cementacion forzada- laminas de power point

Completación y Reacondicionamiento de Pozos
Unidad 6
UNIVERSIDAD DE ORIENTE
NÚCLEO DE MONAGAS
ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE PETRÓLEO
Prof. MSc. José Oca
Cementación forzada.

1. Definición de la cementación forzada.
Cementación forzada (definición)
Es el proceso por el cual se usa presión hidráulica para forzar (inyectar)
la lechada de cemento a través de los agujeros o perforaciones de la tubería de
revestimiento hacia el espacio anular y/o la formación; todo esto con el fin de
reparar un trabajo de cementación primaria o un problema en un pozo.
Unidad 6: Cementación forzada.

2. Aplicaciones del uso de las cementaciones forzadas.
Aplicaciones: Aislamiento zonal defectuoso (cementación primaria)
Esto ocurre cuando en la cementación primaria el cemento no ha
desplazado bien el lodo en el anular y han quedado burbujas y canales de lodo o
de cemento contaminado.

2. Aplicaciones del uso de las cementaciones forzadas.
Aplicaciones: Eliminar intrusión de agua o gas
La entrada no deseada de agua o gas procedentes de áreas situadas
por encima o por debajo de la zona de producción también se puede eliminar
mediante la cementación forzada: se hacen perforaciones en estas áreas y se
inyecta lechada de cementación a través de los orificios

Aplicaciones: Reparación de fugas en la tubería de revestimiento
Las tuberías de revestimiento pueden presentar fallas por corrosión o la
la presencia de grietas o fallas en las uniones.
Otras Aplicaciones de la cementación
forzada:
• Abandonar una zona no productiva o
depletada.
• Sellar zonas de pérdida de circulación.

3. Tipos de cementación forzada.
Clasificación de la cementación forzada
La cementación forzada puede clasificarse según la técnica de
colocación (presión de inyección baja o alta), el método de bombeo (continuo o
por forzamiento intermitente) y el método de aplicación (mediante herramientas
de cementación forzada o métodos de colocación convencionales).
Por colocación:
Presión baja: La cementación forzada a presión baja consiste
básicamente en la inyección de lechada de cementación con una presión inferior
a la de fractura de la formación. Esta técnica se utiliza sobre todo para rellenar
cavidades de las perforaciones o canales interconectados. Es la técnica más
utilizada. Se suelen utilizar volúmenes pequeños de lechada, ya que ésta no se
inyecta en la formación. Es necesario tomar precauciones especiales para evitar
que la formación se fracture.

Por colocación:
Presión alta: La técnica de cementación forzada de alta presión se utiliza
cuando no es posible inyectar la lechada a una presión inferior a la de fractura.
Esto ocurre principalmente en canales aislados detrás de las tuberías de
revestimiento y en perforaciones obstruidas.
El cemento se coloca fracturando la formación e inyectando la lechada
de cementación en la zona. Se suele utilizar un volumen relativamente alto de
lechada, ya que las fracturas creadas y las perforaciones tienen que rellenarse
con ella.
Como medida de precaución especial, antes de inyectar la lechada,
debe bombearse un lavador o un ácido débil, con el fin de minimizar el caudal
de bombeo necesario para iniciar las fracturas. Un caudal de bombeo alto puede
generar fracturas grandes, con orientaciones impredecibles que no puedan
controlarse.

Por bombeo:
Bombeo continuo: El bombeo continuo consiste en bombear de forma
ininterrumpida un volumen determinado de lechada hasta alcanzar la presión de
inyección final. Cuando la presión de inyección final se mantiene constante, el
trabajo ha terminado; en caso contrario, se debe repetir hasta alcanzar una
presión uniforme. Esta técnica puede utilizarse tanto con presiones altas como
bajas.
Variación de presión con respecto al tiempo

Por bombeo:
Bombeo intermitente: consiste en aplicar de forma intermitente presión
a un caudal entre 0,25 bbl/min y 0,50 bbl/min durante un intervalo de tiempo
hasta alcanzar la presión final de la cementación forzada. en este bombeo se
utilizan volúmenes de lechada relativamente bajos. La duración de cada
secuencia depende del tipo de formación y puede oscilar entre 5 minutos, en
formaciones duras, y 30 minutos, en formaciones blandas. Esta duración debe
tenerse en cuenta a la hora de determinar el tiempo de espesamiento de la
lechada.
Variación de presión con respecto al tiempo

