentación, protección de la sales) y fluidos corrosivos de la formación (por
tubería de revestimiento, y sustentación del agujero. ejemplo, H2S y CO2).
Aislamiento zonal Sustentación del agujero
El aislamiento zonal consiste en sellar unas El cemento actúa como soporte para el agujero
zonas con respecto a otras. Esto evita el en formaciones plásticas, sensibles al agua o
desplazamiento de líquidos y gases entre las no consolidadas.
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 2.1 Procedimientos básicos de
con el agua de la zona superior.
cementación
En las siguientes secciones, se describe el
Sistemas de Mezcla y
Cementación Primaria
Bombeo de Cemento
procedimiento básico de una cementación
primaria. El proceso incluye los siguientes
Lodo de Perforación
pasos:
• corrida de tubería de revestimiento
• circulación de lodo mediante la bomba del
Tubería de Revestimiento
equipo de perforación
Capa de Cemento
en el Anular
• prueba de presión
Agua
• bombeo de lavador y espaciador
• mezcla de lechada
Collar de Flotación • bombeo de la lechada inicial o de llenado
Capa de Cemento
en el Anular • bombeo de la lechada de cola
Zapata de Revestimiento
Figura 2-1. Aislamiento Zonal
• lanzamiento del tapón superior
• desplazamiento de las lechadas y tapones
Sustentación de la tubería de revestimiento con fluido
La capa de cemento proporciona soporte axial • comprobación de retorno de fluidos
a la tubería de revestimiento de la superficie, así
JET 14 - Introducción a la Cementación | 9

8. 2.1.1 Corriendo tubería de revestimiento Según la locación y el cliente, la cuadrilla
de cementación puede estar presente en el
La tubería de revestimiento se corre en el pozo lugar antes de la introducción de la tubería de
tramo por tramo; las conexiones (roscadas) revestimiento o durante el proceso, o bien puede
se realizan mediante llaves de potencia. acudir una vez que se haya completado la
Normalmente, la corrida de la tubería se realiza a inserción de la tubería, cuando se está circulando
cabo por cuadrillas de trabajadores especializadas el lodo de perforación antes de la cementación.
de empresas como Weatherford y Franks, aunque
a veces también los pueden llevar a cabo las
propias cuadrillas de perforación. Schlumberger no 2.1.2 Circulación de lodo mediante la
ofrece este tipo de servicios, pero sus trabajadores bomba del equipo de perforación
deben conocer el proceso y los pasos a seguir.
Durante el proceso de introducción de la tubería de Antes de bombear la lechada en el pozo,
revestimiento, podría ocurrir algo que afectara de se lleva a cabo otro proceso: utilizando la
forma negativa al trabajo de cementación. bomba del equipo de perforación se hace
circular lodo de perforación (también conocido
Una vez corrida, la tubería de revestimiento se como fluido de perforación) en el pozo,
asienta sobre el fondo o justo encima del fondo. con el fin de acondicionar el lodo y lavar
El primer tramo de la tubería de revestimiento el pozo (Figura 2-2). Este proceso recibe
tiene una zapata de flotación o zapata guía en el nombre de acondicionamiento de lodo.
el extremo. Esta zapata sirve para proteger el Acondicionar el lodo significa conseguir que
extremo de la tubería de revestimiento y ayuda fluya sin problemas. Si no se lleva a cabo el
a guiarla en su paso hacia el fondo del pozo. acondicionamiento del lodo, el paso de fluido
por el anular puede verse dificultado por la
Después del primer o segundo tramo, se instala un presencia de sectores con lodo gelificado.
collar de flotación. El espacio situado entre el collar
de flotación y la zapata se denomina recorrido Cementación Primaria
Sistemas de Mezcla y
Bombeo de Cemento
de zapata y suele tener unos 80 pies de largo.
Normalmente, el recorrido de zapata se deja lleno
Lodo de Perforación
de cemento al final del trabajo de cementación.
Nota: Paso: Circulación de Lodo Tubería de Revestimiento
Es importante que la cuadrilla de Antes de bombear la lechada
en el pozo, se lleva a cabo otro Anular
proceso: mediante la bomba del
cementación revise la zapata guía equipo de perforación se hace
circular lodo de perforación
y la zapata de flotación. A veces, (también conocido como fluido
de perforación) en el pozo, con
estos elementos son suministrados el fin de acondicionar el lodo y
limpiar el pozo.
por Schlumberger; otras veces, es
el propio cliente quien se encarga
de su suministro.
Figura 2-2. Circulación de Lodo
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

9. Nota: PASO 02 Cebe la unidad de cementación
y las líneas de cemento con agua para llenar
Mucho antes de que se inicie el
todas las líneas.
proceso de circulación, la cuadrilla
de cementación debe asegurarse
de que la conexión de la reducción
PASO 03 Cierre la válvula del cabezal de
pozo y asegúrese de que no haya nadie cerca
de circulación o de la cabeza de
de las líneas.
cementación sea compatible.
PASO 04 Aumente la presión hasta el
nivel predeterminado haciendo que la unidad
El acondicionamiento consiste en circular el bombee agua.
lodo, que baja por la tubería de revestimiento, y
retorna por el anular. En el tramo superior de la PASO 05 Mantenga la presión durante 5
tubería de revestimiento puede instalarse una minutos y compruebe si hay fugas.
reducción de circulación; a veces, también se
usa una cabeza de cementación.
PASO 06 Libere la presión y ajuste las válvulas
para llevar a cabo la mezcla y bombeo del cemento.
Precaución: PASO 07 Inicie el trabajo.
El acondicionamiento de lodo debe
diseñarse con el mismo cuidado
2.1.4 Bombeo de lavador y espaciador
que el proceso de eliminación de
lodo; un diseño defectuoso puede Antes de bombear la lechada de cementación,
provocar una canalización, la cual por lo general, se bombea un lavador químico o
dificultaría e incluso podría llegar a un espaciador densificado, o ambos, para que
imposibilitar la eliminación del lodo. 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
2.1.3 Prueba de presión regular. Estos fluidos pueden utilizarse cuando se
Antes de iniciar la cementación, se debe puede lograr turbulencia en todas las secciones
hacer una prueba de presión a las líneas de del espacio anular. Los espaciadores son fluidos
tratamiento de alta presión que van desde densificados que se bombean en flujos turbulentos
la unidad de cementación hasta el pozo. Se o laminares. Estos productos sirven para eliminar
debe reparar cualquier fuga que se detecte y completamente los fluidos de perforación del anular
repetir la prueba de presión hasta conseguir antes de inyectar la lechada de cementación.
el resultado adecuado. Los resultados de
la prueba de presión deben registrarse y
documentarse en un gráfico. Nota:
Es muy importante mantener la
Las pruebas de presión se realizan tal y como densidad y la jerarquía de la reología
se indica a continuación: del lodo, el espaciador, la lechada
inicial y la lechada de cola. La única
excepción es cuando se utiliza un
PASO 01 Arme las líneas desde la unidad de lavador químico en un flujo turbulento.
cementación a la conexión del pozo.
JET 14 - Introducción a la Cementación | 11