Por aplicación:
A través de la cabeza de revestimiento: también conocida como
“cementación forzada pobre”, no se utiliza una herramienta de aislamiento
(empacadura) del fondo de pozo. Esto significa que toda la tubería de
revestimiento y el cabezal de pozo están expuestos a la presión de inyección
final. No se recomienda el uso de esta técnica en tuberías de revestimiento viejas.
Cuando hay perforaciones abiertas por debajo de la zona, a veces es
necesario introducir un tapón mecánico para aislarlas de la zona de tratamiento.
La técnica de la cabeza del revestimiento se aplica a profundidades pequeñas y
con aberturas largas en la tubería de revestimiento.
Procedimiento general:
-Corra en el agujero, hasta el fondo de la zona, la tubería o tubería de
perforación sin nada en el extremo inferior.
-Bombee la lechada de cementación y agua.

-Levante la tubería por encima de la lechada para equilibrar el tapón.
-Cierre las compuertas del BOP.
-Inyecte la lechada en la zona.
-Aplique la presión de cementación forzada.
-Abra las compuertas del BOP.
-Reverse el exceso de lechada.
-Espere a que el cemente fragüe.

Por aplicación:
Con herramientas de cementación forzada: Esta técnica implica el uso
de herramientas de fondo de pozo recuperables o perforables. Estas
herramientas se utilizan para aislar la parte superior del revestimiento y el
cabezal de pozo del cemento y de la presión de cementación, así como para
mejorar el control y la inyección de fluidos durante los trabajos de cementación
forzada.
Este método se utiliza cuando existen dudas sobre la integridad de la tubería de
revestimiento (en pozos viejos) y cuando es necesario colocar la lechada en un
intervalo largo, en una tubería de revestimiento partida o en un liner con
perforaciones abiertas por debajo de la zona de tratamiento.
El tubo de fondo se utiliza para garantizar una buena colocación de la lechada en
la zona.

Por aplicación:
Con herramientas de cementación forzada:

Cementación forzada por tuberia continua
Se utiliza para cementar zonas agotadas o zonas de agua/gas en un
pozo productivo sin emplear un equipo de perforación o herramientas
recuperables. Este sistema consiste en inyectar la lechada de cementación en la
zona mediante una tubería flexible. La lechada que ha quedado en el agujero se
contamina y se reversa antes de esperar a que el cemento fragüe. El diseño de la
lechada es esencial para que este trabajo sea efectivo, ya que el proceso puede
requerir mucho tiempo (esto genera una reducción del tiempo de espesamiento).

4. Tapones de cemento.
Tapón de cemento (definición)
Un tapón es un volumen relativamente pequeño de lechada de
cementación que se coloca en el agujero con diversos fines, entre ellos:
-Desviar el agujero del pozo por encima de un pescado (por
ejemplo una herramienta perdida en el agujero) o realizar una perforación
direccional (tapón desviador).
-Taponar una zona o un pozo agotados (abandono)
-Resolver un problema de pérdida de circulación durante la
fase de perforación.
-Probar el anclaje

Aplicaciones de tapones de cemento: Desviación y perforación direccional
En los trabajos de perforación direccional en formaciones blandas,
puede resultar difícil conseguir el ángulo y la dirección correcta. Una práctica
muy común para conseguir la dirección y el ángulo deseado es colocar un tapón
desviador en la zona.
Durante los trabajos de perforación,
cuando se han perdido herramientas,
sartas de perforación u otras piezas
en el agujero, a veces la única
solución es desviar el agujero para
rodear esta pieza irrecuperable.

Aplicaciones de tapones de cemento: taponamiento de una zona agotada.
.
A veces, es necesario aislar las
zonas agotadas con el fin de evitar
una posible migración de fluido
desde los tramos productivos. Este
aislamiento también puede ser
necesario para proteger una zona
de baja presión en un agujero
abierto, antes de la terminación de
un tramo superior

Aplicaciones de tapones de cemento: para perdida de circulación.
La colocación de una lechada bien formulada en la zona ladrona puede
detener las pérdidas de lodo de perforación. Aunque la lechada de cementación
puede perderse a la zona ladrona, en todo caso servirá para endurecer y
consolidar esta formación débil o ladrona.
.
Se puede inyectar un tapón de
cementación en la parte superior de
una zona con el fin de aislarla y
evitar que se fracture por la presión
hidrostática que se genera durante
la cementación de una sarta de
revestimiento (taponamiento antes
de una cementación primaria).