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

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

12. 2.1.9 Lanzamiento del tapón superior y la lechada hacia abajo por la tubería de
revestimiento. Cuando el tapón limpiador inferior
El segundo tapón limpiador de cementación se llega al collar de flotación, la membrana situada
denomina tapón superior y es sólido. Se bombea en su parte superior se rompe y la lechada es
al final de los trabajos de cementación con el fin bombeada, saliendo de la parte inferior de la
de separar la lechada del fluido de desplazamiento tubería de revestimiento y subiendo por el anular.
que se bombea en la siguiente etapa del proceso,
y evitar así que sea contaminada por dicho fluido. Cuando el tapón superior llega al tapón inferior,
hay un aumento de presión. Las lechadas
Una vez que la lechada ya se ha bombeado en la de cementación se encuentran en el espacio
tubería de revestimiento, el tapón superior se lanza anular y en el recorrido de zapata. El proceso
desde la cabeza de cementación (Figura 2-7). habrá finalizado cuando se indique un aumento
de presión en la superficie y el proceso de
Cementación Primaria
Sistemas de Mezcla y
Bombeo de Cemento
desplazamiento haya terminado. Luego,
retornarán de dos a cinco barriles y parará el
flujo. Si este flujo de retorno continúa, significa
Lodo de Perforación
que hay fugas en el collar de flotación.
Tubería de
2.1.11 Revisión de los flujos de retorno
Paso: Lanzamiento del Revestimiento
Tapón Superior El collar de flotación está equipado con una válvula
El tapón superior se lanza después Anular
de bombear la lechada en la
tubería de revestimiento.
de retención que evita que los fluidos regresen
El tapón superior separa
por la tubería de revestimiento. Si la válvula está
la lechada del fluido de
desplazamiento que se inyecta defectuosa, la lechada puede empujar los tapones
en el siguiente paso del proceso
y evita así que éste contamine la
lechada.
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
Figura 2-7. Lanzamiento del Tapón Superior se espera a que el fluido retorne a los tanques
de desplazamiento de la unidad de cementación.
Cuando se ha inyectado la lechada de cola, se Si el collar de flotación o la zapata de flotación
para el bombeo y, a continuación, las válvulas funcionan correctamente, dejarán que vuelvan de
de la cabeza de cementación se cambian dos a cinco barriles y luego se interrumpirá el flujo.
de posición para permitir bombear un fluido Si este flujo de retorno continúa, significa que el
(normalmente agua o espaciador) que empuje el collar de flotación tiene algún defecto.
tapón superior desde la cabeza de cementación.
2.2 Equipos
2.1.10 Desplazamiento de lechadas y Los trabajos de cementación suelen realizarse
tapones con fluidos con los siguientes equipos:
A continuación, las lechadas de cementación
• equipo de material a granel para el
y los tapones limpiadores se bombean (son
almacenamiento y la mezcla
desplazados) hacia el fondo del pozo mediante
el fluido de perforación u otro fluido. Este fluido • unidad de bombeo de cemento
de desplazamiento empuja el tapón superior
14 | Cementación Primaria

13. • líneas de tratamiento • Mangueras de caucho de 4 pulgadas: sirven
para transferir el material desde el silo hasta
• sistema de mezclado
el equipo de mezclado de cemento; también
• mezclador por baches se utilizan para las líneas de ventilación.
• tanques de fluido • Tanque de descarga: ayuda a controlar el
• sistema de aditivos líquidos
flujo de cemento seco desde la planta de
material a granel al sistema de mezclado.
• cabezas de cementación.
Es esencial mantener en buen estado el equipo
de material a granel, ya que para realizar
2.2.1 Equipo de material a granel adecuadamente los trabajos de cementación es
En los trabajos de cementación primaria, se crucial que este equipo funcione de forma efectiva.
necesitan los siguientes equipos de material a granel
para almacenar el cemento seco y transferirlo al
sistema de mezclado de cemento (Figura 2-8): 2.2.2 Unidad de bombeo de cemento
La unidad de bombeo de cemento (Figura 2-9)
• Silos de cemento a presión o silos de desempeña las siguientes funciones:
cemento de gravedad: los distintos cementos
y mezclas deben almacenarse en silos de • suministra alta potencia y presión de bombeo
cemento separados. Los silos deben tener
• mide los fluidos de mezcla
la capacidad suficiente para almacenar el
cemento necesario. Además, estos silos • proporciona y controla el sistema de
también sirven para mezclar y manipular mezclado de cemento
aditivos y material a granel en seco.
• controla el caudal y la presión de bombeo.
Camión de Bombeo
de Cemento
Skid de Bombeo de
Cemento(CPS-361)
Figura 2-9. Unidades de Bombeo de Cemento
Figura 2-8. Equipo de Material a Granel
2.2.3 Línea de tratamiento
• Transporte de cemento a granel: se utilizan
La línea de tratamiento es un conjunto de
para transportar el cemento seco hasta el
tuberías, Tes, válvulas y uniones giratorias que
pozo. También pueden utilizarse durante la
se utiliza para llevar la lechada de cementación
cementación para transferir directamente el
y otros fluidos bombeados desde la unidad de
cemento al sistema de mezclado.
cementación al pozo (Figura 2-10).
• Compresor de aire: suministra el aire
para presurizar los silos y llevar a cabo la
transferencia de cemento.
JET 14 - Introducción a la Cementación | 15