Aplicaciones de tapones de cemento.
ABANDONO
La técnica más usual para
abandonar un pozo seco es
inyectar tapones de cementación a
diversa profundidad, con el fin de
evitar la comunicación zonal o las
migraciones de fluidos, que
podrían contaminar las fuentes de
agua dulce subterráneas. Las zonas
o formaciones agotadas se taponan
cuando se abandonan.
La mayoría de los países obliga a los operadores de pozos de gas y petróleo y a las
compañías de servicios a seguir escrupulosamente ciertos procedimientos de
abandono, establecidos por las autoridades gubernamentales.

Aplicaciones de tapones de
cemento:
ANCLAJE PARA PRUEBA.
Cuando, debajo de
una zona de prueba existe
una formación débil en un
agujero abierto, y es difícil o
imposible asentar un anclaje
lateral o un tapón mecánico,
se utiliza un tapón de
cementación, o anclaje para
prueba para ofrecer el
soporte necesario.

5. Razones por los cuales falla un forzamiento de
cemento.
Presiones muy elevadas:
Si la presión de fractura de la formación es excedida, se pierde el
control de la lechada y entra a áreas desconocidas. Una vez creada, una fractura
puede extenderse alrededor de varias zonas y abrir canales de comunicación
desconocidos entre zonas aisladas previamente.
Perforaciones tapadas:
El forzamiento bajo estas condiciones de pozo resulta en fallas para
llenar todas las perforaciones con cemento, y las perforaciones taponadas
evitaran el flujo de los fluidos de la formación e indicara la falla del
forzamiento. El lavado de las perforaciones antes del forzamiento es un método
que puede hacer que las perforaciones reciban cemento, este puede realizarse a
través de medios mecánicos o químicos.

5. Razones por los cuales falla un forzamiento de
cemento.
Colocación inadecuada de la empacadura:
La empacadura podría estar colocada muy por encima de las
perforaciones, lo que puede ocasionar que la lechada llegue a
contaminarse debido a canales existentes a través del fluido de
completación. Las propiedades de la lechada como perdida de filtrado,
tiempo de espesamiento y viscosidad pueden ser alteradas en base a esto.
Presión final de forzamiento elevada:
Una elevada presión no incrementa el chance de éxito, por el
contrario incrementa el riesgo de fracturamiento de la formación.

5. Propiedades requeridas por las lechadas de
cemento.
El diseño de la lechada utilizado debe estar en la capacidad de presentar de
manera óptima, las siguientes propiedades:
Propiedades Reológicas:
Las lechadas de cemento deben poseer valores bajos de viscosidad o
consistencia para que permitan que su desplazamiento sea eficiente, y posea una
mayor capacidad de penetración en los espacios o grietas de los intervalos a
cementar, antes de alcanzar la deshidratación que disminuye la movilidad a
través del área, de igual manera deben poseer bajos esfuerzos de gel debido a
que los sistemas que poseen alta gelificación originan restricciones durante el
movimiento de la lechada causando un incremento en la presión necesaria para
colocar el cemento, lo que puede fracturar la formación.

cemento.
Contenido de agua:
El alto contenido de agua permitirá mayores tiempos de bombeo y
retardo en el fragüe, por lo que nunca se debe incrementar el agua del cemento,
a menos que se agregue bentonita o un material similar, los cuales tienen la
propiedad de hidratarse de igual manera, el exceso de agua libre siempre
producirá un cemento de poca resistencia al esfuerzo y a la compresión.
Tiempo de bombeabilidad o espesamiento
Es el tiempo requerido para mezclar y bombear la lechada dentro del
pozo, hacia los intervalos a cementar, a nivel de laboratorio, el equipo utilizado
para determinar el tiempo de bombeabilidad de cualquier lechada de cemento se
denomina consistómetro, y esta especificado en los procedimientos de ensayos
y recomendados por el API.

cemento.
Resistencia a la compresión
La industria petrolera, considera que una resistencia a la compresión de 500
psi es adecuada para la mayoría de las operaciones. Al decidir cuánto tiempo deberá
esperarse para que el cemento fragüe, es importante conocer las características del
desarrollo de la resistencia de los cementos en uso, para garantizar la obtención de
excelentes resultados en el forzamiento.
Densidad de la lechada
Deben mantenerse lo más bajo posible con la finalidad de evitar que se origine
un diferencial de presión excesivo entre la columna hidrostática de cemento dentro del
pozo y la presión del intervalo a cementar, capaz de superar la presión de fractura de la
formación. Durante el desarrollo de las operaciones de forzamiento de cemento, la
densidad de la lechada es medida constantemente con el uso de balanzas presurizada, las
cuales reducen las burbujas de aire entrampadas en la mezcla, con el objeto de mantener
su valor aproximadamente igual al valor establecido de acuerdo a las características de la
formación.

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