14. 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
Figura 2-10. Línea de Tratamiento
lechada mezclada al vuelo con la densidad
deseada y, luego, ajustar la densidad mediante
En los trabajos de cementación, se utiliza una la adición de fluido de mezcla o cemento. Otra
línea de tratamiento de dos pulgadas 1502. La técnica muy utilizada es la de llenar el mezclador
línea de tratamiento debe armarse conforme a por baches con fluido de mezcla y luego añadir
las instrucciones de la Norma de Seguridad 5 de el cemento seco desde el sistema de material
Well Services: Bombeo a Presión y Seguridad en a granel directamente al fluido de mezcla hasta
la Locación (sección ID# 3313681 de InTouch).. conseguir la densidad deseada. Si utiliza este
último método, añada el cemento poco a poco,
Las líneas de tratamiento disponen de unas con un caudal manejable; compruebe la densidad
estrictas instrucciones de uso, inspección y a intervalos regulares y deje que la lechada se
prueba. Encontrará estas indicaciones en la homogenice antes de medir la densidad.
Norma de Seguridad 23 de WS: Pruebas e
Inspección de Equipos de Tratamiento (sección
ID #3313701 de InTouch). 2.2.6 Tanques de fluido
Los fluidos utilizados en el proceso de
2.2.4 Sistema de mezcla cementación (fluido de mezcla para la lechada
inicial y la lechada de cola, lavadores y
El objetivo del sistema de mezcla es garantizar espaciadores) deben almacenarse y prepararse
la proporción exacta de cemento seco y fluido en tanques de fluido.
de mezcla de manera que se obtenga una
lechada con características predecibles, que El uso bombas centrífugas para la recirculación
pueda bombearse al fondo del pozo al caudal de la lechada debe limitarse al mínimo, ya que la
deseado. energía de corte adicional que se añade al sistema
puede afectar de forma negativa las propiedades
Se utilizan diversos tipos de sistemas de de la lechada. Se recomienda que la lechada no
mezcla; además, estos sistemas están en se recircule con una bomba centrífuga durante
continua evolución. En el Módulo JET 7 más de 5 minutos por cada 10 bbl de lechada.
encontrará la descripción e instrucciones de
uso de los sistemas de mezcla que se utilizan Las pruebas de cemento realizadas en el
actualmente: Equipos de Mezclado de Cemento laboratorio deben tener en cuenta que la mezcla
(sección ID# 4127834 de InTouch). de la lechada se va a realizar por baches.
16 | Cementación Primaria

15. Normalmente, para almacenar estos fluidos 2.2.7 Sistema de aditivos líquidos
se utilizan tanques de lodo del equipo de
perforación; en todo caso, la cuadrilla de Los sistemas de almacenamiento y medición de
cementación debe asegurarse de que: aditivos líquidos sirven para almacenar y medir
los aditivos líquidos durante las operaciones de
• los tanques estén limpios y no se contaminen cementación.
con otros fluidos durante la preparación de
los fluidos o el proceso de cementación. Inicialmente, estos sistemas se diseñaron para
utilizarse en espacios confinados en equipos
• haya suficientes tanques y los tanques de perforación costafuera; sin embargo, por su
tengan la capacidad suficiente para eficiencia y economía, ahora son un elemento
almacenar los distintos fluidos que se imprescindible para cualquier trabajo de
necesitan. No olvide que también debe tener cementación en el que se utilicen aditivos líquidos.
en cuenta el volumen muerto del tanque.
• el fluido de los tanques pueda mezclarse y Existen diversos tipos de sistemas de aditivos
circular de forma adecuada para garantizar líquidos (LAS):
su homogeneidad.
• Sistema de control manual: cuatro
• no haya fugas en los tanques. tanques cerrados (1.000 galUS, 750
• el caudal de fluido desde los tanques a la galUS y dos de 300 galUS) almacenan los
unidad de cementación sea el adecuado distintos aditivos líquidos. Cuatro bombas
para poder alcanzar los caudales de de diafragma de accionamiento neumático
bombeo y mezcla de diseño. envían los aditivos directamente a los
tanques de almacenamiento por encima del
En algunos casos, los tanques para los fluidos tanque de desplazamiento de la unidad de
utilizados durante el proceso de cementación cementación. A continuación, los aditivos
son suministrados por Schlumberger. líquidos se vierten en la proporción adecuada
y se dispersan en el agua de mezcla.
En locaciones costafuera, se utilizan los
tanques del equipo de perforación y, en algunos • Sistema de control automático: el
casos, la unidad de cementación se alimenta sistema incluye un método para controlar
directamente con agua salada. En este último de forma automática las cantidades de
caso, es necesario asegurarse de que el agua aditivos. El sistema está equipado con
salada se utilice en las pruebas de laboratorio cuatro bombas de desplazamiento positivo:
y de que la toma de suministro de agua salada unos sensores magnéticos cuentan las
no se encuentre cerca del fondo del mar. Para carreras de la bomba. Esto se utiliza para
algunos fluidos es necesario utilizar agua dulce medir de forma automática el volumen
y diésel o petróleo; antes de realizar ningún exacto de los aditivos que se vierte en el
trabajo, compruebe con el representante de la tanque de desplazamiento.
Empresa si el equipo de perforación dispone de • Sistema de aditivos líquidos
estos fluidos en cantidad suficiente. computerizado: este sistema está
formado por un módulo de control
de medición, un caudalímetro
Nota: electromagnético con válvulas de control,
Asegúrese de limpiar todos los y un terminal remoto que permite medir los
tanques al final del trabajo. volúmenes de aditivos programados que se
vierten en el tanque de desplazamiento.
JET 14 - Introducción a la Cementación | 17

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

17. Aunque sea necesario cementar el tubo Sistemas de Mezcla y
conductor, no se suelen utilizar tapones Cementación a través de
Tubería de Perforación
Bombeo de Cemento
limpiadores de cementación. Por lo general, la
cementación se realiza mediante la inserción Lodo de Perforación
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
Figura 2-13. Cementación a Través de Tubería de Perforación
de cementación aceleradas. Las tuberías de
revestimiento de gran diámetro están sometidas
a una fuerza de flotación ascendente enorme El cemento se mezcla y bombea a través de la
debida a la presión que actúa en la superficie tubería de perforación y pasa al anular hasta
de la cabeza de cementación. Si esta área es llegar a la superficie (si este es el objetivo).
suficientemente grande, puede exceder el peso Cuando se observe que el retorno es cemento de
sumergido de la tubería de revestimiento y buena calidad (no contaminado), puede detenerse
expulsar la tubería fuera del agujero. 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
2.3.1.1 Cementación a través de tuberías se observa una pérdida de circulación, la mezcla
de perforación puede interrumpirse y desplazarse el cemento,
con lo cual se evita el bombeo de grandes
La cementación de revestimientos grandes cantidades de cemento a las zonas de pérdida.
(con diámetros superiores a 13-3/8 pulgadas)
puede realizarse a través de una tubería de
perforación. En la parte superior de la zapata 2.3.1.2 Cementación por encima
guía o zapata de flotación (Figura 2-13) se Si el objetivo es cementar hasta la superficie
instala un aditamento de conexión (stab-in). y no se consigue, bien sea por pérdidas o
Esta zapata o collar actúa como receptáculo por bombeo de un volumen de cemento
del aguijón (stinger) que se conecta a la insuficiente, será necesario llevar a cabo una
parte inferior de la tubería de perforación. “cementación por encima”, con el fin de que el
La guía se prepara con sellos o empaques cemento alcance la superficie.
que actúan como un sello contra el diámetro
interno (ID) de la zapata o collar de conexión. Para esta operación se utiliza un tubo de diámetro
Hecho esto, el cemento puede bombearse externo pequeño (tubería macarrón) (Figura 2-14).
y desplazarse a través de la tubería de En el anular se pueden introducir de dos a cuatro
perforación hasta el anular. de estas tuberías; de este modo, la lechada de
cementación se puede bombear y llenar el espacio
JET 14 - Introducción a la Cementación | 19

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

19. 2.3.3 Cementación de tubería de Si el tramo que hay que cementar es muy
largo y hay formaciones con una presión de
revestimiento intermedia
fractura baja, la tubería de revestimiento puede
A veces, conforme va a aumentando la cementarse en dos etapas (que se cubren en la
profundidad de perforación, para mantener siguiente sección de este documento).
la integridad del pozo es necesario utilizar
una tubería de revestimiento intermedia Los tipos de lechada de cementación utilizados
(Figura 2-16). Las tuberías de revestimiento dependen de las necesidades del cliente y de
intermedias se utilizan para separar el pozo en las condiciones del agujero en esta sección del
secciones explotables, aislar zonas de pérdida pozo. Las más utilizadas son la lechada inicial
de circulación, secciones salinas, zonas de extendida y la lechada de cola con cemento puro.
sobrepresión, secciones con lutitas y otras
condiciones en el fondo o la superficie del pozo • Las lechadas iniciales llevan un agente
que puedan dificultar o hacer que sea peligroso extensor y/o un aditivo ligero y, muchas
continuar la perforación. veces, también un retardador y un aditivo
para la pérdida de fluido.
• Las lechadas de cola pueden estar diseñadas
Tubería de Revestimiento
con un retardador y, muchas veces, también
Intermedia
con un dispersante y un aditivo para la
La tubería de revestimiento
intermedia se utiliza para
separar el pozo en las siguientes
pérdida de fluido. En alguno casos, cuando
secciones explotables:
el cemento se va a utilizar para controlar
• Zonas salinas
• Zonas con sobrepresión
ciertas zonas problemáticas (por ejemplo,
• Zonas con pérdidas de
zonas salinas y zonas de migración de gas) se
circulación aisladas
utilizan aditivos especiales.
• Otras condiciones en el fondo
o la superficie que pueden
dificultar o hacer peligroso
2.3.4 Cementación de tubería de
proseguir la perforación
revestimiento de producción
La colocación y cementación de la tubería
de revestimiento de producción (Figura 2-17)
Figura 2-16. Tubería de Revestimiento Intermedia es uno de los pasos más importantes en la
perforación de un pozo. Además de actuar
El tamaño y la longitud de las tuberías de como elemento de sustentación del agujero,
revestimiento intermedias varían mucho de un esta tubería cumple otras misiones:
operador a otro y de un campo a otro, e incluso
dentro de un mismo campo. Los tamaños más • aislar la zona productiva de otras formaciones
utilizados son: 13-3/8 pulgadas, 10-3/4 pulgadas y de los fluidos presentes en ellas
y 9-5/8 pulgadas. La longitud puede oscilar entre
• actuar como cubierta de protección de los
1.000 pies y 15.000 pies (305 m a 4.570 m).
equipos de terminación, tales como:
Las tuberías de revestimiento intermedias - equipo de bombeo artificial subterráneo
pueden cementarse hasta la superficie o hasta - equipo de terminación en zonas múltiples
la zapata de la tubería de revestimiento anterior,
en función de las necesidades del cliente, la - mallas de control de arena
presión de fractura de la formación, etc. • recubrir tuberías de revestimiento
intermedias dañadas o desgastadas
JET 14 - Introducción a la Cementación | 21

20. • Las lechadas de cola pueden llevar un
retardador y, muchas veces, también un
Tubería de Revestimiento de
Producción
dispersante y un aditivo para la pérdida de
La tubería de revestimiento de fluido.
producción se corre a través de la
tubería intermedia y se cementa
en la zona o zonas de producción. Cuando el cemento se va a utilizar para
La razones principales para
correr y cementar una tubería de controlar ciertas zonas problemáticas (por
revestimiento de producción son
las siguientes: ejemplo, zonas salinas y zonas de migración de
• Aislar las zonas de producción,
y los fluidos que contienen, de
gas) se utilizan aditivos especiales.
otras zonas
• Actuar como cubierta de
protección de los equipos
de producción subterráneos
El diseño de los trabajos de cementación es
(terminaciones)
esencial para que los trabajos sean efectivos.
• Recubrir las tuberías de
revestimiento intermedias
dañadas o desgastadas
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).
Figura 2-17. Tubería de Revestimiento de Producción La superposición depende del objetivo del liner y
puede oscilar entre 50 y 500 pies.
La longitud y tamaño de la tubería de
revestimiento de producción varía mucho,
Sistemas de Mezcla y
pero las más usuales son: 4-1/2 pulgadas, 5 Liner Bombeo de Cemento
pulgadas, 7 pulgadas y 9-5/8 pulgadas.
Lodo de Perforación
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: Figura 2-18. Liner
• Las lechadas iniciales llevan un agente El uso de liner (como tuberías de revestimiento
extensor y/o un aditivo ligero y, muchas de producción) permite utilizar menos tubería
veces, también un retardador y un aditivo de revestimiento y, por tanto, reducir el costo
para la pérdida de fluido. del pozo. Las tolerancias anulares suelen
22 | Cementación Primaria

21. ser pequeñas; debido a esto, en los trabajos 2.3.6 Cementación de conexiones de liner
de cementación puede ser necesario utilizar a superficie
fluidos y técnicas de colocación especiales
para reducir el riesgo de sufrir pérdidas. Las conexiones de liner a superficie
(complementos de liner) (Figura 2-19) salen
Las lechadas utilizadas en la cementación desde superiores tope de un liner ya existente y
de los liner están diseñadas para presentar ascienden hasta un punto determinado o hasta
unas propiedades de fluidez y de fraguado la superficie. Se utilizan para reparar tuberías
que garanticen una buena sustentación y de revestimiento dañadas, desgastadas o
aislamiento. Si el volumen lo permite, la corroídas y para reforzar la protección contra la
lechada se mezclará por baches. presión y la corrosión.
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.
Figura 2-19. Cementación de Conexiones de Liner a Superficie
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 Para instalar una conexión de liner a superficie,
revestimiento. Se utiliza para reparar tuberías el liner original debe tener instalado un conector.
de revestimiento dañadas, desgastadas o Normalmente, se trata de un receptáculo de
corroídas situadas sobre otro liner ya existente. diámetro interno pulido que va unido a la parte
superior del colgador del liner. En el extremo
Para correr y colgar el liner dentro de una de la conexión de liner a superficie se coloca
tubería de revestimiento es necesario utilizar un aguijón (stinger) con sellos o un niple de
equipos especiales. Schlumberger no sello. En algunos casos, también se utiliza un
suministra este tipo de equipos (entre los que empacador y cuñas de anclaje.
se incluye la cabeza de cementación del liner).
La cuadrilla de cementación debe coordinar los A veces, se puede hacer la cementación a
trabajos de cementación junto con el cliente y través de la conexión de liner a superficie,
el proveedor de equipos para liner. en el anular entre el tie-back y el tubería de
revestimiento anterior.
JET 14 - Introducción a la Cementación | 23

22. 2.4 Cementación primaria: Con la introducción y aplicación de la familia
LiteCRETE* de sistemas de cemento, se ha
Procedimientos con múltiples etapas reducido en los últimos tiempos, el uso de
cementaciones con múltiples etapas. La baja
Los trabajos de cementación con múltiples
densidad y las mejores propiedades mecánicas
etapas se utilizan para separar y aislar zonas.
de estos sistemas permiten cementar las sartas
En primer lugar, la lechada de cementación se
de revestimiento sin necesidad de utilizar
asienta alrededor de la sección inferior de una
collares de etapa.
sarta de revestimiento con el cemento colocado
hasta una profundidad determinada. A
Para realizar una cementación en dos etapas
continuación, a través de los puertos del collar
se siguen estos pasos:
o collares de etapa colocados en la sarta de
revestimiento, se cementan de forma sucesiva
las etapas superiores. Un collar de etapa PASO 01 Circulación y acondicionamiento
es básicamente una junta de revestimiento del lodo.
con puertos que se abren y cierran o sellan
mediante camisas de accionamiento a presión. PASO 02 Pruebas de presión de las líneas.
La cementación de etapas múltiples se utiliza
con los siguientes fines:
PASO 03 Bombeo del lavador y/o espaciador.
• reducir la presión hidrostática en las PASO 04 Bombeo de la lechada de
formaciones que no pueden soportar cementación inicial y/o de cola (cementación de
la presión hidrostática ejercida por una la primera etapa).
columna larga de cemento
• aislar dos zonas con problemas en una PASO 05 Lanzamiento del tapón de la
misma sección del agujero del pozo, por primera etapa.
ejemplo, una zona de alta presión y una
zona con una presión de fractura baja PASO 06 Desplazamiento de la lechada
de cementación de la primera etapa hasta la
• ahorrar cemento en aquellos pozos en los
zapata (profundidad total).
que sólo es necesario cementar la parte
inferior y una porción superior de la tubería
de revestimiento PASO 07 Bombeo del tapón de la primera
etapa para verific*ar que ha llegado al collar de
Las tres técnicas de cementación de múltiples flotación.
etapas más utilizadas son:
• cementación regular en dos etapas; la PASO 08 Purga y comprobación de los
cementación de cada una de las etapas es retornos.
una operación independiente y distinta
• cementación continua en dos etapas;
PASO 09 Lanzamiento de la bomba de
apertura del collar de etapa (hasta que caiga
ambas etapas se cementan en una sola
en el collar de etapa).
operación continua
• cementación en tres etapas; la
cementación de cada una de las etapas es
una operación independiente y distinta. * Marca de Schlumberger
24 | Cementación Primaria

23. 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.
JET 14 - Introducción a la Cementación | 25

24. Esta página se ha dejado a propósito en blanco
26 | Cementación Primaria

25. 3.0 Propiedades de Cementación
Los cementos Portland están diseñados para La propiedades de la lechada y del cemento
utilizarse en la cementación de pozos, en muy fraguado se diseñan y evalúan en un
diversas condiciones: distintas temperaturas y laboratorio, donde se simulan las distintas
presiones, y formaciones y fluidos con distintas condiciones en las que van a emplearse. Los
propiedades. Para poder utilizar las lechadas procedimientos de prueba en laboratorio se
en estas distintas condiciones, se emplean rigen por las normas incluidas en API RP 10B:
numerosos aditivos de cemento, diseñados en Procedimiento Recomendado para la Prueba
condiciones simuladas. 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
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
Composición
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
Código Concentración Componente Número de lote
H Mezcla Muestra campo
Agua dulce 3,368 gals/sk Fluido base
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
Pv: 88,947 cP Pv: 86,386 cP
Ty: 5,50 lbf/100 pies2 Ty: 39,76 lbf/100 pies2
Tiempo de espesamiento
Consistencia Tiempo
3 0 Bc 04: 51 h r:mn
7 0 Bc 05: 35 h r:mn
1 00 B c 0 5:3 9 hr: mn
Fluido libre
0,0 mL/250 mL En 2 hrs
A 110 ºF y 0º incl.
Sedimentación Ninguna
Resistencia a compresión UCA – Resultados registrados
Tiempo CS
12:00 hr:mn 1502 psi
12:00 hr:mn 2522 psi
Pérdida de fluido
Pérdida de fluido API 20 mL
10 mL en 30 min a 110 ºF y 1000 psi
Comentarios
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
JET 14 - Introducción a la Cementación | 27

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

27. 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.
JET 14 - Introducción a la Cementación | 29

28. Esta página se ha dejado a propósito en blanco
30 | Propiedades de Cementación